JP2004338028A - 研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置を提供する。
【解決手段】基体10と、この基体10の表面10aに形成され、レンズ等の被研削物を研削する砥粒層20とからなる研削用砥石において、砥粒層20を複数の層21,22,23で構成し、砥粒層20を構成する砥粒の平均粒径を上層になるほど大きくした。
【選択図】 図1
【解決手段】基体10と、この基体10の表面10aに形成され、レンズ等の被研削物を研削する砥粒層20とからなる研削用砥石において、砥粒層20を複数の層21,22,23で構成し、砥粒層20を構成する砥粒の平均粒径を上層になるほど大きくした。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラス、セラミックス等の酸化物を材料とする被研削物の研削には、一般にダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(CBN)、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等の砥粒を結合材中に分散・固定させてなる研削用砥石が用いられる。
【0003】
この研削用砥石は、結合材の種類によって、合成樹脂を主原料としたレジンボンド砥石、金属材料を主原料としたメタルボンド砥石、陶磁器用釉薬を主原料としたビドリファイドボンド砥石等に分類される。
【0004】
レジンボンド砥石の場合、研削時の当りが柔らかく、面粗さのよい欠陥の少ない研削面が得られるが、結合材である合成樹脂の硬度が低く、短時間で磨耗するため、砥石寿命が短い。これに対し、メタルボンド砥石やビドリファイドボンド砥石は結合材の硬度が高く研削性及び耐久性に優れる。特に、メタルボンド砥石は最も高い研削性を有し、ガラス等の硬脆材料の研削に適する。
【0005】
【特許文献】
特開2001−246566号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス、セラミックス等の被研削物の表面を球面、非球面又は平面に加工する作業には、カーブジェネレータ加工(以下CG加工という)、研削加工又は研磨加工がある。
【0007】
被研削物の概略形状を創成するCG加工と被研削物の表面を仕上げる研磨加工との中間の研削加工は面精度の良い研磨品を得るための重要な加工である。
【0008】
しかし、例えば石英等の硬い材料を加工する場合には、研削加工を粗研削加工と精研削加工との2つの加工に分けて行うため、手間がかかる。2段階の加工を行うには、粗研削加工を行う砥石から、より精密な研削である精研削加工を行う砥石へ付け替える作業等が必要になる。なお、研削材料や研削加工精度により研削加工の段階は異なる。
【0009】
また、ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の目詰まりによる研削力の劣化(研削加工ができなくなる)が発生する。そのため、頻繁に砥石の表面を削り、砥粒を露出させて新しい面を再生する作業が必要である。なお、砥粒層に分散された砥粒は被研削物に適した粒度を中心として所定の分布をもった1種類の砥粒から構成されている。粒度が粗いときには後工程の研磨加工時間が長くなり、粒度が細かいときには研削加工時間が長くなる。
【0010】
更に、砥石の寿命により研削加工ができなくなった場合、加工の途中であっても砥石を交換する作業が必要になる。
【0011】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、基体と、この基体の表面に形成され、被研削物を研削する砥粒層とからなる研削用砥石において、前記砥粒層は複数の層で構成され、砥粒の平均粒径は前記層毎に異なることを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の研削用砥石において、前記砥粒の平均粒径は上層になるほど大きくなることを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明の研削装置は、請求項1又は2記載の研削用砥石を備えることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【0017】
レンズ研削用砥石(研削用砥石)1は、基体10と、レンズ(被研削物)を研削する砥粒層20とからなる。砥粒層20は基体10の表面10aに形成されている。
【0018】
基体10は黄銅を材料としている。
【0019】
砥粒層20は3つの層21,22,23で構成され、砥粒の平均粒径は上層になるほど大きい。層21,層22及び層23の厚さはそれぞれ50μm、10μm及び20μmである。
【0020】
層21,22及び23の砥粒の平均粒径をそれぞれd1、d2及びd3としたとき、d1、d2及びd3はそれぞれ3μm、5μm及び10μmである。
【0021】
この研削用砥石1の製作方法を説明する。
【0022】
まず、無電解めっきの前処理工程として、基体10の表面10aの汚れを除去する。
【0023】
次に、パラジウム溶液に基体10を漬け、無電解めっきを円滑に行うために触媒としてパラジウム層を基体10の表面10aに形成する。このパラジウム層は極めて薄い膜状又は島状に形成されている。
【0024】
その後、平均粒径3μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0025】
その結果、析出反応が始まり、基体10の表面10aに平均粒径3μmのダイヤモンド砥粒を含む層21が形成される。層21の厚さは50μmである。
【0026】
次に、平均粒径5μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0027】
その結果、層21の表面に平均粒径5μmのダイヤモンド砥粒を含む層22が形成される。層22の厚さは10μmである。
【0028】
次に、平均粒径10μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0029】
その結果、層22の表面に平均粒径10μmのダイヤモンド砥粒による層23が形成される。層23の厚さは20μmである。
【0030】
このようにして、層21から層23へ行くほど(上層になるほど)平均粒径が大きくなる砥粒層20を有する研削用砥石1が製作された。
【0031】
この研削用砥石1の砥粒層20の表面は加工するレンズの仕上がり形状(設計形状)と同一形状のダミーを用いてドレッシングされた後、実際の研削加工に使用される。
【0032】
なお、上記実施形態では無電解めっきによって複数の層21,22,23で構成される砥粒層20を形成したが、砥粒層の形成方法はこれに限られるものではなく、電気めっきであってもよい。
【0033】
この研削用砥石1を用いてCG加工後のレンズの研削加工を実際に行った。
【0034】
約15分の研削加工の後、レンズの表面を観察したところ、キズのない、表面粗さ0.1μmの表面に仕上がっていた。
【0035】
その後、短時間の研磨加工を行ったところ、面精度のよいレンズが得られた。
【0036】
この実施形態によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を1つの研削用砥石で行うことができる。
【0037】
すなわち、石英等の硬い材料を加工する場合、粗研削加工から精研削加工へ移るとき、砥石を付け替える必要がない。ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の表面を再生する作業が不要である。
【0038】
次に、研削用砥石1を備える研削装置40を説明する。
【0039】
図2(a)は研削装置の使用状態を示す概念図、図2(b)は同図(a)の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【0040】
この研削装置40はオスカー式の研削装置である。
【0041】
研削装置40はみがき皿41と研削用砥石1とはりつけ皿43とを備えている。
【0042】
みがき皿41はモータ(図示せず)等によって軸AXを中心に矢印aに示す方向へ回転可能である。みがき皿41の回転速度は20〜60rpmである。
【0043】
なお、みがき皿41の上面には被研削物であるレンズ45が保持治具(図示せず)によって保持されている。
【0044】
はりつけ皿43は揺動自在なアーム44の端部に回転可能に取り付けられている。はりつけ皿43の下面には研削用砥石1が取り付けられている。
【0045】
アーム44は矢印bに示す方向へ揺動可能である。
【0046】
レンズ45をみがき皿41の上面に保持した後、研削用砥石1をレンズ45に所定圧力で押し付け、レンズ45と研削用砥石1との間に研削液(図示せず)を供給しながらみがき皿41を所定の回転数で回転させてレンズ45を研削する。
【0047】
このとき、はりつけ皿43はアーム44の端部に回転可能に支持されているため、みがき皿41とともに回転する。また、みがき皿41の回転に同期してアーム44が矢印bに示す方向へ揺動するため、はりつけ皿43は図2(b)の矢印cに示すように左右方向(はりつけ皿43の直径方向)へ揺動する。
【0048】
その結果、レンズ45は研削用砥石1によって均一に研削される。
【0049】
粗研削、標準研削及び精研削には砥粒層20を構成する層21、層22及び層23がそれぞれ用いられる。
【0050】
各研削工程は一定の研削条件(研削用砥石1をレンズに押し付ける圧力、みがき皿41の回転数等)の下で研削砥石を交換することなく順次行われる。
【0051】
したがって、この研削装置40によれば、加工するレンズ45毎に研削用砥石1を交換するだけで熟練者の経験や勘に頼ることなく、研削時間を管理するだけで精度のよいレンズ45を得ることができる。
【0052】
例えば研削装置に1チップマイクロコンピュータを設ければ、この1チップマイクロコンピュータを用いて各研削時間を管理することも可能である。
【0053】
【発明の効果】
以上に説明したように本願発明によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図2】図2(a)は研削装置の使用状態を示す概念図、図2(b)は同図(a)の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【符号の説明】
1 レンズ研削用砥石(研削用砥石)
10 基体
10a 表面
20 砥粒層
40 研削装置
【発明の属する技術分野】
この発明は研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラス、セラミックス等の酸化物を材料とする被研削物の研削には、一般にダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素(CBN)、炭化ケイ素、酸化アルミニウム等の砥粒を結合材中に分散・固定させてなる研削用砥石が用いられる。
【0003】
この研削用砥石は、結合材の種類によって、合成樹脂を主原料としたレジンボンド砥石、金属材料を主原料としたメタルボンド砥石、陶磁器用釉薬を主原料としたビドリファイドボンド砥石等に分類される。
【0004】
レジンボンド砥石の場合、研削時の当りが柔らかく、面粗さのよい欠陥の少ない研削面が得られるが、結合材である合成樹脂の硬度が低く、短時間で磨耗するため、砥石寿命が短い。これに対し、メタルボンド砥石やビドリファイドボンド砥石は結合材の硬度が高く研削性及び耐久性に優れる。特に、メタルボンド砥石は最も高い研削性を有し、ガラス等の硬脆材料の研削に適する。
【0005】
【特許文献】
特開2001−246566号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス、セラミックス等の被研削物の表面を球面、非球面又は平面に加工する作業には、カーブジェネレータ加工(以下CG加工という)、研削加工又は研磨加工がある。
【0007】
被研削物の概略形状を創成するCG加工と被研削物の表面を仕上げる研磨加工との中間の研削加工は面精度の良い研磨品を得るための重要な加工である。
【0008】
しかし、例えば石英等の硬い材料を加工する場合には、研削加工を粗研削加工と精研削加工との2つの加工に分けて行うため、手間がかかる。2段階の加工を行うには、粗研削加工を行う砥石から、より精密な研削である精研削加工を行う砥石へ付け替える作業等が必要になる。なお、研削材料や研削加工精度により研削加工の段階は異なる。
【0009】
また、ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の目詰まりによる研削力の劣化(研削加工ができなくなる)が発生する。そのため、頻繁に砥石の表面を削り、砥粒を露出させて新しい面を再生する作業が必要である。なお、砥粒層に分散された砥粒は被研削物に適した粒度を中心として所定の分布をもった1種類の砥粒から構成されている。粒度が粗いときには後工程の研磨加工時間が長くなり、粒度が細かいときには研削加工時間が長くなる。
【0010】
更に、砥石の寿命により研削加工ができなくなった場合、加工の途中であっても砥石を交換する作業が必要になる。
【0011】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1記載の発明は、基体と、この基体の表面に形成され、被研削物を研削する砥粒層とからなる研削用砥石において、前記砥粒層は複数の層で構成され、砥粒の平均粒径は前記層毎に異なることを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の研削用砥石において、前記砥粒の平均粒径は上層になるほど大きくなることを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明の研削装置は、請求項1又は2記載の研削用砥石を備えることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【0017】
レンズ研削用砥石(研削用砥石)1は、基体10と、レンズ(被研削物)を研削する砥粒層20とからなる。砥粒層20は基体10の表面10aに形成されている。
【0018】
基体10は黄銅を材料としている。
【0019】
砥粒層20は3つの層21,22,23で構成され、砥粒の平均粒径は上層になるほど大きい。層21,層22及び層23の厚さはそれぞれ50μm、10μm及び20μmである。
【0020】
層21,22及び23の砥粒の平均粒径をそれぞれd1、d2及びd3としたとき、d1、d2及びd3はそれぞれ3μm、5μm及び10μmである。
【0021】
この研削用砥石1の製作方法を説明する。
【0022】
まず、無電解めっきの前処理工程として、基体10の表面10aの汚れを除去する。
【0023】
次に、パラジウム溶液に基体10を漬け、無電解めっきを円滑に行うために触媒としてパラジウム層を基体10の表面10aに形成する。このパラジウム層は極めて薄い膜状又は島状に形成されている。
【0024】
その後、平均粒径3μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0025】
その結果、析出反応が始まり、基体10の表面10aに平均粒径3μmのダイヤモンド砥粒を含む層21が形成される。層21の厚さは50μmである。
【0026】
次に、平均粒径5μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0027】
その結果、層21の表面に平均粒径5μmのダイヤモンド砥粒を含む層22が形成される。層22の厚さは10μmである。
【0028】
次に、平均粒径10μmのダイヤモンド砥粒を所定量だけ分散させた無電解ニッケルメッキ液に基体10を浸漬する。
【0029】
その結果、層22の表面に平均粒径10μmのダイヤモンド砥粒による層23が形成される。層23の厚さは20μmである。
【0030】
このようにして、層21から層23へ行くほど(上層になるほど)平均粒径が大きくなる砥粒層20を有する研削用砥石1が製作された。
【0031】
この研削用砥石1の砥粒層20の表面は加工するレンズの仕上がり形状(設計形状)と同一形状のダミーを用いてドレッシングされた後、実際の研削加工に使用される。
【0032】
なお、上記実施形態では無電解めっきによって複数の層21,22,23で構成される砥粒層20を形成したが、砥粒層の形成方法はこれに限られるものではなく、電気めっきであってもよい。
【0033】
この研削用砥石1を用いてCG加工後のレンズの研削加工を実際に行った。
【0034】
約15分の研削加工の後、レンズの表面を観察したところ、キズのない、表面粗さ0.1μmの表面に仕上がっていた。
【0035】
その後、短時間の研磨加工を行ったところ、面精度のよいレンズが得られた。
【0036】
この実施形態によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を1つの研削用砥石で行うことができる。
【0037】
すなわち、石英等の硬い材料を加工する場合、粗研削加工から精研削加工へ移るとき、砥石を付け替える必要がない。ガラス等の硬脆材料を研削する場合、砥石の表面を再生する作業が不要である。
【0038】
次に、研削用砥石1を備える研削装置40を説明する。
【0039】
図2(a)は研削装置の使用状態を示す概念図、図2(b)は同図(a)の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【0040】
この研削装置40はオスカー式の研削装置である。
【0041】
研削装置40はみがき皿41と研削用砥石1とはりつけ皿43とを備えている。
【0042】
みがき皿41はモータ(図示せず)等によって軸AXを中心に矢印aに示す方向へ回転可能である。みがき皿41の回転速度は20〜60rpmである。
【0043】
なお、みがき皿41の上面には被研削物であるレンズ45が保持治具(図示せず)によって保持されている。
【0044】
はりつけ皿43は揺動自在なアーム44の端部に回転可能に取り付けられている。はりつけ皿43の下面には研削用砥石1が取り付けられている。
【0045】
アーム44は矢印bに示す方向へ揺動可能である。
【0046】
レンズ45をみがき皿41の上面に保持した後、研削用砥石1をレンズ45に所定圧力で押し付け、レンズ45と研削用砥石1との間に研削液(図示せず)を供給しながらみがき皿41を所定の回転数で回転させてレンズ45を研削する。
【0047】
このとき、はりつけ皿43はアーム44の端部に回転可能に支持されているため、みがき皿41とともに回転する。また、みがき皿41の回転に同期してアーム44が矢印bに示す方向へ揺動するため、はりつけ皿43は図2(b)の矢印cに示すように左右方向(はりつけ皿43の直径方向)へ揺動する。
【0048】
その結果、レンズ45は研削用砥石1によって均一に研削される。
【0049】
粗研削、標準研削及び精研削には砥粒層20を構成する層21、層22及び層23がそれぞれ用いられる。
【0050】
各研削工程は一定の研削条件(研削用砥石1をレンズに押し付ける圧力、みがき皿41の回転数等)の下で研削砥石を交換することなく順次行われる。
【0051】
したがって、この研削装置40によれば、加工するレンズ45毎に研削用砥石1を交換するだけで熟練者の経験や勘に頼ることなく、研削時間を管理するだけで精度のよいレンズ45を得ることができる。
【0052】
例えば研削装置に1チップマイクロコンピュータを設ければ、この1チップマイクロコンピュータを用いて各研削時間を管理することも可能である。
【0053】
【発明の効果】
以上に説明したように本願発明によれば、粗研削から研磨加工前の精研削までの作業を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態に係るレンズ研削用砥石の断面を示す概念図である。
【図2】図2(a)は研削装置の使用状態を示す概念図、図2(b)は同図(a)の研削装置を用いた研削方式を説明する図である。
【符号の説明】
1 レンズ研削用砥石(研削用砥石)
10 基体
10a 表面
20 砥粒層
40 研削装置
Claims (3)
- 基体と、この基体の表面に形成され、被研削物を研削する砥粒層とからなる研削用砥石において、
前記砥粒層は複数の層で構成され、砥粒の平均粒径は前記層毎に異なることを特徴とする研削用砥石。 - 前記砥粒の平均粒径は上層になるほど大きくなることを特徴とする請求項1記載の研削用砥石。
- 請求項1又は2記載の研削用砥石を備えることを特徴とする研削装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003136732A JP2004338028A (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003136732A JP2004338028A (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004338028A true JP2004338028A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33526580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003136732A Withdrawn JP2004338028A (ja) | 2003-05-15 | 2003-05-15 | 研削用砥石及びこの研削用砥石を備える研削装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004338028A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100968930B1 (ko) | 2008-05-29 | 2010-07-14 | 가부시키 가이샤 미야나가 | 다이아몬드 코어드릴 |
WO2011092748A1 (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | 有限会社コジマエンジニアリング | 皿形砥石を用いたレンズ球面の研削加工方法 |
CN102689270A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 固结磨料抛光垫及其制备方法 |
WO2021037745A1 (de) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | Atlantic Gmbh | Dreischichtige schleifscheibe |
-
2003
- 2003-05-15 JP JP2003136732A patent/JP2004338028A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100968930B1 (ko) | 2008-05-29 | 2010-07-14 | 가부시키 가이샤 미야나가 | 다이아몬드 코어드릴 |
WO2011092748A1 (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | 有限会社コジマエンジニアリング | 皿形砥石を用いたレンズ球面の研削加工方法 |
JP5453459B2 (ja) * | 2010-01-29 | 2014-03-26 | 有限会社コジマエンジニアリング | 皿形砥石を用いたレンズ球面の研削加工方法 |
CN102689270A (zh) * | 2011-03-22 | 2012-09-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 固结磨料抛光垫及其制备方法 |
US9004985B2 (en) | 2011-03-22 | 2015-04-14 | Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation | Fixed abrasive pad and method for forming the same |
WO2021037745A1 (de) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | Atlantic Gmbh | Dreischichtige schleifscheibe |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |