JP3065987U - 超砥粒研削定盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた研削性と加工物精度が得られる超砥粒
研削定盤を提供することにある。 【解決手段】 ダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒を含む
多数のチップをラップ定盤に固着した超砥粒研削定盤に
おいて、前記定盤の外周縁部及び内周縁部に、略半円形
又は略半楕円形に形成したダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ
砥粒を含むチップ１２ａを、その直線辺側を定盤１１の
外周縁部１１ｂ及び内周縁部１１ａの方向に向けて多数
固着したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

この考案は例えば、Ｓｉ等の半導体、水晶、ガラス、フェライト、セラミック ス等の各種素材のラッピング加工に使用される超砥粒研削定盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体、水晶、ガラス、フェライト、セラミックス等の硬脆性材料の平面研削 加工に用いられる砥粒としてダイヤモンド又はＣＢＮ砥粒を用いた超砥粒研削定 盤は、円形又はリング状に形成した超砥粒チップを、接着剤に用いて、ラップ定 盤に規則正しく又は不規則に固着させ、多数のチップからなる超砥粒層を平坦形 状にツル−イング又はドレッシングを行ったものが使用されている。

【０００３】 また、円形又はリング状の超砥粒チップは同一の結合剤を用い、粒度、集中度 も同一のものが使用されている。

【０００４】 ラッピング又はポリッシング・マシ−ンを用いてラップされた加工物について 面精度の良い加工面を出すには、ラッピング又はポリッシング定盤の面形状をい かに良く仕上げるか、また面精度をいかに維持するかが重要であり、加工物の面 精度は定盤の面精度に左右されるといって過言ではない。

【０００５】 加工物をラッピング又はポリッシングする場合、ラッピング定盤の動きに対し て加工物のどの部分においても同じ加工距離が必要とされ、同じ加工距離が得ら れない場合には、面だれ、平面度、平行度に悪影響を与える。

【０００６】 図４は、従来使用されている代表的な超砥粒研削定盤を示す。図中の１は円盤 状の定盤であり、この定盤１の平坦面にはダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒を含 む多数の超砥粒チップ２が略均一に固着され、超砥粒層３が形成されている。な お、４は肉盛り材である。超砥粒チップ２の大きさと数は加工物の種類、大きさ 、研削性、あるいは加工面精度、寿命などを考慮して決定されるが、従来、定盤 １の外周部及び内周部に貼り合わせる超砥粒チップ２は、円形の超砥粒チップ２ の円周を定盤１の内外周縁に接するように配して貼り付けられていた。

【０００７】 ４ウェイラッピングマシ−ンと呼ばれるラッピングでは、加工物を収容するキ ャリアは太陽ギアのまわりを自転・公転しながら回ると共に、上下ラップ定盤も それぞれ反対方向に回転する、すなわち、ラップ盤の上方から見た場合、上定盤 は時計方向に、太陽ギア、インタ−ナルギア、及び下定盤はいずれも反時計方向 に回転する。このような動きに対し、キャリア内の加工物の一部は定盤からはみ 出して公転しながら、キャリアの自転によって定盤上へと移動する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

このような動きにおいて、定盤から一度はみ出した加工物が定盤上に移動する ときに、加工物が最初に接触する定盤の内外周縁部の超砥粒チップは円形のため 、移動による研削開始時に作用する超砥粒数は、円形の円弧部に存する超砥粒と いうことになるのですこぶる少なく、研削能力が低い。このようなチップ形状又 は配列では、加工物の平坦性、加工面粗度、定盤の平坦度維持、研削性に不都合 を生じ、またスクラッチなどの障害が発生しやすい。

【０００９】 この考案は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、 定盤上の円周方向の超砥粒チップの表面積をどの位置でも略同一にして、優れた 研削性と加工物精度が得られる超砥粒研削定盤を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案は、前記目的を達成するために、請求項１は、ダイヤモンド砥粒又は ＣＢＮ砥粒を含む多数のチップをラップ定盤に固着した超砥粒研削定盤において 、前記定盤の外周縁部及び内周縁部に、略半円形又は略半楕円形に形成したダイ ヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒を含む多数のチップを、そのチップの直線辺側を定 盤の外周縁部及び内周縁部の方向に向けて多数固着したことを特徴とする。

【００１１】 請求項２は、請求項１の前記定盤に固着した前記チップの全部又は一部の表面 に、十字状又は一字状の凹溝を設けたことを特徴とする。

【００１２】 前記請求項１の構成によれば、定盤の内周縁部及び外周縁部における研削用砥 粒数を増加させることができ、超砥粒研削定盤のすべての円周部位においてチッ プ面積と超砥粒数を同一にすることによって、加工物の平坦性、加工面粗度、定 盤の平坦度維持、研削性の改善、あるいはスクラッチの防止等ができる。

【００１３】 さらに、請求項２の構成によれば、定盤に固着した超砥粒チップの表面の凹溝 によってラップ加工時に発生する研削屑の逃げが容易になり、研削屑がスム−ス に排出できる。

【００１４】

【考案の実施の形態】

以下、この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】 図１は第１の実施形態における超砥粒研削定盤を示し、（ａ）は平面図、（ｂ ）は一部断面した側面図であり、図２は超砥粒チップを示し、（ａ）は平面図、 （ｂ）は側面図である。また、図３は超砥粒チップの変形例を示し、（ａ）は平 面図、（ｂ）は側面図である。

【００１６】 図１に示すように、円盤状の定盤１１の平坦面にはダイヤモンド砥粒又はＣＢ Ｎ砥粒を含む多数の超砥粒チップ１２が略均一に固着され、超砥粒層１５が形成 されている。超砥粒チップ１２の大きさと数は加工物の種類、大きさ、研削性あ るいは加工面精度、寿命などを考慮して決定される。

【００１７】 前記超砥粒チップ１２の大半は円形又は楕円形であるが、定盤１１の内周縁部 １１ａ及び外周縁部１１ｂに固着される超砥粒チップ１２ａは、図２に示すよう に、略半円形又は略半楕円形に形成され、その直線辺側１３が定盤１の内周縁部 １１ａ及び外周縁部１１ｂに向くように、かつ内外周縁に沿って固着されている 。

【００１８】 このように定盤１１の内周縁部１１ａ及び外周縁部１１ｂに固着される超砥粒 チップ１２ａを略半円形又は略半楕円形にすることによって、定盤１１の内周縁 部１１ａ及び外周縁部１１ｂにおける研削用砥粒数を増加させ、超砥粒研削定盤 のすべての円周部位においてチップ面積と超砥粒数を略同一にすることができ、 それによって、加工物の平坦性、加工面粗度、定盤１１の平坦度維持、研削性、 スクラッチ防止等の改善をすることができる。

【００１９】 さらに、定盤１１に固着する超砥粒チップ１２、１２ａの全部又は一部の表面 に、図３に示すように十字状又は一字状の凹溝１４を設けてもよい。このように 凹溝１４を設けると、ラップ加工時に発生する研削屑の逃げが容易になり、研削 屑がスム−スに排出でき、また凹溝１４のエッジ部１４ａが増加して切れ味も良 くなる。

【００２０】 なお、１６は各超砥粒チップ１２、１２ａ間の隙間を埋める充填物である。こ の充填物１６は、エポキシ系等の液状樹脂に硫酸バリウム、酸化カルシウム、軟 質セラミックス微粉末などを体積比で３０〜７０％を混合して硬化させたもので 、ラップ加工時に発生する研削屑又は加工物の接触により摩耗するよう配合した ものを使用する。また、使用する微粉末は、ラップ加工中に加工物にスクラッチ を生ずるような硬質粒子又は粗粒のものは使用しない。

【００２１】 （実施例１） 銅、錫、鉄及びニッケル微粉末からなる混合粉末に集中度３５相当の＃２３０ のダイヤモンド砥粒を添加して混合し、１５φ丸チップ焼結用カ−ボンに下押し 材３ｍｍ分の同成分の混合粉末を充填し、押しポンチで加圧した後、ダイヤモン ド砥粒混合粉末を充填し、均一に慣らしを行なう。押しポンチを挿入後、冷間プ レスで３００ｋｇ／ｃｍ2にて冷間成形し、保護雰囲気を充填した電気炉内温度 ４５０℃にて同一温度になるまで放置後、熱間プレスで３００ｋｇ／ｃｍ2の圧 力をかけて焼結し、室温まで自然冷却を行なう。

【００２２】 冷却後、カ−ボン型を解体して焼結した円形のメタルボンドダイヤモンドチッ プを取り出し、取り出したチップの一部は中心線で切断して略半円形とする。ラ ッピング用定盤に二液性のエボキシ系接着剤を塗布後、定盤の内周縁部及び外周 縁部には前記略半円形のチップをその直線辺側を定盤の内周縁部及び外周縁部の 方向に向けて、また定盤のその他の部分には前記円形のチップを、それぞれ規則 正しく配列するための治具を用いて多数接着する。

【００２３】 仮止め後、体積比で３０％分の酸化カルシウム（３０μｍ）と二液性エボキシ 接着剤とを混練した液状物を隙間に充填し、硬化するまで放置する。エボキシ樹 脂が硬化後、横軸ロ−タリ平面研削盤を用いて定盤に貼り付けたダイヤモンドチ ップをツル−イングして平坦度を出し、更に、硬度の低い一般砥石でドレッシン グを行ない、ダイヤモンド砥粒を露出させて、平滑で切れ味の優れた超砥粒研削 定盤を得る。

【００２４】 次に、旋盤に超砥粒研削定盤を取り付け、ツ−ルポストグラインダ−に一般砥 石を取り付けて内外周縁部の半円形のダイヤモンドチップを定盤の内外周縁線に 沿うように成形する。

【００２５】 （実施例２） フェノ−ル樹脂及びエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂の粉末と銅、二酸化第二鉄 、ニッケル、二硫化モリブデン、鋳鉄などの微粉末の混合粉に集中度５０相当の ＃３２５のダイヤモンド砥粒を添加して混合し、２０φの丸チップ焼結用（Ｓ４ ５Ｃ相当）の金型に下押し材３ｍｍ分の同成分の混合粉末を充填し、押しポンチ で１００ｋｇ／ｃｍ2で冷間成形後、前記ダイヤモンド混合粉末を充填し、均一 に慣らしを行なう。押しポンチを挿入し冷間プレスにて１００ｋｇ／ｃｍ2で冷 間成形した後、１５０〜２３０℃前後の熱間プレスで３０〜４０分間重合硬化さ せて、自然冷却を行なう。

【００２６】 冷却後、金型を解体して焼結した円形の前記レジノイドボンドダイヤモンドチ ップを取り出す。ラッピング用定盤に二液性のエポキシ系接着剤を塗布後、前記 チップを規則正しく配列するための治具を用いて多数接着する。その際、定盤の 内周縁部及び外周縁部には円形のチップの略半分が定盤の外側に突出するように 接着する。仮止め後、体積比で３０％分の酸化カルシウム（３０μｍ）と二液性 エポキシ接着剤とを混練した液状物を隙間に充填し、硬化するまで放置する。硬 化後、一般砥石を取り付けたツ−ルポストグラインダ−で内外周縁部に固着した チップの定盤から突出した部分を定盤の内外周縁線に沿うよう成形して略半円形 とする。

【００２７】 ラッピングマシ−ンに実施例１及び２の超砥粒研削定盤を取り付けてＡｌ2Ｏ3 基板のラッピング加工を行なったところ、図４に示す従来型の超砥粒研削定盤と 比較して、定盤の平坦度の崩れが少なく、研削性と加工面精度が向上することが 確認できた。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１の考案によれば、定盤の内周縁部及び外周縁部 に略半円形又は略半楕円形の超砥粒チップを固着することによって定盤の内外周 縁部の研削用砥粒数を増加させることができる。その結果、超砥粒研削定盤のす べての部位においてチップ面積と超砥粒数を略同一にすることができ、加工物の 平坦、加工面粗度、定盤の平坦度維持、研削性、スクラッチ防止等について優れ た効果を生ずる。

【００２９】 さらに、請求項２の考案によれば、超砥粒チップの表面の凹溝によってラップ 加工時に発生する研削屑の逃げが容易になり、研削屑がスム−スに排出できると いう効果がある。

【提出日】平成１１年７月３０日（１９９９．７．３０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 （実施例１） 銅、錫、鉄及びニッケル微粉末からなる混合粉末に集中度３５相当の＃２３０ のダイヤモンド砥粒を添加して混合し、１５φ丸チップ焼結用カーボンに下押し 材３ｍｍ分の同成分の混合粉末を充填し、押しポンチで加圧した後、ダイヤモン ド砥粒混合粉末を充填し、均一に慣らしを行なう。押しポンチを挿入後、冷間プ レスで３００ｋｇ／ｃｍ2にて冷間成形し、保護雰囲気を充填した電気炉内温度 ６５０℃にて同一温度になるまで放置後、熱間プレスで３００ｋｇ／ｃｍ2の圧 力をかけて焼結し、室温まで自然冷却を行なう。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１の実施形態における超砥粒研削
定盤を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部断面した側
面図。

【図２】同実施形態の超砥粒チップを示し、（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図。

【図３】同実施形態の超砥粒チップの変形例を示し、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。

【図４】従来の超砥粒研削定盤を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）は一部断面した側面図。

【符号の説明】

１１…定盤 １１ａ…内周縁部 １１ｂ…外周縁部 １２…超砥粒チップ １２ａ…略半円形又は略半楕円形の超砥粒チップ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒を含む
   多数のチップをラップ定盤に固着した超砥粒研削定盤に
   おいて、 前記定盤の外周縁部及び内周縁部に、略半円形又は略半
   楕円形に形成したダイヤモンド砥粒又はＣＢＮ砥粒を含
   むチップを、そのチップの直線辺側を定盤の外周縁部及
   び内周縁部の方向に向けて多数固着したことを特徴とす
   る超砥粒研削定盤。
2. 【請求項２】 前記定盤に固着した前記チップの全部又
   は一部の表面に、十字状又は一字状の凹溝を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の超砥粒研削定盤。