JP2008238398A - Manufacturing equipment of lapping machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process of manufacturing a lapping plate with a number of abrasive grains embedded in a surface in a short time. <P>SOLUTION: The manufacturing process of the lapping machine with the abrasive grains embedded in the surface comprises a step of preparing a metal board, a slurry supplier for supplying abrasive grain slurry to a surface of the metal board, an abrasive grain pressing tool for pressing abrasive grains on the metal board to the metal board, and an ultrasonic vibration generating means attached to the abrasive grain pressing tool, a step of arranging the abrasive grain pressing tool on the metal board, rotating the metal board while applying ultrasonic vibrations to the abrasive grain pressing tool by the ultrasonic vibration generating means, simultaneously interposing the abrasive grain slurry between the metal board and the abrasive grain pressing tool by supplying the abrasive grain slurry onto the metal board and embedding the abrasive grains of the abrasive grain slurry into the surface of the metal board under influence of vibration energy of the ultrasonic vibrations applied through the abrasive grain pressing tool, and a step of removing the abrasive grain slurry including non-embedded abrasive grains from the metal board. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ラップ盤の製造方法と使用方法とに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing and using a lapping machine.

集積回路の形成に用いられる基板の表面、あるいは薄膜磁気ヘッドの表面などには、高精度の研磨加工が施されている。   The surface of the substrate used for forming the integrated circuit or the surface of the thin film magnetic head is subjected to high-precision polishing.

研磨対象物を高精度に研磨加工する方法の一つとして、砥粒スラリを用いた研磨加工方法が知られている。砥粒により研磨対象物を研磨加工する方法は、ラップ加工とも呼ばれている。ラップ加工は、研磨対象物と軟質金属から形成されたラップ盤との間に砥粒スラリを介在させ、そしてラップ盤を回転させることにより実施される。砥粒スラリを用いたラップ加工は、加工の際に研磨対象物表面に傷が発生したり、そして互いに硬度の異なる表面部分を有している研磨対象物(例、薄膜磁気ヘッド)の加工精度が低いなどの問題を有している。これは、研磨対象物の硬度の低い表面が硬度の高い表面よりも先に研磨された場合に、研磨後の硬度の低い表面に砥粒スラリ中の砥粒が集まり、さらにこの表面の研磨を促進させるためである。   As one method for polishing a polishing object with high accuracy, a polishing method using an abrasive slurry is known. A method of polishing an object to be polished with abrasive grains is also called lapping. Lapping is performed by interposing an abrasive slurry between an object to be polished and a lapping machine formed from a soft metal, and rotating the lapping machine. In lapping using an abrasive slurry, the surface of the object to be polished is scratched during processing, and the processing accuracy of the object to be polished (eg, thin film magnetic head) having surface portions with different hardnesses. Have problems such as low. This is because when the low-hardness surface of the object to be polished is polished before the high-hardness surface, the abrasive grains in the abrasive slurry gather on the low-hardness surface after polishing. This is to promote it.

特許文献1には、上記問題が改善されたラップ加工方法が開示されている。この特許文献1に記載のラップ加工方法は、研磨対象物と表面に砥粒が固定されているラップ盤との間に潤滑剤を介在させ、そしてラップ盤を回転させることにより実施される。   Patent Document 1 discloses a lapping method in which the above problem is improved. The lapping method described in Patent Document 1 is carried out by interposing a lubricant between an object to be polished and a lapping machine having abrasive grains fixed on the surface, and rotating the lapping machine.

このラップ加工方法に用いられるラップ盤は、例えば、スズ製の金属盤の表面にダイヤモンド砥粒と潤滑剤との混合物を塗布し、専用の研磨体を押し付けながら金属盤を回転させることにより製造される。この金属盤の回転による機械的なエネルギーが砥粒に付与されることにより、砥粒は、金属盤の表面に粒子の一部を露出した状態にて埋め込み固定される。   The lapping machine used in this lapping method is manufactured, for example, by applying a mixture of diamond abrasive grains and a lubricant to the surface of a tin metal disk and rotating the metal disk while pressing a dedicated polishing body. The By applying mechanical energy due to the rotation of the metal disk to the abrasive grains, the abrasive grains are embedded and fixed in a state where a part of the particles are exposed on the surface of the metal disk.

上記特許文献1には、このようなラップ盤を用いたラップ加工方法は、砥粒スラリを用いる方法と較べて砥粒の動きが規制されている(砥粒がラップ盤表面に固定されている)ために、加工の際の研磨対象物表面における傷の発生を低減することができ、そして互いに硬度の異なる表面部分を有している研磨対象物を高い精度でラップ加工することができるとされている。   In Patent Document 1, the lapping method using such a lapping machine restricts the movement of the abrasive grains as compared with the method using an abrasive slurry (the abrasive grains are fixed to the lapping machine surface). Therefore, the occurrence of scratches on the surface of the polishing object during processing can be reduced, and the polishing object having surface portions with different hardnesses can be lapped with high accuracy. ing.

特開平7−299737号公報JP-A-7-299737

前記特許文献1に記載のラップ盤は、機械的なエネルギーを付与してダイヤモンド砥粒をスズ製の金属盤の表面に埋め込み固定することにより製造されている。このようなラップ盤の製造方法は、金属盤の表面に充分な数の砥粒を固定するために長い時間が必要とされ、砥粒固定時間を短縮すると、充分な数の砥粒の埋め込み固定ができにくいという問題がある。   The lapping machine described in Patent Document 1 is manufactured by applying mechanical energy and embedding and fixing diamond abrasive grains on the surface of a tin metal board. Such a lapping machine manufacturing method requires a long time to fix a sufficient number of abrasive grains on the surface of the metal disk, and if the abrasive grain fixing time is shortened, a sufficient number of abrasive grains are embedded and fixed. There is a problem that it is difficult to do.

本発明の目的は、表面に多数の砥粒が埋め込み固定されたラップ板を、短時間で製造する方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a lapping plate having a large number of abrasive grains embedded and fixed on the surface in a short time.

本発明は、下記の工程を含む、表面に砥粒が粒子の一部を露出した状態にて埋め込み固定されたラップ盤の製造方法にある。
(1)軟質金属表面を有する金属盤、金属盤表面に砥粒スラリを供給する砥粒スラリ供給具、金属盤表面に供給された砥粒を金属盤表面に押し付ける、硬質表面を備えた砥粒押し付け具、そして金属盤及び/又は砥粒押し付け具に付設されている超音波振動発生手段を用意する工程。
(2)上記金属盤の表面に砥粒押し付け具を配置し、超音波振動発生手段にて発生する超音波振動を金属盤及び/又は砥粒押し付け具に付与しながら、金属盤を、その表面に垂直な軸を中心に回転させ、同時に金属盤表面に砥粒スラリ供給具から砥粒スラリを供給することにより、金属盤と砥粒押し付け具表面との間に砥粒スラリを介在させ、これにより、この砥粒スラリ中の砥粒を、金属盤及び/又は砥粒押し付け具を介して付与された超音波振動の振動エネルギーの影響の下に金属盤の表面に、粒子の一部を露出した状態にて埋め込み固定する工程。
(3)金属盤表面から、未固定の砥粒を含む砥粒スラリを除去する工程。
This invention exists in the manufacturing method of the lapping machine by which the abrasive grain was embedded and fixed in the state which exposed some particles on the surface including the following processes.
(1) A metal disk having a soft metal surface, an abrasive slurry supplier for supplying abrasive slurry to the metal disk surface, and an abrasive grain having a hard surface that presses the abrasive grains supplied to the metal disk surface against the metal disk surface A step of preparing a pressing tool and ultrasonic vibration generating means attached to the metal disk and / or the abrasive pressing tool.
(2) An abrasive grain pressing tool is disposed on the surface of the metal disk, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means is applied to the metal disk and / or the abrasive grain pressing tool, The abrasive slurry is interposed between the metal disc and the surface of the abrasive pressing device by simultaneously rotating the abrasive shaft from the abrasive slurry supplier to the metal disc surface. By exposing the abrasive grains in the abrasive slurry to the surface of the metal disk under the influence of the vibration energy of ultrasonic vibration applied through the metal disk and / or abrasive pressing tool, a part of the particles is exposed. The process of embedding and fixing in the finished state.
(3) A step of removing the abrasive slurry containing unfixed abrasive grains from the surface of the metal disk.

本発明のラップ盤の製造方法の好ましい態様は、下記の通りである。
1)上記金属盤の回転とともに、砥粒押し付け具を金属盤表面に垂直な軸を中心に回転させる。
2)砥粒押し付け具が、金属盤側を底面とする筒状の形状、さらに好ましくは円筒状の形状にある。
3)筒状の砥粒押し付け具の筒体の底面に、筒体周壁の厚み方向に沿って伸びる一もしくは二以上の溝が形成されている。
The preferable aspect of the manufacturing method of the lapping machine of this invention is as follows.
1) Along with the rotation of the metal plate, the abrasive grain pressing tool is rotated around an axis perpendicular to the surface of the metal plate.
2) The abrasive grain pressing tool is in a cylindrical shape with the metal plate side as the bottom surface, more preferably in a cylindrical shape.
3) One or two or more grooves extending along the thickness direction of the cylindrical peripheral wall are formed on the bottom surface of the cylindrical body of the cylindrical abrasive grain pressing tool.

本発明はまた、筒状の砥粒押し付け具、および砥粒押し付け具の筒体の内周面、外周面、もしくは筒体の上面に付設された超音波振動発生手段を含むことを特徴とするラップ盤製造用の超音波振動付与装置にもある。   The present invention also includes a cylindrical abrasive pressing tool and ultrasonic vibration generating means attached to the inner peripheral surface, outer peripheral surface, or upper surface of the cylindrical body of the abrasive pressing tool. There is also an ultrasonic vibration applying device for manufacturing a lapping machine.

本発明の超音波振動付与装置の好ましい態様は、下記の通りである。
1)筒状の砥粒押し付け具が、円筒状の形状にある。
2)砥粒押し付け具の筒体の下面に、筒体周壁の厚み方向に沿って伸びる一もしくは二以上の溝が形成されている。
Preferred embodiments of the ultrasonic vibration applying device of the present invention are as follows.
1) The cylindrical abrasive grain pressing tool is in a cylindrical shape.
2) One or two or more grooves extending along the thickness direction of the cylindrical peripheral wall are formed on the lower surface of the cylindrical body of the abrasive pressing tool.

本発明はまた、下記の工程を含む研磨対象物のラップ加工方法にもある。
(1)上記本発明の方法のうちのいずれかにより製造されたラップ盤、このラップ盤表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給具、そして研磨対象物を保持し、研磨対象物をラップ盤の表面に潤滑剤を介して接触させる研磨対象物保持具を用意する工程。
(2)上記ラップ盤の表面に研磨対象物保持具を研磨対象物側がラップ盤側となるようにして配置し、ラップ盤を、その表面に垂直な軸を中心に回転させ、同時にラップ盤表面に潤滑剤供給具から潤滑剤を供給することにより、研磨対象物を、ラップ盤と研磨対象物表面との間に潤滑剤を介在させながらラップ加工する工程。
This invention also exists in the lapping method of the grinding | polishing target object containing the following processes.
(1) A lapping machine manufactured by any one of the methods of the present invention, a lubricant supply tool for supplying a lubricant to the surface of the lapping machine, and an object to be polished are held. A step of preparing a polishing object holder that is brought into contact with the surface via a lubricant.
(2) The polishing object holder is arranged on the surface of the lapping machine so that the polishing object side is the lapping machine side, and the lapping machine is rotated around an axis perpendicular to the surface, and at the same time, the lapping machine surface A step of lapping the object to be polished while interposing the lubricant between the lapping machine and the surface of the object to be polished by supplying the lubricant from the lubricant supply tool.

本発明のラップ加工方法の好ましい態様は、下記の通りである。
1)上記ラップ盤の回転とともに、研磨対象物保持具をラップ盤表面に垂直な軸を中心に回転させる。
2)ラップ盤及び/又は研磨対象物保持具に超音波振動発生手段が付設され、上記ラップ盤の回転とともに、超音波振動発生手段にて発生する超音波振動をラップ盤及び/又は研磨対象物保持具に付与する。
Preferred embodiments of the lapping method of the present invention are as follows.
1) With the rotation of the lapping machine, the polishing object holder is rotated about an axis perpendicular to the lapping machine surface.
2) An ultrasonic vibration generating means is attached to the lapping machine and / or the polishing object holder, and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means is generated along with the rotation of the lapping machine, and the lapping machine and / or the polishing object. Apply to the holder.

本発明により、表面に多数の砥粒が埋め込み固定されたラップ盤を、短時間で製造することができる。本発明に従ってラップ盤を製造することにより、ラップ加工の準備作業(砥粒の固定作業)に必要とされる時間が短縮されるため、効率よく研磨対象物をラップ加工することができる。さらに、ラップ加工の際に、ラップ盤及び研磨対象物保持具のうちの少なくとも一方に超音波振動を付与することにより、研磨対象物を高い精度でラップ加工することができる。   According to the present invention, a lapping machine having a large number of abrasive grains embedded and fixed on the surface can be manufactured in a short time. By manufacturing the lapping machine according to the present invention, the time required for the lapping process preparation work (abrasive fixing process) is shortened, so that the object to be polished can be lapped efficiently. Furthermore, the lapping object can be lapped with high accuracy by applying ultrasonic vibration to at least one of the lapping machine and the lapping object holder during lapping.

先ず、本発明のラップ盤の製造方法の実施に用いる装置について、添付の図面を用いて説明する。図1は、本発明のラップ盤の製造方法の実施に用いる装置の構成例を示す正面図であり、そして図2は、図1の装置の平面図である。   First, an apparatus used for carrying out the lapping machine manufacturing method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing a configuration example of an apparatus used for carrying out the lapping machine manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the apparatus of FIG.

図1の装置は、基台11に固定されたモータ12、モータ12の回転軸13に接続され、ラップ盤の材料となる金属盤14を固定する受け台15、基台11に立設された支柱16に固定され、金属盤14の表面に砥粒スラリ17を供給する砥粒スラリ供給具18、金属盤14の表面に配置され、金属盤表面に供給された砥粒スラリ中の砥粒を金属盤表面に押し付ける砥粒押し付け具19、そして砥粒押し付け具19に付設された超音波振動発生手段20などから構成されている。   The apparatus shown in FIG. 1 is connected to a motor 12 fixed to a base 11 and a rotary shaft 13 of the motor 12, and is erected on a base 15 and a base 11 for fixing a metal plate 14 as a material of a lapping machine. An abrasive slurry supply tool 18 that is fixed to the support 16 and supplies the abrasive slurry 17 to the surface of the metal disk 14, is disposed on the surface of the metal disk 14, and abrasive grains in the abrasive slurry supplied to the surface of the metal disk 14 It is comprised from the abrasive grain pressing tool 19 pressed against the metal disk surface, the ultrasonic vibration generating means 20 attached to the abrasive grain pressing tool 19, and the like.

超音波振動発生手段20が付設された砥粒押し付け具19の側面は、一対のローラ21により支持されている。各々のローラ21は、基台11に立設された支柱22の上端に固定されたローラ支持部材23により、回転可能に支持されている。受け台15に固定された金属盤14は、モータ12を駆動させることにより、その表面に垂直な軸を中心に回転する。この金属盤14の回転とともに、一対のローラ21により支持されている砥粒押し付け具19は、金属盤14の表面に垂直な軸を中心に回転する。   The side surface of the abrasive grain pressing tool 19 provided with the ultrasonic vibration generating means 20 is supported by a pair of rollers 21. Each roller 21 is rotatably supported by a roller support member 23 fixed to the upper end of a support column 22 erected on the base 11. The metal plate 14 fixed to the cradle 15 rotates about an axis perpendicular to the surface thereof by driving the motor 12. As the metal plate 14 rotates, the abrasive grain pressing tool 19 supported by the pair of rollers 21 rotates about an axis perpendicular to the surface of the metal plate 14.

超音波振動発生手段20としては、円盤状の圧電セラミック24とその各々の面に付設された電極25とから構成される圧電振動子を、上側金属部材26と下側金属部材27とで挟んだ状態でボルト締めしたランジュバン型振動子が用いられている。超音波振動発生手段20の上面には、スリップリング28が付設されている。超音波振動発生手段20の圧電振動子としては、縦振動モードの圧電振動子が用いられている。圧電振動子の電極25には、電気配線29a、スリップリング28、そして電気配線29bを介して交流電源30が電気的に接続されている。交流電源30により超音波振動発生手段20の圧電振動子の電極25に交流電圧が付与されると、超音波振動発生手段20は金属盤表面に垂直な方向に振動する超音波振動を発生し、そしてこの超音波振動は、砥粒押し付け具19に付与される。   As the ultrasonic vibration generating means 20, a piezoelectric vibrator composed of a disk-shaped piezoelectric ceramic 24 and electrodes 25 attached to each surface thereof is sandwiched between an upper metal member 26 and a lower metal member 27. A Langevin type vibrator bolted in a state is used. A slip ring 28 is attached to the upper surface of the ultrasonic vibration generating means 20. As the piezoelectric vibrator of the ultrasonic vibration generating means 20, a longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator is used. An AC power supply 30 is electrically connected to the electrode 25 of the piezoelectric vibrator via an electric wiring 29a, a slip ring 28, and an electric wiring 29b. When an AC voltage is applied to the electrode 25 of the piezoelectric vibrator of the ultrasonic vibration generating means 20 by the AC power source 30, the ultrasonic vibration generating means 20 generates ultrasonic vibration that vibrates in a direction perpendicular to the surface of the metal plate, This ultrasonic vibration is applied to the abrasive pressing tool 19.

砥粒押し付け具19は、例えば、酸化アルミニウムなどの硬度の高い材料から形成されている。図1に示した砥粒押し付け具19は、円筒状の形状とされている。図3は、砥粒押し付け具19の底面図である。図3に示すように、砥粒押し付け具19の筒体の底面には、筒体周壁の厚み方向に沿って伸びる溝31が、12本形成されている。   The abrasive grain pressing tool 19 is formed of a material having high hardness such as aluminum oxide, for example. The abrasive pressing tool 19 shown in FIG. 1 has a cylindrical shape. FIG. 3 is a bottom view of the abrasive grain pressing tool 19. As shown in FIG. 3, twelve grooves 31 extending along the thickness direction of the cylindrical peripheral wall are formed on the bottom surface of the cylindrical body of the abrasive pressing tool 19.

次に、本発明のラップ盤の製造方法を、図1の装置を用いる場合を例として説明する。本発明のラップ盤の製造方法は、下記の(1)〜(3)の工程を順に実施することを特徴とする。   Next, the manufacturing method of the lapping machine according to the present invention will be described by taking the case of using the apparatus of FIG. 1 as an example. The manufacturing method of the lapping machine of the present invention is characterized by sequentially performing the following steps (1) to (3).

(1)金属盤14、金属盤14の表面に砥粒スラリ17を供給する砥粒スラリ供給具18、金属盤14の表面に供給された砥粒を金属盤表面に押し付ける砥粒押し付け具19、そして砥粒押し付け具19に付設されている超音波振動発生手段20を用意する工程。   (1) A metal disk 14, an abrasive slurry supply tool 18 for supplying an abrasive slurry 17 to the surface of the metal disk 14, an abrasive pressing tool 19 for pressing the abrasive particles supplied to the surface of the metal disk 14 against the surface of the metal disk 14, And the process of preparing the ultrasonic vibration generation means 20 attached to the abrasive grain pressing tool 19.

(2)金属盤14の表面に砥粒押し付け具19を配置し、超音波振動発生手段20にて発生する超音波振動を砥粒押し付け具19に付与しながら、金属盤14を、その表面に垂直な軸を中心に回転させ、同時に金属盤14の表面に砥粒スラリ供給具18から砥粒スラリ17を供給することにより、金属盤14と砥粒押し付け具19の表面との間に砥粒スラリを介在させ、これにより、砥粒スラリ中の砥粒を、砥粒押し付け具19を介して付与された超音波振動の振動エネルギーの影響の下に金属盤14の表面に、粒子の一部を露出した状態にて埋め込み固定する工程。   (2) An abrasive grain pressing tool 19 is disposed on the surface of the metal disk 14 and the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means 20 is applied to the abrasive grain pressing tool 19 while the metal disk 14 is applied to the surface. Abrasive grains are rotated between the metal disk 14 and the surface of the abrasive pressing tool 19 by rotating around a vertical axis and simultaneously supplying the abrasive slurry 17 from the abrasive slurry supply tool 18 to the surface of the metal disk 14. By interposing the slurry, the abrasive grains in the abrasive slurry are partly applied to the surface of the metal disk 14 under the influence of the vibration energy of ultrasonic vibration applied through the abrasive pressing tool 19. A process of embedding and fixing in an exposed state.

なお、上記のように図1の装置に示すように、砥粒押し付け具19は、金属盤14の回転とともに、金属板14の表面に垂直な軸を中心に回転することが望ましい。   As described above, as shown in the apparatus of FIG. 1, it is desirable that the abrasive grain pressing tool 19 rotates around an axis perpendicular to the surface of the metal plate 14 as the metal plate 14 rotates.

(3)金属盤14の表面から未固定の砥粒を含む砥粒スラリを除去する工程。   (3) A step of removing abrasive slurry containing unfixed abrasive grains from the surface of the metal plate 14.

以上のようにして、表面に砥粒が粒子の一部を露出した状態で埋め込み固定されたラップ盤が製造される。   As described above, a lapping machine is manufactured in which the abrasive grains are embedded and fixed in a state where a part of the particles are exposed on the surface.

本発明のラップ盤の製造方法においては、砥粒スラリ中の砥粒は、金属盤14の回転による機械的なエネルギー、さらには超音波振動付与手段20により砥粒押し付け具19を介し付与された超音波振動の振動エネルギーの影響を受ける。そして砥粒は、これらのエネルギー(特に超音波振動のエネルギー)の影響の下に金属盤14の表面に、粒子の一部が露出した状態で埋め込み固定される。このように超音波振動の振動エネルギーが砥粒に付与されることにより、砥粒が金属盤に衝突し、表面に多数の砥粒が埋め込み固定されたラップ盤を短時間で製造することができる。   In the lapping machine manufacturing method of the present invention, the abrasive grains in the abrasive slurry are applied through the abrasive pressing tool 19 by the mechanical energy generated by the rotation of the metal disk 14 and by the ultrasonic vibration applying means 20. It is affected by vibration energy of ultrasonic vibration. The abrasive grains are embedded and fixed on the surface of the metal disk 14 under the influence of these energies (particularly, the energy of ultrasonic vibration) with some of the particles exposed. By applying the vibration energy of ultrasonic vibration to the abrasive grains in this way, the abrasive grains collide with the metal disk, and a lapping machine in which a large number of abrasive grains are embedded and fixed on the surface can be manufactured in a short time. .

また、このようなラップ盤を用いたラップ加工の速度は、ラップ盤表面に埋め込み固定された砥粒が、ラップ加工を繰り返すことにより徐々にラップ盤の表面から脱離していくために次第に低下する。そして、ラップ加工の速度がある程度以下の値となった場合には、再び金属盤の表面への砥粒の固定作業が行なわれる。本発明の製造方法によれば、金属盤の表面に多数の砥粒を短時間で埋め込み固定することができる、すなわち、ラップ加工の準備作業(砥粒の固定作業)に要する時間を短縮できるために、ラップ加工の作業効率を高めることができる。   Further, the speed of lapping using such a lapping machine gradually decreases because the abrasive grains embedded and fixed on the lapping machine surface are gradually detached from the lapping machine surface by repeating lapping. . When the lapping speed becomes a value below a certain level, the work of fixing the abrasive grains to the surface of the metal disk is performed again. According to the manufacturing method of the present invention, a large number of abrasive grains can be embedded and fixed in a short time on the surface of the metal disk, that is, the time required for the lapping preparation work (abrasive fixing work) can be shortened. In addition, the working efficiency of lapping can be increased.

以下に、本発明のラップ盤の製造方法の実施に用いられる超音波振動発生手段、そして砥粒押し付け具などについて詳しく説明する。   In the following, the ultrasonic vibration generating means, the abrasive grain pressing tool and the like used for carrying out the lapping machine manufacturing method of the present invention will be described in detail.

超音波振動発生手段は、金属盤と砥粒押し付け具との間に供給された砥粒スラリに含まれる砥粒に超音波振動を付与する。砥粒に超音波振動を付与するためには、超音波振動発生手段は、金属盤及び砥粒押し付け具のうちの少なくとも一方に付設されていれば良い。超音波振動発生手段は、超音波振動を効率良く伝えるために、グリースなどの接触媒質を介して金属盤や砥粒押し付け具に付設されることが好ましい。   The ultrasonic vibration generating means applies ultrasonic vibration to the abrasive grains included in the abrasive slurry supplied between the metal disk and the abrasive pressing tool. In order to apply ultrasonic vibration to the abrasive grains, the ultrasonic vibration generating means may be attached to at least one of the metal disk and the abrasive pressing tool. The ultrasonic vibration generating means is preferably attached to a metal disk or an abrasive pressing tool via a contact medium such as grease in order to efficiently transmit the ultrasonic vibration.

超音波振動付与手段は、超音波を伝える材料(例、金属材料)から形成された別の部材を介して、金属盤や砥粒押し付け具に付設することもできる。例えば、図1の装置の金属盤14に超音波振動発生手段を付設する場合、超音波振動発生手段を、受け台15の底面に付設することもできる。図1の装置の受け台の底面に超音波振動発生手段を付設する場合には、複数個の超音波振動発生手段を、受け台の周方向に沿って並べて付設することもできる。   The ultrasonic vibration applying means can be attached to a metal disk or an abrasive pressing tool through another member formed of a material (for example, a metal material) that transmits ultrasonic waves. For example, when the ultrasonic vibration generating means is attached to the metal plate 14 of the apparatus of FIG. 1, the ultrasonic vibration generating means can be attached to the bottom surface of the cradle 15. When the ultrasonic vibration generating means is attached to the bottom surface of the cradle of the apparatus shown in FIG. 1, a plurality of ultrasonic vibration generating means can be provided side by side along the circumferential direction of the cradle.

超音波振動発生手段としては、電歪振動子及び磁歪振動子などを用いることができる。電歪振動子の例としては、圧電振動子、および圧電振動子を一対の金属部材でボルト締めした構成のランジュバン型振動子が挙げられる。磁歪振動子の例としては、金属磁歪振動子、およびフェライト振動子が挙げられる。振動子としては、電歪振動子(特に、ランジュバン型振動子)を用いることが好ましい。   As the ultrasonic vibration generating means, an electrostrictive vibrator, a magnetostrictive vibrator, or the like can be used. Examples of the electrostrictive vibrator include a piezoelectric vibrator and a Langevin vibrator having a configuration in which the piezoelectric vibrator is bolted with a pair of metal members. Examples of the magnetostrictive vibrator include a metal magnetostrictive vibrator and a ferrite vibrator. As the vibrator, an electrostrictive vibrator (particularly, a Langevin vibrator) is preferably used.

砥粒押し付け具は、砥粒を金属盤の表面に押し付ける働きをする。通常、砥粒としては、研磨対象物より硬度の高いダイアモンド粒子などが用いられる。従って、このような砥粒によって砥粒押し付け具の金属盤側の表面がラップ加工されることを抑制するために、砥粒押し付け具は、その表面として硬質表面を備えていることが必要である。このためには、砥粒押し付け具は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、および炭化ケイ素に代表されるセラミック材料、あるいはWC−Ta−Co合金、およびWC−TiC−Co合金に代表される超硬合金などの硬質材料から形成することが好ましい。また、砥粒押し付け具の表面(金属盤側の面)を含む一部分のみを、前記の硬質材料から形成することもできる。   The abrasive grain pressing tool functions to press the abrasive grains against the surface of the metal disk. Usually, as the abrasive grains, diamond particles having higher hardness than the object to be polished are used. Therefore, in order to suppress the surface of the metal disk side of the abrasive pressing tool from being lapped by such abrasive grains, the abrasive pressing tool needs to have a hard surface as its surface. . For this purpose, the abrasive pressing tool is a ceramic material typified by aluminum oxide, zirconium oxide, silicon nitride, and silicon carbide, or super typified by WC-Ta-Co alloy and WC-TiC-Co alloy. It is preferably formed from a hard material such as a hard alloy. Moreover, only a part including the surface (surface on the metal disk side) of the abrasive pressing tool can be formed from the hard material.

砥粒押し付け具は、金属盤側に硬質表面を備えていれば、その形状に特に制限はない。図1の装置のように、金属盤の回転とともに砥粒押し付け具を回転させる場合、砥粒押し付け具の金属盤側表面の回転中心付近の表面部分の周速度は、前記表面の外縁付近の表面部分の周速度と較べて非常に小さな値を示す。このため、上記の回転中心付近の表面部分が砥粒に与える機械的エネルギーは、外縁付近の表面部分が砥粒に与えるエネルギーと較べて非常に小さい。このように、砥粒に付与される機械的エネルギーの大きさにバラツキが存在することは、金属盤の表面に砥粒を均一に埋め込み固定するためには好ましくない。また、超音波振動発生手段にて発生した超音波振動の振動エネルギーの大きさも、上記の回転中心付近の表面部分と、外縁付近の表面部分とで僅かにバラツキを生じている。このようなバラツキの影響を低減して、金属盤の表面に砥粒を均一に埋め込み固定するためには、砥粒押し付け具を、金属盤側表面を底面とする筒状の形状とすることが好ましく、円筒状の形状とすることがさらに好ましい。   The abrasive pressing tool is not particularly limited in its shape as long as it has a hard surface on the metal plate side. When the abrasive pressing tool is rotated together with the rotation of the metal disc as in the apparatus of FIG. 1, the peripheral speed of the surface portion near the rotation center of the metal disc side surface of the abrasive pressing device is the surface near the outer edge of the surface. It shows a very small value compared to the peripheral speed of the part. For this reason, the mechanical energy given to the abrasive grains by the surface portion near the rotation center is much smaller than the energy given to the abrasive grains by the surface portion near the outer edge. Thus, the presence of variation in the magnitude of the mechanical energy applied to the abrasive grains is not preferable for uniformly embedding and fixing the abrasive grains on the surface of the metal disk. In addition, the magnitude of the vibration energy of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means slightly varies between the surface portion near the rotation center and the surface portion near the outer edge. In order to reduce the influence of such variation and to uniformly embed and fix the abrasive grains on the surface of the metal disk, the abrasive grain pressing tool may have a cylindrical shape with the metal disk side surface as the bottom surface. Preferably, a cylindrical shape is more preferable.

さらに、砥粒押し付け具の筒体の底面には、筒体周壁の厚み方向に沿って伸びる一もしくは二以上の溝が形成されていることが好ましい。このような溝を形成することにより、金属盤の表面に供給された砥粒スラリを、金属盤と砥粒押し付け具(環状の底面の溝が形成されていない部分)との間に効率良く供給することができ、金属盤の表面により多くの数の砥粒を埋め込み固定することができる。   Furthermore, it is preferable that one or two or more grooves extending along the thickness direction of the cylindrical peripheral wall are formed on the bottom surface of the cylindrical body of the abrasive grain pressing tool. By forming such a groove, the abrasive slurry supplied to the surface of the metal plate is efficiently supplied between the metal plate and the abrasive pressing device (the portion where the groove on the annular bottom surface is not formed). A large number of abrasive grains can be embedded and fixed on the surface of the metal disk.

ラップ盤の製造に用いる金属盤は、軟質金属表面を有していればその構成に特に制限はない。すなわち、金属盤全体が軟質金属材料から形成されていても良いし、金属盤の表面を含む一部分が軟質金属材料から形成されていても良い。軟質金属材料の例としては、スズおよび鉛などの金属材料、あるいはこれらの金属材料を含む合金組成物が挙げられる。合金組成物の例としては、スズ−アンチモン合金、およびスズ−ビスマス合金、スズ−鉛合金、および黄銅などが挙げられる。なお、本発明の製造方法を応用して、ラップ盤の材料として樹脂盤を用い、樹脂盤の表面に砥粒が埋め込み固定された構成のラップ盤を製造することも可能である。   If the metal disk used for manufacture of a lapping machine has a soft metal surface, there will be no restriction | limiting in particular in the structure. That is, the whole metal disk may be formed from a soft metal material, or a part including the surface of the metal disk may be formed from a soft metal material. Examples of soft metal materials include metal materials such as tin and lead, or alloy compositions containing these metal materials. Examples of the alloy composition include a tin-antimony alloy, a tin-bismuth alloy, a tin-lead alloy, and brass. By applying the manufacturing method of the present invention, it is also possible to manufacture a lapping machine having a configuration in which a resin board is used as a material of the lapping machine and abrasive grains are embedded and fixed on the surface of the resin board.

砥粒スラリに含まれる砥粒の例としては、酸化アルミニウム粒子、酸化ケイ素粒子、酸化クロム粒子、酸化鉄粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子、およびダイヤモンド粒子が挙げられる。砥粒の種類は、ラップ加工する研磨対象物の硬度によって適宜選定される。砥粒スラリの溶媒としては、水やオイルなどが用いられる。砥粒の粒径は、10nm乃至1μmの範囲にあることが好ましい。   Examples of the abrasive grains contained in the abrasive slurry include aluminum oxide particles, silicon oxide particles, chromium oxide particles, iron oxide particles, silicon carbide particles, boron nitride particles, and diamond particles. The type of abrasive grains is appropriately selected depending on the hardness of the polishing object to be lapped. Water, oil, or the like is used as a solvent for the abrasive slurry. The grain size of the abrasive grains is preferably in the range of 10 nm to 1 μm.

次に、上記のようにして製造されたラップ盤の使用方法、すなわち作製されたラップ盤を用いた本発明のラップ加工方法について説明する。先ず、本発明のラップ加工方法の実施に用いるラップ装置について説明する。図4は、ラップ装置の構成例を示す正面図である。   Next, a method for using the lapping machine manufactured as described above, that is, a lapping method of the present invention using the produced lapping machine will be described. First, a lapping apparatus used for carrying out the lapping method of the present invention will be described. FIG. 4 is a front view illustrating a configuration example of the lap device.

図4のラップ装置の構成は、受け台15に作製したラップ盤44が固定されていること、ラップ盤44の表面に、研磨対象物41が保持された円盤状の研磨対象物保持具42が配置されていること、潤滑剤供給具48が備えられていること以外は、図1の装置と同様である。   The configuration of the lapping apparatus of FIG. 4 is that a lapping machine 44 produced on the cradle 15 is fixed, and a disc-shaped polishing object holder 42 with a polishing object 41 held on the surface of the lapping machine 44. It is the same as that of the apparatus of FIG. 1 except having been arrange | positioned and the lubricant supply tool 48 being provided.

次に、本発明のラップ加工方法を、図4のラップ装置を用いる場合を例として説明する。本発明のラップ盤の製造方法は、下記の(1)及び(2)の工程を順に実施することを特徴とする。   Next, the lapping method of the present invention will be described using the lapping apparatus of FIG. 4 as an example. The manufacturing method of the lapping machine of the present invention is characterized by sequentially performing the following steps (1) and (2).

(1)上記の本発明の方法に従って製造されたラップ盤44、ラップ盤44の表面に潤滑剤47を供給する潤滑剤供給具48、そして研磨対象物41を保持し、研磨対象物41をラップ盤44の表面に潤滑剤を介して接触させる研磨対象物保持具42を用意する工程。   (1) A lapping machine 44 manufactured according to the above-described method of the present invention, a lubricant supply tool 48 for supplying a lubricant 47 to the surface of the lapping machine 44, and a polishing object 41 are held, and the polishing object 41 is lapped. A step of preparing a polishing object holder 42 that is brought into contact with the surface of the board 44 through a lubricant.

(2)ラップ盤44の表面に研磨対象物保持具42を研磨対象物側がラップ盤側となるようにして配置し、ラップ盤44を、その表面に垂直な軸を中心に回転させ、同時にラップ盤44の表面に潤滑剤供給具48から潤滑剤47を供給することにより、研磨対象物41を、ラップ盤44と該研磨対象物41の表面との間に潤滑剤を介在させながらラップ加工する工程。   (2) The polishing object holder 42 is disposed on the surface of the lapping machine 44 so that the polishing object side is on the lapping machine side, and the lapping machine 44 is rotated around an axis perpendicular to the surface, and simultaneously lapped. By supplying the lubricant 47 from the lubricant supply tool 48 to the surface of the board 44, the polishing object 41 is lapped while a lubricant is interposed between the lapping machine 44 and the surface of the polishing object 41. Process.

なお、図4のラップ装置において、一対のローラ21により支持された研磨対象物保持具42は、ラップ盤44の回転とともに、ラップ盤44の表面に垂直な軸を中心に回転する。   In the lapping apparatus of FIG. 4, the polishing object holder 42 supported by the pair of rollers 21 rotates about an axis perpendicular to the surface of the lapping machine 44 as the lapping machine 44 rotates.

ラップ加工の際に用いる潤滑剤の代表例としては、水およびオイルが挙げられる。オイルの例としては、オリーブオイル、シリコンオイル、およびマシンオイルなどが挙げられる。   Typical examples of the lubricant used in the lapping process include water and oil. Examples of oils include olive oil, silicone oil, and machine oil.

このように、表面に砥粒が埋め込み固定されたラップ盤を用いて研磨対象物をラップ加工することにより、加工の際の研磨対象物表面における傷の発生を低減することができ、そして互いに硬度の異なる表面部分を有している研磨対象物を高い精度でラップ加工することができる。これは、砥粒がラップ盤表面に固定されていることにより、研磨対象物の表面全体が均等にラップ加工されるからである。   In this way, by lapping the object to be polished using a lapping machine in which abrasive grains are embedded and fixed on the surface, it is possible to reduce the occurrence of scratches on the surface of the object to be polished during processing, and the hardness of each other It is possible to lapping a polishing object having different surface portions with high accuracy. This is because the entire surface of the object to be polished is uniformly lapped by the abrasive grains being fixed to the lapping machine surface.

図5は、本発明のラップ加工方法の実施に用いるラップ装置の別の構成例を示す正面図である。図5のラップ装置の構成は、研磨対象物保持具52に超音波振動発生手段50が付設されていること以外は、図4のラップ装置と同様である。   FIG. 5 is a front view showing another configuration example of the lapping apparatus used for carrying out the lapping method of the present invention. The configuration of the lapping apparatus of FIG. 5 is the same as that of the lapping apparatus of FIG. 4 except that an ultrasonic vibration generating means 50 is attached to the polishing object holder 52.

図5のラップ装置を用いた研磨対象物41のラップ加工方法は、ラップ盤44の回転とともに、超音波振動発生手段50にて発生する超音波振動を研磨対象物保持具52に付与すること以外は、図4のラップ装置を用いたラップ加工方法と同様にして実施される。   The lapping method of the polishing object 41 using the lapping apparatus of FIG. 5 is other than applying the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration generating means 50 to the polishing object holder 52 as the lapping machine 44 rotates. Is carried out in the same manner as the lapping method using the lapping apparatus of FIG.

このように、超音波振動発生手段により研磨対象物保持具(もしくはラップ盤)に超音波振動を付与しながら研磨対象物をラップ加工すると、超音波振動を付与しないでラップ加工する場合よりも、研磨対象物を高い精度でラップ加工することができる。超音波振動を研磨対象物保持具に付与することにより、研磨対象物を高い精度でラップ加工することができる理由は、以下のように理解される。   In this way, when the polishing object is lapped while applying ultrasonic vibration to the polishing object holder (or lapping machine) by the ultrasonic vibration generating means, than when lapping without applying ultrasonic vibration, The lapping object can be lapped with high accuracy. The reason why the polishing object can be lapped with high accuracy by applying ultrasonic vibration to the polishing object holder is understood as follows.

一般に、ラップ加工の精度は、主として砥粒の粒径により定まることが知られている。これは、研磨対象物をサンドペーパにより研磨する場合に、サンドペーパの粗さによって研磨の精度が定まることと同様である。すなわち、ラップ加工の精度を高くするためには、より小さなサイズの砥粒を用いる必要がある。   In general, it is known that the accuracy of lapping is mainly determined by the grain size of abrasive grains. This is the same as the accuracy of polishing being determined by the roughness of the sandpaper when the object to be polished is polished by sandpaper. That is, in order to increase the accuracy of lapping, it is necessary to use smaller-sized abrasive grains.

超音波振動の付与によってラップ加工の精度が高くなる理由は、超音波振動の付与により研磨対象物保持具52が超音波振動すると、ラップ盤44の表面と研磨対象物41の表面との間隔が僅かに広がるために、ラップ盤表面に埋め込み固定された砥粒と研磨対象物表面との接触面積が減少して、より小さなサイズの砥粒が埋め込み固定されたラップ盤を用いてラップ加工した場合と同様の加工精度が得られるためであると理解される。   The reason why the accuracy of the lapping process is increased by applying ultrasonic vibration is that when the polishing object holder 52 is ultrasonically vibrated by applying ultrasonic vibration, the distance between the surface of the lapping machine 44 and the surface of the polishing object 41 is increased. When the lapping is performed using a lapping machine in which abrasive grains embedded and fixed on the surface of the lapping machine have a reduced contact area with the surface of the object to be polished and a smaller size of the abrasive grains is fixed and fixed. It is understood that this is because the same processing accuracy can be obtained.

従来の砥粒スラリを用いたラップ加工方法においては、加工精度を高くするためには、より小さなサイズの砥粒を用いる必要がある。例えば、薄膜磁気ヘッドをラップ加工においては、砥粒として、粒径が80nm程度のダイヤモンド粒子が用いられている。ダイヤモンド粒子の粒径をさらに小さくして、加工精度をより高める研究がされているものの、砥粒が砥粒スラリ中で凝集するなどの問題を解決する必要がある。   In a lapping method using a conventional abrasive slurry, it is necessary to use smaller size abrasive grains in order to increase the processing accuracy. For example, in lapping a thin film magnetic head, diamond particles having a particle size of about 80 nm are used as abrasive grains. Although studies have been made to further reduce the particle size of diamond particles to further improve processing accuracy, it is necessary to solve problems such as agglomeration of abrasive grains in an abrasive slurry.

本発明のラップ加工方法は、砥粒がラップ盤の表面に埋め込み固定されているために砥粒同士が凝集することがなく、さらに同じサイズの砥粒を用いた場合に従来よりも高い精度のラップ加工が実現できるという利点を有している。   In the lapping method of the present invention, since the abrasive grains are embedded and fixed on the surface of the lapping machine, the abrasive grains do not aggregate with each other. It has the advantage that lapping can be realized.

次に、本発明のラップ盤製造用の超音波振動付与装置について説明する。本発明の超音波振動付与装置は、筒状の砥粒押し付け具、および押し付け具の筒体の内周面、外周面、もしくは筒体の上面に付設された超音波振動発生手段などから構成される。超音波振動発生手段及び砥粒押し付け具の好ましい態様は、上記の本発明のラップ盤の製造方法に用いられる超音波振動発生手段及び砥粒押し付け具と同様である。   Next, an ultrasonic vibration applying device for manufacturing a lapping machine according to the present invention will be described. The ultrasonic vibration imparting device of the present invention includes a cylindrical abrasive pressing tool, and an ultrasonic vibration generating means attached to the inner peripheral surface, outer peripheral surface, or upper surface of the cylindrical body of the pressing tool. The Preferred embodiments of the ultrasonic vibration generating means and the abrasive pressing tool are the same as the ultrasonic vibration generating means and the abrasive pressing tool used in the above-described lapping machine manufacturing method of the present invention.

図1の装置には、筒状の砥粒押し付け具19の筒体の上面に、超音波振動発生手段20が付設された構成の超音波振動付与装置が用いられている。上記のように、図1の装置の超音波振動発生手段としては、ランジュバン型振動子が用いられている。ランジュバン型振動子の備える圧電振動子としては、縦振動モードの圧電振動子が用いられている。圧電振動子の電極に交流電圧を付与することにより、ランジュバン型振動子の砥粒押し付け具側の面は、この面に垂直な方向に振動する。なお、ランジュバン型振動子の砥粒押し付け具側の面に垂直な方向とは、この面に垂直な方向に対して±30度の範囲内にある方向を意味する。超音波振動発生手段は、砥粒押し付け具の筒体の内周面や外周面に付設されていても良い。   In the apparatus of FIG. 1, an ultrasonic vibration applying device having a configuration in which ultrasonic vibration generating means 20 is provided on the upper surface of a cylindrical body of a cylindrical abrasive grain pressing tool 19 is used. As described above, the Langevin type vibrator is used as the ultrasonic vibration generating means of the apparatus of FIG. As the piezoelectric vibrator included in the Langevin type vibrator, a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode is used. By applying an AC voltage to the electrodes of the piezoelectric vibrator, the surface on the abrasive grain pressing tool side of the Langevin vibrator vibrates in a direction perpendicular to the surface. The direction perpendicular to the surface on the abrasive grain pressing tool side of the Langevin type vibrator means a direction within a range of ± 30 degrees with respect to the direction perpendicular to the surface. The ultrasonic vibration generating means may be attached to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the cylindrical body of the abrasive pressing tool.

このように、砥粒押し付け具に超音波振動発生手段を付設した構成の超音波振動付与装置を用いることにより、例えば、図4のラップ装置において、ラップ加工を繰り返して砥粒がラップ盤の表面から脱離した場合に、研磨対象物41が保持された研磨対象物保持具42に替えて、本発明の超音波振動付与装置をラップ盤の表面に配置して、簡単にラップ盤44の材料である金属盤の表面に砥粒を再び埋め込み固定することができる。この場合、砥粒を埋め込み固定する際に用いる砥粒スラリは、潤滑剤供給具47を用いて供給しても良いし、潤滑剤供給具47とは別に用意された砥粒スラリ供給具を用いて供給しても良い。   In this way, by using the ultrasonic vibration applying device having the configuration in which the ultrasonic vibration generating means is attached to the abrasive pressing device, for example, in the lapping apparatus of FIG. 4, the lapping is repeated on the surface of the lapping machine. The ultrasonic vibration applying device of the present invention is arranged on the surface of the lapping machine in place of the polishing object holder 42 holding the polishing object 41 when it is detached from the lapping machine 44. It is possible to embed and fix the abrasive grains again on the surface of the metal disk. In this case, the abrasive slurry used for embedding and fixing the abrasive grains may be supplied using the lubricant supply tool 47, or an abrasive slurry supply tool prepared separately from the lubricant supply tool 47 is used. May be supplied.

[実施例1]
ラップ盤は、図1の構成の装置を用いて作製した。先ず、図1に示すように、基台11に固定されたモータ12の回転軸13に接続された受け台15の上に、ラップ盤の材料として、直径が380mm、そして厚みが40mmのスズ−アンチモン製の金属盤14を固定した。
[Example 1]
The lapping machine was produced using the apparatus having the configuration shown in FIG. First, as shown in FIG. 1, a tin plate having a diameter of 380 mm and a thickness of 40 mm is used as a material for a lapping machine on a receiving base 15 connected to a rotating shaft 13 of a motor 12 fixed to a base 11. An antimony metal plate 14 was fixed.

次に、上記の金属盤14の上に、超音波振動発生手段20が固定された砥粒押し付け具19を置いた。   Next, the abrasive grain pressing tool 19 to which the ultrasonic vibration generating means 20 was fixed was placed on the metal plate 14.

砥粒押し付け具19は、外径が140mm、内径が120mm、そして長さが40mmの円筒状の形状とされている。砥粒押し付け具19は、酸化アルミニウムから形成されている。砥粒押し付け具19の筒体の下面には、図3に示すように、溝31が12本形成されている。溝の幅は5mm、深さは20mmとされている。   The abrasive grain pressing tool 19 has a cylindrical shape with an outer diameter of 140 mm, an inner diameter of 120 mm, and a length of 40 mm. The abrasive grain pressing tool 19 is made of aluminum oxide. As shown in FIG. 3, twelve grooves 31 are formed on the lower surface of the cylindrical body of the abrasive pressing tool 19. The width of the groove is 5 mm and the depth is 20 mm.

超音波振動発生手段20としては、圧電振動子を上側金属部材26と下側金属部材27とで挟んだ状態でボルト締めした構成のランジュバン型振動子が用いられている。上側金属部材26及び下側金属部材27は、アルミニウムから形成されている。圧電振動子は、円盤状の圧電セラミック24と、その各々の面に付設された電極25とから構成されている。超音波振動発生手段20の頂面には、スリップリング28が付設されている。スリップリング28には、交流電源30が接続されている。超音波振動発生手段20は、その圧電振動子に交流電源30からスリップリング28を介して交流電圧が付与されることにより、金属盤14の表面に垂直な方向に振動する超音波振動を発生する。   As the ultrasonic vibration generating means 20, a Langevin type vibrator is used in which a piezoelectric vibrator is bolted in a state of being sandwiched between an upper metal member 26 and a lower metal member 27. The upper metal member 26 and the lower metal member 27 are made of aluminum. The piezoelectric vibrator is composed of a disk-shaped piezoelectric ceramic 24 and electrodes 25 provided on each surface thereof. A slip ring 28 is attached to the top surface of the ultrasonic vibration generating means 20. An AC power supply 30 is connected to the slip ring 28. The ultrasonic vibration generating means 20 generates an ultrasonic vibration that vibrates in a direction perpendicular to the surface of the metal disk 14 when an AC voltage is applied to the piezoelectric vibrator from the AC power supply 30 via the slip ring 28. .

次に、砥粒スラリ供給具18から、粒径が約0.1μmのダイヤモンド砥粒が分散されたオリーブオイル(砥粒スラリ)を金属盤14の表面に滴下しながら、金属盤14を20rpmの速度で回転させた。同時に、圧電振動子に周波数が20kHzの交流電圧を付与して、超音波振動発生手段20にて超音波振動を発生させた。超音波振動発生手段20の底面の振動振幅は、約2μmである。   Next, while dropping olive oil (abrasive slurry) in which diamond abrasive grains having a particle size of about 0.1 μm are dropped from the abrasive slurry supply tool 18 onto the surface of the metal disc 14, the metal disc 14 is moved at 20 rpm. Rotated at speed. At the same time, an AC vibration having a frequency of 20 kHz was applied to the piezoelectric vibrator, and ultrasonic vibration was generated by the ultrasonic vibration generating means 20. The vibration amplitude of the bottom surface of the ultrasonic vibration generating means 20 is about 2 μm.

上記金属盤14の回転により、一対のローラ21により側面が支持されている砥粒押し付け具19が回転し、そして金属盤14と砥粒押し付け具19との間に砥粒スラリが供給される。   By the rotation of the metal plate 14, the abrasive grain pressing tool 19 whose side surfaces are supported by the pair of rollers 21 rotates, and an abrasive slurry is supplied between the metal disk 14 and the abrasive grain pressing tool 19.

そして金属盤14を、回転を始めてから一時間後に停止した。その後、金属盤14の表面にある砥粒スラリを、エタノールをしみ込ませた布を用いて拭き取った。   Then, the metal plate 14 was stopped one hour after starting to rotate. Thereafter, the abrasive slurry on the surface of the metal plate 14 was wiped off using a cloth soaked with ethanol.

このようにして、超音波振動付与手段20にて発生させた超音波振動を砥粒押し付け具19に付与しながら、金属盤14及び砥粒押し付け具19を、金属盤と砥粒押し付け具との間に砥粒スラリを介在させて回転させることによりラップ盤を作製した。   In this way, while applying the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration applying means 20 to the abrasive grain pressing tool 19, the metal disk 14 and the abrasive grain pressing tool 19 are connected to each other between the metal disk and the abrasive grain pressing tool. A lapping machine was produced by rotating with an abrasive slurry in between.

図6は、作製したラップ盤の表面の電子顕微鏡写真である。図6の電子顕微鏡写真において、白色の部分は金属盤の表面であり、黒色の点はダイヤモンド砥粒である。図6に示すように、ラップ盤の表面には多数の砥粒が埋め込み固定されることがわかる。   FIG. 6 is an electron micrograph of the surface of the produced lapping machine. In the electron micrograph of FIG. 6, the white portion is the surface of the metal disk, and the black dots are diamond abrasive grains. As shown in FIG. 6, it can be seen that a large number of abrasive grains are embedded and fixed on the surface of the lapping machine.

[比較例1]
金属盤14を回転させる際に、超音波振動発生手段20にて超音波振動を発生させないこと以外は実施例1と同様にして、ラップ盤を作製した。図7は、作製したラップ盤の表面の電子顕微鏡写真である。図7に示すように、ラップ盤の表面に埋め込み固定されたダイヤモンド砥粒の数は、実施例1で作製したラップ盤の場合よりもはるかに少ないことがわかる。
[Comparative Example 1]
A lapping machine was produced in the same manner as in Example 1 except that the ultrasonic vibration was not generated by the ultrasonic vibration generating means 20 when the metal disk 14 was rotated. FIG. 7 is an electron micrograph of the surface of the produced lapping machine. As shown in FIG. 7, it can be seen that the number of diamond abrasive grains embedded and fixed on the surface of the lapping machine is much smaller than that of the lapping machine produced in Example 1.

本発明のラップ盤の製造方法の実施に用いる装置の一例の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of an example of the apparatus used for implementation of the manufacturing method of the lapping machine of this invention. 図1の装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the apparatus of FIG. 1. 図1の装置の砥粒押し付け具の底面図である。It is a bottom view of the abrasive grain pressing tool of the apparatus of FIG. 本発明のラップ加工方法の実施に用いるラップ装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the lapping apparatus used for implementation of the lapping method of this invention. 本発明のラップ加工方法の実施に用いるラップ装置の別の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows another structural example of the lapping apparatus used for implementation of the lapping method of this invention. 実施例1で作製したラップ盤の表面の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of the surface of a lapping machine produced in Example 1. FIG. 比較例1で作製したラップ盤の表面の電子顕微鏡写真である。2 is an electron micrograph of the surface of a lapping machine produced in Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

11 基台
12 モータ
13 回転軸
14 金属盤
15 受け台
16 支柱
17 砥粒スラリ
18 砥粒スラリ供給具
19 砥粒押し付け具
20 超音波振動発生手段
21 ローラ
22 支柱
23 ローラ支持部材
24 圧電セラミック
25 電極
26 上側金属部材
27 下側金属部剤
28 スリップリング
29a、29b 電気配線
30 交流電源
31 溝
41 研磨対象物
42 研磨対象物保持具
44 ラップ盤
47 潤滑剤
48 潤滑剤供給具
50 超音波振動発生手段
52 研磨対象物保持具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base 12 Motor 13 Rotating shaft 14 Metal board 15 Base 16 Support column 17 Abrasive slurry 18 Abrasive slurry supply tool 19 Abrasive pressing device 20 Ultrasonic vibration generating means 21 Roller 22 Support column 24 Roller support member 24 Piezoelectric ceramic 25 Electrode 26 Upper metal member 27 Lower metal member 28 Slip ring 29a, 29b Electric wiring 30 AC power supply 31 Groove 41 Polishing target 42 Polishing target holder 44 Lapping machine 47 Lubricant 48 Lubricant supply tool 50 Ultrasonic vibration generating means 52 Abrasive object holder

Claims (10)

基台、該基台に立設されている回転軸、該回転軸に接続しているモータ、該回転軸に支持されている、上面に軟質金属表面を有する金属盤、該金属盤の上方に配設されている砥粒スラリ供給具、そして前記の金属盤の上面に載置されている、超音波振動発生手段を備え且つ硬質材料からなる平面状の底面を有する砥粒押し付け具からなるラップ盤の製造装置。   A base, a rotary shaft erected on the base, a motor connected to the rotary shaft, a metal plate supported by the rotary shaft and having a soft metal surface on the top surface, and above the metal plate Wrapping comprising an abrasive slurry supply tool disposed, and an abrasive pressing tool provided on the upper surface of the metal disk and having an ultrasonic vibration generating means and having a flat bottom surface made of a hard material. Board manufacturing equipment. 砥粒押し付け具が円筒状の形状にある請求項1に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the abrasive pressing tool has a cylindrical shape. 円筒状の砥粒押し付け具の底面に、該押し付け具の周壁の厚み方向に沿って伸びる一もしくは二以上の溝が形成されている請求項2に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 2, wherein one or two or more grooves extending along the thickness direction of the peripheral wall of the pressing tool are formed on the bottom surface of the cylindrical abrasive pressing tool. 超音波振動発生手段がランジュバン型振動子である請求項1に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic vibration generating means is a Langevin type vibrator. 砥粒押し付け具がセラミック材料もしくは超硬合金から形成されている請求項1に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the abrasive pressing tool is made of a ceramic material or a cemented carbide. 基台、該基台に立設されている回転軸、該回転軸に接続しているモータ、該回転軸に支持されている、超音波振動発生手段を備え且つ上面に軟質金属表面を有する金属盤、該金属盤の上方に配設されている砥粒スラリ供給具、そして前記の金属盤の上面に載置されている、硬質材料からなる平面状の底面を有する砥粒押し付け具からなるラップ盤の製造装置。   A metal having a base, a rotating shaft standing on the base, a motor connected to the rotating shaft, an ultrasonic vibration generating means supported by the rotating shaft, and having a soft metal surface on the upper surface Wrapping comprising a disc, an abrasive slurry supply device disposed above the metal disc, and an abrasive pressing device having a flat bottom surface made of a hard material and placed on the upper surface of the metal disc Board manufacturing equipment. 砥粒押し付け具が円筒状の形状にある請求項6に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the abrasive grain pressing tool has a cylindrical shape. 円筒状の砥粒押し付け具の底面に、該押し付け具の周壁の厚み方向に沿って伸びる一もしくは二以上の溝が形成されている請求項7に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 7, wherein one or more grooves extending along the thickness direction of the peripheral wall of the pressing tool are formed on the bottom surface of the cylindrical abrasive pressing tool. 超音波振動発生手段がランジュバン型振動子である請求項6に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the ultrasonic vibration generating means is a Langevin type vibrator. 砥粒押し付け具がセラミック材料もしくは超硬合金から形成されている請求項6に記載のラップ盤の製造装置。   The lapping machine manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the abrasive pressing tool is formed of a ceramic material or a cemented carbide.
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