JP6302889B2 - 砥石 - Google Patents
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これによれば、研削・研磨面に対して傾斜したすくい角をもって研削するため、より効率的に短時間での研削が可能となる。
これによれば、研磨時には、研削時と逆方向に素材を回転させることができ、砥石柱で被加工物をなでることができるため、より滑らかな仕上げ面を実現することができる。
これによれば、冷却液および化学研磨剤を有するスラリーは気孔を介して前記被加工物と前記砥石柱との間に供給することにより、流体流路に加圧流体を供給して、砥石が被加工物から浮き上がり、加工速度を落とし研磨加工を行うことも可能である。また、後述するように多角柱内に多孔質エラストマーを充填したものは、積極的にそれを膨張させることにより固定砥粒が被加工物と接触させず浮遊砥粒による超仕上げ研磨加工を行うことも可能にする。
これによれば、ハニカム構造を形成する壁部で囲まれた空間を、被加工物の切りくずをトラップするポケットとして使用することができる。
これによれば、ハニカム構造を形成する壁部で囲まれた空間が多孔質エラストマーで充填されているので、研削から超仕上げ研磨工程まで連続して行うことができる。
これによれば、多孔質エラストマーが、内部に引き込まれることで、砥石柱を有するハニカム構造部がワーク面と直接接触し、効率よく研削工程を実施することができ、切りくずをトラップするポケットとして使用することも可能である。
また、本発明によれば研削・研磨効果が増大し、より短時間で粗研削から仕上げ研磨まで同一の装置、及び砥石で行うことができる。
図1は、本発明の砥石の実施形態を示す平面図あり、図1(a)は円盤状の砥石を示し、図1(b)はドーナツ状の砥石を示す。
この砥石が対象とする被加工物Wは、セラミックス、シリコンウエハ、半導体基板、LED基板、放熱基板、SiC、アルミナ、サファイア、金属や合金などを云う。また、研削・研磨とは、研削加工、および、研磨加工の両者を云う。
図2(a)の砥石は、ハニカム構造の交点に、砥粒5および結合材6からなり、研削・研磨する面の深さ方向に軸Lを有し平行に配置された柱からなる砥石柱2を有している。そのうえ、図中の研削・研磨1の壁部も多孔体である。
また、図2(b)の砥石は、ハニカム構造の壁部に、砥粒5および結合材6からなり、研削・研磨する面の深さ方向に軸Lを有し平行に配置された柱からなる砥石柱2を有している。
図3は、本発明の砥石の実施形態を示す断面図である。
図3では、研削・研磨層1は多孔質の砥石基部3と一体に形成され、ハニカム構造を形成する壁部で囲まれた空間が多孔質エラストマー4で充填されている。
また、図3(b)では、前記砥石基部3が加圧されることにより、多孔質エラストマー4が研削・研磨層1の外部に押し出されている。
研削・研磨層1、砥石柱2、砥石基部3、多孔質エラストマー4を有する場合はこれを含み、気孔率20〜60体積%の多孔体であることによって、下記の作用効果を奏する。
・砥石を多孔体にすることにより、水などの冷媒を直接出すことにより砥石と被加工物Wの研削面の距離のコントロールや、被加工材の砥石への不必要な接着を無くすることを可能にする。
・砥石から水などの冷媒を直接出すことにより砥石加工の冷却及び研磨を実施することを可能にする
。
また、冷却液、化学研磨剤を有するスラリー、またはこれらの混合物を前記研削・研磨層1の気孔、砥石柱2内部の気孔、多孔質エラストマー4を配備している場合はその気孔、を介して前記被加工物Wと前記砥石との間に供給すること供給することができる。
・砥石面から真空引きを可能にする。
・水などの冷媒を砥石から出せるような気孔機構を可能にする。
・研削砥石のドレッシングを省略可能とする。
・粗研削、ラッピング研削、仕上げ研磨を同時に実施可能にする。
また、シリコン基板等の被加工物Wは、どんどん薄くなってきているが、そのため片面加工をした時に加工面と加工されていない面の差が出てきて反って使えなくなることがある。それを両面加工することにより、両面が同じように変化するので反りを無くすることができる。
図8および図9に示すように、本実施形態の砥石は、被加工物Wを加工する研削・研磨層1がハニカム構造を有している。ハニカム構造の断面形状は六角形である。このハニカム構造の断面形状は、三角形や、四角形、多角形からなる幾何学模様、その組み合わせをランダムに配置してもよい。
これによれば、砥石柱2は研削・研磨面に対して傾斜したすくい角をもって被加工物Wを研削するため、より効率的に短時間での研削が可能となる。
また、図8および図9に示す砥石の回転方向は、前記砥石柱の傾斜方向またはその反対方向であることが好ましい。
これによれば、研磨時には、砥石を研削時と逆方向に回転させることができ、砥石柱2で被加工物をなでることができるため、より滑らかな仕上げ面を実現することができる。
・粗加工中の欠陥の発生を抑える。
・粗加工の仕上げ面を滑らかにし、粗加工後のラップ加工、を省くことができる。
・寸法精度を出せるように研削速度の制御を粗加工中に行える。
粗加工から超仕上げ研磨加工までを同じ加工機のセットアップで行えることにより、加工の高効率化を可能にする。
粗加工から超仕上げ研磨加工までを同じ加工機で両面加工し、加工の高効率化を可能にする。
2 砥石柱
3 砥石基部
4 多孔質エラストーマー
5 砥粒
6 結合材
7 気孔
L 砥石柱の軸
D 砥石柱の径
S 砥石柱の間隔
Claims (8)
- 被加工物を加工する研削・研磨層が多角柱を隙間なく並べたハニカム構造を有する砥石であって、前記ハニカム構造の交点のみまたは壁部の一部のみに、砥粒および結合材からなり、研削・研磨する面の深さ方向に軸Lを有する砥石柱を備えたことを特徴とする砥石。
- 前記砥石柱の軸Lは、砥石の回転方向に傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の砥石。
- 前記砥石の回転方向は、前記砥石柱の傾斜方向またはその反対方向であることを特徴とする請求項2に記載の砥石。
- 前記研削・研磨層は、多孔質の砥石基部と一体に形成され、冷却液および化学研磨剤を有するスラリーが、前記砥石基部から前記研削・研磨層を通して前記被加工物と前記砥石との間に供給されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の砥石。
- 前記ハニカム構造を形成する壁部で囲まれた空間が中空であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の砥石。
- 前記ハニカム構造を形成する壁部で囲まれた空間が多孔質エラストマーで充填されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の砥石。
- 前記砥石基部が減圧または常圧にされることにより、前記多孔質エラストマーが前記研削・研磨層の内部に引き込まれることを特徴とする請求項6に記載の砥石。
- 前記砥石基部が加圧されることにより、前記多孔質エラストマーが前記研削・研磨層の外部に押し出されることを特徴とする請求項6に記載の砥石。
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