JP2005521565A - 研磨物品ならびに研磨物品の製造および使用の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)研磨面を有する研磨物品を提供するステップと、
(b)上に研磨可能面を有するワークピースを提供するステップと、
(c)既知の印加圧力および速度で研磨面を研磨可能面に適用し、所定期間中、研磨物品と研磨可能面とを相対的に移動させることにより、研磨可能面を研磨するステップと、
(d)研磨するステップ(c)の間に、研磨物品の研磨性能に基づき性能指標を案出するステップと、
(e)性能指標を研磨物品に関連付けるステップと、
を含む方法を提供する。
(a)関連付けられた性能指標を有する研磨物品を提供するステップと、
(b)性能指標を使用して、研磨物品がワークピースを研磨する際の加工条件を確定するステップと、
(c)ステップ(b)で確定された加工条件に基づいて研磨物品とワークピースとを相対移動させるステップと、
を含む方法を提供する。
dz/dt=(K・N・ds)/A・dt (I)
ここで、「z」は、除去された材料の量であり、「K」は、研磨物品とワークピースとの相互作用を特徴付ける定数であり、「N」は、垂直方向の力であり、「s」は、摺動距離であり、「t」は、時間である。「A」は、研磨砥粒とワークピースとの有効接触面積であってもよく、あるいは砥粒によって払いのけるようにして生成された溝の面積(断面積)であってもよい。「A」に対する上述した定義のいずれも、他方と等価であり、上述した式で使用してもよい。「A」の異なる定義によりKが異なる数値となることは理解されよう。
Z=K・P・V・t (II)
ここで、除去された材料の量(Z)は、定数(K)と、圧力(P)と、摺動接触の全距離、速度(V)×時間(t)と、の積である。したがって、圧力を50%低減することにより、除去される材料の量が50%低減することになる。代替的に、たとえば摺動速度または摺動時間を半分にすることにより摺動接触の全距離を低減することによって、除去される材料の量もまた50%低減することになる。同様に、式(II)に基づく積の50%の低減をもたらす、変更された圧力、速度および時間のいかなる組合せによっても、除去される材料の量が50%低減することになる。研磨物品によって研磨されるワークピースまたは材料の変化により、上述した線形の比例する挙動を変更することなく「K」の値が変更する。厳密にはプレストンの式に従わない研磨方法システムにおいてさえも、想定されたプレストンの挙動により、かかる方法内の研磨物品の交換時に必要な加工条件の有用な近似値が提供される。
研磨物品は、同じタイプの研磨適用において同じタイプの研磨物品に対し既知の平均より10%高いカットレートを提供する。研磨物品に対し、1.10の性能指標を割り当て、そのようにマーキングする。使用時、研磨物品をワークピースに付勢するために印加する力を、平均カットレートを確定するために使用された、印加された力の1/1.10または0.91の割合であるように計算する。計算された力を印加することにより、カットレートが、研磨物品製造方法に対するプロセス平均を表す物品のカットレートに非常に近似する。
性能指標はカットレートの逆数であり、それを調整係数として説明する。カットレートは、平均より10%高いように測定される。指標は、1/10=0.91であり、物品にそのようにマーキングする。研磨物品のユーザは、研磨物品に対して印加する垂直方向の力を公称力の91%まで低減し、研磨物品製造方法に対するプロセス平均を表す物品のカットレートに非常に近似するカットレートを取得する。
研磨物品は、同じタイプの研磨適用においてそのタイプの研磨物品に対する既知の平均より10%低い所定の作動圧力で、ワークピースに対して所望の表面仕上げを提供する。研磨物品に対し1.11の性能指標を割り当て、そのようにマーキングする。使用時、研磨物品をワークピースに対して付勢する時間(たとえば、秒)を、プロセス平均を表す研磨物品を使用して取得された仕上げに等価な表面仕上げを得るために必要な時間の1/1.11または0.90(90%)の割合として計算する。
研磨方法は、空気圧シリンダの空気圧を使用して、研磨物品をワークピースに付勢する。所望のカットレートを提供する平均したおよその空気圧(「公称圧力」)は既知である。研磨物品上の性能指標を使用して、研磨物品に対して用いられる圧力の量を微調整する場合の既存のばらつきを低減する。しかしながら、プロセス装置は、空気圧シリンダからいかなる圧力も加えられない場合でさえ一定の非ゼロ力をワークピースに対して提供するという点で、いわゆる「死(dead)」荷重を加える、ということが知られている。このため、この実施例で説明する方法は、いかなる空気圧のない場合も非ゼロカットレートを考慮する空気圧シリンダに対し適当な圧力設定を確定する方法を提供する。
cut/P.I.=0.0114×圧力+1.200 (1)
カットレートを、式(2)によって与える。
カットレート=P.I.×(0.0114×圧力+1.200) (2)
2.00のカットレートを達成するために、圧力を式(3)に従って確定する。
圧力=((2.00/P.I.)−1.200)/0.0114 (3)
圧力=((2.00/0.85)−1.200)/0.0114
すなわち、圧力=101
2つの異なる研削機械を使用した。第1機械(「試験機械」)は、取引名称「コバーン・ロケット」(Coburn Rocket)モデル507でオクラホマ州ムスコギのガーバー・コバーン(Gerber−Coburn(Muskogee,Oklahoma))から入手可能なラッピング機を変更したものであった。試験機械を使用して、2ロットの研磨物品のカットレート特性を確定した。カットレートに基づいた性能指標でマーキングされた研磨物品を使用して研磨方法におけるばらつきの低減を立証するために、実際の研磨方法を表すものとして第2機械(「製造機械」)を使用した。
Claims (29)
- 研磨物品であって、
研磨面と、
該研磨物品に関連付けられ、該物品の研磨性能の態様を示す、性能指標と、
を具備する研磨物品。 - バッキングと、該バッキングに関連付けられた研磨層とを具備し、該研磨層がバインダに固定された複数の研磨粒子を備える、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記研磨粒子がダイアモンドを含み、前記バインダが少なくとも1つの金属を含む、請求項2に記載の研磨物品。
- 前記バッキングが、対向する略平坦面を有するステンレス鋼基板を備え、前記研磨粒子が、少なくとも部分的に前記バインダに埋め込まれ、該略平坦面の少なくとも一方に付着される、請求項3に記載の研磨物品。
- 前記研磨物品を収納するパッケージをさらに具備し、前記性能指標が該パッケージに関連付けられる、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記性能指標がデータベースに格納されている研磨物品であって、関連付けられたマーキングをさらに具備し、該マーキングが、前記性能指標を取得するように該データベースを検索する手段を提供する、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記マーキングが、機械読取り可能フォーマットである、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記マーキングが、英数字フォーマットである、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記マーキングが、バーコードである、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の測定されたカットレートに基づく、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記性能指標が、(a)前記印加圧力、(b)速度または(c)前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項10に記載の研磨物品。
- 前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の研磨適用の結果としての測定された該表面上の仕上げに基づく、請求項1に記載の研磨物品。
- 非研磨面をさらに具備し、前記性能指標が該非研磨面に関連付けられる、請求項1に記載の研磨物品。
- 前記性能指標が、前記研磨面に関連付けられる、請求項1に記載の研磨物品。
- 請求項1に記載の研磨物品を提供する方法であって、
(a)研磨面を有する研磨物品を提供するステップと、
(b)上に研磨可能面を有するワークピースを提供するステップと、
(c)既知の印加圧力および速度で前記研磨面を前記研磨可能面に適用し、所定期間中該研磨物品と該研磨可能面とを相対的に移動させることにより、該研磨可能面を研磨するステップと、
(d)該研磨するステップ(c)の間に、該研磨物品の該研磨性能に基づき性能指標を案出するステップと、
(e)該性能指標を該研磨物品に関連付けるステップと、
を含む方法。 - ステップ(d)における性能指標の前記案出が、前記研磨するステップ(c)の完了に続いて前記研磨物品に対するカットレートを確定するステップと、その後、該カットレートに基づいて該性能指標を案出するステップと、を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記性能指標が、(i)前記印加圧力、(ii)速度または(iii)前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項16に記載の方法。
- ステップ(d)における性能指標の前記案出が、前記研磨するステップ(c)の完了に続いて前記研磨可能面上の仕上げを測定するステップと、その後、該研磨可能面上の該測定された仕上げに基づき該性能指標を案出するステップと、を含む、請求項15に記載の方法。
- ステップ(e)における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を前記研磨物品の前記研磨面に関連付けるステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記研磨物品が、非研磨面をさらに備え、ステップ(e)における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を該研磨物品の該非研磨面に関連付けるステップを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記研磨物品をパッケージ内に包装するステップをさらに含み、ステップ(e)における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を該パッケージに関連付けるステップを含む、請求項15に記載の方法。
- ステップ(e)における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標をデータベースに格納するステップと、該研磨物品に関連し該性能指標を取得するように該データベースを検索する手段を提供するマーキングを提供するステップと、を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記マーキングが、機械読取可能フォーマットである、請求項22に記載の方法。
- 前記マーキングが、英数字フォーマットである、請求項22に記載の方法。
- 前記マーキングが、バーコードである、請求項22に記載の方法。
- ワークピースを研磨する方法であって、
(a)関連付けられた性能指標を有する研磨物品を提供するステップと、
(b)該性能指標を使用して、該研磨物品がワークピースを研磨する際の加工条件を確定するステップと、
(c)ステップ(b)で確定された該加工条件に基づいて該研磨物品と該ワークピースとを相対移動させるステップと、
を含む方法。 - 前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品のカットレートに基づく、請求項26に記載の方法。
- 前記性能指標が、(a)印加圧力、(b)速度または(c)前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項27に記載の方法。
- 前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の研磨適用の結果としての測定された該表面上の仕上げに基づく、請求項26に記載の方法。
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