JP2002172615A - 単結晶材料の鏡面切削加工方法 - Google Patents
単結晶材料の鏡面切削加工方法Info
- Publication number
- JP2002172615A JP2002172615A JP2000373244A JP2000373244A JP2002172615A JP 2002172615 A JP2002172615 A JP 2002172615A JP 2000373244 A JP2000373244 A JP 2000373244A JP 2000373244 A JP2000373244 A JP 2000373244A JP 2002172615 A JP2002172615 A JP 2002172615A
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- JP
- Japan
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- cutting
- crystal material
- mirror
- single crystal
- processing
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- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】単結晶材料を劈開面の影響を受けずに鏡面切削
加工することができる切削加工方法を提供する。 【解決手段】単結晶材料からなる被加工物を鏡面切削加
工するための単結晶材料の鏡面切削加工方法であって、
結晶方位により規定される脆性破壊７を発生しやすい切
削方向１３以外の方向に切削方向を設定して加工する。
加工することができる切削加工方法を提供する。 【解決手段】単結晶材料からなる被加工物を鏡面切削加
工するための単結晶材料の鏡面切削加工方法であって、
結晶方位により規定される脆性破壊７を発生しやすい切
削方向１３以外の方向に切削方向を設定して加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶材料の加工
方法に関し、脆性破壊を発生させることなく鏡面を得る
技術に関する。
方法に関し、脆性破壊を発生させることなく鏡面を得る
技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体の高集積化に伴い、微細配線の要
求が高まり、露光用の光源としてより短波長の光源が必
要とされている。短波長であるＡｒＦ光源を用いる露光
装置では、単結晶であるＣａＦ2レンズが必須といわれ
ている。
求が高まり、露光用の光源としてより短波長の光源が必
要とされている。短波長であるＡｒＦ光源を用いる露光
装置では、単結晶であるＣａＦ2レンズが必須といわれ
ている。
【０００３】従来のＣａＦ2レンズの加工方法を図２に
示す。ワークであるＣａＦ2レンズ３はワーク軸５にエ
アー吸着などでチャッキングされ回転する。先端に曲率
を持ったダイヤモンドバイト１が刃物台６に取り付けら
れ、ワーク半径方向をバイト走査経路４とする正面旋盤
加工方式によりレンズ形状を生成する。
示す。ワークであるＣａＦ2レンズ３はワーク軸５にエ
アー吸着などでチャッキングされ回転する。先端に曲率
を持ったダイヤモンドバイト１が刃物台６に取り付けら
れ、ワーク半径方向をバイト走査経路４とする正面旋盤
加工方式によりレンズ形状を生成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの加工方法で
は、全ての結晶方位が加工点を通過するため、劈開しや
すい劈開面に必ずせん断応力がかかり、加工面の劈開部
分に脆性破壊が発生し、くもり面と呼ばれる脆性破壊面
が出てしまう。図３にくもり面の概略図を示す。ＣａＦ
2（１，１，１）面では、図のように常に同じ結晶方位
の部位に１２０°周期の規則的なくもり面７が現れる。
脆性破壊が発生しやすいような劈開面とせん断応力の関
係であっても加工面全面を鏡面にするためには、脆性破
壊を発生させないような加工条件を求めなければならな
いが、その加工条件は非常に微小な切込み量、送り量、
加工精度が要求される延性モード領域であり、これらを
満たす加工を実現することは困難である。
は、全ての結晶方位が加工点を通過するため、劈開しや
すい劈開面に必ずせん断応力がかかり、加工面の劈開部
分に脆性破壊が発生し、くもり面と呼ばれる脆性破壊面
が出てしまう。図３にくもり面の概略図を示す。ＣａＦ
2（１，１，１）面では、図のように常に同じ結晶方位
の部位に１２０°周期の規則的なくもり面７が現れる。
脆性破壊が発生しやすいような劈開面とせん断応力の関
係であっても加工面全面を鏡面にするためには、脆性破
壊を発生させないような加工条件を求めなければならな
いが、その加工条件は非常に微小な切込み量、送り量、
加工精度が要求される延性モード領域であり、これらを
満たす加工を実現することは困難である。
【０００５】特開平５−１３８６４７号公報では、３６
°ＹＬｉＴａＯ3単結晶ボールをワイヤーソーによりス
ライス加工するに際し、スライスの加工方向を単結晶ボ
ールのＸ軸方向に対して±４５°の範囲内としている。
°ＹＬｉＴａＯ3単結晶ボールをワイヤーソーによりス
ライス加工するに際し、スライスの加工方向を単結晶ボ
ールのＸ軸方向に対して±４５°の範囲内としている。
【０００６】単結晶材料のダイヤモンドバイトによる切
削加工方法については類似の先行技術は無い。
削加工方法については類似の先行技術は無い。
【０００７】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、単結晶材料を劈開面の
影響を受けずに鏡面切削加工することができる切削加工
方法を提供することである。
されたものであり、その目的は、単結晶材料を劈開面の
影響を受けずに鏡面切削加工することができる切削加工
方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる単結晶材料の鏡
面切削加工方法は、単結晶材料からなる被加工物を鏡面
切削加工するための単結晶材料の鏡面切削加工方法であ
って、結晶方位により規定される脆性破壊を発生しやす
い切削方向以外の方向に切削方向を設定して加工するこ
とを特徴としている。
目的を達成するために、本発明に係わる単結晶材料の鏡
面切削加工方法は、単結晶材料からなる被加工物を鏡面
切削加工するための単結晶材料の鏡面切削加工方法であ
って、結晶方位により規定される脆性破壊を発生しやす
い切削方向以外の方向に切削方向を設定して加工するこ
とを特徴としている。
【０００９】また、この発明に係わる単結晶材料の鏡面
切削加工方法において、正面旋削時にくもり面の発生す
る第１の部位及び前記被加工物の中心に対して前記第１
の部位と対称な第２の部位を横切る方向以外の方向に前
記切削方向を設定することを特徴としている。
切削加工方法において、正面旋削時にくもり面の発生す
る第１の部位及び前記被加工物の中心に対して前記第１
の部位と対称な第２の部位を横切る方向以外の方向に前
記切削方向を設定することを特徴としている。
【００１０】また、この発明に係わる単結晶材料の鏡面
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトによるフラ
イカット加工により鏡面切削加工を行うことを特徴とし
ている。
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトによるフラ
イカット加工により鏡面切削加工を行うことを特徴とし
ている。
【００１１】また、この発明に係わる単結晶材料の鏡面
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトによるシェ
-パー加工により鏡面切削加工を行うことを特徴として
いる。
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトによるシェ
-パー加工により鏡面切削加工を行うことを特徴として
いる。
【００１２】また、この発明に係わる単結晶材料の鏡面
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトと振動切削
ユニットを用いた振動切削により鏡面切削加工を行うこ
とを特徴としている。
切削加工方法において、ダイヤモンドバイトと振動切削
ユニットを用いた振動切削により鏡面切削加工を行うこ
とを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１、図５、図６を参照して説明する。
て図１、図５、図６を参照して説明する。
【００１４】図１は、本発明の第１の実施形態に係る、
フライカット加工方式による単結晶材料の鏡面切削加工
法の概略図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は
（ａ）を上面から見た平面図を示す。
フライカット加工方式による単結晶材料の鏡面切削加工
法の概略図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は
（ａ）を上面から見た平面図を示す。
【００１５】ワーク３はＣａＦ2であり、加工面８であ
る（１，１，１）面が光軸方向を向いたレンズ形状であ
る。加工裏面はエア吸着などで固定され、ワーク３は回
転しない。
る（１，１，１）面が光軸方向を向いたレンズ形状であ
る。加工裏面はエア吸着などで固定され、ワーク３は回
転しない。
【００１６】バイト１はダイヤモンドであり、バイト先
端曲率半径が２ｍｍ、すくい角−３０°、有効刃先長さ
が２ｍｍである。バイト１はバイト回転軸２に固定さ
れ、バイト旋回半径５０ｍｍ、６０００〜１２０００ｒ
ｐｍで回転し、フライカット方式により加工する。切り
込み量は１μｍ以下、送り速度は０．９ｍ／ｍｉｎ、送
りピッチは１７μｍである。バイト回転軸２の回りに回
転するバイト１を矢印４で示す方向に走査して加工を行
う。
端曲率半径が２ｍｍ、すくい角−３０°、有効刃先長さ
が２ｍｍである。バイト１はバイト回転軸２に固定さ
れ、バイト旋回半径５０ｍｍ、６０００〜１２０００ｒ
ｐｍで回転し、フライカット方式により加工する。切り
込み量は１μｍ以下、送り速度は０．９ｍ／ｍｉｎ、送
りピッチは１７μｍである。バイト回転軸２の回りに回
転するバイト１を矢印４で示す方向に走査して加工を行
う。
【００１７】切削方向の決定方法について図４を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】ＣａＦ2の（１，１，１）面を従来の正面
旋削方式で加工した場合、（１，１，−２）方向を基準
として、７５〜１１０°、２００〜２２５°、３１０〜
３５０°の角度の部位９（＝角度ａと呼ぶ）を横切るよ
うなせん断力が働いたときにくもり面と呼ばれる脆性破
壊面が発生する。すなわち、矢印１３で示す方向に切削
を行うとくもり面が発生する。また、これらくもり面が
発生しやすい角度ａに対し、ワークの中心に関して対称
な部位１０（＝角度ｂと呼ぶ）にくもり面やキズが発生
しやすいため、これらの結晶方位を横切るような切削方
向も避ける。残った角度ａ，ｂ以外の切削方向１１（＝
角度ｃと呼ぶ）が脆性破壊をおこすことなく切削できる
領域であり、容易に鏡面を得ることが出来る。この符号
１１で示す角度ｃを横切る切削方向のみを本実施形態の
加工方式の切削方向１２とし、加工面全てをこの切削方
向のみで加工する。
旋削方式で加工した場合、（１，１，−２）方向を基準
として、７５〜１１０°、２００〜２２５°、３１０〜
３５０°の角度の部位９（＝角度ａと呼ぶ）を横切るよ
うなせん断力が働いたときにくもり面と呼ばれる脆性破
壊面が発生する。すなわち、矢印１３で示す方向に切削
を行うとくもり面が発生する。また、これらくもり面が
発生しやすい角度ａに対し、ワークの中心に関して対称
な部位１０（＝角度ｂと呼ぶ）にくもり面やキズが発生
しやすいため、これらの結晶方位を横切るような切削方
向も避ける。残った角度ａ，ｂ以外の切削方向１１（＝
角度ｃと呼ぶ）が脆性破壊をおこすことなく切削できる
領域であり、容易に鏡面を得ることが出来る。この符号
１１で示す角度ｃを横切る切削方向のみを本実施形態の
加工方式の切削方向１２とし、加工面全てをこの切削方
向のみで加工する。
【００１９】図５は本発明の第２の実施形態に係る、シ
ェーパー加工方式による結晶材料の鏡面切削加工法の概
略図である。バイトの送り速度は４０ｍ／ｍｉｎ以上、
切り込み量１μｍ、送りピッチ１０μｍであり、切削方
向は第１の実施形態と同様にして決定する。
ェーパー加工方式による結晶材料の鏡面切削加工法の概
略図である。バイトの送り速度は４０ｍ／ｍｉｎ以上、
切り込み量１μｍ、送りピッチ１０μｍであり、切削方
向は第１の実施形態と同様にして決定する。
【００２０】図６は本発明の第３の実施形態に係る、振
動切削方式による結晶材料の鏡面切削加工法の概略図で
ある。振動切削ユニット１４は楕円振動やひねり振動を
発生させ、加工中の切削抵抗を低下させ、より高能率、
高精度な加工面を得られる。切削方向は第１の実施形態
と同様にして決定する。
動切削方式による結晶材料の鏡面切削加工法の概略図で
ある。振動切削ユニット１４は楕円振動やひねり振動を
発生させ、加工中の切削抵抗を低下させ、より高能率、
高精度な加工面を得られる。切削方向は第１の実施形態
と同様にして決定する。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、正
面旋削加工方式のように、全面鏡面を得るために延性モ
ード領域の困難な加工を必要とせず、単結晶材料を劈開
面の影響を受けずに鏡面切削加工することができる。
面旋削加工方式のように、全面鏡面を得るために延性モ
ード領域の困難な加工を必要とせず、単結晶材料を劈開
面の影響を受けずに鏡面切削加工することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、フライカット
加工方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図で
ある。
加工方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図で
ある。
【図２】従来の単結晶材料の加工方法を示す図である。
【図３】ＣａＦ2（１，１，１）面加工時の脆性破壊面
の概略図である。
の概略図である。
【図４】本発明の実施形態における切削方向の決定方法
の概略図である。
の概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る、シェーパー加
工方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図であ
る。
工方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図であ
る。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る、振動切削加工
方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図であ
る。
方式による単結晶材料の鏡面切削加工法の概略図であ
る。
１ ダイヤモンドバイト ２ バイト軸 ３ 単結晶材料ワーク ４ バイト走査経路 ５ ワーク軸 ６ 刃物台 ７ くもり面 ８ 加工面（ＣａＦ2（１，１，１）面） ９ 角度ａ １０ 角度ｂ １１ 角度ｃ １２ 切削方向 １３ 正面旋削時の切削方向 １４ 振動切削ユニット
Claims (5)
- 【請求項１】 単結晶材料からなる被加工物を鏡面切削
加工するための単結晶材料の鏡面切削加工方法であっ
て、 結晶方位により規定される脆性破壊を発生しやすい切削
方向以外の方向に切削方向を設定して加工することを特
徴とする単結晶材料の鏡面切削加工方法。 - 【請求項２】 正面旋削時にくもり面の発生する第１の
部位及び前記被加工物の中心に対して前記第１の部位と
対称な第２の部位を横切る方向以外の方向に前記切削方
向を設定することを特徴とする請求項１に記載の単結晶
材料の鏡面切削加工方法。 - 【請求項３】 ダイヤモンドバイトによるフライカット
加工により鏡面切削加工を行うことを特徴とする請求項
１に記載の単結晶材料の鏡面切削加工方法。 - 【請求項４】 ダイヤモンドバイトによるシェ-パー加
工により鏡面切削加工を行うことを特徴とする請求項１
に記載の単結晶材料の鏡面切削加工方法。 - 【請求項５】 ダイヤモンドバイトと振動切削ユニット
を用いた振動切削により鏡面切削加工を行うことを特徴
とする請求項１に記載の単結晶材料の鏡面切削加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000373244A JP2002172615A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 単結晶材料の鏡面切削加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000373244A JP2002172615A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 単結晶材料の鏡面切削加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002172615A true JP2002172615A (ja) | 2002-06-18 |
Family
ID=18842661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000373244A Pending JP2002172615A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 単結晶材料の鏡面切削加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002172615A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005254516A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 脆性材料の切削方法 |
| CN102120344A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-13 | 沈阳航空航天大学 | 一种基于切削力波动特性的单晶材料切削方法及微调刀架 |
-
2000
- 2000-12-07 JP JP2000373244A patent/JP2002172615A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005254516A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 脆性材料の切削方法 |
| CN102120344A (zh) * | 2010-12-21 | 2011-07-13 | 沈阳航空航天大学 | 一种基于切削力波动特性的单晶材料切削方法及微调刀架 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040115 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060105 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060428 |