[go: up one dir, main page]

JP2630791B2 - 精密研磨方法 - Google Patents

精密研磨方法

Info

Publication number
JP2630791B2
JP2630791B2 JP62325396A JP32539687A JP2630791B2 JP 2630791 B2 JP2630791 B2 JP 2630791B2 JP 62325396 A JP62325396 A JP 62325396A JP 32539687 A JP32539687 A JP 32539687A JP 2630791 B2 JP2630791 B2 JP 2630791B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grindstone
polishing
polished
bonding
wear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62325396A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01171746A (ja
Inventor
泰弘 谷
順一 池野
雄介 松村
研治 河田
三倉 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiho Kogyo Co Ltd filed Critical Taiho Kogyo Co Ltd
Priority to JP62325396A priority Critical patent/JP2630791B2/ja
Publication of JPH01171746A publication Critical patent/JPH01171746A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2630791B2 publication Critical patent/JP2630791B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は硬脆材、金属材、合成樹脂材などの被研磨
材を精密研磨仕上げする研磨方法に関するものである。
〈従来の技術〉 被研磨材を研磨する方法としては、ラッピング砥石に
よる研磨方式、研磨布紙加工やホーニング加工等の結合
砥粒方式、バフやラップを使用した散布砥粒方式、粘弾
性流動研磨やブラスト加工による遊離砥粒方式などが知
られている。
そして、上記した各研磨方法のうち、ラッピング砥石
による研磨方法は回転する砥石に被研磨材を押圧して研
磨するので、ラップ圧力やラップ速度を大きくとれるた
め、高能率な研磨方法として広範に利用されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 砥粒とボンド剤とを混合し、成形してなる砥石に被研
磨材を押圧し、摺動させる研磨作業は広く業界で実施さ
れ、特に精密研磨においては、砥石の表面を常に平滑
で、しかも被研磨材の形状に応じた形状精度を維持しな
くてはならない。
しかし、従来の砥石では研磨作業の進行とともに砥石
の表面が荒れて形状精度に狂いを生じるので、適当な工
具を使用して砥石の表面を削ることにより、平滑化や形
状修正を行なうので、研磨作業がしばしば中断されるこ
とになり能率が悪い。
また、研磨作業に基づいて砥石の表面は研磨崩による
目詰りが生じ、また砥粒の刃先の摩耗による目潰れを生
じるが、目詰りや目潰れは加工能率を低下させるので、
上記と同様に研磨作業を中断して工具により砥石表面を
削り取るいわゆるドレッシング作業をしなければなら
ず、研磨作業を連続して実施するのが困難なのが実情で
ある。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上記に鑑み提案されたもので、砥粒をボンド
剤で結合して成型してなる精密研磨用砥石の表面に、被
研磨材を押圧して摺動させる研磨作業において、砥石を
構成している砥粒が、被研磨材に接触する表面部分で砥
石から遊離する程度の圧力でもって被研磨材を押圧し、
摺動させるようにしたことを特徴とする精密研磨方法を
提供するものである。
通常、砥石は表面が被研磨材と摺動する研磨作業の過
程で微少の減耗を生ずるが、本発明者等は研磨作業にお
いてこの減耗速度を特定の範囲に設定すれば砥石表面が
被研磨材によって削り取られて、表面の更新あるいは形
状の修正が自動的に行なわれることを見出して本発明を
完成した。
本発明における上記した減耗速度の最適な範囲はおよ
そ3〜70μm/minであって、この速度より遅いと目詰り
や目潰れが先行して自動修正、自動更新が十分に行なわ
れず、またこの速度より速いと形状精度が損なわれる
が、上記した範囲内であれば長時間継続的に研磨作業し
ても一定の加工能率を維持し、仕上り被研磨材の形状精
度にも狂いを生じない。
本発明の研磨作業において、砥石表面の自動修正ある
いは自動更新を遂行するために好適な減耗速度を得るた
めの手段の一つとして、砥石の表面を崩壊させ、砥粒を
遊離させる程度の高い圧力で被研磨材を砥石の表面に押
圧し、摺動させるようにしたことにある。
砥粒の遊離により砥石は減耗するが、減耗量は被研磨
材に加えられる圧力が高いほど大きいので、減耗速度が
上記したように3〜70μm/minの範囲になるようにし、
しかも圧力を調整して研磨作業を自制することにより、
連続的に研磨作業を長時間続けることができる。
上記した場合に被研磨材に作用させる圧力は、砥石の
種類によって異なるが通常の精密研磨作業に比較しては
るかに高いので、本発明の研磨方法の実施に使用する装
置は、高い荷重においても一定の運動精度を維持できる
ような十分な剛性の高いものでなければならない。そし
て、装置の剛性が不十分であると研磨作業時の高圧によ
り被研磨材と砥石との間の相対的な運動精度に狂いを生
じ易く、砥石の形状精度を一定に保つことができない。
また、研磨作業において採用できる加工圧は、研磨の対
象となる被研磨材の性状に影響されるもので、特に加工
変質しやすい被研磨材については高圧を作用させること
により悪影響を与えることがあるので、砥石を構成する
砥粒の充填密度を十分に高くすることが必要である。砥
粒の充填密度が高ければ被研磨材に接触する砥粒の数が
高くなり、個々の砥粒に作用する荷重が減少し、悪影響
を生じるおそれがない。
また、本発明では結合度の低い砥石を使用して実施す
ることも可能であり、この場合は特に高圧によってもた
らされる被研磨材の悪影響を、回避するのに有効であ
る。
砥石の結合度は、間接的ではあるが砥石の曲げ強度と
圧縮強度の二つの物性によって客観化することができ
る。
研磨作業における加工圧力を数100gから数Kg程度の比
較的低い範囲で実施しようとする場合、前記した最も好
ましい減耗量を実現する砥石の物性はおよそ曲げ強度で
は3〜40Kg/cm2、圧縮強度では3〜70Kg/cm2の範囲であ
る。すなわち、砥石の結合度が低いと砥石の表面に押圧
される被研磨材の圧力が小さくても、砥粒は容易に砥石
の表面から遊離して砥石の減耗量が増大するので、砥石
の表面の始動修正や自動更新が遂行される。
そして、砥粒をボンド剤で結合し、成形してなる精密
研磨用砥石の結合度は、砥石の内部に含有するボンド剤
の量に左右され、ボンド剤の含有量が小さいと結合度が
低く、ボンド剤の含有量が大きいと結合度が高いが、砥
石の表面の自動更新(セルフドレッシング)の効果が生
じない。
砥石に前記したような物性、曲げ強度や圧縮強度を付
与するボンド剤の含有量としては、ボンド剤の種類によ
り多少の相違が有るが、およそ砥石中に2〜20重量%の
範囲である。
本発明の精密研磨方法で利用する研磨用砥石に使用す
る砥粒としてはダイヤモンド、コランダム、エメリ、ザ
クロ石、珪石、トリボリ、焼成ドロマイト、熔融アルミ
ナ、人造エメリ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、酸化鉄、焼
成アルミナ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、石膏等通常の砥粒として使用
できるものであればどのようなものでもよい。そして、
砥粒の粒径はおよそ30μm以下のものを用いることがで
きる。
また、砥石を構成するボンド剤としては石油樹脂、バ
レイショデンプン,コーンスターチ等のデンプン類、ア
ルギン酸ソーダ,ガラクタン,寒天,アラビアゴム等の
植物性粘質物類、にかわ,ゼラチン,カゼイン等のタン
パク質類等の天然高分子や、メチルセルロース,エチル
セルロース,ヒドロキシエチルセルロース,カルボキシ
ルキメチルセルロース等のセルロース類、可溶性デンプ
ン,デキストリン等のデンプン系の半合成物類、ポリビ
ニルアルコール,アクリル酸ソーダ,ポリエチレンオキ
シド等の合成物類、酢酸ビニルエマルジョン,ワックス
エマルジョン等の樹脂エマルジョン類、アクリル系エマ
ルジョン、フェノール樹脂エマルジョン等の熱可塑性又
は熱硬化性の樹脂粉末であって、使用目的により一種又
は二種以上を混合して使用することができる。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。
実施例(1) シリコーンウエハーのブロックを平面ラップ盤を使用
して研磨した。この装置の主要部分は砥石を貼り付けて
回転させる回転テーブルと、シリコーンウエハーを取り
付けて砥石の表面に押圧しながら回転させるスピンドル
とからなり、それぞれの回転数は100rpmにセットされ、
また押圧力(加工圧)は200〜1000Kgの範囲で制御され
る。
装置の剛性は十分に大きく、例えば最大荷重において
スピンドルの軸振れは1.0μ以内に維持される。
また、使用した砥石は、砥粒SiC−#3000 75%とボン
ド剤としてPVA 25%から構成され、曲げ強度72Kg/c
m2、圧縮強度86Kg/cm2であった。被研磨材を砥石に押圧
する力を調整して砥石の減耗量が表1のように、1,5,1
2,55,93,130μm/minになるように設定し、それぞれの条
件の基で5分ごとに加工量を測定しながら延べ50分間の
研磨作業を行なった。また、50分間の研磨作業を終了し
た後、シリコーンウエハーの形状精度を、表面粗さと、
平面度について測定した。
その測定結果は表1に示す。
砥粒の減耗量が1μm/minのときは、加工後の被研磨
材の形状精度が良好であるが、研磨開始後15分で著しい
加工量の減少が有り、20分後には加工量が0になり砥石
の目詰りや目潰れが進行していることが判断できた。こ
れに対して砥石の減耗量が5、12、55μm/minの場合
は、加工量にそれぞれの相違が有るが、研磨開始後50分
の間に、経時的な加工量の減少が見られず、加工後の被
研磨材の形状精度も良好であり、研磨作業において砥石
面が自動的に更新あるいは修正されているとみなされ
る。しかし、減耗量が93μm/minおよび130μm/minの場
合は、加工量が大きかったが、経時的な加工のばらつき
が大きいのに加え、被研磨材の形状精度も著しく悪く、
また研磨後に砥石表面が粗ているのが観察された。
連続的な研磨作業に好適で、しかも被研磨材の仕上り
形状精度を損なわない砥石の減耗量は、およそ3〜70μ
m/minの範囲にあると判断される。
実施例(2) 砥粒SiC−#3000とボンド剤PVA(低重合ポリビニール
アルコール)とからなり、両者の混合割合が相違する表
2のような8種類の精密研磨用砥石について、曲げ強度
及び圧縮強度を測定し、またそれぞれの砥石をラップ盤
(ニューダイヤラップ ML−461)に貼り付けて、荷重4
00Kg/cm2、回転数100rpmで超硬合金プレートで研磨し、
電気マイクロメータを砥石の表面に接触させて砥石の減
耗量を測定した。
測定結果は表2の通りであり、砥石の内部に占めるボ
ンド剤の割合が小さいNo.T−1の砥石の場合は曲げ強度
が1Kg/cm2以下、圧縮強度も1Kg/cm2以下であり、極めて
脆くて砥粒の結合度が低いことを示しているが、減耗量
は研磨の連続作業に好ましい範囲である3〜70μm/min
以上となって研磨作業の途中に崩壊してしまったので、
研磨作業を継続できなかった。
測定結果において、ボンド剤の割合が特に大きいNo.T
−7,No.T−8の砥石の場合は、それぞれ曲げ強度が51Kg
/cm2及び63Kg/cm2圧縮強度が69Kg/cm2及び95Kg/cm2を示
し、砥粒の結合度が大きいのであるが、減耗量が研磨の
連続作業に好適な範囲を外れて小さかった。
No.T−2,T−3,T−4,T−5,T−6,の各砥石は、曲げ強度
が3〜38Kg/cm2の範囲内にあり、また圧縮強度も3〜49
Kg/cm2の範囲にあったし、減耗量はいずれも研磨の連続
作業に好適な2〜70μm/minの範囲内であった。
実施例(3) 実施例(1)で使用したのと同一の装置によって、16
0Kgの荷重を作用させて窒化珪素ブロックの研磨を行な
い、砥石の減耗量を測定した。この荷重は被研磨材に作
用する加工圧としては約3Kg/cm2である。研磨に使用し
た砥石は、表3に示すように結合度に差が有る7種類で
ある。
〔上記した表3において、ボンド剤の種類の欄で(1)
はCMC、(2)はPVA、(3)はアクリル樹脂+澱粉、
(4)はPVP、(5)は酢酸ビニル、(6)はゼラチン
+アクリルスチレン、(7)はPVAを示す〕 研磨作業において、好ましい減耗量をもたらせる砥石
の結合度は、曲げ強度を目安としておよそ7〜40Kg/c
m2、圧縮強度を目安としておよそ4〜65Kg/cm2であっ
た。
実施例(4) SiC−C#3000の砥粒 1Kgに固形分50%のアクリルエ
マルジョン(MFT 80℃)溶液を100g加え、混合して造
粒した後、圧縮成形機で荷重800Kg/cm2の圧力で圧縮成
形し、強制乾燥した。このようにして成形した砥石は、
硬度99、圧縮強度30Kg/cm2、曲げ強度25Kg/cm2であっ
た。この砥石を使用して研磨速度30m/min、加工圧0.3MP
aの条件でシリコン単結晶を湿式研磨(流水量200cc/mi
n)したときの砥石の減耗速度は20μm/minであった。
実施例(5) アルミナWA−#3000の砥粒800gに、固形分45%のアク
リルエマルジョン(MFT80℃)溶液を28gと、石油樹脂エ
マルジョンを20gとを混合しながら滴下し、混合して造
粒した後、圧縮成形機で荷重200Kg/cm2で圧縮成形し、
強制乾燥した。このようにして成形した砥石は硬度98、
圧縮強度が26Kg/cm2、曲げ強度が22Kg/cm2であった。そ
して、結合度をJIS R 6240に規定する試験方法で測定す
ると、ビットの食い込み深さが3.57mmであった。
この砥石を使用して研磨速度30m/min、加工圧0.3MPa
の条件でシリコン単結晶を湿式研磨(流水量200cc/mi
n)したときの砥石の減耗速度は35μm/minであった。
実施例(6) SiO2−Q#1000の砥石1Kgに2%ポリビニルアルコー
ル水溶液を50g滴下し、混合して造粒した後、圧縮成形
機で荷重450Kg/cm2の圧力で圧縮成形し、強制乾燥し
た。このようにして成形した砥石は、硬度99、圧縮強度
30Kg/cm2、曲げ強度24Kg/cm2であった。そして、結合度
をJIS R 6240に規定する試験方法で測定すると、ビット
の食い込み深さが3.01mmであった。
この砥石を使用して研磨速度30m/min、加工圧0.3MPa
の条件でシリコン単結晶を湿式研磨(流水量200cc/mi
n)したときの砥石の減耗速度は20μm/minであった。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 三倉 神奈川県藤沢市遠藤912 湘南ライフタ ウン羽根沢団地18―104 (56)参考文献 特開 昭61−197164(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】砥粒をボンド剤で結合して成型してなる精
    密研磨用砥石の表面に、被研磨材を押圧して摺動させる
    研磨作業において、砥石を構成している砥粒が、被研磨
    材に接触する表面部分で砥石から遊離する程度の圧力で
    もって且つ研磨に基づく砥石の減耗速度を3〜70μm/mi
    nの範囲となるように被研磨材を押圧し、摺動させるよ
    うにしたことを特徴とする精密研磨方法。
  2. 【請求項2】曲げ強度が3〜40Kg/cm2、圧縮強度が3〜
    70Kg/cm2であり、ボンド剤の量が砥石中に3〜20重量%
    の範囲にある結合度の低い砥石であることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項に記載の精密研磨方法。
JP62325396A 1987-12-24 1987-12-24 精密研磨方法 Expired - Fee Related JP2630791B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62325396A JP2630791B2 (ja) 1987-12-24 1987-12-24 精密研磨方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62325396A JP2630791B2 (ja) 1987-12-24 1987-12-24 精密研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01171746A JPH01171746A (ja) 1989-07-06
JP2630791B2 true JP2630791B2 (ja) 1997-07-16

Family

ID=18176372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62325396A Expired - Fee Related JP2630791B2 (ja) 1987-12-24 1987-12-24 精密研磨方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2630791B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD803653S1 (en) 2015-05-07 2017-11-28 Craig R. Smith Rotary cleaning tool for hardened surfaces

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61197164A (ja) * 1985-02-25 1986-09-01 Kanebo Ltd 合成砥石およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD803653S1 (en) 2015-05-07 2017-11-28 Craig R. Smith Rotary cleaning tool for hardened surfaces
US10687613B2 (en) 2015-05-07 2020-06-23 Craig R. Smith Rotary cleaning tool for commode surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01171746A (ja) 1989-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002022310A1 (fr) Meule a grains tres abrasifs pour poli miroir
JP2009541077A (ja) 圧縮可能な研磨物品
JP2017170554A (ja) ラップ盤用低圧加工ビトリファイド砥石とそれを用いた研磨加工方法
EP1279713A4 (en) POLISHING COMPOUND AND PREPARING METHOD THEREOF, AND POLISHING METHOD
JP2630791B2 (ja) 精密研磨方法
JP2002355763A (ja) 合成砥石
JPH04256581A (ja) 高純材アルミ基盤研磨用合成砥石
JP3040441B2 (ja) セラミックスの精密研磨方法
JP2808111B2 (ja) 精密研磨用砥石及び精密研磨方法
JP2004261942A (ja) 研磨砥石
JPH0379273A (ja) レジンボンド超砥粒砥石
JPH01171767A (ja) 精密研磨用砥石
JPS62107965A (ja) 研磨方法
JPH05123950A (ja) 圧延ロール研削方法
JP2000084856A (ja) 弾性体を介して超砥粒層を設けた鏡面加工用超砥粒砥石
JPH0584666A (ja) レジンボンド超砥粒砥石の製造法
JPH0673807B2 (ja) 研磨用定盤
JP2001038640A (ja) センタレス砥石及びその再生方法及び研削方法
JPH0763936B2 (ja) 研磨用砥石およびその製造方法
JPH0698558B2 (ja) 研磨方法
JP2001057349A (ja) シリコンウエハの高速鏡面研摩方法
JP2585486Y2 (ja) 半導体ウェハの研磨装置
JPS6211989B2 (ja)
KR930007104B1 (ko) 비연마 희석입자를 사용하는 피복된 연마제품 및 그 제조방법
JPH04223852A (ja) 研磨方法及び窒化アルミニウム用研磨砥石

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees