JP4554799B2

JP4554799B2 - Polishing tool based on fluororesin

Info

Publication number: JP4554799B2
Application number: JP2000340109A
Authority: JP
Inventors: 聰井上; 明夫小村; 尚一島田
Original assignee: 聰井上; 尚一島田
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2002144243A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラッピングや、ポリッシングや、バフ加工や、研磨加工に使用するダイヤモンド砥粒入のフッ素樹脂製研磨工具に関する。最近の金型や、電子部品や、押し出し成形ノズルなどの部品を加工する場合においては、鏡面加工が要求されている。また、端面ダレなどが無い、高い形状精度も同時に要求されるようになってきている。これらの加工は、従来一般的に用いられている低弾性のポリッシングパッドや、軸付き砥石や、研磨用テープ等の研磨工具では実現することが困難であり、新しい加工法や研磨工具の出現が期待されている。本発明は、鏡面加工と高形状精度を同時に実現させることを目標とした、耐食性を具備したフッ素樹脂製研磨具と粒入りフッ素樹脂製砥石を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、Ｓｉ−Ｗａｆｅｒや、磁気ヘッド用素材や、水晶振動子素材や、金型や、押し出し成形金型などの加工精度は、益々、高精度が要求されるようになっている。更に、それに加えて表面の鏡面加工も要求されている。従来、工業生産的には、鋳鉄製ラップ定盤、低弾性率のバフ布、低弾性率のポリッシングバッド等を使用し、砥粒加工単独による場合および化学研磨と砥粒加工を同時に行う化学・機械的複合加工が採用されている。しかし、鏡面加工までの加工時間が長く、低弾性率のバフ布を使用した場合には、端面ダレが生じるなどの欠陥が発生していたのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
耐食性について；
化学・機械複合研磨においては、砥粒及びりん酸、硝酸、塩酸、硫酸などの研磨希釈液が、単独および複数混合されて使用される。しかし、ラッピング加工で通常使用される鋳鉄製ラッピング定盤は耐食性の問題で使用不可能である。また、ポリッシング加工やバフ加工では研磨布の材料に制限されたり、貼り付け定盤に耐食材が求められることとなる。したがって、アルカリ性、酸性などの加工液の種類に影響されない耐食性研磨工具が求められている。本発明はこのような要望に答える為に、耐食性を具備した低弾性フッ素樹脂を研磨工具として用いるものである。この場合においては、砥粒を多孔質フッ素樹脂に混入しないで、多孔質フッ素樹脂のみをベースとした研磨工具として用いるものである。
【０００４】
弾性率の選択について；
鏡面加工において、スクラッチが生じるのは突出した砥粒による加工が主な原因である。このスクラッチを防止するには、砥粒を支えるラップ具が低弾性を有する必要がある。しかし、低弾性では加工精度が低下するのである。そこで、鏡面精密加工でスクラッチフリーを実現する為には、低弾性機能を維持しつつ、高弾性的機能が求められる。また、切り屑を収納出来るような表面の空孔も同時に必要である。このような機能を発揮する為に、砥粒保持と切り屑収納可能な多孔質性を具備したフッ素樹脂製ダイヤモンド砥石を、フッ素樹脂をベースとした研磨工具として用いるものである。この方式では単独砥粒は低バネ定数的挙動を示し、工具全体では高弾性的挙動を示す必要がある。この理想的な機能材は、フッ素粉末を高圧成形することにより実現できた。
【０００５】
クリーン加工について；
真空中で使用する素材や部品を、大気中で加工すると表面が酸化される。真空中ではその酸化膜がガス放出やクリーン性などに悪影響するため、その酸化膜の除去に苦慮している。その対策として、真空及び不活性ガス中で面を加工し、加工面を大気暴露しないのが理想の状態であり、真空及び不活性ガス中でラップやバフ加工できる素材が必要である。ガス放出が少なく、加工液なしで加工できる乾式手法を求められている。この要望を満足させる為に、低ガス放出性、低摩擦性、乾式加工性を具備したフッ素樹脂を用いた研磨工具を使用するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は、以上の如くであり、次に各課題を解決する為の手段である、多孔質の製作法、砥粒入りの製作法、軟・硬質複合材の製作法、ガス放出率について説明する。
多孔質フッ素樹脂は砥粒の保持、空孔の機能、化学的安定性などを同時に持ち合わせた理想的な素材である。
多孔質樹脂はフッ素微粉末を成形金型で加圧成形後、高温釜で焼成されるが、空孔率や弾性係数はフッ素微粉末径、成形圧力、成形温度などを調整することにより比較的自由に選択することができる。フッ素微粉末に軟質樹脂（２又は４フッ化）と硬質（３フッ化）樹脂を混合した複合材にすると、研削加工時に脱離した軟質微粉はころがり作用による潤滑剤の役目を行ない、低摩擦状態となり、加工液のない状態でも発熱の少ない加工が実現できる。
この多孔質樹脂に研磨用砥粒を混入するには、成形用金型にフッ素微粉末と研磨用砥粒の混合物を注入することにより実現できる。砥粒にはダイヤモンド、酸化珪素（ＳｉＯ₂）、酸化セリウム（ＳｅＯ₂）等が利用できる。砥粒入り多孔質フッ素樹脂では、粉末と粉末の間に砥粒が保持され、適度な空孔が単独砥粒の低弾性的機能と研磨粉塵の収納機能を発揮し、材料全体的には微粉の焼成成形により強固な構造物による高弾性的挙動を示している。
フッ素樹脂（例えば商標名「テフロン」）は有機物素材中でガス放出率が少ないため真空中の部品に多用されている。真空中加工では加工液が使用できないためダイヤモンド砥粒入り多孔質フッ素樹脂が理想的なのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。図１は、実施例のダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面の、倍率１００倍の電子顕微鏡写真を描いた図面、図２は、同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面の、倍率２０００倍の電子顕微鏡写真を描いた図面、図３は、同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面を模式化した図面、図４は、同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面でのラップ状況のモデル図面、図５は、本発明のダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂により構成した研磨工具による研磨装置の斜視図、図６は、図５の装置において研磨した結果の加工時間と表面粗さの関係を示す図面、図７は、図５の装置において研磨した結果のＳＵＳ表面粗さの時間変化を示す図面、図８は、図５の装置において研磨した結果の端面ダレの比較図面である。
【０００８】
請求項１から請求項６までの発明は、多孔質フッ素樹脂のみを、ラッピングや、ポリッシングや、バフ加工や、研磨加工に使用する研磨工具として用いた場合の技術である。従来から研磨工具として鋳鉄製ラップ定盤、バフ布、低弾性ポリシングパッド等が用いられている。この研磨工具に多孔質フッ素樹脂そのものを用いることにより、加工時間が早く、かつ鏡面加工を行うことができ、さらに加工精度を飛躍的に向上させることができるのである。
【０００９】
即ち、多孔質フッ素樹脂は、図１と図２において図示する顕微鏡断面写真の如く、内部および表面に多数の空孔があり、この空孔に欠落砥粒が入ったり、研磨後の粉塵や塵埃が収納される。また、従来工具の鋳鉄製ラップ定盤では球状黒鉛に砥粒が保持されるため、球状黒鉛の球径と密度で単位面積当たりの有効砥粒数が決定される。研磨に使用されている高級鋳鉄でも球径最小値は３０μｍである。砥粒入り多孔質フッ素樹脂では砥粒濃度を上げれば有効砥粒密度を自由に調整することができる。従って、従来工具より３〜４倍の研磨速度を得ることが出来る。故に、多孔質フッ素樹脂のみをラッピングや、ポリッシングや、バフ加工や、研磨加工に使用する研磨工具として、この多孔質フッ素樹脂のみを使用し、これに従来のダイヤモンド砥粒や酸化珪素（ＳｉＯ₂）や酸化セリウム（ＳｅＯ₂）の砥粒等をスラリーとして添加するだけでも、フッ素樹脂をベースとした研磨工具として、従来の研磨工具に比較して飛躍的な効果を発揮するものである。
【００１０】
このように、多孔質フッ素樹脂をそのまま、フッ素樹脂をベースとした研磨工具として用いることによっても、大きな効果を発揮するものである。また、多孔質フッ素樹脂のみを研磨工具として使用する場合においても、またダイヤモンド砥粒等を混入した多孔質フッ素樹脂として研磨工具として用いる場合でも、フッ素樹脂製微粉を、軟質性の２フッ化樹脂と、硬質性の３フッ化樹脂とを混合して、多孔質フッ素樹脂を構成することにより、研磨作業中において、軟質性のフッ素樹脂製微粉が剥離や離脱により、研磨工具と被研磨材料との間に挟まり、これらが、クッション性を向上したり、滑らし剤の役目や、潤滑剤の役目をして、研磨加工を良好にする作用をするのである。故に、軟質性のフッ素樹脂製微粉と、硬質性のフッ素樹脂製微粉とを混合して、多孔質フッ素樹脂を構成したフッ素樹脂をベースとした研磨工具も、研磨性に良好な効果を発揮するものである。
【００１１】
図１と図２は、ダイヤモンド砥粒とフッ素樹脂製微粉で多孔質フッ素樹脂を構成した状態の顕微鏡写真を描いた図面であり、図３は、ダイヤモンド砥粒２と空隙３とフッ素樹脂１と被加工物４等を模式的に示した図面である。ダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂は、金型にフッ素樹脂の微小粉とダイヤモンド砥粒の混合物を入れ、高圧力をかけて成形加工し、その後焼成して製造するものである。
【００１２】
本発明の実施例として提示する砥石の仕様は次の「表１」の如くである。
【００１３】
【表１】

【００１４】
図４において、（ａ）はラップ工具モデルを示し、（ｂ）は砥粒バネ定数モデルを示し、（ｃ）は単砥粒の低弾性バネの状況を示している。図５は、本発明のダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂により構成した研磨工具による研磨装置の斜視図である。装置は揺動機構付きの小型片面ポリシングマシンであり、揺動アームに砥石駆動部と荷重機構を搭載している。
【００１５】
図３と図４において、フッ素樹脂１に、ダイヤモンド砥粒２がホールドされており、フッ素樹脂１の間に、空孔３が構成されている。この空孔３が、被加工物４を押し付けた場合において、図４の（ｂ）及び（ｃ）に示す模式図面に示したクッション５の役目をするものである。また、空孔３が表面に出来た部分においては、研磨屑や塵埃等をこの空孔３が取り込むことにより、研磨作用の低下を阻止することができ、また、スラリーとして注入された場合のダイヤモンド砥粒を取り込んでホールドする役目をするものである。このように多孔質フッ素樹脂において出来る空孔３が、ダイヤモンド砥粒２と被加工物４との間で、クッション５の役目をしたりすることにより、大きな効果が期待できるのである
【００１６】
〔実験結果と考察〕
図６は、図５の装置において研磨した結果の加工時間と表面粗さの関係を示す図面であり、図７は、図５の装置において研磨した結果のＳｉ表面粗さの時間変化を示す図面であり、図８は、図５の装置において研磨した結果の端面ダレの比較図面である。被研削材は、脆性硬度材、軟質材、一般耐食部材の各代表としてシリコンウェハー、アルミ合金、ステンレス合金を選定した。実験では、研削荷重、砥石回転数、被研削材回転数、研削液などをパラメータとし、被研削材の加工面粗さ及び端面形状（面ダレ）を評価した。また、研削液として２〜４μｍダイヤモンド微粒子入りの酸、アルカリ水溶液スラリー（２〜４μｍダイヤモンド、３ｇｒ／５００ｃｃ）を使用し、複合加工の特性も評価した。なお、砥石のドレッシングはワイヤーブラシを使用し、各実験ごとに実施した。同一加工条件での加工能率は図６において、Ａ１（アルミ）＞Ｓｉ（シリコン）＞ＳＵＳとなっており、面圧：ｐ＝０．１０ＭＰａではシリコン材においても高能率な研削特性を示している。スラリーを、研磨工具と被研磨材料との間に流し込む複合加工では、極めて短時間で鏡面が得られている。
【００１７】
また、図７に示す如く、ＳＵＳ（ステンレス）表面の粗さの時間変化を見ても、短時間の間に、表面の粗さを小さくすることが出来たことが理解できる。また、図８は端面ダレの比較曲線であるが、従来の不織布タイプのポリッシング材と比較して、今回の多孔質フッ素樹脂による加工工具での加工形状特性は飛躍的に向上している。以上の結果、今回試作したフッ素ボンドダイヤモンド砥石は鏡面加工と高い形状精度を同時に実現でき、しかも従来の研磨具より高能率な研磨特性を具備していることが明らかになった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を発揮するものである。
請求項１に記載の如く、多孔質のフッ素樹脂を研磨工具として使用するフッ素樹脂をベースとした研磨工具において、該多孔質のフッ素樹脂は、フッ素微粉末を成形金型で加圧成形後、高温釜で焼成して構成し、該フッ素樹脂の間に、空孔を構成し、空孔率と弾性係数は、フッ素微粉末径、成形圧力、成形温度を調整して選択し、該フッ素微粉末は、２又は４フッ化の軟質のフッ素樹脂と、３フッ化の硬質のフッ素樹脂を混合した複合材とし、該多孔質のフッ素樹脂に、ダイヤモンド砥粒を混入し、該多孔質のフッ素樹脂により、該ダイヤモンド砥粒をホールドし、前記多孔質のフッ素樹脂において出来る空孔が、前記ダイヤモンド砥粒と被加工物との間で、クッションの役目をするので、多孔質フッ素樹脂のみを、フッ素樹脂をベースとした研磨工具として使用することにより、ラッピングや、ポリッシングや、バフ加工や、研磨加工において、加工速度高速化、スクラッチフリーの表面精度向上ができるのである。
また、研削加工時に脱離した軟質微粉は、ころがり作用による潤滑剤の役目を行ない、低摩擦状態となり、加工液のない状態でも発熱の少ない加工を実現するのである。
また、ダイヤモンド砥粒を混入して、フッ素樹脂製ダイヤモンド砥粒とすることにより、鏡面加工スクラッチフリーと、高い精度の形状維持を両立させることが出来るのである。
また、該空孔が、被加工物を押し付けた場合において、クッションの役目を果たし、研磨屑や塵埃等を取り込みんで研磨作用の低下を阻止し、注入されたダイヤモンド砥粒を取り込んでホールドする役目をするのである。
請求項２に記載の如く、前記軟質のフッ素樹脂と硬質のフッ素樹脂によりなる多孔質のフッ素樹脂を、定盤として使用し、
請求項３に記載の如く、前記軟質のフッ素樹脂と硬質のフッ素樹脂によりなる多孔質のフッ素樹脂を、ラッピング定盤として使用し、
請求項４に記載の如く、前記軟質のフッ素樹脂と硬質のフッ素樹脂によりなる多孔質のフッ素樹脂を、ポリッシング定盤として使用し、
請求項５に記載の如く、前記軟質のフッ素樹脂と硬質のフッ素樹脂によりなる多孔質のフッ素樹脂を、バフシートとして使用することにより、従来の研磨加工具よりも、更に研磨能率を大とし、化学的安定を得ることができ、摩擦係数を小とすることが出来たものである。
請求項６に記載の如く、前記軟質のフッ素樹脂と硬質のフッ素樹脂によりなる多孔質のフッ素樹脂に、酸化珪素（ＳｉＯ ₂ ）又は酸化セリウム（ＳｅＯ ₂ ）を混入した多孔質のフッ素樹脂を研磨工具として使用することにより、ダイヤモンド砥粒が凝集することなく、理想的に分散させることが可能となり、上記のような効果を更に助長させることが出来るのである。
請求項７に記載の如く、前記多孔質フッ素樹脂（１）を、真空及び不活性ガス中でラップやバフ加工する際において、低ガス放出性を具備した多孔質フッ素樹脂を使用することにより、真空状態における研磨加工において、ガス放出を少なくすることが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面の、倍率１００倍の電子顕微鏡写真を描いた図面。
【図２】同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面の、倍率２０００倍の電子顕微鏡写真を描いた図面。
【図３】同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面を模式化した図面。
【図４】同じくダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂の断面でのラップ状況のモデル図面。
【図５】本発明のダイヤモンド砥粒を混入した多孔質フッ素樹脂により構成した研磨工具による研磨装置の斜視図。
【図６】図５の装置において研磨した結果の加工時間と表面粗さの関係を示す図面。
【図７】図５の装置において研磨した結果のＳＵＳ表面粗さの時間変化を示す図面。
【図８】図５の装置において研磨した結果の端面ダレの比較図面。
【符号の説明】
１フッ素樹脂
２ダイヤモンド砥粒
３空孔
４被加工物
５クッション[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorine resin polishing tool containing diamond abrasive grains used for lapping, polishing, buffing, and polishing. In the case of machining parts such as recent molds, electronic parts, and extrusion nozzles, mirror finishing is required. In addition, there is a demand for high shape accuracy without end face sagging. These processes are difficult to achieve with polishing tools such as a low-elasticity polishing pad, a grindstone with a shaft, and a polishing tape that are commonly used in the past, and new processing methods and tools have emerged. Expected. The present invention provides a fluororesin polishing tool and a grained fluororesin grindstone having corrosion resistance, which are aimed at realizing mirror finishing and high shape accuracy at the same time.
[0002]
[Prior art]
In recent years, higher precision is required for the processing accuracy of Si-Wafers, magnetic head materials, crystal resonator materials, dies, and extrusion dies. In addition to this, mirror finishing of the surface is also required. Conventionally, in industrial production, cast iron wrap surface plate, low elastic buff cloth, low elastic polishing pad, etc. are used. Mechanical composite processing is adopted. However, the processing time until mirror finishing is long, and when a low-elastic modulus buff cloth is used, defects such as end face sagging have occurred.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
About corrosion resistance;
In chemical / mechanical composite polishing, abrasive grains and polishing dilution liquids such as phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid are used alone or in combination. However, the cast iron lapping platen normally used in lapping is not usable due to the problem of corrosion resistance. Further, in the polishing process and the buffing process, the material of the polishing cloth is limited, and a corrosion resistant material is required for the attached surface plate. Accordingly, there is a need for a corrosion-resistant polishing tool that is not affected by the type of processing liquid such as alkaline or acidic. In order to meet such a demand, the present invention uses a low-elasticity fluororesin having corrosion resistance as a polishing tool. In this case, the abrasive grains are not mixed into the porous fluororesin , and are used as a polishing tool based only on the porous fluororesin .
[0004]
Regarding the selection of elastic modulus;
In mirror processing, scratches are caused mainly by processing with protruding abrasive grains. In order to prevent this scratch, the lapping tool that supports the abrasive grains needs to have low elasticity. However, the processing accuracy decreases with low elasticity. Therefore, in order to realize scratch-free by mirror surface precision processing, a high elastic function is required while maintaining a low elastic function. Moreover, the surface hole which can accommodate a chip | tip is also required simultaneously. In order to exhibit such a function, a fluororesin diamond grindstone having a porous property capable of holding abrasive grains and storing chips is used as a polishing tool based on a fluororesin. In this method, the single abrasive grains must exhibit a low spring constant behavior, and the entire tool needs to exhibit a high elastic behavior. This ideal functional material could be realized by high pressure molding of fluorine powder.
[0005]
About clean processing;
When materials and parts used in vacuum are processed in the atmosphere, the surface is oxidized. In the vacuum, the oxide film has an adverse effect on gas release, cleanliness, etc., and therefore, it is difficult to remove the oxide film. As a countermeasure, it is ideal that the surface is processed in a vacuum and an inert gas and the processed surface is not exposed to the atmosphere, and a material that can be lapped or buffed in a vacuum and an inert gas is required. There is a need for a dry method that can be processed without a processing liquid with little outgassing. In order to satisfy this demand, a polishing tool using a fluororesin having low gas releasing properties, low friction properties, and dry processability is used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, as a means for solving each problem, a porous manufacturing method, a manufacturing method with abrasive grains, and a soft / hard composite material manufacturing method The gas release rate will be described.
Porous fluororesin is an ideal material that has both the retention of abrasive grains, the function of pores, and chemical stability.
Porous resin is pressure-molded with fluorine fine powder in a mold and then fired in a high-temperature kettle, but the porosity and elastic modulus are relatively controlled by adjusting the fluorine fine powder diameter, molding pressure, molding temperature, etc. You can choose freely. When a composite material in which a soft resin (2 or 4 fluoride) and a hard (trifluoride) resin are mixed in a fine fluorine powder, the soft fine powder released during grinding functions as a lubricant due to rolling action, resulting in low friction. Thus, processing with less heat generation can be realized even in the absence of processing fluid.
Mixing abrasive grains into the porous resin can be realized by injecting a mixture of fine fluorine powder and abrasive grains into a molding die. Diamond, silicon oxide (SiO ₂ ), cerium oxide (SeO ₂ ) or the like can be used for the abrasive grains. In porous fluororesin containing abrasive grains, the abrasive grains are retained between the powders, and appropriate pores exhibit the low elastic function of single abrasive grains and the function of storing abrasive dust. Highly elastic behavior due to a strong structure is exhibited by firing molding.
A fluororesin (for example, the trade name “Teflon”) is widely used for parts in a vacuum because of its low outgassing rate among organic materials. Since a machining fluid cannot be used in vacuum processing, a porous fluororesin containing diamond abrasive grains is ideal.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a drawing showing an electron micrograph at a magnification of 100 times of a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains of Example, and FIG. 2 is a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains. FIG. 3 is a drawing showing an electron micrograph at a magnification of 2000 times, FIG. 3 is a schematic view of a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains, and FIG. 4 is a porous film mixed with diamond abrasive grains. FIG. 5 is a perspective view of a polishing apparatus using a polishing tool composed of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view of the apparatus shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the processing time and the surface roughness as a result of polishing, FIG. 7 is a diagram showing the time change of the SUS surface roughness as a result of polishing in the apparatus of FIG. 5, and FIG. Is a comparison diagram of the end face sagging as a result of the polishing had.
[0008]
The inventions of claims 1 to 6 are techniques when only a porous fluororesin is used as a polishing tool used for lapping, polishing, buffing, or polishing. Conventionally, cast iron lapping surface plates, buff cloths, low-elasticity polishing pads, and the like have been used as polishing tools. By using the porous fluororesin itself for this polishing tool, the processing time can be shortened and mirror processing can be performed, and the processing accuracy can be greatly improved.
[0009]
That is, the porous fluororesin has a large number of pores inside and on the surface as shown in the cross-sectional photographs of the microscope shown in FIGS. 1 and 2, and missing pores are contained in the pores. Is stored. Moreover, since the abrasive grains are held on the spherical graphite in the cast iron lap surface plate of the conventional tool, the number of effective abrasive grains per unit area is determined by the spherical diameter and density of the spherical graphite. Even in high-grade cast iron used for polishing, the minimum sphere diameter is 30 μm. In the case of porous fluororesin containing abrasive grains, the effective abrasive density can be freely adjusted by increasing the abrasive grain concentration. Therefore, it is possible to obtain a polishing rate 3 to 4 times that of the conventional tool. Therefore, only this porous fluororesin is used as a polishing tool used for lapping, polishing, buffing, and polishing of only porous fluororesin, and conventional diamond abrasive grains and silicon oxide (SiO ₂ ) Or cerium oxide (SeO ₂ ) abrasive grains, etc., as a slurry, it exhibits a dramatic effect as a polishing tool based on a fluororesin compared to conventional polishing tools.
[0010]
As described above, even when the porous fluororesin is used as it is as a polishing tool based on the fluororesin, a great effect is exhibited. Even when only a porous fluororesin is used as a polishing tool or when it is used as a polishing tool as a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains or the like, a fluororesin fine powder is used as a soft difluoride resin. Are mixed with a hard trifluoride resin to form a porous fluororesin, so that during the polishing operation, the soft fluororesin fine powder is peeled off or detached, so that the polishing tool and the material to be polished These serve to improve the cushioning property, to act as a slipping agent, and as a lubricant to improve the polishing process. Therefore, a polishing tool based on a fluororesin composed of a porous fluororesin by mixing a soft fluororesin fine powder and a hard fluororesin fine powder also has a good effect on abrasiveness. Is.
[0011]
FIG. 1 and FIG. 2 are drawings depicting micrographs of a state in which a porous fluororesin is composed of diamond abrasive grains and fluororesin fine powder. FIG. 3 is a diagram illustrating diamond abrasive grains 2, voids 3, fluororesin 1 and It is drawing which showed workpiece 4 grade | etc., Typically. A porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains is produced by putting a mixture of a fine powder of fluororesin and diamond abrasive grains into a mold, forming it by applying high pressure, and then firing it.
[0012]
The specifications of the grindstone presented as an example of the present invention are as shown in the following “Table 1”.
[0013]
[Table 1]

[0014]
4A shows a lapping tool model, FIG. 4B shows an abrasive spring constant model, and FIG. 4C shows the state of a single abrasive low elastic spring. FIG. 5 is a perspective view of a polishing apparatus using a polishing tool composed of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains of the present invention. The apparatus is a small one-side polishing machine with a swing mechanism, and a grindstone driving unit and a load mechanism are mounted on the swing arm.
[0015]
3 and 4, diamond abrasive grains 2 are held in the fluororesin 1, and pores 3 are formed between the fluororesins 1. The holes 3 serve as the cushion 5 shown in the schematic drawings shown in FIGS. 4B and 4C when the workpiece 4 is pressed. Further, in the portion where the holes 3 are formed on the surface, the holes 3 can take in polishing debris, dust and the like, thereby preventing a reduction in the polishing action, and diamond when injected as a slurry. It serves to take in and hold abrasive grains. Thus, a large effect can be expected when the pores 3 formed in the porous fluororesin serve as a cushion 5 between the diamond abrasive grains 2 and the workpiece 4.
[Experimental results and discussion]
6 is a drawing showing the relationship between the processing time and the surface roughness as a result of polishing in the apparatus of FIG. 5, and FIG. 7 is a drawing showing the time variation of the Si surface roughness as a result of polishing in the apparatus of FIG. FIG. 8 is a comparative drawing of end face sagging as a result of polishing in the apparatus of FIG. As a material to be ground, a silicon wafer, an aluminum alloy, and a stainless alloy were selected as representatives of a brittle hardness material, a soft material, and a general corrosion-resistant member. In the experiment, the processing surface roughness and end face shape (surface sag) of the material to be ground were evaluated using the grinding load, the number of revolutions of the grindstone, the number of revolutions of the material to be ground, and the grinding fluid as parameters. Moreover, the acid of 2-4 micrometers diamond microparticles | fine-particles and alkaline aqueous solution slurry (2-4 micrometers diamond, 3gr / 500cc) were used as a grinding fluid, and the characteristic of composite processing was also evaluated. In addition, the dressing of the grindstone was implemented for each experiment using the wire brush. In FIG. 6, the machining efficiency under the same machining conditions is A1 (aluminum)> Si (silicon)> SUS, and when the surface pressure is p = 0.10 MPa, high-efficiency grinding characteristics are shown even in a silicon material. . In composite processing in which slurry is poured between a polishing tool and a material to be polished, a mirror surface is obtained in a very short time.
[0017]
Further, as shown in FIG. 7, it can be understood that the roughness of the surface could be reduced within a short time even when the time change of the roughness of the SUS (stainless steel) surface was observed. Further, FIG. 8 is a comparative curve of end face sagging. Compared with a conventional non-woven fabric type polishing material, the processing shape characteristics of the processing tool using the porous fluororesin this time are dramatically improved. As a result, it was revealed that the prototype fluorine bonded diamond grindstone can achieve mirror finishing and high shape accuracy at the same time, and has more efficient polishing characteristics than conventional polishing tools.
[0018]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects are exhibited.
A polishing tool based on a fluororesin using a porous fluororesin as a polishing tool according to claim 1 , wherein the porous fluororesin is formed by pressing a fine fluorine powder with a molding die, It is configured by firing in a high-temperature kettle, and pores are formed between the fluororesin, and the porosity and elastic modulus are selected by adjusting the fine fluorine powder diameter, molding pressure, and molding temperature. The powder is a composite material in which a soft fluororesin of 2 or 4 fluorides and a hard fluororesin of trifluoride are mixed, and diamond abrasive grains are mixed in the porous fluororesin, and the porous fluororesin The diamond abrasive grains are held by the resin, and the pores formed in the porous fluororesin serve as a cushion between the diamond abrasive grains and the workpiece, so that only the porous fluororesin is used. Based on fluororesin The use as a polishing tool, lapping or, or polishing, buffing or a polishing process, the processing speed faster, but they can surface accuracy of the scratch-free.
In addition, the soft fine powder detached during the grinding process acts as a lubricant due to rolling action, becomes a low friction state, and realizes a process with little heat generation even in the absence of the processing liquid.
Further, by incorporating diamond abrasive grains into diamond abrasive grains made of fluororesin, it is possible to achieve both mirror-finished scratch-free and highly accurate shape maintenance.
Also, when the work piece is pressed against the work piece, the hole serves as a cushion, takes in polishing debris, dust and the like to prevent a reduction in polishing action, and takes in and holds the injected diamond abrasive grains. To do.
A porous fluororesin comprising the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a surface plate as described in claim 2;
The porous fluororesin comprising the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a wrapping surface plate as described in claim 3,
The porous fluororesin comprising the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a polishing surface plate as described in claim 4,
As described in claim 5, by using the porous fluororesin composed of the soft fluororesin and the hard fluororesin as a buff sheet , the polishing efficiency is further increased as compared with the conventional polishing processing tool. Stability can be obtained and the friction coefficient can be reduced.
The porous fluororesin in which silicon oxide (SiO ₂ ) or cerium oxide (SeO ₂ ) is mixed with the porous fluororesin composed of the soft fluororesin and the hard fluororesin as described in claim 6 is polished. By using it as a tool, the diamond abrasive grains can be ideally dispersed without agglomeration, and the above-described effects can be further promoted.
As described in claim 7, when the porous fluororesin (1) is lapped or buffed in a vacuum and an inert gas, by using a porous fluororesin having a low gas release property , In the polishing process in a vacuum state, outgassing can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a drawing showing an electron micrograph at a magnification of 100 times of a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains of an example.
FIG. 2 is an electron micrograph of a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains at a magnification of 2000 times.
FIG. 3 is a drawing schematically showing a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains.
FIG. 4 is a model drawing of a lapping state in a cross section of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains.
FIG. 5 is a perspective view of a polishing apparatus using a polishing tool composed of a porous fluororesin mixed with diamond abrasive grains of the present invention.
6 is a view showing a relationship between processing time and surface roughness as a result of polishing in the apparatus of FIG. 5;
FIG. 7 is a drawing showing a change with time of SUS surface roughness as a result of polishing in the apparatus of FIG. 5;
8 is a comparative drawing of end face sagging as a result of polishing in the apparatus of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 Fluororesin 2 Diamond Abrasive Grain 3 Hole 4 Workpiece 5 Cushion

Claims

In a polishing tool based on fluororesin that uses porous fluororesin as a polishing tool,
The porous fluororesin is formed by pressing a fine fluorine powder with a molding die and firing it with a high-temperature kettle, forming pores between the fluororesins, and the porosity and elastic modulus are , Select by adjusting the fine fluorine powder diameter, molding pressure, molding temperature,
The fluorine fine powder is a composite material in which a soft fluorine resin of 2 or 4 fluorides and a hard fluorine resin of 3 fluorides are mixed,
Diamond abrasive grains are mixed in the porous fluororesin, the diamond abrasive grains are held by the porous fluororesin, and the pores formed in the porous fluororesin are processed with the diamond abrasive grains. A polishing tool based on fluororesin, which acts as a cushion between objects.

The polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the porous fluororesin made of the soft fluororesin and the hard fluororesin constitutes a surface plate, based on the fluororesin Polishing tool.

A polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the fluororesin based on the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a lapping platen. Polishing tool.

The polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the fluororesin based on the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a polishing surface plate. Polishing tool.

The polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the porous fluororesin comprising the soft fluororesin and the hard fluororesin is used as a buff sheet. tool.

The polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the porous fluororesin made of the soft fluororesin and the hard fluororesin is made of silicon oxide (SiO2). _{2 2} ) Or cerium oxide (SeO) _{2 2} A polishing tool based on a fluororesin, characterized in that a porous fluororesin mixed with) is used as a polishing tool.

A polishing tool based on a fluororesin according to claim 1, wherein the porous fluororesin (1) has low outgassing properties when lapping or buffing in a vacuum and an inert gas. Polishing tool based on fluororesin characterized by using resin.