JP2008100289A

JP2008100289A - 研磨装置および研磨シート

Info

Publication number: JP2008100289A
Application number: JP2006282253A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kinoshita; 和浩木下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】研磨装置の研磨盤駆動を停止することなく、研磨の粒度を変えて研磨をおこない、研磨工程を短縮するとともに、任意の研磨粒度の部分を個別に交換することや研磨面の研磨粒度の組合せ変更を、容易におこなうことを可能とする。
【解決手段】研磨面が平行移動または回転する研磨装置であって、研磨面は複数の研磨シート片からなることを特徴とする研磨装置。研磨シート片は同心円状に配置してもよく、その場合、外縁部から中心部へ向かって、または中心部から外縁部へ向かって、粒度が順に大きくなるように配置することが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属試料などの表面を研磨する研磨装置とそれに用いる研磨シートに関する。

光学顕微鏡や電子顕微鏡などで金属試料を組織観察するときには、試料の観察面を鏡面となるように研磨している。図１は研磨装置を横から見たときの断面模式図である。図１に示すように、研磨装置の研磨盤２に研磨紙１をセットして研磨盤２をモータで回転させ、研磨対象試料５を研磨紙１に押し付けて、研磨対象試料５と研磨紙１との摩擦によって研磨をおこなっている。

図２には従来の研磨工程で使用する研磨紙が示されている。研磨紙には一定の粒度の砥粒が接着されている。図２に示すような粒度の異なる４枚の研磨紙を準備して、まず粗研磨には粒度の最も小さい研磨紙１ａを使用して研磨し、次に中間研磨には研磨紙１ａより粒度の大きい研磨紙１ｂを使用して研磨し、次に仕上げ研磨には研磨紙１ｂより粒度の大きい研磨紙１ｃを使用して研磨し、最後の最終研磨には最も粒度の大きい研磨紙１ｄを使用して、一連の研磨作業をおこなっている。

また特許文献１には、１枚の台紙に複数段階の粗さの研磨粒子を付着させることにより、研磨紙の取り付け取り外しなどの余計な時間と手間がかかることを防止することが記載されている。
特開２００１−２１９３４５号公報

従来の研磨装置では、研磨の粒度を変えて、粗研磨、中間研磨、仕上げ研磨、最終研磨を順におこなうためには、研磨紙を交換する必要がある。したがって、交換のときに研磨盤の回転を停止し、また研磨紙の交換に時間を要するという問題がある。

一方、特許文献１の発明を用いる場合においては、１枚の研磨紙で研磨の粒度を変えて研磨作業を行うことが可能であるが、ある研磨粒度の部分が消耗したり目詰まりしたときに、研磨紙をまるごと交換する必要がある。また研磨粒度の組合せを変えたいときには、別の研磨粒度の組合せの研磨紙を準備して、研磨紙を交換する必要がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、研磨装置の研磨盤駆動を停止することなく研磨の粒度を変えて研磨をおこなうことができ、さらに任意の研磨粒度の部分を個別に交換することや、研磨面の研磨粒度の組合せ変更を、容易におこなうことが可能な研磨装置とそれに用いる研磨シートを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、研磨面が平行移動または回転する研磨装置であって、研磨面は複数の研磨シート片からなることを特徴とする研磨装置を提供する（請求項１）。

複数の研磨シート片で研磨面を形成し、その研磨面が平行移動または回転することにより、研磨装置の研磨面の駆動を停止させることなく、研磨の粒度を変えて研磨を行うことができる。また、研磨面の特定の研磨シート片のみを交換することで、１種類の研磨粒度の部分だけの交換や、粒度の組合せを変更することができ、研磨シートをまるごと交換する必要がない。

また、研磨シート片は同心円状に配置することができる（請求項２）。同心円の中心まわりに研磨面を回転させたとき、研磨対象試料の保持位置を一定にすると、同じ粒度で研磨することができる。また、径方向に試料をずらすことにより、研磨粒度を変えることができる。

さらに、研磨シート片を同心円状に配置したとき、外縁部から中心部へ向かって、または中心部から外縁部へ向かって、粒度が順に大きくなるように配置することが好ましい（請求項３）。

粒度を順に配置することにより、粒度を順に大きくして研磨していく作業が簡便となる。外縁部から中心部へ向かって、粒度が順に大きくなるように配置する場合は、外縁部に配置した研磨シート片から研磨作業を行うので、研磨くずが遠心力で外側に移動しても、後の工程で研磨くずの影響を受けにくくなる。一方、中心部から外縁部へ向かって、粒度が順に大きくなるように配置する場合は、粒度が大きくなる順、すなわち研磨作業の順に外側に向かうことになり、研磨面の移動速度が速くなり、試料研磨面をより平滑な鏡面に研磨することが可能である。

同心円状に隣接して配置された粒度の異なる研磨シート片の粒度の比が、１．２以上５以下であることが望ましい（請求項４）。ここで、研磨シート片の粒度の比とは、（粒度の大きい研磨シート片の粒度）／（粒度の小さい方の研磨シート片の粒度）とする。例えば、粒度の大きい研磨シート片の粒度をＰ４００、粒度の小さい研磨シート片の粒度をＰ１００とした場合、研磨シート片の粒度の比は４となる。なお、粒度の表記はＪＩＳ規格Ｒ６２５２およびＲ６０１０による。粒度を順に大きくしていく場合、同心円状に隣接して配置された粒度の異なる研磨シート片の粒度の比が適度な範囲にあると研磨作業の効率が良い。

また、基材シート上に複数の研磨シート片を配置することにより、研磨シートを形成することができる（請求項５）。この研磨シートを研磨盤に配置することにより、請求項１から請求項４の研磨装置に使用することができる。この研磨シートを用いると、研磨片を個別に交換することができることに加え、複数の粒度の研磨片を配置した研磨面を１セットとして一度に交換することができ、また他の研磨装置で使用するための持ち運びが容易となる。

本発明によれば、研磨作業における装置の停止時間を減らすとともに、特定の研磨粒度の部分を個別に交換することや研磨面の研磨粒度の組合せ変更を、容易におこなうことが可能となる。

（実施例１）
図３は粒度の異なる複数の研磨シート片６ａ〜６ｄを同心円状に配置している研磨シート６の研磨面を表す模式図である。

図３においては、外側の研磨シート片６ａの粒度を最も小さくし、中心側に向けて順に粒度を大きくしている。逆に、中心の研磨シート片６ｄの粒度を最も小さくして、外側に向けて順に粒度を大きくすることも可能である。粒度がランダムな順になるように配置してもかまわないが、上記のような配置順とすることにより、粒度を順に大きくして研磨していく作業が簡便となる。

研磨面は研磨シート片の表面であり、研磨シート片の基材の材質としては、紙、布、皮、樹脂シート、金属板などさまざまな材質が使用可能であるが、ここでは紙を用い、Ｃｗ（紙：９５〜１４０ｇ／ｃｍ^３）を使用する。また、砥粒の材質もアルミナ、炭化ケイ素などさまざまな材質が使用可能であるが、ここでは炭化ケイ素砥粒を使用する。

また、粗研磨に使用する研磨シート片６ａの粒度はＰ８０からＰ１５０、中間研磨に使用する研磨シート片６ｂの粒度はＰ２２０からＰ４００、仕上げ研磨に使用する研磨シート片６ｃの粒度はＰ６００からＰ１０００、最終研磨に使用する研磨シート片６ｄの粒度はＰ１５００からＰ２５００とすることが好ましい。ここでは、研磨シート片６ａの粒度はＰ１００、研磨シート片６ｂの粒度はＰ３２０、研磨シート片６ｃの粒度はＰ８００、研磨シート片６ｄの粒度はＰ２０００とする。

図３のような配置を形成するにはいくつかの方法が考えられる。図４は研磨シートを形成するための研磨シート片７ａ〜７ｄを表す模式図であり、リング状の３つの研磨シート片７ａ〜７ｃと、円形の１つの研磨シート片７ｄとを準備し、研磨盤に中心が同一になるように配置することにより図３の配置を実現できる。

このようにして研磨面を形成することにより、例えば研磨シート片７ａのみが消耗して交換が必要となった場合、同じ仕様の研磨シート片で交換すればよく、他の研磨シート片は交換する必要がない。また、研磨面の例えば研磨シート片７ａの部分の粒度をＰ１５０に変えたいときには、研磨シート片７ａと同じ形・サイズで粒度のみ変えた研磨シートと交換すればよい。

また中心部に円形の研磨シートを設置しているが、代わりに最終研磨用としてフェルトディスクやバフディスクを置いてもよい。これらは厚みがあるため、他の研磨シート片の位置あわせがしやすくなる。

同心円の中心まわりに研磨面を回転させ、研磨対象試料の保持位置を一定にすれば、同じ粒度で研磨することができる。径方向に試料をずらすことにより研磨粒度を変えて研磨できるので、研磨盤の回転を停止してから研磨紙を交換する必要がなくなる。

研磨作業においては、必要に応じて、研磨対象試料を研磨面に押し付ける圧力を調整している。また発熱抑制や研磨屑の除去のため水を研磨面に流している。水流を回転中心付近に当てると、遠心力により外縁側に水が流れ、研磨くずを研磨面より流し出しやすくなる。

（実施例２）
実施例１では、研磨面を回転させる研磨装置であったが、研磨面を研磨面と平行に移動させて研磨をおこなう装置にも本発明は利用できる。

図５は粒度の異なる４枚の研磨シート片８ａ〜８ｄを配置した研磨シート８の研磨面を表す模式図である。

研磨シート片８ａを粗研磨用、研磨シート片８ｂを中間研磨用、研磨シート片８ｃを仕上げ研磨用、研磨シート片８ｄを最終研磨用とした。使用する研磨シート片には実施例１と同じ材質のものを用い、粒度も実施例１の粗研磨用、中間研磨用、仕上げ研磨用、最終研磨用と同じようにした。粒度の順は、ランダムでもかまわないが、図５のように１辺から対向する一辺へ向かって順に小さくあるいは大きくなるように並んでいるほうが、研磨作業は簡便となる。

この実施例２では、研磨面を研磨面と平行に移動させており、例えばモータにより往復運動させる。図５の各研磨シート片の長手方向を研磨面の平行移動方向と一致させ、研磨対象試料の保持位置を一定にすれば、同じ粒度で研磨することができる。研磨面の平行移動方向と垂直な方向に試料をずらすことにより研磨粒度を変えて研磨できる。

実施例１と同様に、必要に応じて、研磨試料を研磨面に押し付ける圧力を調整し、あるいは発熱抑制や研磨屑の除去のため水を研磨面に流している。

上記実施例１および実施例２では、粒度の異なる研磨シート片の数は４つとしたが、例えば粗研磨と最終研磨の２つだけとすることや、５段階以上の粒度の研磨シート片を用いた研磨も可能である。２つ以上の粒度で研磨する場合には、本発明を利用すると効果的である。

（実施例３）
図６は基材シート上に研磨シート片を配置した研磨シートの断面模式図である。基材シートにはさまざまな材質の使用が可能であり、紙、布、皮、樹脂シート、金属板などが例として挙げられる。また、基材シートと研磨シート片の固定には、弱粘着性の接着剤を使用すると、研磨シート片を個別に交換することが容易となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

従来の研磨装置の断面模式図である。従来の研磨工程で使用する研磨紙を示す図である。本発明の研磨装置で使用する研磨面を示す図である。本発明の研磨装置で使用する研磨シートを形成する研磨シート片を示す図である。本発明の研磨装置で使用する研磨面を示す図である。本発明の研磨シートの断面を示す図である。

符号の説明

１研磨紙
１ａ粗研磨用の研磨紙
１ｂ中間研磨用の研磨紙
１ｃ仕上げ研磨用の研磨紙
１ｄ最終研磨用の研磨紙
２研磨盤
３回転軸
４研磨盤駆動機構
５研磨対象試料
６研磨シート
６ａ〜６ｄ研磨シート片
７ａ〜７ｄ研磨シート片
８研磨シート
８ａ〜８ｄ研磨シート片
９基材シート

Claims

研磨面が、平行移動または回転する研磨装置であって、
前記研磨面は、複数の研磨シート片からなることを特徴とする研磨装置。
前記複数の研磨シート片は、同心円状に配置されている請求項１に記載の研磨装置。
前記複数の研磨シート片は、外縁部から中心部へ向かって、または中心部から外縁部へ向かって、粒度が順に大きくなるように配置されている請求項２に記載の研磨装置。
同心円状に隣接して配置された粒度の異なる前記研磨シート片の粒度の比が、１．２以上５以下である請求項３に記載の研磨装置。
基材シート上に複数の研磨シート片が配置された研磨シート。