TW201111106A - Diamond wire saw, process for manufacturing diamond wire saw - Google Patents

Description

201111106 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於金鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之製造方 法。 【先前技術】 製造各種半導體裝置時，係將單結晶、多結晶、或由 非晶質矽、水晶等所構成之例如柱狀素材錠塊，藉由切割 加工切斷加工成預定厚度尺寸之薄板（晶圓）。用於將這種 高脆性材料以高精確度且低價格切斷之加工方法，有嘗試 使用將硏磨粒例如金鋼石等超硏磨粒固定在線鋸外周面之 固定硏磨粒型線鋸之方法。 此種構成有下述專利文獻1〜4。 下述專利文獻1係揭示有關於線鋸及其製造方法之發 明’其係超硏磨粒堅固地固定於線鋸且不會脫落，獲得粗 度一定且高切斷精確度之線鋸。 又’下述專利文獻2係揭示有關於線鋸之製造方法及製 造裝置之發明，其係形成低密度硏磨粒分布之電沈積線鋸。 又’下述專利文獻3係揭示有關於線鋸及其製造方法之 發明，其係加工能率高且不易斷線，而且製造效率高的線 鋸。 又’下述專利文獻4係揭示有關於電沈積線鋸工具及其 製造方法之發明，其係鋒利度優異之電沈積線鋸工具。 但是’上述專利文獻1〜4所示之線鋸及電沈積線鋸工 具’線鋸之鍍敷金屬皆爲Ni、Cu等，因此不具有充分之硬 度’而有使用時鋒利度差、容易斷線之問題。

-4- 201111106 又’在上述專利文獻1所示之線鋸，由於係超硏磨粒藉 由鏟敷層而固定於線鋸表面之構成，因此超硏磨粒被物理 性地埋入於鍍敷層，故有保持性低之問題。 又，在上述專利文獻2、3所示之線鋸，以使用金屬被 覆於硏磨粒表面之被覆硏磨粒，不僅可物理性地保持鍍敷 層，還具有化學性亦被保持之優點。但是，硏磨粒之.保持 性提高，但被覆硏磨粒之金屬層厚皆厚，而有使用時鋒利 度受損之問題。 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1 日本特開平9-150314號公報 專利文獻2 日本特許第4 1 5 7724號公報 專利文獻3 日本特開2004-50301號公報 專利文獻4 日本特開2006-181701號公報 【發明內容】 因此本發明係爲了解決上述先前的問題點而硏發者， 其課題在於提供具有充分之硬度、使用時鋒利度良好、並 且不易斷線之金鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之製造方法。 又’本發明之課題在於提供金鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之 製造方法，其係以提高被分散保持的金鋼石硏磨粒之保持 性的金屬薄膜被覆在金屬製芯線的外表面全體之方式，使 用時無損於鋒利度。 根據上述本發明之第1特徴，由於鑛敷層係含有鎢之鎳 合金之構成’因此作爲金鋼石線鋸將能夠是具有充分之硬 度者。因此’能夠是使用時鋒利度良好並且不易斷線之金 201111106 鋼石線鋸。 又，本發明之金鋼石線鋸係除了上述本發明之第1特徴 以外’其第2特徴爲鎳合金含有lwt% ~60wt%之鎢。 根據上述本發明之第2特徴，除了上述本發明之第1特 徵的作用效果以外，由於鎳合金係含有lwt %〜60wt%之鎢 的構成，因此構成金鋼石線鋸之鍍敷層能夠作爲良好的皮 膜。 第3特徴係本發明之金鋼石線鋸係以鍍敷層被覆金屬 製芯線之外表面，並將金鋼石硏磨粒分散保持於該鍍敷層 中而成之金鋼石線鋸，其中由該鍍敷層及該金鋼石硏磨粒 所構成之金鋼石線鋸的外表面全體係被金屬薄膜所被覆 著。 根據上述本發明之第3特徴，係以鍍敷層被覆金屬製芯 線之外表面，並將金鋼石硏磨粒分散保持於該鍍敷層中而 成之金鋼石線鋸，並且係以金屬薄膜被覆前述鍍敷層及前 述金鋼石硏磨粒所構成之金鋼石線鋸的外表面全體之構 成，因此金鋼石硏磨粒係除了鍍敷層以外，又被金屬薄膜 保持，所以能夠成爲金鋼石硏磨粒之保持性高的金鋼石線 鋸。 又，本發明之金鋼石線鋸係除了上述本發明之第3特徵 以外，其第4特徴係金屬薄膜之厚度爲O.OOl/zm-l/zm。 根據上述本發明之第4特徴，除了上述本發明之第3特 徴的作用效果以外，由於係金屬薄膜之厚度爲0.001 M m~l /z m之構成，因此能夠成爲具有金鋼石硏磨粒之保持性，並 且使用時無損於鋒利度之金鋼石線鋸。 201111106 又，本發明之金鋼石線鋸係除了上述本發明之第3或第 4特徴以外，其第5特徴係金屬薄膜爲由選自Al、Mo、Nb、 Si、Ti、V、W、Y、Zr之1種或2種以上之元素所構成之合 金。 根據上述本發明之第5特徴，除了上述本發明之第3或 第4特徵的作用效果以外，由於係金屬薄膜爲由選自A1、 Mo、Nb、Si、Ti、V、W、Y、Zr之1種或2種以上之元素所 構成之合金之構成，因此能夠成爲具有高硬度之金屬薄 膜，且能夠成爲使用時無損於鋒利度之金鋼石線鋸。 又，本發明之金鋼石線鋸係除了上述本發明之第3〜第5 任一項之特徴以外，其第6特徵係金鋼石硏磨粒之平均粒徑 爲 1 // m~6 0 // m。 根據上述本發明之第6特徴，除了上述本發明之第3~ 第5任一項之特徴的作用效果以外，係金鋼石硏磨粒之平均 粒徑爲1 μ m~60 # m之構成，因此能夠成爲硏磨粒徑夠小， 硏磨粒不易脫落之金鋼石線鋸。 又，本發明之金鋼石線鋸係除了上述本發明之第3~第6 任一項之特徴以外，其第7特徵係金屬製芯線之外表面的金 鋼石硏磨粒之被覆率爲金屬製芯線之外表面全體面積的1 % » 任 6 第 3 外 第之 之線 明芯 發製 本屬 述金 上係 了於 除由 ’外 徵以 7#果 第效 之用 明 發 本 述 上 據 根 作 的 徴 特 之 項 體覆斷 全被易 面之不 表粒轉 外磨扭 之硏的 線石中 芯鋼用 製金使 屬將對 金夠是 爲能s' 率此特 覆因爲 被，成 之成能 粒構而 磨之， 硏 ％ 圍 石35範 鋼f 小 金ί：在 的 的 $ 面積限 表面率 201111106 線之金鋼石線鋸。 又，第8特徵爲本發明之金鋼石線鋸之製造方法係製造 在金屬製芯線的外表面分散地保持有金鋼石硏磨粒的金鋼 石線鋸之方法，其具有使用鎳-鎢浴，對前述金屬製芯線進 行電鎪之金鋼石硏磨粒電沈積步驟，其中該鎳-鎢浴係使金 鋼石硏磨粒分散在溶有鎳與鎢的溶液中而成。 根據上述本發明之第8特徴，由於係製造在金屬製芯線 的外表面分散地保持有金鋼石硏磨粒的金鋼石線鋸之方 法，其具有使用鎳-鎢浴，對前述金屬製芯線進行電鑛之金 鋼石硏磨粒電沈積步驟，其中該鎳-鎢浴係使金鋼石硏磨粒 分散在溶有鎳與鎢的溶液中而成之構成，因此藉由金鋼石 硏磨粒電沈積步驟，能夠在金屬製芯線之外表面形成含有 鎢之鎳合金所構成之鍍敷層，並且能夠藉由該鍍敷層將金 鋼石硏磨粒確實地分散保持於金屬製芯線之外表面。藉 此，能夠使金鋼石線鋸具有充分硬度。因而，能夠製造使 用時鋒利度良好並且不易斷線之金鋼石線鋸。 又，本發明之金鋼石線鋸之製造方法係除了上述本發 明之第8特徴以外，其第9特徴係鎳-鎢浴中之鎳與鎢的比率 以莫耳比計爲1 : 9〜9 : 1。 根據上述本發明之第9特徴，除了上述本發明之第8特 徴的作用效果以外，由於鎳-鎢浴中之鎳與鎢的比率以莫耳 比計爲1 : 9~9 : 1之構成，因此能夠穩定地獲得有充分硬度 之鎳·鎢鑛敷皮膜。 又’本發明之金鋼石線鋸之製造方法係除了上述本發 明之第8或第9特徴以外，其第10特徵係金鋼石硏磨粒電沈 201111106 積步驟爲在50 °C〜75 °C之浴溫下進行。 根據上述本發明之第10特徴，係除了上述本發明之第8 或第9特徴的作用效果以外，由於金鋼石硏磨粒電沈積步驟 係於50°C ~7 5°C之浴溫下進行之構成，因此能夠有效地降低 鍍敷膜中的内部應力，而能夠防止異常析出。藉此成爲製 造效率良好的金鋼石線鋸之製造方法。 又，本發明之金鋼石線鋸之製造方法係除了上述本發 明之第8~第10任一項之特徴以外，其第11特徴係鎳-鎢浴中 之溶液爲使檸檬酸氫二銨、甲酸鈉、硫酸鎳、鎢酸鈉溶解 而成之水溶液。 根據上述本發明之第11特徴，上述本發明之第8~第10 任一項之特徴以外，由於鎳-鎢浴中之溶液係檸檬酸氫二 銨、甲酸鈉、硫酸鎳、鎢酸鈉溶解而成之水溶液之構成， 因此鍍敷浴穩定性高、壽命長，而能夠成爲生產性優異之 金鋼石線鋸之製造方法。 又，第12特徴爲本發明之金鋼石線鋸之製造方法，其 係製造在金屬製芯線的外表面分散地保持有金鋼石硏磨粒 的金鋼石線鋸之方法，其中具有：金鋼石硏磨粒電沈積步 驟，其係使用使金鋼石硏磨粒分散在溶有鎳的溶液中而成 之鎳浴，對前述金屬製芯線進行電鍍；金屬薄膜被覆步驟， 其係對藉由前述金鋼石硏磨粒電沈積步驟使金鋼石硏磨粒 呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯線的外表面全體，進一步 以金屬薄膜被覆;與熱處理步驟，其係在藉由前述金屬薄膜 被覆步驟使金鋼石硏磨粒呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯 線的外表面全體被金屬薄膜被覆之狀態下，進行熱處埋。 201111106 根據上述本發明之第12特徴，由於係金鋼石硏磨粒分 散保持於金屬製芯線之外表面的金鋼石線鋸之製造方法， 其中具有：金鋼石硏磨粒電沈積步驟，其係使用使金鋼石 硏磨粒分散在溶有鎳的溶液中而成之鎳浴，對前述金屬製 芯線進行電鑛；金屬薄膜被覆步驟，其係對藉由前述金鋼石 硏磨粒電沈積步騾使金鋼石硏磨粒呈分散狀態鍍敷而成之 金屬製芯線的外表面全體，進一步以金屬薄膜被覆；與熱處 理步驟’其係在藉由前述金屬薄膜被覆步驟使金鋼石硏磨 粒呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯線的外表面全體被金屬 薄膜被覆之狀態下，進行熱處埋，因此能夠藉由金鋼石硏 磨粒電沈積步驟，使金鋼石硏磨粒確實地分散保持於金屬 製芯線之外表面。又，藉由金屬薄膜被覆步驟，能夠使金 屬薄膜確實地被覆於金鋼石硏磨粒呈分散狀態鍍敷而成之 金屬製芯線的外表面全體。又，藉由熱處理步驟，能夠使 金屬薄膜、金鋼石硏磨粒和鍍敷層之間形成化學性結合。 藉此成爲金鋼石硏磨粒之保持性高的金鋼石線鋸。 根據本發明之金鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之製造方 法’能夠成爲具有充分之硬度、使用時鋒利度良好、並且 不易斷線之金鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之製造方法。又， 能夠成爲分散保持於金屬製芯線之外表面的金鋼石硏磨粒 之保持性高’並且使用時無損於鋒利度之金鋼石線鋸及該 金鋼石線鋸之製造方法。 【實施方式】 實施發明之最佳形態 參照以下圖式，説明關於本發明之實施形態1及2之金 -10- 201111106 鋼石線鋸及該金鋼石線鋸之製造方法，以供理解本發明。 但是，以下説明爲本發明之實施形態，並非限定申請專利 範圍所記載之内容者。 此外’圖式之説明中，對同一要素賦予同一符號，省 略重複説明。又，圖式之尺寸比率並不一定與説明構件一 致。 (實施形態1 ) 首先參照第1圖、第2圖’説明關於本發明之實施形態1 之金鋼石線鋸。 關於本發明之實施形態1之金鋼石線鋸1，係如第1圖、 第2圖所示，爲使金鋼石硏磨粒30分散保持於被覆金屬製芯 線的外表面全體之鎪敷層20而成之金鋼石線鋸。 前述金屬製芯線1 〇係任何只要能夠電鍍外表面1 1且具 有一定強度之金屬製線即可。例如可使用鋼琴線等鋼線、 鎢線、鉬線等。 金屬製芯線10之直徑可根據被切削材之材質、形狀等 而適當變更，但0.05 mm〜0.30 mm爲佳。 前述鍍敷層20係如第1圖、第2圖所示，其係被覆金屬 製芯線10的外表面11，並且用於使金鋼石硏磨粒30分散保 持於金屬製芯線1〇者。 該鍍敷層20係由含有鎢之鎳合金所構成。藉由這種構 成，比僅由鎳構成鑛敷層20的情形，能夠提高金鋼石線鋸1 的硬度，並且能夠提高耐蝕性。藉此能夠獲得於使用時鋒 利度良好、並且不易斷線之金鋼石線鋸1。 鎳合金中的含鎢濃度爲1 w t % ~ 6 0 w t °/〇較佳。低於1 w t % [S] -11 - 201111106 則無法獲得固溶效果，超過60 wt%則無法獲得良好的皮膜。 此外，更適當爲10wt%~40wt%較佳。 鍍敷層20之厚度係對於金屬製芯線10的直徑方向之金 鋼石硏磨粒30的直徑尺寸爲20%~90%較佳。 此外，更適當爲25%〜80%較佳，再更適當爲30%〜7 0 %較佳。 前述金鋼石硏磨粒30係如第2圖所示，其係經鍍敷層32 被覆外表面31之被覆硏磨粒，以埋入於被覆金屬製芯線10 的外表面之鍍敷層20的方式，分散保持於鍍敷層20。 前述鎪敷層32係由鎳所構成。藉由這種構成，鎳與鋼 琴線等金屬製芯線10具有化學性親和性，因此不僅藉由鍍 敷層20以物理方式保持在金屬製芯線10，亦以化學方式保 持在金屬製芯線10。藉此，能夠使金鋼石硏磨粒3 0堅固地 保持於金屬製芯#10的外表面。因而，可防止使用時金鋼 石硏磨粒30之脫落。又，能夠以少量的鍍敷層20使金鋼石 硏磨粒30分散保持於金屬製芯線10，而能成爲製造效率良 好之金鋼石線鋸1。 金鋼石硏磨粒30之平均粒徑係1 A m〜60以m較佳。藉由 這種構成，硏磨粒徑夠小，因此金鋼石硏磨粒30不易從金 屬製芯線10脫落，而能成爲加工能率良好之金鋼石線鋸1。 此外，平均粒徑低於1 μ m時，硏磨粒過小，因此加工 能率降低，而超過60 μιη時，硏磨粒容易脫落。 此外，更適當爲下限超過2/zm，再更適當爲超過3// m，上限低於5 0 v m較佳。 又，金屬製芯線10之外表面11中的金鋼石硏磨粒30之 -12- 201111106 被覆率，係1%〜35%較佳。藉由這種構成，能夠將被覆率 充分地限制於小範圍，起因於金鋼石硏磨粒30被分散保 持，使得金鋼石線鋸1的彈性率變高，接著能夠抑制剛性變 大。 又，由於確保充分大的切削粉之退避空間，因此即使 如玻璃或水晶般之容易產生堵塞的材料之情形，亦能夠抑 制堵塞而更提高加工能率。 •此外，被覆率更適當爲1%〜2 5%，再更適當爲5%〜25 %較佳。 此外，本實施形態1係以1層形成鍍敷層20之構成，但 並非限於這種構成，亦能以複数層形成鍍敷層20之構成。 例如能以鎳形成内側層、以含鎢之鎳合金形成外側層 之2層。藉由這種構成，能夠成爲具有充分之硬度，並且金 鋼石硏磨粒30之保持性高的金鋼石線鋸。 接著參照第5圖〜第7圖，説明關於本發明之實施形態1 的金鋼石線鋸之製造方法。 關於本發明之實施形態1之金鋼石線鋸1係如第5圖所 示，從金屬製芯線1 0之供給源亦即輥50所供給的金屬製芯 線係以藉由滑輪51，通過脫脂槽60、酸洗槽70、水洗槽 80、鍍敷槽90、水洗槽100，捲繞於輥52的方式所製造。 前述滑輪51係用於使金屬製芯線10的進行方向變更 者’如第5圖所示，在脫脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80、鑛 敷槽90、水洗槽1〇〇的上方及槽内設有複數個。 前述脫脂槽60係例如蓄積有氫氧化鈉（NaOH )水溶液 之槽，藉由具備該脫脂槽60之脫脂步驟，去除附著在金屬 -13- 201111106 製芯線ίο的表面之油分等污垢。 此外，蓄積在脫脂槽60之水溶液可使用任何只要是脫 脂槽通常使用者。 前述酸洗槽70係例如蓄積有鹽酸（HC1 )水溶液之槽， 藉由具備該酸洗槽70之酸洗步驟，去除附著在金屬製芯線 10的表面之氧化物層（鏽）。 此外，蓄積在酸洗槽T0之水溶液可使用任何只要是酸 洗槽通常使用者。 前述水洗槽80係蓄積有自來水、井水、純水之槽，藉 由具備該水洗槽80之水洗步驟，附著在金屬製芯線1〇的表 面之藥液被稀釋，可防止藥液混入下一步驟亦即金鋼石硏 磨粒電沈積步驟中的鍍敷層。 前述鍍敷槽90係使用使金鋼石硏磨粒30分散在溶有鎳 和鎢之溶液中而成之鎳-鎢浴，其係負責在金屬製芯線1 〇進 行電鍍之金鋼石硏磨粒電沈積步驟之槽。 以下’參照第6圖詳細地説明金鋼石硏磨粒電沈積步 驟。 金鋼石硏磨粒電沈積步驟係如第6圖所示，藉由後述陽 離子交換膜91c’使用分離成陽極室91和鏟敷室92之雙槽構 造的鍍敷槽90進行。 前述陽極室91係由連接在電源200的陽極之不溶性陽 極91a、溶液91b和陽離子交換膜91c所構成。 前述不溶性陽極91a只要是不銹鋼、鈾等任何作爲不溶 性陽極所通常使用者即可。 前述溶液9 1 b可使用除了鹽酸、硝酸以及其鹽以外的鎳 -14 - 201111106 鹽、硫酸等。鹽酸、硝酸以及其鹽在不溶性陽極上會產生 有害之氯氣、氧化氮氣體，故無法使用。 前述陽離子交換膜91c係選擇性膜，其係用於防止不溶 性陽極91a和後述之鍍敷溶液92c直接接觸，並且用於防止 在鍍敷溶液92c中作爲陰離子存在之檸檬酸等的氧化分解。 如此地，以藉由陽離子交換膜91c，使用分離成陽極室 91和鍍敷室92之雙槽構造的鍍敷槽90進行金鋼石硏磨粒電 沈積步驟之方式，能夠提高鍍敷溶液92c的穩定性，而能長 期連續鍍敷。 此外，由於在不溶性陽極91a產生的氫離子係陽離子， 因此配合通電流量，透過陽離子交換膜91c，運至鍍敷室92。 前述鍍敷室92係由連接在電源200的陽極之鎳陽極92 a 及鎢陽極92b、和鍍敷溶液92c所構成。 前述鎳陽極92a係如第6圖所示，其係形成板狀、用於 將鎳離子補給至鍍敷溶液92c者。作爲鎳陽極92a，可使用 能利用電解鎳、S-鎳等眾所周知之銨鎳之板。 此外，本實施形態1中，鎳陽極92 a係板狀之構成，但 並非限於這種構成者，使用晶片（Chip )狀之構成即可。 使用晶片狀之情形下，放入鈦製之籃中使用。 又，由於鎳陽極92a的溶解狀態爲陽離子，因此鎳陽極 92 a可以是不配置在鍍敷室92而配置在陽極室91之構成。 前述鎢陽極92b係如第6圖所示，其係形成板狀、用於 將鎢成分補給至鍍敷溶液92c者。作爲鎢陽極92b，可使用 金屬鎢。 此外，本實施形態1中，鎢陽極92b係板狀之構成，但 [S 1 -15- 201111106 並非限於這種構成者，亦可使用晶片狀之構成。使用晶片 狀的情形下，放入鈦製之籃中使用。 前述鍍敷溶液92c係使鎳和鎢溶解於硫酸鎳等水溶液 中，並且使未圖示之金鋼石硏磨粒3 0分散而成之鎳-鎢浴。 更具體而言，該鍍敷溶液9 2 c係由檸檬酸氫化銨、甲酸鈉、 硫酸鎳、鎢酸鈉所構成。 藉由這種構成，鍍敷浴之穩定性高、壽命長，因此能 成爲生產性優異之金鋼石線鋸之製造方法。 其中，鎳-鎢浴中的鎳和鎢之比例係莫耳比爲1 : 9〜9 : 1。藉由這種構成，能穩定地獲得有充分硬度之鎳-鎢鍍敷 皮膜。 使用這種鍍敷溶液92c，如第6圖所示，將金屬製芯線 10浸漬於鍍敷溶液92c，將電源200的負極連接至金屬製芯 線10，將電源200的陽極連接至不溶性陽極91a、鎳陽極 92a、鎢陽極92b，適當選擇電流密度及鍍敷時間進行電鍍， 藉此在金屬製芯線10的外表面11形成鍍敷層20，並且分散 地保持有金鋼石硏磨粒30。 前述水洗槽100係蓄積有自來水、井水、純水之槽，藉 由具備該水洗槽100之水洗步驟，將金鋼石硏磨粒30分散保 持於外表面1 1之金屬製芯線1 0係經水洗後，藉由未圖示之 熱處理步驟進行熱處理，製造金鋼石線鋸1。 此外，金鋼石硏磨粒電沈積步驟並非限於本實施形態1 者。 例如亦可在水洗槽8 0和鍍敷槽9 0之間裝設槽，用於使 用將金鋼石硏磨粒30分散於溶有錬之溶液而成之鎳浴，進 -16 - 201111106 行電鍍之構成。此外，於該情形下，不使金鋼石硏磨粒30 分散於鍍敷槽90的鍍敷溶液92c中 藉由這種構成，利用使用鎳浴之電鍍，將金鋼石硏磨 粒30暫時固定於金屬製芯線10之外表面。然後藉由使用鎳. 鎢浴之電鍍，將金鋼石硏磨粒30真正固定於金屬製芯線10 之外表面 因此，使用鎳·鎢浴之鍍敷係電流效率低且適用電流密 度之上限也低，因此相較於使用鎳浴之鍍敷，形成相同厚 度之所需時間較多，因此以藉由鎳浴將金鋼石硏磨粒30暫 時固定於金屬製芯線10之外表面的方式，能縮短鍍敷時 間。因而能製造製造效率良好之金鋼石線鋸。 [實施例1] 以下例舉實施例，進一步詳細説明本發明，但本發明 不受任何該實施例之限定。 藉由第5圖、第6圖所示之步驟，製造金鋼石線鋸1。 將直徑0.14關之長條鋼琴線，以傳送速度10m/m in連續 地浸漬於脫脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80進行脫脂處理後， 在藉由陽離子交換膜91c分離成陽極室91和鍍敷室92之雙 槽構造的鍍敷槽90，進行施行電鍍之金鋼石硏磨粒電沈積 步驟" 其中，鍍敷槽90中的鍍敷浴之處方爲：檸檬酸氫二銨 0.4mol、甲酸鈉 0.2mol、硫酸鎳 0.2mol、鎢酸鈉 0.2mol。 又，鍍敷條件爲浴溫65t、電流密度10A/dm2、時間7.5 分、pH6.0、標準電流效率55% 又，分散在鍍敷浴之金鋼石硏磨粒30係使用以錬被覆 -17- 201111106 '外表面之鍍鎳金鋼石硏磨粒。相對於金鋼石硏磨粒之鍍鎳 量爲30 wt %，金鋼石硏磨粒30之平均粒徑爲13.4/z m。將這 種金鋼石硏磨粒30以0.25 g/L投入鍍敷室92。 經進行金鋼石硏磨粒電沈積步驟後，在水洗槽10 0水洗 結束電沈積後之金屬製芯線10，進一步以600度進行熱處 理，獲得硬度1000HV (維氏硬度）之金鋼石線鋸。該金鋼 石線鋸的表面之鎢比例爲40 wt%。 作爲參考資料，將鎢40 wt %之鎳-鎢合金鍍敷之熱處理 的硬化變化顯示於第7圖。 [實施例2] 根據第5圖、第6圖所示之步驟，製造金鋼石線鋸。 將直徑0.14腿之長條鋼琴線，以傳送速度10m/min連續 地浸漬於脫脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80進行脂處理後， 於未圖示之鍍敷槽，使用使金鋼石硏磨粒30分散於溶有鎳 之溶液中而成之鎳浴，進行電鍍。 其中，鎳浴之處方爲硫酸鎳6水合物240g/L、氯化鎳6 水合物45g/L、硼酸30g/Le 又，鍍敷條件爲浴溫50°C、電流密度20A/dm2、時間1 分、p Η 4 · 0。 又，分散於鎳浴之金鋼石硏磨粒30係使用以鎳被覆外 表面之鑛鎳金鋼石硏磨粒。相對於金鋼石硏磨粒之鍍鎳量 爲30 wt %，金鋼石硏磨粒30之平均粒徑爲13.4/zm。將這種 金鋼石硏磨粒30以0.25 g/L投入溶有鎳之溶液。 其結果可形成與使用鎳-鎢浴之電鍍3.5分鐘同樣厚度 的鍍鎳。 -18- 201111106 然後，藉由陽離子交換膜91c，以分離成陽極室91和鍍 敷室92之雙槽構造的鍍敷槽90，使用鎳-鎢浴進行電鍍。 其中，鍍敷槽90的鍍敷浴之處方爲檸檬酸氫二銨 0,4mol、甲酸鈉 0.2mol、硫酸鎮 0.2mol、鎢酸鈉 0.2mole 又，鍍敷條件爲浴溫65°C、電流密度l〇A/dm2、時間3.75 分、pH6.0、標準電流效率55%。 然後，在水洗槽1〇〇水洗金屬製芯線10，進一步以600 度進行熱處理。 其結果獲得具有與實施例1所示之金鋼石線鋸相同程 度之硬度9 5 0HV之金鋼石線鋸。 該金鋼石線据的表面之鎢比例爲38wt%。 (實施形態2 ) 首先，參照第3圖、第4圖，説明關於本發明之實施形 態2的金鋼石線鋸。 關於本發明之實施形態2之金鋼石線鋸1係如第3圖、第 4圖所示，其係以鍍敷層2 0被覆金屬製芯線10的外表面11， 並且將金鋼石硏磨粒30分散保持於該鍍敷層20之金鋼石線 鋸，進一步係以金屬薄膜40被覆於鍍敷層20及金鋼石硏磨 粒3 0所構成之金鋼石線鋸的外表面全體之金鋼石線鋸。 前述金屬製芯線10係可電鍍外表面11，只要是任何具 有一定強度的金屬製線皆可。例如可使用鋼琴線等鋼線、 鎢線、鉬線等。 金屬製芯線10的直徑係根據被削材之材質、形狀等而 可適當變更，但以0.05 min〜0.30 mm爲佳。 前述鍍敷層20係如第4圖所示，其係被覆金屬製芯線1 0 201111106 的外表面11，並且將金鋼石硏磨粒3 0散保持於金屬製芯線 10者。 該鍍敷層20係由如鎳（Ni )或鎳-鎢合金之鎳合金所構 成。當然不限定於鎳（Ni)，只要是任何構成金鋼石線鋸的 鑛敷層之金屬或者通常用的合金皆可，但如後述，經由金 屬薄膜40和熱處理步驟構成合金並且形成化學性結合者爲 佳。 鍍敷層20之厚度係相對於金屬製芯線10之直徑方向的 金鋼石硏磨粒30之直徑尺寸爲5%〜9 0%較佳。 此外，更適當係以25%〜80%爲佳，進一步更適當係以 30% 爲佳。 前述金鋼石硏磨粒3 0係如第4圖所示，以被埋入於被覆 金屬製芯線1〇的外表面11之鍍敷層20的方式，分散保持於 鍍敷層2〇。 金鋼石硏磨粒30之平均粒徑係以1 m〜60 μ m爲佳。藉 由這種構成，由於硏磨粒徑夠小，因此金鋼石硏磨粒3 0不 易從金屬製芯線1〇脫落，而能夠成爲加工能率良好之金鋼 石線鋸1。 此外，若平均粒徑爲低於1 μ m，則硏磨粒過小，因此 加工能率降低，若超過60μιη’則硏磨粒容易脫落。 此外，更適當係下限爲2^m以上、再更適當爲3#m以 上、上限爲50/zm以下較佳。 又，金屬製芯線1〇的外表面11的金鋼石硏磨粒30之被 覆率係1%〜35%爲佳。藉由這種構成，能將被覆率限制在 充分小的範圍，起因於金鋼石硏磨粒30被分散保持之金鋼 -20- 201111106 石線鋸1的彈性率變高且剛性變大的情形受至! 又，由於確保充分大的切削粉之退避空 如玻璃或水晶般之容易產生堵塞的材料之情 制堵塞而更提高加工能率。 此外，被覆率更適當爲1%〜2 5%，再更 %較佳。 前述金屬薄膜40係被覆由鑛敷層20及金 所構成之金鋼石線鋸1的外表面全體之金屬薄 言，如第4圖所示，其係被覆由鍍敷層20的外 石硏磨粒30的外表面31所構成之金鋼石線裁 體者。 藉由這種構成，能夠更堅固地保持以鍍 持於金屬製芯線1〇的外表面11之金鋼石硏磨 成爲金鋼石硏磨粒30之保持性高的金鋼石線 金屬薄膜40係由選自鋁（A1)、鉬（Mo 矽（S i )、鈦（Ti )、釩（V )、鎢（W )、釔 之1元素所構成之金屬或2以上之元素所構 成。藉由這種構成，金鋼石線鋸通常在經由 爲最終步驟製造時’由於銘（A1)、組（Mo 矽（S i )、鈦（Ti)、釩（V )、鎢（W)、釔 任一金屬皆以經由熱處理步驟的方式’而能 20的鎳（Ni)形成合金，因此能成爲具有高 線鋸1。因此能防止使用時的斷線。 又，鋁（A1)、鉬（Mo)、鈮（Nb)、矽（ 釩（V ) ' 鎢（W )、釔（Y )、锆（Zr )任一 1抑制。 間，因此即使 形，亦能夠抑 適當爲5%〜25 鋼石硏磨粒30 ，膜。更具體而 表面2 1和金鋼 导1之外表面全 敷層20分散保 粒3 0。因此能 鋸1。 )、鈮（Nb)、 (Y)、锆（Z〇 成之合金所構 熱處理步驟作 )、鈮（Nb)、 (Y)、锆（Zr) 與構成鍍敷層 硬度之金鋼石 Si )、鈦（Ti )、 金屬皆以經由 -21- 201111106 熱處理步驟的方式’與碳所構成的單體亦即金鋼石硏磨粒 30進行反應，成爲碳化金屬。因此’能成爲具有局硬度之 金鋼石線鋸1°因而’能成爲使用時鋒利度良好之金鋼石線 鋸1。 再者，藉由以金屬薄膜40被覆由鍍敷層20及金鋼石硏 磨粒30所構成的金鋼石線鋸1之外表面全體之構成的方 式，再藉由構成金屬薄膜40之鋁（A1)、鉬（Mo)、鈮（Nb)' 矽（Si)、鈦（Ti)、釩（V )、鎢（W)、釔（Y)、鉻（Zr) 任一金屬皆經由熱處理步驟的方式’鎳（Ni)所構成之鑛 敷層20及金鋼石硏磨粒30之間形成化學性結合。因此，能 成爲金鋼石硏磨粒30之保持性高的金鋼石線鋸1。 金屬薄膜40的厚度爲0.001// m~l"m爲佳。若低於 O.OOl/zm，則金鋼石硏磨粒30之保持性不足，若爲超過1 # m者，則使用時無法獲得良好的鋒利度。如此地，以使金 屬薄膜40的厚度爲薄至O.OOlym〜1/zm者的方式，能謀求 金鋼石硏磨粒3 0之高保持性和使用時鋒利度良好之兩者成 立的金鋼石線鋸1。 此外，金屬薄膜40的厚度更適當爲0.01// m〜〇.1/zm較 佳。 接著，參照第8圖説明關於本發明之實施形態2的金鋼 石線鋸之製造方法。 關於本發明之實施形態2的金鋼石線鋸1，係如第8圖簡 潔地顯示，從金屬製芯線1 〇的供給源亦即輥50所丨共，給2纟 屬製芯線10，係藉由滑輪51，通過脫脂槽60、酸洗槽7〇、 水洗糟80、鍍敷槽90、水洗槽100、金屬薄膜形成裝置3〇〇、 [S] -22- 201111106 熱處理裝置400，捲繞在輥52所製造。 前述滑輪51係用於使金屬製芯線1〇的進行方向變更 者’如第8圖所示，在脫脂槽60、酸洗槽70、水洗槽80、鍍 敷槽90、水洗槽100、金屬薄膜形成裝置300、熱處理裝置 400的上方及槽内、裝置内設有複數個。 前述脫脂槽6 0係蓄積例如氫氧化鈉（n a Ο Η )水溶液之 槽，藉由具備該脫脂槽60之脫脂步驟，去除附著於金屬製 芯線10的表面之油分等污垢。 此外，蓄積在脫脂槽60之水溶液只要是任何脫脂槽通 常使用者即可。 前述酸洗槽70係蓄積例如鹽酸（HC1 )水溶液之槽，藉 由具備該酸洗槽70之酸洗步驟，去除附著於金屬製芯線10 的表面之氧化物層（鏽）。 此外，蓄積在酸洗槽70之水溶液只要是任何酸洗槽通 常使用者即可。 前述水洗槽8 0係蓄積自來水、井水、純水之槽，藉由 具備該水洗槽80之水洗步驟，稀釋附著在金屬製芯線10的 表面之藥液，能防止藥液混入下一步驟亦即金鋼石硏磨粒 電沈積步驟中的鍍敷層。 前述鍍敷槽90係負責對金屬製芯線10進行電鍍之金鋼 石硏磨粒電沈積步驟之槽。金鋼石硏磨粒電沈積步驟係如 第8圖簡潔地顯示，其係對通過（具備使金鋼石硏磨粒3 0分 散於溶有鎳之溶液92c而成之鎳浴的）鍍敷槽90的金屬製芯 線10，而連接電源200之負極，且其係對浸漬在鍍敷槽90 的鎳腸極92a連接電源200之正極而進行。此外，雖然未圖 [S] -23- 201111106 示，但本發明之實施形態1的鍍敷槽及電極構成亦可進行如 錬-鶴合金之錬合金鏡敷。 其中，分散於鍍敷槽90之金鋼石硏磨粒30係使用事先 經於陽離子系界面活性劑溶液中處理者。藉由這種構成， 能使金鋼石硏磨粒30帶正電荷。因此，藉由電力（庫倫力） 之吸附效果而能使金鋼石硏磨粒30吸附於連接在負極之金 屬製芯線10。因而，在獲得鍍敷帶來的硏磨粒保持作用之 前，附著於金屬製芯線10的金鋼石硏磨粒30亦不易剝落， 因此鍍提高敷槽90中的金屬製芯線10之傳送速度，而能提 高製造效率。 此外’鍍敷槽90中的金屬製芯線1〇之傳送速度爲 lm/min~100m/min較佳。 又’作爲陽離子系界面活性劑，可使用單乙醇胺、三 乙醇胺等》 藉由該金鋼石硏磨粒電沈積步驟，在金屬製芯線1〇的 外表面11形成鍍敷層20，並且將金鋼石硏磨粒30分散保持 於該鍍敷層20。 前述水洗槽1 0 0係蓄積有自來水、井水、純水之槽，藉 由具備該水洗槽100之水洗步驟，將金鋼石硏磨粒30分散保 持於外表面11之金屬製芯線10進行水洗。 前述金屬薄膜形成裝置3 0 0係負責藉由金鋼石硏磨粒 電沈積步驟’使金鋼石硏磨粒30呈分散狀態鍍敷而成之金 屬製芯線10的外表面全體，進一歩以金屬薄膜4〇被覆之金 屬薄膜被覆步驟之裝置。 該金屬薄膜形成裝置3 00於第8圖中雖未詳細地圖示， -24- 201111106 但其係於金鋼石硏磨粒3 0呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯 線10的外表面全體，藉由濺鍍法形成金屬薄膜40之裝置。 如此地藉由金屬薄膜被覆步驟，在藉由金鋼石硏磨粒 電沈積步驟使金鋼石硏磨粒3 0呈分散狀態鍍敷而成之金屬 製芯線10的外表面全體進一歩以金屬薄膜40被覆之狀態 下，能更堅固地保持以鍍敷層2 0分散保持於金屬製芯線10 的外表面11之金鋼石硏磨粒30。因此，能成爲金鋼石硏磨 粒3 0之保持性高的金鋼石線鋸1。 作爲構成金屬薄膜4 0之金屬，可使用選自鋁（Α1)、鉬 (Mo)、鈮（Nb)、矽（Si)、鈦（Ti)、釩（V)、鎢（W)' 釔（Y )、锆（Zr )之1元素所構成的金屬或2以上之元素所 構成之合金。 金屬薄膜40的厚度爲0.001# m〜1/zm較佳。若低於 0.001/zm，則金鋼石硏磨粒30之保持性不足，若爲超過1 // m者，則使用時無法獲得良好的鋒利度。如此地，以使金 屬薄膜40的厚度爲薄至O.OOlym〜l/zm者的方式，能謀求 金鋼石硏磨粒30之高保持性和使用時鋒利度良好之兩者成 立的金鋼石線鋸1。 此外，金屬薄膜的厚度更適當爲0.01/z m〜o.i# 佳。 又，本實施形態2中，係藉由真空鍍敷亦即截鍵法形成 金屬薄膜40之構成，但並非限於這種構成者，亦可藉自pVD (物理蒸鍍法）或CVD (化學蒸鍍法）等其他真空 無電電鍍形成金屬薄膜40。 .前述熱處理裝置400係負責藉由金屬薄膜被覆步驟，使 -25- 201111106 金鋼石硏磨粒30呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯線10的外 表面全體，再於經金屬薄膜40被覆之狀態下進行熱處理之 熱處理步驟之裝置。 進行該熱處理步驟可獲得以下之效果。 首先，構成金屬薄膜40之鋁（A1)、鉬（Mo)、鈮（Nb)、 矽（Si)、鈦（Ti)、釩（V)、鎢（W)、釔（Y)、銷（Zr) 之任一金屬皆以經由熱處理步驟的方式’形成構成鍍敷層 20的鎳（Ni )和合金。 因此，能成爲具有高硬度之金鋼石線鋸i。因而’能防 止使用時的斷線。 又，構成金屬薄膜40之鋁（A1)、鉬（Mo)、鈮（Nb)、 矽（Si )、鈦（Ti )、fL ( V )、鎢（W )、釔（Y )、銷（Zr ) 之任一金屬皆以經由熱處理步驟的方式’與碳所構成的單 體亦即金鋼石硏磨粒30進行反應’成爲碳化金屬。 因此，能成爲具有高硬度之金鋼石線鋸1。因而’能成 爲使用時鋒利度良好之金鋼石線鋸1° 再者，構成金屬薄膜40之鋁（A1)、鉬（Mo)、鈮（Nb)、 砂（Si)、駄（Ti)、訊（V )、鶴（W)、纪（Y)、銷（Zr) 之任一金屬皆以經由熱處理步驟的方式’在鎳（Ni )所構 成的鍍敷層20及金鋼石硏磨粒30之間形成化學性結合。因 而，能成爲金鋼石硏磨粒30之保持性高的金鋼石線鋸1。 此外，熱處理步驟的溫度、時間等熱處理條件，係根 據構成金屬製芯線1〇的材質及金屬薄膜40之金屬或合金的 種類而適當設定。 經由以上步驟製造金鋼石線鋸1。 -26- 201111106 [實施例3] 以下例舉實施例更詳細地説明本發明，但本發明並不 受該實施例任何限定。 藉由第8圖所示之步驟，製造金鋼石線鋸1。 將直徑0.14腦之長條鋼琴線，以傳送速度l〇m/min連續 地浸漬於脫脂槽70、酸洗槽80、水洗槽90進行脂處理後， 於具備鎳浴之鍍敷槽100,實行進行電鍍之金鋼石硏磨粒電 沈積步驟。 .其中，鍍敷槽100的鎳浴之處方爲硫酸鎳6水合物 240g/L、氯化鎳6水合物45g/L、硼酸30g/L。 該鎳浴中，投入1 g/L濃度之經於陽離子系界面活性劑 溶液中處理之金鋼石硏磨粒。金鋼石硏磨粒30之平均粒徑 爲13.4μπι，作爲陽離子系界面活性劑，可使用單乙醇胺和 三乙醇胺之混合物。 又，鍍敷條件爲浴溫50°C、電流密度20A/dm2、時間90 秒。 藉此，獲得具有6yin之鍍敷厚度的金鋼石線鋸。 且藉由濺鍍法以〇.〇5/zm厚度的鈦（Ti)被覆於該金鋼 石線鋸之外表面全體》 然後，進行500°C、30秒之熱處理，獲得金鋼石線鋸1。 如以上製作而成的本發明之金鋼石線鋸，能夠利用於 作爲切斷矽錠塊等高脆性材料之線鋸工具。 【圖式簡單說明】 第1係顯示關於本發明之實施形態1的金鋼石線鋸的 一部分之立體圖。 -27- 201111106 第2圖係關於本發明之實施形態1的金鋼石線鋸之剖 視圖，（a)爲金鋼石線鋸之軸的直角方向之全體剖視圖，（b) 爲金鋼石線鋸之軸的直角方向之部分放大剖視圖。 第3圖係顯示關於本發明之實施形態2的金鋼石線鋸 之一部分之立體圖。 第4圖係關於本發明之實施形態2的金鋼石線鋸之剖視 圖，（a)爲金鋼石線鋸之軸的直角方向之全體剖視.圖，（b) 爲金鋼石線鋸之軸的直角方向之部分放大剖視圖。 第5圖係顯示關於本發明之實施形態1的金鋼石線鋸之 製造步驟簡略化之圖。 第6圖係關於本發明之實施形態1的金鋼石線鋸製造 步驟中的金鋼石硏磨粒電沈積步驟之簡略圖。 第7圖係顯示本發明之實施形態1中的鎢4〇wt%%之鎳-鎢合金鍍敷的熱處理時之硬化變化圖。 第8圖係顯示關於本發明之實施形態2的金鋼石線鋸製 造步驟之簡略圖。 【主要元件符號說明】 1 金 鋼 石 線 鋸 10 金 屬 製 -44- 心 線 11' 2 1、3 1 外 表 面 20 > 32 鍍 敷 層 30 金 鋼 石 硏 磨粒 40 金 屬 薄 膜 50、 52 輥 5 1 滑 輪 -28- 201111106 60 脫 70 酸 80 水 90 鍍 9 1 陽 9 1a 不 9 1b 溶 9 1c 陽 92 鍍 92a 鎳 92b 鶴 92c 鍍 100 水 200 電 3 00 金 400 熱 脂槽 洗槽 洗槽 敷槽 極室 溶性陽極 液 極交換膜 敷室 陽極 陽極 敷溶液 洗槽 源 屬薄膜形成裝置 處理裝置 -29-

Claims (1)

1. 201111106 七、申請專利範圍： 1. 一種金鋼石線鋸，特徵爲：其係以鍍敷層被覆分散地保持 有金鋼石硏磨粒之金屬製芯線的外表面全體而成的金鋼 石線鋸，其中該鍍敷層係含有鎢之鎳合金。 2. 如申請專利範圍第1項之金鋼石線鋸，其中鎳合金係含有 lwt% 〜60wt%之鎢。 3. —種金鋼石線鋸，特徵爲：其係以鍍敷層被覆金屬製芯 線之外表面，並將金鋼石硏磨粒分散保持於該鍍敷層中 而成之金鋼石線鋸，其中由該鍍敷層及該金鋼石硏磨粒 所構成之金鋼石線鋸的外表面全體係被金屬薄膜所被覆 著。 4. 如申請專利範圍第3項之金鋼石線鋸，其中金屬薄膜之厚 度爲 Q.OOly m-ly m。 5. 如申請專利範圍第3項之金鋼石線鋸，其中金屬薄膜係由 選自於Al、Mo、Nb、Si、Ti、V、W、Y、Zr之1種元素所 構成之金屬或2種以上之元素所構成之合金》 6. 如申請專利範圍第3項之金鋼石線鋸，其中金鋼石硏磨粒 之平均粒徑爲1从m~60 m » 7. 如申請專利範圍第3項之金鋼石線鋸，其中金屬製芯線之 外表面的金鋼石硏磨粒之被覆率爲金屬製芯線之外表面 全體面積的1〜35%。 8. —種金鋼石線鋸之製造方法，特徵爲：其係製造在金屬 製芯線的外表面分散地保持有金鋼石硏磨粒的金鋼石線 鋸之方法，其具有使用鎳-鎢浴，對該金屬製芯線進行電 -30- 201111106 鍍之金鋼石硏磨粒電沈積步驟，其中該鎳-鎢浴係使金鋼 石硏磨粒分散在溶有鎳與鎢的溶液中而成。 9.如申請專利範圍第8項之金鋼石線鋸之製造方法，其中鎳 -鎢浴中之鎳與鎢的比率以莫耳比計爲1 : 9〜9 : 1。 10·如申請專利範圍第8項之金鋼石線鋸之製造方法，其中 金鋼石硏磨粒電沈積步驟係在5 0 °C ~7 5 °C之浴溫下進行。 11.如申請專利範圍第8項之金鋼石線鋸之製造方法，其中 鎳-鎢浴中之溶液係使檸檬酸氫二銨、甲酸鈉、硫酸鎳、 鎢酸鈉溶解而成之水溶液。 12· —種金鋼石線鋸之製造方法，特徵爲其係製造在金屬製 芯線的外表面分散地保持有金鋼石硏磨粒的金鋼石線鋸 之方法，其中具有 金鋼石硏磨粒電沈積步驟，其係使用使金鋼石硏磨粒分 散在溶有鎳的溶液中而成之鎳浴，對該金屬製芯線進行 電鍍； 金屬薄膜被覆步驟，其係對於經由該金鋼石硏磨粒電沈 積步驟而於分散有金鋼石硏磨粒之狀態下被鍍敷之金屬 製芯線的外表面全體，進一步以金屬薄膜被覆；與 熱處理步驟，其係在藉由該金屬薄膜被覆步驟使金鋼石 硏磨粒呈分散狀態鍍敷而成之金屬製芯線的外表面全體 被金屬薄膜被覆之狀態下，進行熱處埋。

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