JP2005014135A

JP2005014135A - 研磨シート

Info

Publication number: JP2005014135A
Application number: JP2003180757A
Authority: JP
Inventors: Rokuro Nara; 六郎奈良; Shozo Kuzukawa; 昭三葛川
Original assignee: TKX Corp
Current assignee: TKX Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】高精度の研磨を可能とすると共に切り粉の排除をスムースにした研磨シートを提供すること。
【解決手段】所定の幅Ｗ、長さＬおよび肉厚Ｄを有した弾性帯状シート片からなる緩衝体２０と、この緩衝体２０の表面に基材を介して設けられた複数個の砥石ブロックの集合体３０’からなる砥石層３０と、同様に緩衝体２０の裏面に設けられた機器取付部材４０とを備え、前記緩衝体２０は、基材３１よりも肉厚に形成されている。
前記砥石ブロック集合体３０’は、個々の砥石ブロック３０ａ_１〜３０ｘ_ｎの表面角部が面取りされている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント基板、薄膜ハードディスク等の薄物基板の表面仕上げに使用する研磨シートに係り、特にこの種の薄物基板の表面仕上げをバイブレーション研磨方式を採用して行う研磨装置に好適な研磨シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の薄物基板、例えばプリント配線基板では、穴あけやメッキ後、その表面にバリやメッキの隆起物などが形成されることがある。これらのバリや隆起物を取除くために、種々の研磨法、たとえばベルト方式、ホイール方式あるいはバイブレーション研磨法が知られている。特にこの種の薄物基板を研磨する場合、基板の伸びあるいは反りが発生し易いので、この伸びや反りに対しても対応できる研磨法としてバイブレーション研磨方式が多く採用されている。
【０００３】
このバイブレーション研磨方式は、回転研磨と平面研磨とを併用したもので、概ね、底面に研磨シートを装着した第１の研磨パッドと、ワークピースを途中で反転させて移送するローラと、底面に研磨シートを装着した第２の研磨パットとをタンデムに連結して、第１の研磨パッドでワークピースの表面研磨を行い、第２の研磨パッドで裏面研磨を行っている。前記第１、第２の研磨パッドには、底面に研磨シートが装着されているが、この研磨シートには、通常、研磨布、不織布研磨材が使用されており、これら研磨布等に関して多くの種類のものが開発され、特許文献でも紹介されている。（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６４０２６号（図１、請求項１〜５）
【特許文献２】
特表平１１−５１０７４５号（図３、請求項２５、２６）
【０００５】
上記特許文献１に記載された研磨布は、耐延性、耐久性を備え、かつ穴詰まりが生じないように、綿織物、合成織物等からなる布基材の表面に角型、菱型、丸型あるいは楕円型をなした研磨材のブロック状集合体を固定し、研磨パッドに装着できるようにしたものである。
【０００６】
また、上記特許文献２記載の研磨用品は、研磨性質の異なる表面研磨を行うために、１枚のシート面に少なくとも研磨性質が異なる少なくとも２種類の研磨用コーティングを施し、この研磨用コーティングの形状を角錐、角錐台、円錐、円錐台、半球形状にして、かつ、その高さは４０から１０４０マイクロメートルとしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかしながら、前記特許文献１記載の研磨布は、布基材の表面上に接着剤を含む研磨材のブロック状集合体を固着しているので、ブロック状集合体を含め研磨布が極めて薄く、研磨装置の研磨パッドに装着した際には、可撓性および弾力性が殆どなく、しかも、ワークピースに押し当ててもブロック状集合体がワークピースの表面にピッタリ押し当たらず、隙間が形成されることがある。このような隙間がワークピースとブロック状集合体との間に形成されると、凹凸の多いワークピースの表面を設計通りに研磨することができない。
また、ブロック状集合体は、角型、菱型、丸型、楕円型をなし、それぞれの外周縁が急峻な角部になっているので、この外周縁が脆く欠け易い。この外周縁が欠けてしまうと、ブロック集合体は欠けたブロックと欠けないブロックとが混在したものとなり、ワークピースの均一な表面仕上げを行うことができず、ときにワークピースを損傷することがある。さらに、ブロック集合体は、個々のブロック間の隙間が狭いので、研磨時に発生する切り粉の排出、あるいは熱をスムースに放出させることができず、ときにこの隙間が切り粉等で埋ってしまい研磨ができなくなる恐れがある。
また、前記特許文献２記載の研磨用品もほぼ同じ構造を有しているので前記特許文献１の研磨布と同様の課題を有している。
【０００８】
本発明は、上記従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、高精度の研磨を可能とすると共に切り粉の放出をスムースにした研磨シートを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、以下の手段によって達成できる。すなわち、
本発明の研磨シートは、所定の幅、長さおよび肉厚を有した弾性帯状シート片からなる基材と、該基材の表面に成型された複数個の砥石ブロックの集合体と、該基材の裏面に設けられた機器取付部材とを備えたことを特徴とする。
この構成によると、基材が弾性を有しているので、基板等のワークピースに凹凸があっても、それらの凹凸にほぼ均一な研磨圧と柔軟性によって押し当てられ、均一な精度の高い研磨を行うことができる。
【００１０】
本発明の研磨シートの前記砥石ブロック集合体は、個々の砥石ブロックの表面角部が面取りされていること、また、前記砥石層の砥石材がアルミナ、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びジルコンサンドの一種又はこれらの混合物であること、前記砥石ブロック集合体は、ポリビニルアセタール系樹脂を結合剤に使用したこと、さらに前記砥石ブロック集合体は、角型、円錐型、角錐型、菱型、丸型、楕円型の何れか一種の砥石ブロック又は組合せたものであることも特徴とする。
この構成によると、隣接する砥石ブロック間では、基材に近接した部分の隙間より、砥石ブロック頂部の面取りされた部分での隙間が広くなるので、これらの隙間から、切り粉あるいは熱をスムースに放出できるようになる。また、ワークピースの種類にあわせて、任意の組合せの砥石ブロックを形成して、広い用途の研磨シートを作製できる。
【００１１】
本発明の研磨シートは、前記基材と前記機器取付部材との間に、該基材よりも肉厚の緩衝体を設けたことを特徴とする。
前記緩衝体は、軟質ウレタンフォーム、スポンジゴム、フォームラバーの何れかであることが好ましい。
この構成によると、緩衝体の肉厚が基材のそれより厚く弾性を有しているので、基板等のワークピースに凹凸があっても、それらの凹凸にほぼ均一な研磨圧と柔軟性によって押し当てられ、均一な精度の高い研磨を行うことができる。
【００１２】
本発明の研磨シートの前記機器取付部材は、面ファスナーであることを特徴とする。
この構成によると、研磨シートを研磨装置の研磨パッド等に簡単に装着できるようになる。
【００１３】
本発明の前記砥石ブロック集合体は、１つの砥石ブロックの表面積が４〜２００ｍｍ^２、高さが０．５〜５ｍｍ、隣接する砥石ブロックの隙間間隔が１〜４ｍｍであって、個々の砥石ブロックは水平方向に対して７゜〜１２゜の範囲に傾斜して前記基材に整列配列されていることを特徴とする。
この構成によると、切れ味をよくし、研磨の持続性を良好にして、高精度の研磨を可能とすると共に切り粉の放出をスムースにし、ワークピースに対する当たりムラを生じることなく研磨を良好に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための研磨シートを例示するものであって、本発明をこの研磨シートに特定することを意図するものではなく、特許請求範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。図１は、研磨シートを示し図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図２は図１（ａ）の部分拡大図、図３は図２の下方からみた側面図である。なお、図３では緩衝体、機器取付部材が省略されている。
【００１５】
研磨シート１０は、図１に示すように、所定の幅Ｗ、長さＬおよび肉厚Ｄを有した帯状シート片からなる緩衝体２０と、この緩衝体２０の表面に薄板状の基材３１を介して設けられた複数個の砥石ブロックの集合体３０’からなる砥石層３０と、同様に緩衝体２０の裏面に設けられた機器取付部材４０とを備え、上記緩衝体２０の肉厚Ｄが基材３１のそれよりも肉厚に形成された構成からなっている。
【００１６】
以下に、この研磨シートを構成する個々の部材を詳述する。
緩衝体２０は、研磨装置の研磨パッド（図示省略）の形状に合わせ、所定の幅Ｗ、長さＬ、および肉厚Ｄを有する弾性を有する帯状シート片からなる。その寸法は、装置によって異なるが、概ねＷは、例えば１０．５ｃｍ、Ｌは、例えば６２ｃｍ程度である。また、肉厚Ｄは、ワークピースの種類によって異なるが、基材３１の肉厚より少なくとも１．５倍以上に形成される。例えば、基材３１の肉厚を１ｍｍとするとその１．５倍の１．５ｍｍ、あるいはそれ以上の３ｍｍ程度が好ましい。
その材質は、圧力が加わった際に圧縮され、圧力が除かれた際に残留歪が小さく、しかも亀裂、割れ、ひび等が発生しない材料を使用することが好ましい。例えば、軟質ウレタンフォーム、スポンジゴム、フォームラバー等が使用される。
【００１７】
緩衝体２０は、その肉厚を基材３１のそれより厚く弾性を有しているので、基板等のワークピースに凹凸があっても、それらの凹凸に押し当てられ、ほぼ均一な研磨圧と柔軟性によって、均一な精度の高い研磨を行うことができる。
【００１８】
砥石層３０は、同一形状をなした複数個の砥石ブロックを薄板状の基材３１に整列配置した砥石ブロック集合体で構成されている。
薄板状の基材３１は、ゴム等の弾性を有する材料で形成される。この基材３１は、肉厚を所定の厚さにして、クッション機能を持たせることが好ましい。
【００１９】
砥石ブロックは、微細化した砥粒を結合剤により突起状に成型して形成される。砥粒は平均粒子径が７〜４０μｍ程度のものが好ましく、砥粒材は、炭化珪素、アルミナ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びジルコンサンドの単独、または２種以上の混合物が使用される。また、砥粒の粒度は、表面仕上げを行うワークピースの仕上げ精度、付着物、瑕の状態によって任意のものが選定される。
【００２０】
また、この砥粒と混合する樹脂としては、熱硬化樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂が使用される。この樹脂を使用することにより、砥石ブロック集合体は、多孔質構造を有する弾性砥石となる。なお、熱硬化性樹脂として、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、アクリル系樹脂、メタクル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂を用いてもよい。なお、砥粒材、その平均粒子径、あるいは結合剤は、研磨される被研磨材（ワークピース）によって、種々選定される。
【００２１】
前記の構造を有する複数個の砥石ブロックは、基材３１上に所定方向に整列配設されて砥石ブロック集合体３０’が形成される。その配列は、一行に複数個の砥石ブロック３０ａ_１〜３０ａ_ｎが等間隔に配列され、これらが複数行３０ｘ_１〜３０ｘ_ｎに亘って、かつ個々の砥石ブロックが水平方向に対して右上がり方向に所定角度傾斜して整列配設される。傾斜角度は、７°〜１２°が好ましい。この範囲の傾斜角度に個々の砥石ブロックを整列配設することにより、ワークピースに対する当たりムラを生じることなく研磨を良好に行うことができる。
【００２２】
個々の砥石ブロックは、図２、３に示す例えば砥石ブロック３０ｂ_１にみられるように、幅Ｗａおよび長さＬａがほぼ等しく所定の高さｈを有する立方体からなり、頂部３０ｂ_１１が平らに形成されると共に、外周縁部分が面取りされている。面取りは、図３の砥石ブロック３０ｂ_１、３０ｂ_２に見られるように、所定角度の傾斜面３０ｂ_１２、３０ｂ_１３および３０ｂ_２２、３０ｂ_２３が形成される。この面取りは、砥石ブロックの成型時に形成される。砥石ブロックの外周縁部分が面取りされることにより、頂部の外周縁に急峻な角部がなくなるので、外周縁の欠けを防止できる。高さｈは、０．５〜５ｍｍが好ましい。
また、砥石ブロックの頂部に形成された平らな面は、図２、３に示す例えば砥石ブロック３０ｂ_１、３０ｂ_２にみられるように、各頂部３０ｂ_１１、３０ｂ_２１の表面積は、ほぼ等しく４〜２００ｍｍ^２に選定される。この頂部面積は、切れ味を出すためには、小さくして、単位面積当たりの荷重を大きくすればよいが、一方において、研磨の持続性を良好にするためには、頂部面積を大きくしなければならないことから、前記の範囲が好ましい。
【００２３】
さらに、隣接する砥石ブロックは、図２に示すように、基板３１に近接した部分において、隙間Ｗ_１が形成される。この隙間Ｗ_１の部分は、図３に示すように、隣接する砥石ブロック３０ｂ_１、３０ｂ_２が基板３１との間に薄い砥石層３０ｂｂにより結合されている。この結合層３０ｂｂ_１は、薄く基板３１を曲げることにより簡単にひび割れする厚さになっているが、各砥石ブロックは基材に固着されているので、基材から各砥石ブロックおよび結合層も剥がれ落ちることがない。隣接する砥石ブロック間の隙間Ｗ_１は、１〜３ｍｍに設定される。
この隙間は、狭ければ基材上に多くの砥石ブロックを高密度に形成できるが、あまり狭くして隙間を１ｍｍ未満にすると、研磨作業中に排出される切り粉をスムースに放出できなくなってしまう。また、この隙間を広げすぎると砥石ブロック集合体の消耗が速くなってしまうので、前記の範囲が好ましい。
【００２４】
研磨作業中に発生する切り粉あるいは熱は、前記隙間Ｗ_１から放出される。この際、砥石ブロックの頂部の外周縁が面取りされているので、各砥石の頂部間の隙間Ｗ_２は、前記隙間Ｗ_１よりさらに拡大している。このため、切り粉あるいは熱は、狭い隙間Ｗ_１、拡大した隙間Ｗ_２から放出されることになるので、これらの放出が円滑になり、目詰まりするようなことがなくなる。また、このとき結合層３０ｂｂ_１は、ひび割れを起して隙間が形成され、さらに隙間Ｗ_１、Ｗ_２が拡大されて放熱あるいは切り粉の放出がスムースになる。
さらに、砥石ブロックが頂部から削られて砥石層が薄くなってきても、砥石ブロック３０ｂ_１、３０ｂ_２が薄い砥石層３０ｂｂにより結合されているので、ワークピースに基材が接触するような異常な研磨現象を防止できる。
【００２５】
前記砥石ブロックは、立方体で説明したが、この形状に限定されず、直方体、あるいはその他の角型、あるいは円錐型、角錐型、菱型、丸型、楕円型をしたものでもよく、これらをミックスしたものでもよい。これらの形状を採用した場合も、頂部が平らに形成されると共に外周縁に面取りが施される。
この構成によると、ワークピースの種類にあわせて、任意の組合せの砥石ブロックを形成して、広い用途の研磨シートを作製できる。
【００２６】
また、緩衝体２０の裏面には、研磨装置の研磨パッドに装着する機器取付部材４０が設けられる。この取付部材４０には、既に公知の任意の固着手段を使用できる。研磨パッド等への装着および取外しを容易にするために、着脱自在な取付け部材、例えば面ファスナーが好ましい。
さらに、特別の機器取付部材を設けることなく、緩衝体２０を公知の固着手段を用いて研磨パッド等に装着するようにしてもよい。
さらにまた、緩衝体２０を省き、機器取付部材４０を直接基材３１に装着するようにしてもよい。この場合、基材３１は、所定の厚さの弾性体ゴムで形成されているので、緩衝体を設けたものとその作用はほぼ同等となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基板等のワークピースに凹凸があっても、それらの凹凸にほぼ均一な研磨圧と柔軟性によって押し当てられ、均一な精度の高い研磨を行うことができる。
また、隣接する砥石ブロック間では、基材に近接した部分の隙間より、砥石ブロック頂部の面取りされた部分での隙間が広くなるので、これらの隙間から、切り粉あるいは熱をスムースに放出できるようになる。
さらに、ワークピースの種類にあわせて、任意の組合せの砥石ブッロクを形成して、広い用途の研磨シートを作製でき、しかも、研磨シートを研磨装置の研磨パッド等に簡単に装着できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨シートを示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】図１（ａ）の部分拡大図である。
【図３】図２を下方からみた側面図である。
【符号の説明】
１０研磨シート
２０緩衝体
３０砥石層
３０ａ_１〜３０ｘ_ｎ砥石ブロック
３０’ 砥石ブロック集合体
３１基材
４０機器取付部材

Claims

所定の幅、長さおよび肉厚を有した弾性帯状シート片からなる基材と、該基材の表面に成型された複数個の砥石ブロックの集合体と、該基材の裏面に設けられた機器取付部材とを備えたことを特徴とする研磨シート。
前記砥石ブロック集合体は、個々の砥石ブロックの表面角部が面取りされていることを特徴とする請求項１記載の研磨シート。
前記砥石層の砥石材がアルミナ、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム及びジルコンサンドの一種又はこれらの混合物であることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨シート。
前記砥石ブロック集合体は、ポリビニルアセタール系樹脂を結合剤に使用したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の研磨シート。
前記砥石ブロック集合体は、角型、円錐型、角錐型、菱型、丸型、楕円型の何れか一種の砥石ブロック又は組合せたものであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の研磨シート。
前記基材と前記機器取付部材との間に、該基材よりも肉厚の緩衝体を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の研磨シート。
前記緩衝体は、軟質ウレタンフォーム、スポンジゴム、フォームラバーの何れかであることを特徴とする請求項６記載の研磨シート。
前記機器取付部材は、面ファスナーであることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の研磨シート。
前記砥石ブロック集合体は、１つの砥石ブロックの表面積が４〜２００ｍｍ^２、高さが０．５〜５ｍｍ、隣接する砥石ブロックの隙間間隔が１〜４ｍｍであって、個々の砥石ブロックは水平方向に対して７゜〜１２゜の範囲に傾斜して前記基材に整列配列されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の研磨シート。