CN109890563A - 磨石 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进了的磨石，其能够用同一磨石进行磨削、抛光和超精加工抛光，即使连续使用也不会发生堵塞。具体地说，本发明是一种具有蜂窝结构的磨石。更具体地说，用于加工工件的磨削/抛光部具有蜂窝结构，该蜂窝结构通过无间隙地排列多角柱而形成。其特征在于：在蜂窝结构的交叉点或壁部具有由磨粒5和粘接材料6形成的、且在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L的磨石柱。此外，在蜂窝结构的内部配置有多孔弹性体，借此能够实现一种超精加工抛光。

Description

磨石

技术领域

本发明涉及一种磨削和抛光工件的磨石。更具体地说，本发明涉及一种磨石，其用于磨削和抛光工件，例如：陶瓷、硅晶片、半导体基板、LED基板、散热基板、SiC、氧化铝、蓝宝石、金属和合金等。

背景技术

磨石是由硬质颗粒即磨粒通过粘合剂经硬化处理而形成的磨具。使用磨石进行加工的有磨削加工和抛光加工。习惯上粗加工是指磨削，而细加工是指抛光。在这些加工中，通过将磨石压紧在工件上使磨石和工件作相对移动，借助磨粒对工件表面即被加工面进行磨削，进而去除大量的磨屑。在本说明书中，磨削/抛光是指磨削加工和抛光加工。关于抛光处理，有一种方法是将磨粒漂浮在流体中而不将它们固定，例如，通过将软质抛光材料移入流体中，进而使浮游磨粒与工件接触从而实现抛光，这被称为超精加工抛光(超抛光，超级抛光)。

在使用磨石的磨削/抛光加工中，有处理工件的圆筒形外周表面的圆筒形磨削/抛光处理，有处理工件的圆筒形内周表面的内部磨削/抛光处理，有处理工件的平坦表面的平面磨削/抛光处理。作为加工外周表面和内周表面的磨石，使用具有圆柱形加工面的磨石。作为加工平面的磨石，使用在其外周表面上具有加工面的圆柱形磨石或在平坦端面上具有加工面的杯形、环形或盘形磨石。

通常，已存在具有蜂窝结构的磨石(参见，例如专利文献1)。该磨石包括：具有大量平行通孔的陶瓷制多孔支持体，且包括磨粒层。该磨粒层是在多孔支持体的端面上通过金属镀层固定超级磨粒后而形成的。此外，在该磨粒层中形成了与上述通孔对应的开口。

另外，以下的专利文献2记载了一种磨削用磨石，其通过由陶瓷胶材固定由金刚石或CBN超级磨粒而形成，其中磨料层的形状形成为蜂窝形状，并且含有超级磨粒的磨料层壁形成为格子形状，而由磨料层壁围绕的区域被用作磨屑的收容袋。

现有技术文献

[专利文献1]日本专利申请公开No.4-129675

[专利文献2]日本专利申请公开No.2004-255518

发明内容

但是，在专利文献1所记载的磨石中，由于由金属镀层固定的磨粒层较薄，因此磨削/抛光的使用寿命较短。而且，由于磨粒分散在整个蜂窝结构中，由磨粒刮下的高温碎屑会熔化在蜂窝形状的脊部上，这会形成堵塞因而会妨碍下一次的磨削/抛光加工。

另外，专利文献2中记载的磨石因为磨粒层较厚，解决了磨削/抛光寿命短的问题，但是由磨粒磨削的高温磨屑会熔合在蜂窝结构的脊部上，引起堵塞，故不能解决妨碍下一次磨削/抛光的问题。

也就是说，在传统的蜂窝结构中，线性形状的结构是一种连续体，并且其内部的空间在与工件接触时产生的体积为封闭的空间。由此引起的不利影响是由于封闭空间中的空气而发生空气锤现象，并且由于温度的升高而发生空气膨胀，因而形成加压状态。其结果，妨碍了工件与磨料颗粒层的接触，且因振动造成了粗糙的加工面。

磨削旋转方向和蜂窝结构的脊部采取接近直角的接触方式和接近平行的接触方式。虽然工件可以是金属或是熔融状态的玻璃系无机材料，但磨削的碎屑会变软，并且在该状态下它们会与随后的磨粒发生接触并导致堵塞。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种改进了的磨石，能够进行磨削、抛光和超精加工抛光。更具体地说，本发明要提供的磨石能够提高有效的磨削压力，从而避免空气锤现象，且即使是连续使用也不会发生堵塞。

为解决上述课题，本发明提供了一种具有蜂窝结构的磨石，其中用于处理工件的磨削/抛光部具有蜂窝结构，该蜂窝结构通过无间隙地排列多角柱而形成，在蜂窝结构的交叉点或壁部具有由磨粒和粘接材料制成的、且在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L的磨石柱。

在本发明中，通过在蜂窝结构的交叉点或壁部处设有磨石柱，随着磨削的进行，蜂窝结构的脊部会变成锯齿状，并且即使工件接触蜂窝体，蜂窝结构中的空间也不会是闭合的，所以不会发生气锤现象。

在本发明中，蜂窝结构是指将多角柱无间隙地排列而成的形态。

上述磨石柱由磨削/抛光工件的磨粒和粘接材料组成，并且由在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L且被平行布置的大量柱状物构成。所以，通过减少工件和磨石之间的接触点，有效的磨削压力会增加，这有助于提高磨削性能。此外，从磨石表面使冷却水等的液体流出，并通过调节磨石和工件之间的距离可进行所需的抛光加工。这样，即使暴露于磨削/抛光面的磨粒会脱落，嵌入下层的磨粒也会暴露出来，从而可以在保持加工速度的同时连续进行磨削/抛光加工。在磨削/抛光加工之后，当多孔弹性体安装在蜂窝结构的空腔中时，进一步通过在高压下流动冷却水和抛光液等，该弹性体会膨胀，并且该弹性体会直接撞击工件，所以可实现借助浮游磨粒的超精加工抛光。

另外，即使存在与工件平行移动的蜂窝结构的脊部，在脊部中的磨粒之后存在蜂窝结构的空间，并且在磨屑与下一批磨粒接触之前会在空间中从磨石分离且被冷却，所以不会引起堵塞。

在本发明的上述构成中，优选的是，磨石柱的轴线L被配置成在磨石的旋转方向上倾斜。

以这种方式，由于相对于磨削/抛光面以倾斜的倾斜角进行磨削，所以可在短时间内进行有效的所需磨削。

在本发明的上述构成中，优选的是，磨石的旋转方向是磨石柱的倾斜方向或该方向的相反方向。

这样，在抛光时，材料可以在与磨削时相反的方向上旋转，并且工件可以用磨石柱轻微抛光，从而可以实现更光滑的成品表面。

在本发明的构造中，优选的是，磨削/抛光部与多孔质的磨石形成一体，并且具有冷却液和化学抛光剂的浆料从磨石基部经由上述磨削/抛光部被供给至工件与磨石之间。

以这种方式，具有冷却液和化学抛光剂的浆料经由气孔被供应至工件和磨石柱之间，所以可将加压流体供应到流体流路，从而使得磨石从工件浮起，并降低加工速度以进行抛光作业。此外，如后所述，在蜂窝结构多角柱内填充有多孔弹性体时，通过积极地使之膨胀，可使固定磨粒不与工件接触，进而可以实现借助浮游磨粒进行的超精加工抛光。

在上述本发明的结构中，优选的是，形成上述蜂窝结构的壁所包围的空间是中空的。

以这种方式，形成蜂窝结构的壁所包围的空间可以被用作捕捉袋，用来捕捉工件的磨屑。

在本发明的构造中，由形成蜂窝结构的壁所包围的空间也可以填充有多孔弹性体。

以这种方式，因为形成蜂窝结构的壁所围绕的空间填充有多孔弹性体，所以可从磨削到超精加工抛光实行连续的加工。

此外，在本发明的上述构造中，优选的是，通过降低磨石基部处的压力或将该压力设定为常压，可将多孔弹性体拉入磨削/抛光部的内部。

这样，通过将多孔弹性体拉入磨削/抛光部的内部，可以使得具有磨石柱的蜂窝结构部分与工件表面直接接触，所以能够以较高的效率实施磨削加工，也可以使得上述内部空间用作捕捉袋来捕捉磨屑。

此外，在本发明的上述构造中，通过对磨石的基部进行加压，可以借助冷却媒体的压力，使得冷却媒体经由上述多孔弹性体的气孔流出。同时，也可通过提高其流出压力来把多孔弹性体压出至磨削/抛光部的外面。

以这种方式，被压出到外部的多孔弹性体可以终止工件和蜂窝结构之间的接触，另外，弹性体在抛光时会起到柔然抛光的作用，从而可有效地实行超精加工抛光作业。

发明的效果

根据本发明，提供了一种改进了的磨石，其即使进行连续使用后也不会发生空气锤现象，因而不会发生磨口堵塞，此外，当多孔弹性体被一起使用时，可以借助同一磨石实行磨削、抛光和超精加工抛光。

再者，根据本发明，提高了磨削/抛光效果，并且可以在较短的时间内用同一装置以及磨石来完成粗磨削至精抛光。

附图说明

图1是表示本发明的磨石的一个实施例的平面图。

图2是表示本发明的磨石的一个实施例的局部放大图。

图3是表示本发明的磨石的一个实施例的剖视图。

图4显示了用于本发明的磨石柱的结构的示意图。

图5是表示本发明的磨石的一个实施例的立体图。

图6显示了使用本发明的磨石的磨削/抛光装置的实施形态。

图7是表示本发明的磨石的一个实施例的立体图。

图8是表示本发明的磨石的一个实施方式的图，(a)是俯视图，(b)是(a)的A-A'剖视图。

图9是表示本发明的磨石的一个实施方式的图，(a)是侧视图，(b)是(a)的B-B'剖视图。

图10是本发明的磨石柱的倾斜角的说明图。

具体实施方式

以下，将根据图面来详细说明本发明的实施形态。

图1是显示本发明的磨石的一个实施例的平面图，其中图1(a)表示圆盘形磨石，图1(b)表示圆环形磨石。

如图1所示，在本实施形态的磨石中，用于处理工件W的磨削/抛光部(磨削/抛光层)1具有蜂窝结构。蜂窝结构的截面形状是六角形。这里，蜂窝结构的截面形状，可以排列由三角形、四角形、多角形组成的几何图案，也可以对它们进行随意的组合。

接受该磨石处理的工件W可以是陶瓷、硅晶片、半导体基板、LED基板、热辐射基板、SiC、氧化铝、蓝宝石、金属、合金等。这里，磨削/抛光是指磨削和抛光这两者。

图2是图1的局部放大图，显示了本发明的磨石的一个实施例。

图2(a)所示的磨石是在蜂窝结构的交叉处具有磨石柱2，该磨石柱2由磨粒5和粘合剂6构成，在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L。此外，图中磨削/抛光的壁部1也是多孔体。

因为多个磨石柱2在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L且它们被平行排列，工件W和磨石柱处于点接触状态，其有效压力升高，这有助于提高磨削性能。此外，即使在磨削/抛光面上暴露的磨粒脱落，埋在下层中的磨粒也会暴露出来，从而可以在保持加工速度的同时继续实行磨削和抛光。

此外，即使存在平行于工件W移动的蜂窝结构的脊部，在磨粒后面还有空间，并且碎屑在接触下一批磨粒之前在该空间中与磨石分离并被冷却，所以不会造成堵塞。

再者，在图2(b)所示的磨石中，其蜂窝结构的壁部布置有磨石柱2，该磨石柱2包括多个，以相互平行的方式排列，均由磨粒5和粘合剂6构成，并且在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L。

由图2(a)和2(b)中所示的蜂窝结构的壁围绕的空间是中空的。该空间可用作捕获工件W的磨屑的捕捉袋。

图3是表示本发明的磨石的一个实施例的剖视图。

在图3中，磨削/抛光部1与多孔磨石基部3一体地形成，并且由形成蜂窝结构的壁部围绕的空间填充有多孔弹性体4。

在图3(a)中，通过将磨石基部3处的压力降低到减压或大气压状态，可将多孔弹性体4进一步引入磨削/抛光部1中。

在图3(b)中，通过在磨石基部3处加压，可将多孔弹性体4挤出到磨削/抛光部1的外部。

图4是示意图，显示了用于本发明的磨石柱的结构。图4(a)显示了烧成前的状态，图4(b)显示了烧结后的状态。在烧成后，粘合剂6包覆磨粒5，从而将磨粒5连接在一起。

本实施形态的磨石由磨削和抛光工件W的磨粒5和粘合剂6组成，它包括多个平行排列的磨石柱，它们各在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L。这样，即使在磨削/抛光面上暴露的磨粒5会脱落，埋在其下层的磨粒5会暴露出来，从而可在保持加工速度的同时，进行所需的磨削和抛光处理。如图4(a)所示，粘合剂6被混合在磨材之内，但烧成后，形成连接磨粒5的柱，以使粘合剂6熔融并包覆磨粒5。这里，磨石柱2的截面形状不限于如图4所示的柱，而是可以是由棱柱或薄板制成的柱状物。

这里，磨粒5可以采用金刚石，其平均粒径为0.1-300μm。然而，也可不使用金刚石，而使用立方晶的氮化硼(CBN)磨粒，即CBN，也可以使用金刚石和CBN的混合物。再者，还可以使用碳化硅SiC，即GC、莫来石(3Al2O3-2SiO2)、或熔融氧化铝Al2O3，即WA的单体，或使用这些物质的混合物。此外，作为构成磨石的粘合材料6的可以采用陶瓷结合剂。然而，除了陶瓷结合剂之外，还可以使用各种其他的粘合材料，例如树脂粘合剂、金属粘合剂、电沉积粘合剂。然而，当磨粒5的截面不是圆形时，磨粒5的平均晶粒尺寸应当等于相同截面积的圆当量直径的平均值。

在工件W为平板形状时，磨石可由如图1所示的平坦面所构成，具有厚度为5-10mm的圆盘形状。然而，当磨削/抛光工件W的磨石面是曲面时，例如，可在圆盘形磨石的外周上设置由多个平行排列并且在圆盘形径向上具有轴线L的磨石柱2，于是可以对复杂形状的工件W进行磨削和抛光处理。

此外，在包括了磨削/抛光部1、磨石柱2、磨石基部3、和多孔弹性体4的情况下，优选的是，多孔体的孔隙率为20-60体积％。限制孔隙率下限(20％)的理由可解释为：在低于孔隙率20％的多孔体中，孔隙7多数会变成闭孔，而不是开孔，真空状态会使得空气和冷却剂不能进出孔隙。限制孔隙率上限(60％)的理由可解释为：磨粒5和粘合剂6的混合粉末的堆积密度最大为约60％，然后再实行烧成。在包括了磨削/抛光部1、磨石柱2、磨石基部3、和多孔弹性体4的情况下，通过使得多孔体的孔隙率为20-60体积％可以获得以下效果。

在包括了磨削/抛光部1、磨石柱2、磨石基部3、多孔弹性体4的情况下，通过使这些成为多孔体，可将磨石面引入真空中，从而使得这些磨料颗粒和工件之间的距离更为接近。

通过使磨石成为多孔体，通过直接排出诸如水的冷却剂可以来控制磨石与工件W的磨削表面之间的距离，也可以消除工件与磨石之间的不必要的粘附。

通过直接从磨石中排出水等冷却剂，可以对磨石加工进行冷却和实行抛光处理。

此外，在具备了磨削/抛光部1的气孔、磨石柱2内部的气孔、多孔弹性体4的情况下，可以将冷却液或含有化学抛光剂的浆料或其混合物经由这些气孔供给至工件W和磨石之间。

此外，通过使用诸如真空泵的真空装置，工件W和磨石之间的压力可通过磨削/抛光部1、磨石柱2、磨石基部3、和多孔弹性体4中的气孔来减小。

通过使用上述磨石，可以提供具有以下作用和效果的磨削/抛光装置。

-从磨石表面进行真空抽吸。

-可以实现一种孔隙机构，它能够从磨石中将诸如水的冷却剂排出。

-可省略对磨石的修整。

-可同时进行粗磨、研磨和精抛光。

图5是立体图，显示了本发明的一个实施形态的磨石。图6是截面图，显示了图5的磨石安装在磨石架上时的状态。在以下的实施形态中，将以硅晶片为例描述对工件W的加工。

图5中所示的磨石10具有圆盘形状，即整体上为圆盘形状，并且图中省略了蜂窝结构。磨石10的一个端面用作加工面11，另一个端面用作基端面12。如图6所示，磨石10被装设到磨石保持器20上，使得基端面12抵靠磨石保持器20，且磨石保持器20可旋转地驱动该磨石。具体地说，磨石10以下述方式被装设于磨石保持器20上，即，将螺栓14穿过形成在磨石10的外周上的安装孔13从而拧入在这些安装孔中。

这里，磨石10由磨粒和将磨粒彼此连接的粘合剂形成，并且是在其中形成有微孔7的多孔体。

如图6所示，磨石10经由磨石保持器20装设到抛光装置的磨石旋转轴22上，并借助驱动磨石旋转轴22的马达(未示出)且经由磨石保持器20接受旋转驱动。形成在磨石旋转轴22中的流体引导路径23经由旋转接头24连接到真空泵25。在连接真空泵25和旋转接头24的流体引导路径26a上设置有流路开闭阀27a和压力调节阀28a。因此，在流路开闭阀27a打开的状态下操作真空泵25时，在磨削/抛光部1、磨石柱2的内部和多孔弹性体4均具备的情况下，这时的气孔经由流体引导流路23与真空泵25连通，于是会变成低于大气压的真空状态即负压状态，从而使得磨石10的磨粒可以有效地挖入工件中。

加压泵29连接到旋转接头24，并且在连接加压泵29和旋转接头24的流体引导流动路径26b上设置有流路开闭阀27b和压力调节阀28b。加压泵29对容器30中的抛光液等液体进行加压从而将该液体排出，并在流路开闭阀27b打开的状态下操作加压泵29。在磨削/抛光部1、磨石2的内部和多孔弹性体4均具备的情况下，液体经由流动路径23进入这些孔并从磨石的处理面11流出。

在磨石旋转轴22的上方，设置有工件旋转轴32，该工件旋转轴32安装有用于支撑和旋转诸如硅晶片的工件W的真空吸盘31。工件旋转轴32可沿着磨石10的加工面11的方向在水平方向上移动，并且还可在垂直方向上自由移动。这里，由真空吸盘31支持的工件W被引向磨石10，也可在背离磨石10的方向上移动。此外，在工件W与磨石10接触的状态下，可借助工件旋转轴32和真空吸盘31的自重，向工件W施加推压力。这里，除了由于其自重而产生的推压力之外，还可以采用气动缸等对工件旋转轴32施加推压力，以便向工件W施加所需的推压力。

真空吸盘31具有夹板34，该夹板34中形成有多个吸孔33。此外，在工件转轴32中形成有与每个吸孔33连通的真空流路35。真空流路35经由旋转接头36与真空泵37连接，而流路开闭阀39安装在连接真空泵37和旋转接头36的真空供给路38上。因此，当操作真空泵37以将真空流路35的压力设定为低于大气压的压力时，外部空气会流入进气孔33，并且工件W会被真空吸盘31吸附从而被保持住。此外，通过装设类同于上述磨石的构造物作为上部结构物，可以实现工件W的双面加工。在这种情况下，可借助具有工件W形状的开孔片状物将工件W保持住。

作为使用磨石10的抛光加工，有使冷却液流出的抛光加工、和调整距离的抛光加工。在使冷却液流出的抛光加工中，通过加压泵29对冷却液加压以便使得该冷却液经由流体流路17从加工面11流出。在调整距离的抛光加工中，针对电路图案形成之前的晶片或其上已形成有电路图案的晶片的表面，从磨石的加工面11对加工面11和工件W之间的压力，即磨粒与待处理表面之间的距离进行调整。另外，上述加工可适用于以下两种抛光加工。其一是一种抛光工艺，通过加压泵29对具有游离磨粒的抛光液进行加压，并且使得抛光液经由流体流动路径17从加工面11流出。其二是另一种抛光工艺，其中使具有化学抛光剂的浆料从未形成电路图案的晶片或其上已形成有电路图案的晶片的表面流出，即进行CMP处理。在这样的抛光处理中，由于从加工面11向磨石10和工件W之间供应抛光液等，因此能够可靠地将抛光液供应到工件W的整个待处理表面。而且，与普通CMP加工中的由聚氨酯等制成的抛光垫相比，磨石10的加工表面11的硬度高于由聚氨酯等制成的抛光垫的硬度，因此晶片的表面不会产生隆起，所以能够以较高的平整度实行抛光加工。此外，通过调节加工面11和工件W之间的压力，可以容易地设定抛光处理时间和抛光量。

为了制造内部形成有流体流动路径17,18的磨石10，需将磨粒、粘合剂和助剂的混合物注入模具中。另一方面，也可以将加入热量时会消失的消失材料制成的芯材，例如消失树脂，预先制造成流体流动路径17,18。然后，当混合物注入模具时，在混合物的内部投入上述芯材。通过在烧结炉中对如此形成的磨石材料(其形状对应于磨石10)进行加热，在芯材消失的同时，磨粒会通过粘合剂连接。此时，在磨石内部具备了磨削/抛光部1的孔隙、磨石柱2中的孔和多孔弹性体4的情况下，由(形成有流体通道17,18的)多孔体构成的研磨石10可被一体地制作。随着助剂的量增加，磨石10的孔隙率会降低，但除了助剂的量之外，通过烧制温度等也可以调整孔隙率。

因此，如上所述地当磨石10由磨削/抛光部1和磨石基部16形成的情况下，例如，通过使磨削/抛光部1和磨石基部16的助剂的量的不同，可在磨削/抛光部1和磨石基部16之间采取如下对策。即，其中形成有流体流动路径17的部分被用作开孔结构的多孔体，而从该部分至基端面12侧的部分被用作闭孔结构的多孔体。

作为构成磨石2的磨粒5，这里可以使用金刚石，即金刚石磨粒，其平均粒径为0.1-300μm。然而，代替金刚石的，也可以使用立方晶氮化硼(CBN)磨粒，或可以使用金刚石和CBN的混合物。再者，还可以使用碳化硅SiC(GC)。或者可以使用莫来石(3Al2O3-2SiO2)，或熔融氧化铝Al2O3(WA)的单体，或其混合物。作为构成磨石10的粘合材料的，可以使用陶瓷粘合剂。但作为各个粘合材料除了陶瓷粘合剂之外，还可以使用其它各种粘合材料，例如树脂粘合剂、金属粘合剂、电沉积粘合剂等。

以下将描述作为本发明特征的防止堵塞之措施。磨石变为不能继续加工的理由不仅在于需要修整时，而且还在于发生堵塞时。在磨削和抛光像蓝宝石这样的坚硬物体时，在许多情况下不会发生堵塞问题，但在加工陶瓷等比蓝宝石更软的物质时，或在加工如金属或合金时则会发生堵塞。这种现象可被解释如下：即，被磨削的细粉处于高温状态，它们会在磨粒和磨粒之间发生堵塞，因而磨石表面会变平，磨粒变成不突出，最后导致磨削无法继续进行。在这方面，为了降低被磨削掉的细粉的温度，将磨石暂时夹在磨屑袋中，或使流体(如水这样的冷却剂或空气)从气孔中流出，降低磨屑以及磨粒的温度，防止高温状态的磨屑与磨粒的接触，从而抑制堵塞，再通过使流体流入和流出来去除磨屑。

另外，通过双面加工可以提高处理速度。然而，进行双面加工时，特别是在加工薄工件时，由于诸如水的冷却剂的表面张力会使得工件粘附于磨石表面因而使之难以剥离。再者，在加工大量工件W的情况下，一些工件W会到达一侧的磨石，而剩余的工件W会到达另一侧磨石，因而无法实现自动化生产或大规模生产。

尽管诸如硅基板等的工件W已变得越来越薄，但其局限性是单面加工，因此加工面与未加工面之间的差异会出现，所以薄工件会发生翘曲因而无法使用。此时，通过两面加工，由于两个面会以相同的方式发生变化，因此可以消除翘曲。

另外，虽然诸如硅基板等的工件W已变得越来越薄，当进行单面加工时，加工面和未加工面之间会出现差异，并且可能发生翘曲致使工件最终不能使用。为此，通过两面加工，由于两个面以相同的方式发生变化，所以可以避免翘曲。

然而，当用传统的磨削/抛光装置进行双面加工时，由于加入诸如水这样的冷却剂，由于表面张力，在加工处理后使研磨石升高来取出工件时，工件会附着在上侧研磨石或下侧磨石上。为了将工件从磨石剥离，需要增加一道工序。如果剥离失败，好不容易已被处理成功的薄工件会受损。为此，通常的双面加工机器用于粗加工，并且限于相对比较厚的工件W的加工。

因此，作为本发明优选实施例的磨石，当上下方向上设置磨石并且将工件W夹在其间时，从磨石中使流体(可以是诸如水的液体或诸如空气的气体)流出。其结果，可以防止工件W粘附到磨石上并且可以容易地取出工件W。于是，即使针对薄的工件或抛光工艺，也可以进行双面加工。

图8和9示显示了一个实施例，其中本发明中使用的磨石柱的轴线L在磨石的旋转方向上倾斜。这里，图8显示了平面状磨石的情况，而图9显示了直线状磨石和杯状磨石的情况。

如图8和9所示，本实施例的磨石，其用于处理工件W的磨削/抛光部1具有蜂窝结构。蜂窝结构的截面形状是六角形。然而，该蜂窝结构的截面形状也可以是由三角形、四角形、多角形组成的几何图案，或者是它们的任意组合。

如图8(b)和9(b)所示，磨石柱2的轴线L设置成沿磨石的旋转方向倾斜。如图10所示，磨石柱2的倾斜角θ是与磨削/研磨面成正交的深度方向与研磨石柱2的轴线L之间形成的角度。为了以较高的效率对工件W进行磨削，此倾斜角θ最好为0-60°。

据此，因为磨石柱2以相对于磨削/抛光面为倾斜的倾斜角来磨削工件W，因此可以在短时间内有效地实行磨削。

此外，优选的是，图8和图9中所示的磨石的旋转方向，应该是磨石柱的倾斜方向或该倾斜方向的相反方向。

为此，在抛光时，磨石可以在与磨削时相反的方向上旋转，并且可以通过磨石柱2来抛光工件，从而可以实现更光滑的精加工表面。

实施例

使用图1-6中所示的本发明的扁平磨石和图9的直线型磨石或杯型磨石，相当于本发明范围内的磨石柱的直径D的厚度，为磨粒5的平均粒径的1-100倍的1-2mm。相邻磨石柱之间的距离S为10-20mm，这相当于磨石柱直径D的厚度的10-1000倍。并且磨石柱和磨石底座3的孔隙率为30-60％。磨石柱的截面积与磨石的磨削/抛光面的面积的总比率为0.4-7.0％，这是比以前更低的值。另外，磨粒是使用平均粒径为20μm的金刚石。

将本发明的磨粒用金刚石来制成且当工件W为蓝宝石时的实施例效果，可参见如下所述。即，如果使用本发明的磨石，即使将工件W上的推压力从30kPa减小到20kPa，然后再恢复到30kPa之后也能保持磨削/抛光的加工速度，本发明的此效果已被得到确认。另一方面，在传统的磨石中，加工速度在最初的20分钟内会下降，于是需要修整。若不做修整，就难以继续加工。与之相比较，本发明的磨石，在没有修整的情况下只要恢复施加的压力，则就可恢复加工速度。于是，实现了无需整修的加工。

根据本发明，通过使用粗加工中使用的磨粒来提高金刚石等磨粒的切削性，可以获得以下效果。

-比普通粗加工更能实现高速加工。

-防止粗加工过程中出现缺陷。

-粗加工表面可以形成平滑，粗加工后可以省略研磨加工。

-可以在粗加工期间进行磨削速度的控制，从而可以确保加工尺寸的精度。

-通过使用同一机器进行从粗加工到超精加工抛光的处理，所以可提高加工效率。

-使用同一加工机器可实现从粗加工到超精加工的双面加工，从而提高了加工效率。

符号的说明

1 磨削/抛光部

2 磨石柱

3 磨石基部

4 多孔弹性体

5 磨粒

6 粘合剂

7 气孔

L 磨石柱的轴

D 磨石柱直径

S 磨石柱间距

Claims (8)

1.一种具有蜂窝结构的磨石，其中用于处理工件的磨削/抛光部具有蜂窝结构，该蜂窝结构通过无间隙地排列多角柱而形成，其特征在于：在蜂窝结构的交叉点或壁部具有由磨粒和粘接材料制成的、且在磨削/抛光面的深度方向上具有轴线L的磨石柱。

2.根据权利要求1所述的磨石，其中，磨石柱的轴线L设置成在磨石的旋转方向上为倾斜状。

3.根据权利要求2所述的磨石，其中，磨石的旋转方向是磨石柱的倾斜方向或该方向的相反方向。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的磨石，其中，上述磨削/抛光部与多孔的磨石基部一体形成，具有冷却夜和化学抛光剂的浆料从磨石基部通过上述磨削/抛光部被供给至工件和磨石之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的磨石，其中，由形成蜂窝结构的壁围绕的空间是中空的。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的磨石，其中，由形成蜂窝结构的壁围绕的空间填充有多孔弹性体。

7.根据权利要求6所述的磨石，其中，通过减少磨石基部上的压力或使其处于常压状态将多孔弹性体拉入磨削/抛光部的内部。

8.根据权利要求6所述的磨石，其中，通过对磨石基部进行加压，来把多孔弹性体推出至磨削/抛光部的外面。