JP2005125445A

JP2005125445A - キャリア

Info

Publication number: JP2005125445A
Application number: JP2003362917A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Tanaka; 昌光田中
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】ワークの損傷を抑制するとともに、研磨効率を高め、平坦度、平行度、厚みのばらつき等の悪影響が生じにくいキャリアを提供する。
【解決手段】所定の間隔を介して形成された複数のワーク収納孔３２にワークＷを保持するとともに、上定盤と下定盤の間で研磨材とともに回転させて前記ワークを研磨してなるキャリアにおいて、前記ワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域３２１と、当該ワーク収納領域から漸次幅が狭まる空隙領域３２２を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は水晶板、圧電セラミック板等のワークの主面を研磨する場合に、ワークを保持するキャリアの構造に関するものである。

水晶板、圧電セラミック板等の圧電振動板は通信機器等の周波数制御、あるいはコンピュータ等のクロック源として幅広く用いられている。これらの圧電振動板（以下、ワークと称す）は、例えば、丸孔や方形の孔が形成されたキャリアにワークを収納し、遊星運動させて研磨するプラネタリ型研磨装置を用いて主面研磨される。特許文献１では、プラネタリ研磨装置として、上板と下板の間に、複数のワークを収容する八角形の孔が形成されたキャリアが開示されている。そして、当該キャリアにワークを装着し、前記上下板と前記ワークを当接させた状態で、研磨材を介在させ、当該キャリアを自転・公転させることにより研磨を行っている。なお、キャリアの材質として、一般的にＳＫ材（ブルースチール）などの金属平板が用いられている。
特開平６−２７８０１５号

近年、水晶振動子において、基本波での高周波化が要求されるようになり、薄型化のされたワークの研磨対応の必要性が求められている。しかしながら、従来のキャリアでは、キャリアの孔形状に対してワークの形状が対応しておらず、キャリアの孔内部でワークが遊動するので、これら薄型化されたワークでは、ワークの損傷等が発生しやすいと言った問題点があった。また、キャリアの孔形状に対してワークの形状が小さいと、キャリアの孔内部でワークが自転するので、ワークの中央部に対して周辺部の研磨が促進され、ワークの研磨ばらつきが発生しやすいと言った問題点もあった。さらに、キャリアが自転するとキャリアの中心側に対して外周側では、上下板と接触し移動する量が多くなるので、ワークのキャリア中心側とキャリア外周側とで研磨のばらつき（キャリア外周側がより研磨される）が発生しやすいと言った問題点もあった。このように、従来のキャリアでは、研磨加工後のワークの平坦度、平行度、厚みのばらつき等の悪影響が生じやすいものであった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ワークの損傷を抑制するとともに、研磨効率を高め、平坦度、平行度、厚みのばらつき等の悪影響が生じにくいキャリアを提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１によるキャリアは、所定の間隔を介して形成された複数のワーク収納孔にワークを保持するとともに、上定盤と下定盤の間で研磨材とともに回転させて前記ワークを研磨してなるキャリアにおいて、前記ワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域と、当該ワーク収納領域から漸次幅が狭まる空隙領域を形成した事を特徴とする。

また、本発明の請求項２によるキャリアは、同一円周方向に所定の間隔を介して形成された複数のワーク収納孔にワークを保持するとともに、上定盤と下定盤の間で研磨材とともに回転させて前記ワークを研磨してなるキャリアにおいて、前記ワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域と、当該ワーク収納領域からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まる空隙領域を形成した事を特徴とする。

また、本発明の請求項３によるキャリアは、上記構成において、同一円周方向に隣接する前記ワーク収納孔の間には、前記ワーク収納孔より小さな空隙孔を形成した事を特徴とする。

本発明によれば、前記キャリアのワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域が形成されているので、前記ワーク収納孔のワーク収納領域でワークを遊動させずに保持することができ、ワークの損傷を抑制できる。また、前記ワーク収納孔の空隙領域は、ワーク収納領域から漸次幅が狭まるように形成されているので、当該空隙領域へワークがずれ込むこともなくなり、ワークの損傷を抑制している。さらに、前記ワーク収納孔は、ワーク収納領域から漸次幅が狭まる空隙領域を具備しているので、キャリアが回転してワークを研磨する際、前記空隙領域では、研磨材を溜めながら、幅広のワーク収納領域へと向かって効率的に研磨材を送り込み、前記ワーク収納領域へ研磨材を供給していく事ができる。このため、研磨材がワークの周りに集まり、効率的な研磨が行える。

請求項２によれば、上述の作用効果に加え、前記ワーク収納孔の空隙領域は、ワーク収納領域からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まるように形成されているので、キャリアが自転するときに、ワーク収納領域より中心側に位置する空隙領域へワークがずれ込みにくく、より一層ワークの損傷を抑制できる構成となる。また、前記ワーク収納孔は、ワーク収納領域からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まる空隙領域を具備しているので、キャリアが自転してワークを研磨する際、前記空隙領域では、研磨材を溜めながら、中心側からより外周側に位置しかつ幅広のワーク収納領域へと向かってより一層効率的に研磨材を送り込み、前記ワーク収納領域へ研磨材を供給していく事ができる。このため、研磨材がワークの周りに均一に集まり、さらなる効率的かつ均一な研磨が行える。さらに、研磨材を供給する空隙領域をワーク収納領域よりキャリアの中心側に形成することで、キャリアの中心側の研磨材の量を増大させて、キャリア中心側の研磨効率を高めており、キャリアが自転に伴うワークのキャリア中心側とキャリア外周側とで研磨のばらつきを改善することができる。

請求項３によれば、上述の作用効果に加え、前記ワーク収納孔より小さな空隙孔が形成されているので、この孔でキャリアの熱歪みを逃がしたり、キャリアの平行度、平坦度が低下することなく、ばらつきの小さいより精度の高い研磨が行える。また、ワーク収納孔と同一円周方向に隣接して空隙孔を形成しているので、研磨材がキャリアの上下面に対してお互い回り込みが促進され、ワーク周囲で研磨材が均一化するため、さらなる効率的かつ均一な研磨が行える。さらに、ワークの研磨カスを溜めて、研磨ばらつきをなくすことができる。

以上のように、本発明では、ワークの損傷を抑制するとともに、研磨効率を高め、平坦度、平行度、厚みのばらつき等が生じにくいキャリアを提供することができる。

本発明による第１の実施例を、プラネタリ研磨装置を例にとり、図面とともに説明する。図１は本発明の第１の実施形態によるキャリアの平面図であり、図２は本発明の研磨機の一部を示す模式的断面図であり、図３は本発明の研磨機の上定盤を取り外した状態の平面図である。

研磨機は、上定盤１と下定盤２、キャリア３、外周部分のインターナルギアＧ１と中央の太陽ギアＧ２、主軸Ｓとからなる。また、ワークＷは、例えば矩形板状の水晶ウェハＷを用いている。前記キャリア３は、円盤形状で、外周部分に歯車３１とキャリア内部の円周方向に所定の間隔を介して形成されたワーク収納孔３２が形成されている。

前記研磨機の上下板１，２の間には、前記ワーク収納孔３２にワークＷが収納されたキャリア３と研磨材水溶液（研磨材）４とが介在し、当該キャリアの外周部分の歯車３１を前記インターナルギアＧ１と太陽ギアＧ２に歯合させて、前記組立キャリア体３を自転かつ公転させることにより、前記ワークＷの上下面を研磨している。

本発明では、前記ワーク収納孔の形状に特徴があるので、以下詳細を説明する。
前記ワーク収納孔３２には、ワークＷの形状とはめ合う矩形状のワーク収納領域３２１と、当該ワーク収納領域からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まる台形状の空隙領域３２２を形成している。前記空隙領域３２２は、ワーク収納領域３２１と接する外方端部でワークＷの幅と同じであるが、ワーク収納領域３２１からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まるように形成されているので、当該空隙領域３２２へワークＷがずれ込むこともなくなり、ワークの損傷を抑制している。また、図示しないが、前記ワーク収納領域３２１の角部分には、それぞれ面取加工やＲ面加工が施されているので、ワークの損傷を抑制するのにより好ましい形態となっている。

前記キャリアの同一円周方向に隣接するワーク収納孔３２の間には、前記ワーク収納孔３２よりの小さな円形の空隙孔３３が形成されており、キャリアの中央には中心孔３４が形成されている。このようなワーク収納孔が形成されたキャリア３は、ＳＫ材（ブルースチール）などをプレス加工、あるいはエッチング加工により構成することができる。

これらの構成により、前記キャリアのワーク収納孔のワーク収納領域３２１では、ワークＷを遊動させずしっかり保持してワークの損傷を抑制するとともに、前記キャリアのワーク収納孔の空隙領域３２２では、キャリアが回転してワークを研磨する際に、研磨材を溜めながら、前記ワーク収納領域へで研磨材を効率的に供給するので、研磨材がワークの周りに集まり、研磨効率を高めることができる。また、前記空隙孔３３では、キャリアの熱歪みを逃がすとともに、研磨材の回り込みを促進し、より精度の高く、効率的かつ均一な研磨が行える。

前記第１の実施形態では、漸次幅が狭まる空隙領域３２２として、台形状のもの例にしているが、三角形状でもよく、また、図４（第２の実施形態）、図５（第３の実施形態）に示すように曲率形状のものであっても同様の効果を奏することが出来る。図４では、空隙領域の漸次幅が狭まる辺に曲率部を形成しており、図５では、空隙領域を半円形状として形成している。前記図４、図５の実施形態では、キャリア外周方向に向かって大きく形成された複数の空隙孔３３１，３３２が形成されているので、キャリアの熱歪みをより逃がすことができるとともに、研磨材の回り込みもより一層促進することができる。

また、前記実施形態では、ワークＷとして矩形状として、矩形状のワーク収納領域に対して空隙領域をキャリアの中心方向に向かって形成したものを例にしているが、図６（第４の実施形態）に示すように、円形のワーク収納領域３２３からキャリアの逆自転方向に向かって、漸次幅が狭まる楕円形状の空隙領域３２４を形成してもよい。前記図６の実施形態では、研磨材を供給する空隙領域をワーク収納領域より逆自転側に形成することで、キャリアの自転した際に、ワークの研磨開始点（ワーク収納領域３２３におけるキャリアの自転側Ａ）に対して研磨終了点（ワーク収納領域３２３におけるキャリアの逆自転側Ｂ）の研磨効率高めることで、前記研磨開始点と前記研磨終了点の研磨のばらつきを改善することができる。

なお、前記本発明の実施形態では、前記ワーク収納孔を、キャリアの中心から円周方向に９０°ずらした放射形状で４箇所に形成し、かつ各ワーク収納孔の間にも、前記空隙孔を、キャリアの内心から円周方向に９０°ずらした放射形状で、同じように４箇所に形成している。しかしながら、前記ワーク収納孔の形成される位置と形成される数、および前記空隙孔の形成される位置と形成される数については、ワークＷのサイズ、ワークＷの研磨条件等により、公知の技術の範囲で適宜調整することは可能である。また、前記ワーク収納孔におけるワーク収納領域と空隙領域の形状、ワーク収納領域に対する空隙領域の形成される位置（形成される方向）、ワーク収納領域に対する空隙領域の形成される数、および空隙孔の形状等についても、前記実施形態に限るものではなく、ワークＷの形状やワークＷのサイズ、ワークＷの研磨条件等により、公知の技術の範囲で適宜変更することは可能である。

本発明の第１の実施形態によるキャリアの平面図。本発明の研磨機の一部を示す模式的断面図。本発明の研磨機の上定盤を取り外した状態の平面図。本発明の第２の実施形態によるキャリアの平面図。本発明の第３の実施形態によるキャリアの平面図。本発明の第４の実施形態によるキャリアの平面図。

符号の説明

１上板
２下板
３キャリア
４研磨材
Ｗワーク

Claims

所定の間隔を介して形成された複数のワーク収納孔にワークを保持するとともに、上定盤と下定盤の間で研磨材とともに回転させて前記ワークを研磨してなるキャリアにおいて、前記ワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域と、当該ワーク収納領域から漸次幅が狭まる空隙領域を形成した事を特徴とするキャリア。
同一円周方向に所定の間隔を介して形成された複数のワーク収納孔にワークを保持するとともに、上定盤と下定盤の間で研磨材とともに回転させて前記ワークを研磨してなるキャリアにおいて、前記ワーク収納孔は、ワークの形状とはめ合うワーク収納領域と、当該ワーク収納領域からキャリアの中心方向に向かって、漸次幅が狭まる空隙領域を形成した事を特徴とするキャリア。
同一円周方向に隣接する前記ワーク収納孔の間には、前記ワーク収納孔より小さな空隙孔を形成した事を特徴とする特許請求項２記載のキャリア。