JP4049369B2 - Polishing carrier - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば水晶、その他の圧電材料からなる薄板を極薄片に研磨加工するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電素板などは薄片加工（ラッピング）により板厚を薄くすることで、例えば水晶振動子の所望の発振周波数を得る手法で加工がなされている。特に最近では、携帯端末を代表とする通信関連機器では、いわゆるブロードバンドと称する高周波で高密度の周波数帯域での通信環境が展開している。そのため、従来の発振周波数（数百ＭＨｚ）の発振器（振動子）の要求が強まっている。
【０００３】
このように従来、あるいは将来的にも、圧電素板の薄片加工については、ラッピング工程は必要不可欠であり、ラッピング加工に不可欠なのが研磨装置は当たり前であるが、研磨装置の重要性に匹敵する研磨対象物を研磨装置内（研磨時）で円滑に浮動させる研磨キャリアがある。
【０００４】
一般的な研磨装置は、上定盤、下定盤、中心ギア、インターナルギアで構成されており、研磨剤微粒子を含む水溶液を上定盤の供給部から供給し、上定盤と下定盤間に研磨キャリアと称する圧電素板の保持板を介して中心ギアとインターナルギアとの間で研磨キャリアを回転させ、研磨剤微粒子を含む水溶液と、上定盤の回転と自重、下定盤、中心ギア、インターナルギアによる研磨キャリアによる回転で、研磨キャリアに保持された研磨対象物である圧電素板の表面研磨を行うことで、圧電素板の厚み研磨加工を行うことができる。そして研磨装置に関しては、特開平１０−１８０６２３号公報等に記載されるような公報がある。
【０００５】
そして研磨キャリアについては、特開平１１−２８６６１号公報に開示される研磨キャリア等の情報があるが、一般的にはブルースチィールと称する鋼材を用いた研磨キャリアが主流ではあるが、圧電素板の厚み研磨加工を行うのに用いることができる研磨キャリアの薄さには限界があり、実用的な厚みの限界は３０μｍ程度である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述する従来の技術のように、今までの研磨キャリアは研磨キャリア材質と市場が要求する発振周波数を満足する高い周波数の圧電素板の板厚との兼ね合いから、研磨キャリア厚みの限界値３０μｍでは、到底高い周波数を得ることができないのが現状にある。
【０００７】
圧電素板として水晶振動子を例にとり、ごく一般的に使われている水晶振動子のＡＴカット板の場合では、３０μｍで約５０ＭＨｚの発振周波数を得ると言われていることからも、百ＭＨｚに近い高い周波数を得るには、研磨キャリア厚みが想像を越える薄さで無ければ実現できないので現状にあり、実質その実現は難しい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は、鋼材を基材にする研磨キャリアにおいて、該研磨キャリアにカーボンナノチューブ素材を混合してあることを特徴とする研磨キャリアにより課題を解決するものである。
【０００９】
要するに、従来の研磨キャリアは鋼材を基材としていることに対し、この基材に代えて、組成構造における強度に優れたカーボンナノチューブを混合することで、従来の鋼材（ブルースチィール材料）とカーボンナノチューブとの組成構造が複雑に入り込み、双方での組合せ強度を得ることができる。
【００１０】
【背景】
本発明では従来の鋼材基材に加えて、カーボンナノチューブを用いたものであるが、カーボンナノチューブとは、炭素でできた直径数ｎｍ（１ｎｍ＝１０億分の１ｍ）のチューブ組成構造を持ったもので、その組成構造によって導体構造を得たり、半導体構造を得ることができる新素材の材料物質である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
本発明の実施にあたり、研磨キャリアを形成する材料として、従来からのブルースチィールを代表とする鋼材にカーボンナノチューブ組成を適宜混合するものである。
【００１２】
図１に概念図を示すが、研磨キャリアとしての基本となるブルースチィール金属にカーボンナノチューブを混合し剛性を持つ研磨キャリアを得る。この混合の一例としては、材料相互を混ぜる配合処理や、圧延や打ち抜き、電着などの処理を行うことを想定する。
【００１３】
研磨キャリアに分散させるカーボンナノチューブとしては、図２に示す組成構造を持つ公知の各種カーボンナノチューブを用いることができる。カーボンナノチューブは、一般に炭素からなる繊維長１〜１００μｍで、直径０．７４７ｎｍの組成を持ったものである。
【００１４】
図２をもう少し説明すると、カーボンナノチューブは１枚のグラファイトシートが円筒状に丸まってできており、構造は直径とカイラル角度および螺旋方向（右巻きか左巻き）の３つのパラメータによって決定される。重要な物理的性質の多くは、直径とカイラル角の２つのパラメータのみによって決まるので、螺旋方向は無視して、一般的にはカイラルベクトルを重視する傾向にある。
【００１５】
そして、カイラルベクトルによってチューブが導体になったり、半導体にすることが知られており、本発明では導体になるカイラルベクトル構造を有する組成構造で、カーボンナノチューブの先端は６個の５員環が導入されることにより閉じた構造となっている。
【００１６】
一方、その末端形状は必ずしも円筒状である必要はなく、例えば円錐状等変形していても差し支えない。さらに、末端は、閉じた構造でも開いた構造でもどちらでも良い。要するに、本発明の研磨キャリアは、上記の組成構造を持つカーボンナノチューブを分散させて構成される。
【００１７】
本発明の研磨キャリアにより、従来に比べて研磨キャリアの剛性を向上できることから、従来の研磨キャリアの板厚を更に薄くすることが可能となり、本発明で得た研磨キャリアを使って厚み研磨加工を行うことで、研磨キャリアの板厚を更に薄くしたものでも耐久性を確保できることで、例えば圧電素板として水晶振動子を例にとり、ごく一般的に使われている水晶振動子のＡＴカット板の場合でも、３０μｍより薄い加工が容易となることで、百ＭＨｚに近い高い周波数を持つ圧電素板の厚み研磨加工を行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、従来の研磨キャリアに鋼材基材を用いていたことに加え、強度に優れたカーボンナノチューブを混合することで、従来の鋼材基材とカーボンナノチューブとの組成構造が複雑に入り込み、双方での組合せ強度を得ることにより、剛性を向上することができる。従って、研磨キャリアの薄さの従来の限界を更に薄くしても研磨キャリアとして使用できることから、その研磨キャリアを用いることで、薄く圧電素板の厚み研磨を実現できることで、高周波を得る圧電素板の加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨キャリアの概念図である。
【図２】カーボンナノチューブの組成構造の一例を示す斜視図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for polishing a thin plate made of, for example, quartz or other piezoelectric material into an ultrathin piece.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a piezoelectric element plate or the like has been processed by a method of obtaining a desired oscillation frequency of a crystal resonator, for example, by reducing the plate thickness by thin piece processing (lapping). In recent years, in particular, communication-related devices such as mobile terminals have developed a communication environment in a high-frequency and high-density frequency band called so-called broadband. Therefore, there is an increasing demand for an oscillator (vibrator) having a conventional oscillation frequency (several hundred MHz).
[0003]
As described above, in the past or in the future, the lapping process is indispensable for thin piece processing of the piezoelectric element plate, and the lapping process is indispensable for the lapping process, but it is comparable to the importance of the lapping apparatus. There is a polishing carrier that smoothly floats an object to be polished in a polishing apparatus (during polishing).
[0004]
A general polishing apparatus is composed of an upper surface plate, a lower surface plate, a center gear, and an internal gear, and an aqueous solution containing abrasive fine particles is supplied from the upper surface plate supply section, and between the upper surface plate and the lower surface plate. A polishing carrier is rotated between a central gear and an internal gear through a holding plate of a piezoelectric base plate called a polishing carrier, an aqueous solution containing fine abrasive particles, rotation and self-weight of an upper surface plate, a lower surface plate, a central gear, By polishing the surface of the piezoelectric element plate, which is an object to be polished, held by the polishing carrier by the rotation of the polishing carrier by the internal gear, the thickness polishing process of the piezoelectric element plate can be performed. As for the polishing apparatus, there is a publication as described in JP-A-10-180623.
[0005]
As for the polishing carrier, there is information such as the polishing carrier disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-28661. Generally, a polishing carrier using a steel material called blue steel is mainstream. There is a limit to the thinness of the polishing carrier that can be used for thickness polishing, and the practical thickness limit is about 30 μm.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As in the prior art described above, conventional polishing carriers have a polishing carrier thickness limit of 30 μm because of the balance between the material of the polishing carrier and the thickness of the piezoelectric base plate having a high frequency that satisfies the oscillation frequency required by the market. However, the present situation is that a very high frequency cannot be obtained.
[0007]
Taking a crystal resonator as an example of a piezoelectric element plate, in the case of an AT cut plate of a crystal resonator that is very commonly used, it is said that an oscillation frequency of about 50 MHz is obtained at 30 μm. In order to obtain a high frequency close to, it can be realized only when the thickness of the polishing carrier is thinner than imagined.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention solves the problem with a polishing carrier comprising a steel carrier as a base material, wherein the polishing carrier is mixed with a carbon nanotube material.
[0009]
In short, the conventional abrasive carrier uses a steel material as a base material, but instead of this base material, carbon nanotubes with excellent strength in the composition structure are mixed, so that the conventional steel material (blue steel material) and the carbon nanotube are mixed. The composition structure enters into a complicated manner, and the combined strength of both can be obtained.
[0010]
【background】
In the present invention, carbon nanotubes are used in addition to the conventional steel material base. Carbon nanotubes have a tube composition structure with a diameter of several nanometers (1 nm = 1 billionth of a meter) made of carbon. It is a new material that can obtain a conductor structure or a semiconductor structure by its composition structure.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by a following example.
In practicing the present invention, a carbon nanotube composition is appropriately mixed with a steel material typified by a conventional blue steel as a material for forming an abrasive carrier.
[0012]
A conceptual diagram is shown in FIG. 1, and a carbon carrier is mixed with a blue steel metal which is the basis of an abrasive carrier to obtain a rigid abrasive carrier. As an example of this mixing, it is assumed that a blending process for mixing materials, a process such as rolling, punching, or electrodeposition is performed.
[0013]
As the carbon nanotubes dispersed in the polishing carrier, various known carbon nanotubes having the composition structure shown in FIG. 2 can be used. Carbon nanotubes generally have a fiber length of 1 to 100 μm made of carbon and a composition having a diameter of 0.747 nm.
[0014]
Referring to FIG. 2 in more detail, a carbon nanotube is formed by rolling a single graphite sheet into a cylindrical shape, and the structure is determined by three parameters: diameter, chiral angle, and spiral direction (right-handed or left-handed). Many of the important physical properties are determined only by two parameters, the diameter and the chiral angle. Therefore, the spiral direction is generally ignored, and the chiral vector generally tends to be emphasized.
[0015]
It is known that a tube becomes a conductor or a semiconductor by a chiral vector, and in the present invention, the composition has a chiral vector structure that becomes a conductor, and the tip of the carbon nanotube is introduced with six five-membered rings. As a result, the structure is closed.
[0016]
On the other hand, the terminal shape does not necessarily need to be cylindrical, and may be deformed, for example, conical. Furthermore, the end may be either a closed structure or an open structure. In short, the polishing carrier of the present invention is constituted by dispersing carbon nanotubes having the above composition structure.
[0017]
Since the polishing carrier of the present invention can improve the rigidity of the polishing carrier compared to the conventional case, it is possible to further reduce the plate thickness of the conventional polishing carrier, and thickness polishing processing can be performed using the polishing carrier obtained by the present invention. By doing so, durability can be ensured even if the polishing carrier is further thinned. For example, a quartz resonator is taken as an example of a piezoelectric element plate. Even in this case, the thickness polishing of the piezoelectric element plate having a high frequency close to 100 MHz can be performed by facilitating the processing thinner than 30 μm.
[0018]
【The invention's effect】
In addition to using a steel base material in a conventional polishing carrier, the present invention mixes carbon nanotubes with excellent strength, so that the composition structure of the conventional steel base material and carbon nanotubes is complicated, By obtaining the combined strength at, the rigidity can be improved. Therefore, even if the conventional limit of the thinness of the polishing carrier is further reduced, it can be used as a polishing carrier. By using the polishing carrier, it is possible to realize thin polishing of the piezoelectric base plate, thereby obtaining a high-frequency piezoelectric base plate. Can be processed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a polishing carrier of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a composition structure of carbon nanotubes.

Claims (1)

鋼材を基材にする研磨キャリアにおいて、該研磨キャリアにカーボンナノチューブ素材を混合してあることを特徴とする研磨キャリア。An abrasive carrier comprising a steel material as a base material, wherein the abrasive carrier is mixed with a carbon nanotube material.

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