JP7023538B2 - Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method - Google Patents
Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7023538B2 JP7023538B2 JP2020091600A JP2020091600A JP7023538B2 JP 7023538 B2 JP7023538 B2 JP 7023538B2 JP 2020091600 A JP2020091600 A JP 2020091600A JP 2020091600 A JP2020091600 A JP 2020091600A JP 7023538 B2 JP7023538 B2 JP 7023538B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- island
- sample
- surface plate
- polished
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は仕上研磨用定盤、仕上研磨装置及び研磨方法に関し、特に片面研磨試料を仕上研磨する際、耐摩耗性が大きく異なる素材からなる複合材料を研磨する際に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a surface plate for finish polishing, a finish polishing device, and a polishing method, and particularly to a technique suitable for use when finishing polishing a single-sided polishing sample and when polishing a composite material made of materials having significantly different wear resistance.
従来、定盤の上に研磨フィルムを設けた研磨装置としては、定盤上に弾性体を介して研磨フィルムを固定したもの、および、定盤上に直接研磨フィルムを固定した研磨装置が知られている。この公知の研磨装置としては、例えば、特許文献1に記載されるように、研磨定盤の上に粗加工用研磨フィルムと仕上げ研磨用研磨フィルムの2種類の研磨フィルムを搭載したものであり、必要に応じて、研磨定盤と研磨フィルムとの間に弾性体を装着させるものである。
Conventionally, as a polishing device in which a polishing film is provided on a surface plate, a polishing device in which the polishing film is fixed on the surface plate via an elastic body and a polishing device in which the polishing film is directly fixed on the surface plate are known. ing. As this known polishing apparatus, for example, as described in
研磨定盤と研磨フィルムとの間に弾性体を装着した場合、あるいは、遊離砥粒を散布した研磨布を用いた場合には、遊離砥粒が介在することもあって、研磨試料の軟らかい部位が過剰に研磨され、掘られてしまうとともに、軟らかい部位に囲まれた硬い部位の周縁部も過剰に研磨されるフチだれ現象を生じるという問題があった。 When an elastic body is mounted between the polishing surface plate and the polishing film, or when a polishing cloth on which free abrasive grains are sprayed is used, the free abrasive grains may intervene and the soft part of the polishing sample is used. There is a problem that the surface plate is excessively polished and dug, and the peripheral portion of the hard portion surrounded by the soft portion is also excessively polished, causing a border dripping phenomenon.
また、平らな研磨定盤に固定砥粒フィルムを装着した場合には、潤滑材、例えば水の膜が厚いと、固定砥粒フィルムと研磨試料との間に水が介在してまったく磨けないか、あるいは、研磨試料の研磨面が固定砥粒フィルムに吸盤のように吸い付き磨きにくい、という問題があった。さらに、削りくずが研磨試料の研磨面と固定砥粒フィルムとの間に入り込んで研磨試料の研磨面を傷つけるという問題もあった。 Also, when the fixed abrasive grain film is mounted on a flat polishing surface plate, if the lubricating material, for example, a film of water is thick, water may intervene between the fixed abrasive grain film and the polishing sample and polish at all. Alternatively, there is a problem that the polished surface of the polished sample sticks to the fixed abrasive grain film like a suction plate and is difficult to polish. Further, there is also a problem that shavings enter between the polishing surface of the polishing sample and the fixed abrasive grain film and damage the polishing surface of the polishing sample.
これらの問題を解決する技術として、特許文献2に記載されるように、平面ガラス板に平行な数ミリ幅の溝を幾つも形成した仕上げ研磨用定盤が知られている。
As a technique for solving these problems, as described in
しかし、上記の従来の技術である研磨ラッピングフィルムは、材料を平滑に研磨するのに優れているフィルムであり広く流通しているが、研磨ラッピングフィルムを用いて平坦な研磨試料を作成する場合、研磨ラッピングフィルムを平面性が高い硬い板(ガラス板)の上に置き、水などの潤滑液を撒きながら手動で試料を研磨するため、砥粒度が小さくなるほど研磨する試料とフィルムが密着し、抵抗が大きくなり、研磨試料が研磨フィルム上をなめらかに滑らなくなりきれいに磨けない場合があるという問題が解決されていない上、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化している。
同時に、削り屑により、研磨試料の研磨面に多数の傷がつく場合があるという問題が解決されていない上、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化してしまう。
However, the above-mentioned polishing wrapping film, which is a conventional technique, is an excellent film for smoothly polishing a material and is widely distributed. However, when a flat polishing sample is prepared by using a polishing wrapping film, the polishing wrapping film is used. Since the polishing lapping film is placed on a hard plate (glass plate) with high flatness and the sample is manually polished while sprinkling a lubricating liquid such as water, the smaller the abrasive grain size, the closer the sample to be polished and the film, and the resistance The problem that the polished sample does not slide smoothly on the polishing film and may not be polished cleanly has not been solved, and this problem becomes more remarkable as the polished surface of the polished sample becomes larger.
At the same time, the problem that shavings may cause a large number of scratches on the polished surface of the polished sample has not been solved, and this problem becomes more pronounced as the polished surface of the polished sample becomes larger.
さらに、特許文献2に記載の技術では、手動による研磨のため、試料を鏡面仕上げにするのに長時間の作業を必要とするため、これを短縮したいという要求が生じており、この問題は、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、顕著化していた。
また、一定の方向(縦)の研磨であるため、試料表面を均等に磨きあげるのに熟練を有する。このため、作業者の熟練度合いによって研磨状態が異なってしまう場合があるという問題があった。この問題も、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、さらに顕著化してしまう。
Further, in the technique described in
In addition, since it is polished in a certain direction (vertical direction), it has skill in polishing the sample surface evenly. Therefore, there is a problem that the polishing state may differ depending on the skill level of the operator. This problem also becomes more prominent as the polished surface of the polished sample becomes larger.
また、研磨試料の研磨面をSIMS(二次イオン質量分析法)によって分析する場合には、研磨試料の軟らかい部位が過剰に研磨され掘られてしまうとともに、軟らかい部位に囲まれた硬い部位の周縁部も過剰に研磨されるフチだれ現象を生じた場合、分析面(研磨面)の平坦度が足りず、分析が上手くおこなえない場合があるという問題があった。この問題も、研磨試料の研磨面が大きくなるにしたがって、処理時間の増大に伴ってさらに顕著化していた。 Further, when the polished surface of the polished sample is analyzed by SIMS (secondary ion mass analysis method), the soft part of the polished sample is excessively polished and dug, and the peripheral edge of the hard part surrounded by the soft part is obtained. When the edge dripping phenomenon occurs in which the portion is also excessively polished, there is a problem that the flatness of the analysis surface (polished surface) is insufficient and the analysis may not be performed well. This problem also became more remarkable as the processing time increased as the polished surface of the polished sample became larger.
また、研磨試料が小さいものであると研磨による平坦化処理に係る時間も短いが、研磨試料が大きくなると、研磨による平坦化処理に係る時間が長くなるため、これを短縮したいという要求がある。さらに、研磨試料が大きくなると、研磨による平坦化処理が難しくなり、試料作成の効率および正確性が作業者の熟練度合いに依存してしまうため、これを作業者に因らないようにしたいという要求が生じていた。 Further, if the polishing sample is small, the time required for the flattening treatment by polishing is short, but if the polishing sample is large, the time required for the flattening treatment by polishing becomes long, and there is a demand for shortening this. Furthermore, as the size of the polished sample becomes large, the flattening process by polishing becomes difficult, and the efficiency and accuracy of sample preparation depend on the skill level of the worker. Was occurring.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.研磨試料でのダレ防止。
2.硬度差による領域ごとの研磨不均等防止。
3.研磨試料の貼りつき防止。
4.研磨試料面での傷発生防止。
5.研磨フィルムの破損防止。
6.研磨試料の大きさによる対応可能性実現。
7.作業者の熟練度に因らない研磨試料作成実現。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to achieve the following object.
1. 1. Prevention of sagging on polished samples.
2. 2. Prevention of uneven polishing in each area due to difference in hardness.
3. 3. Prevents sticking of polished samples.
4. Prevents scratches on the surface of the polished sample.
5. Prevents damage to the polishing film.
6. Achieves the possibility of handling depending on the size of the polished sample.
7. Realization of polishing sample creation regardless of the skill level of the operator.
本発明の仕上研磨用定盤は、柔軟な研磨フィルムと、前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、を備え、前記島状凸部が平面視して六角形状であり、近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されており、前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の1.5~2.5倍の範囲に設定されており、前記溝状凹部と前記島状凸部との境目の角部は、前記溝状凹部の深さの半分の曲率半径と同程度に丸められていることにより上記課題を解決した。
本発明の仕上研磨装置は、上記のいずれか記載の仕上研磨用定盤における前記定盤を、前記研磨面と直交する回転軸線に対して回転させる回転手段を有することができる。
本発明の仕上研磨装置は、前記回転手段が前記回転軸線まわりに回転する回転板を有し、該回転板に前記定盤を保持する保持手段を有していることができる。
本発明の仕上研磨装置は、前記定盤が磁性を有するステンレス製とされ、前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされていることが好ましい。
本発明の研磨方法は、上記のいずれか記載の仕上研磨装置を用いて研磨する方法であって、
平面定盤と研磨砥粒とを用いて前記研磨試料に縁ダレを発生させる第1工程と、
前記第1工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第2工程と、を有する手段か、前記研磨砥粒がアルミナペーストとされる手段を採用することができる。
The platen for finish polishing of the present invention has a flexible polishing film and a flat polishing surface on which the polishing film is mounted, and a plurality of island-shaped island-shaped convex portions and the island-shaped protrusions are formed on the polishing surface. It is provided with a platen provided with a groove-shaped concave portion having a continuous groove shape between the convex portions, and the island-shaped convex portion has a hexagonal shape in a plan view, and the island-shaped convex portions are adjacent to each other. The distance between the two is arranged in a plane so as to be equal to the width dimension of the groove-shaped recess, and the diameter dimension of the island-shaped convex portion is 1.5 to 2.5 times the width dimension of the groove-shaped recess. The problem is that the corner portion of the boundary between the groove-shaped concave portion and the island-shaped convex portion is rounded to the same degree as the radius of curvature of half the depth of the groove-shaped concave portion. Was solved .
The finish polishing apparatus of the present invention can have a rotating means for rotating the surface plate in the surface plate for finish polishing according to any one of the above with respect to a rotation axis orthogonal to the polishing surface.
In the finish polishing apparatus of the present invention, the rotating means may have a rotating plate that rotates around the rotating axis, and the rotating plate may have a holding means for holding the surface plate.
In the finish polishing apparatus of the present invention, it is preferable that the surface plate is made of stainless steel having magnetism, and the holding means is capable of magnetizing the rotating plate and the surface plate.
The polishing method of the present invention is a method of polishing using the finishing polishing apparatus according to any one of the above.
The first step of generating edge sagging on the polished sample using a flat surface plate and polishing abrasive grains,
After the first step, a means having a second step of using the surface plate of the finish polishing apparatus and the polishing film to eliminate the edge sagging and to make the polished surface of the polishing sample a flat surface. Alternatively, a means in which the polishing abrasive grains are made into an alumina paste can be adopted.
本発明の仕上研磨用定盤は、柔軟な研磨フィルムと、前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、を備えることにより、一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部から効率的に排水効果を呈することができるため、潤滑材(例えば、水など)の排水容易性を向上することが可能となり、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが容易に接触し、研磨効率を向上させることができる。また、研磨試料から発生した削り屑を定盤の溝状凹部上の研磨フィルムの凹部へ容易に排出することにより、研磨面を傷つける頻度が著しく低下する。
また、島状凸部が溝状凹部で分割されていることで、研磨がおこなわれる領域に対応する島状凸部の縁部が一方向ではなく多方向に延在することになり、研磨試料面が硬度の異なる領域を有するような場合でも、ダレの発生を防止することが可能となる。
同時に、島状凸部が一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部で分割されていることにより、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが相対的に移動して研磨をおこなう際に、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが密着してしまい、研磨がおこなえなくなることを防止できる。
また、潤滑材の排水が溝状凹部によって容易におこなわれることで、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとが容易に接触することができ、研磨効率を向上させて研磨試料の研磨面が大きくなった場合でも処理時間を短縮することができる。
また、前記島状凸部が平面視して六角形状とされることにより、島状凸部が一方向ではなく多方向に延在する溝状凹部で分割されることになり、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。
また、近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。
また、前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の1.5~2.5倍の範囲に設定されることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。
The platen for finish polishing of the present invention has a flexible polishing film and a flat polishing surface on which the polishing film is mounted, and a plurality of island-shaped island-shaped convex portions and the island-shaped protrusions are formed on the polishing surface. By providing a platen with a continuous groove-shaped concave portion between the convex portions, the drainage effect is efficiently exhibited from the groove-shaped concave portion extending in multiple directions instead of one direction. Therefore, it is possible to improve the ease of draining the lubricating material (for example, water), and the polished surface of the polishing sample and the polishing film can easily come into contact with each other, and the polishing efficiency can be improved. Further, by easily discharging the shavings generated from the polished sample to the recesses of the polishing film on the groove-shaped recesses of the surface plate, the frequency of damaging the polished surface is significantly reduced.
Further, since the island-shaped convex portion is divided by the groove-shaped concave portion, the edge portion of the island-shaped convex portion corresponding to the region where polishing is performed extends not in one direction but in multiple directions, and the polishing sample. Even when the surfaces have regions with different hardness, it is possible to prevent the occurrence of sagging.
At the same time, since the island-shaped convex portion is divided by the groove-shaped concave portion extending in multiple directions instead of one direction, the polishing surface of the polishing sample and the polishing film move relatively to perform polishing. It is possible to prevent the polishing surface of the polishing sample and the polishing film from coming into close contact with each other and making polishing impossible.
Further, since the drainage of the lubricating material is easily performed by the groove-shaped recesses, the polished surface of the polished sample and the polishing film can be easily contacted, the polishing efficiency is improved, and the polished surface of the polished sample becomes large. Even if this is the case, the processing time can be shortened.
Further, since the island-shaped convex portion has a hexagonal shape in a plan view, the island-shaped convex portion is divided into groove-shaped concave portions extending in multiple directions instead of one direction, and the lubricant can be used. It is possible to effectively prevent drainage, adhesion of the polished sample, and sagging.
Further, by arranging them in a plane so that the distance between the adjacent island-shaped convex portions is equal to the width dimension of the groove-shaped concave portions, the lubricant can be drained and the polishing sample can be prevented from sticking. It is possible to effectively prevent sagging.
Further, by setting the diameter dimension of the island-shaped convex portion to a range of 1.5 to 2.5 times the width dimension of the groove-shaped concave portion, drainage of the lubricant and prevention of sticking of the polishing sample can be achieved. It is possible to effectively prevent sagging.
本発明の仕上研磨装置は、上記のいずれか記載の仕上研磨用定盤における前記定盤を、前記研磨面と直交する回転軸線に対して回転させる回転手段を有することにより、研磨試料の研磨面と研磨フィルムとの接触する状態を回転により変化させて研磨をおこなうことができるため、回転を利用して潤滑剤の排水容易性をより向上し、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することができる。 The finish polishing apparatus of the present invention has a rotating means for rotating the surface plate of the finish polishing surface plate according to any one of the above with respect to a rotation axis orthogonal to the polishing surface, whereby the polishing surface of the polishing sample is obtained. Since the state of contact between the polishing film and the polishing film can be changed by rotation to perform polishing, the rotation makes it easier to drain the lubricant, which is effective in preventing the polishing sample from sticking and dripping. Can be realized.
本発明の仕上研磨装置は、前記回転手段が前記回転軸線まわりに回転する回転板を有し、該回転板に前記定盤を保持する保持手段を有していることにより、潤滑剤の排水と、研磨試料の貼りつき防止と、ダレ防止を効果的に実現することて、研磨処理を作業者の熟練度に依存せずにおこなうことが可能となる。 In the finish polishing apparatus of the present invention, the rotating means has a rotating plate that rotates around the rotating axis, and the rotating plate has a holding means for holding the surface plate, so that the lubricant can be drained. By effectively preventing the polishing sample from sticking and sagging, it is possible to perform the polishing process without depending on the skill level of the operator.
本発明の仕上研磨装置は、前記定盤が磁性を有するステンレス製とされ、前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされていることにより、研磨フィルムの交換容易性と、研磨フィルムの定盤への密着性を向上することができる。 In the finish polishing apparatus of the present invention, the surface plate is made of magnetic stainless steel, and the holding means is capable of magnetizing the rotating plate and the surface plate, so that the polishing film can be easily replaced. And, the adhesion of the polishing film to the surface plate can be improved.
本発明の研磨方法は、上記のいずれか記載の仕上研磨装置を用いて研磨する方法であって、
平面定盤と研磨砥粒とを用いて研磨試料に縁ダレを発生させる第1工程と、
前記第1工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第2工程と、を有する手段か、
前記研磨砥粒がアルミナペーストとされる手段を採用することができ、これにより、第1工程によって、研磨フィルムで削る量(表面積)を小さくすることができるため、平坦化にかかる作業時間をより短縮して、迅速に研磨をおこなうことが可能となる。
また研磨フィルムと研磨試料との間にもさらなる隙間を形成することができるので、削り屑をより逃げやすくするとともに、外部に排出しやすくして、試料表面を傷つける率を低減することができる。
The polishing method of the present invention is a method of polishing using the finishing polishing apparatus according to any one of the above.
The first step of generating edge sagging on the polished sample using a flat surface plate and polishing abrasive grains,
After the first step, a means having a second step of using the surface plate of the finish polishing apparatus and the polishing film to eliminate the edge sagging and to make the polished surface of the polishing sample a flat surface. mosquito,
A means in which the abrasive grains are made into an alumina paste can be adopted, whereby the amount (surface area) to be ground by the polishing film can be reduced by the first step, so that the working time required for flattening can be further reduced. It can be shortened and polished quickly.
Further, since a further gap can be formed between the polishing film and the polishing sample, the shavings can be more easily escaped and discharged to the outside, and the rate of damaging the sample surface can be reduced.
本発明によれば、研磨試料でのダレ発生を防止し、研磨試料の研磨面に有する硬度差による領域ごとの研磨不均等の発生を防止し、研磨試料の研磨フィルムへの貼りつき発生を防止し、削り屑に起因する研磨試料面での傷発生を防止し、貼りつきや他の原因による研磨フィルムの破損を防止し、研磨試料の大きさによる対応可能性を実現し、作業者の熟練度に因らない研磨試料作成実現することができるという効果を奏することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of sagging in the polished sample, prevent the occurrence of uneven polishing in each region due to the difference in hardness on the polished surface of the polished sample, and prevent the occurrence of sticking of the polished sample to the polishing film. However, it prevents scratches on the surface of the polished sample due to shavings, prevents sticking and damage to the polishing film due to other causes, realizes the possibility of handling depending on the size of the polished sample, and is skilled by the operator. It is possible to achieve the effect that it is possible to prepare a polished sample regardless of the degree.
以下、本発明に係る仕上研磨用定盤、仕上研磨装置の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加えうるものである。
図1は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す平面図であり、図2は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す拡大断面図であり、図3は、本実施形態における仕上研磨装置を示す模式正面図であり、図において、符号1は、仕上研磨用定盤である。
Hereinafter, the first embodiment of the finish polishing surface plate and the finish polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this, and various changes, modifications, and improvements can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
FIG. 1 is a plan view showing a surface plate for finish polishing in the present embodiment, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a surface plate for finish polishing in the present embodiment, and FIG. 3 is a finish in the present embodiment. It is a schematic front view which shows the polishing apparatus, and in the figure,
本実施形態に係る仕上研磨用定盤1は、硬度の異なる複合材料を研磨して試料薄片とする際に仕様されるものであり、図1,図2に示すように、例えば、板体2の表面に、複数の島状の島状凸部5と、島状凸部5の間に連続した溝状となる溝状凹部4とが設けられている。
The finish polishing
板体2としては、例えば、公知の磁性を有する金属板などが用いられ、好ましくは、磁性を有するステンレス板からなることができる。板体2としては、φ100~300mm、好ましくはφ150mm程度(±15mm)または200mm程度(±20mm)、厚さ1.5~3mm、好ましくは2mm程度(±0.2mm)の平円盤形状を有するものとされる。また、SUS200番台のものを適用することができる。
As the
島状凸部5は、図1,図2に示すように、平面視六角形とされており、個々の島状凸部5が、最密状態となる位置関係となるように互いに離間して配置されている。
島状凸部5の径寸法T1は、研磨試料8における研磨面の大きさに対応して設定することができるが、研磨試料8の研磨試料面径寸法に対して、1/2~3/2の範囲に設定される。具体的には、島状凸部5の径寸法T1は、8mm~20mmの範囲である12mm程度(±1.2mm)に設定されることができる。なお、島状凸部5の径寸法T1とは、島状凸部5の対向する辺と辺との距離とされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the island-shaped
The diameter dimension T1 of the island-shaped
隣接する島状凸部5の離間距離は互いに等しくなるように設定されている。なお、板体2の縁部位置においては島状凸部5の輪郭が六角形ではなくなるが、隣接する島状凸部5の離間距離が等しくなるように形成されていればよい。
The separation distances of the adjacent island-shaped
島状凸部5の平面輪郭として本実施形態においては六角形としたが、平面に最密状態で配置できるものであればこれに限られるものではなく、円形、楕円形、あるいは、角数が6より大きい多角形等を採用することもできる。この場合、後述する溝状凹部4の幅寸法は場所によって不均等になるが、島状凸部5の配置状態が六角形のときと同じように維持されていればよい。
The planar contour of the island-shaped
島状凸部5の輪郭位置において、その端部は、溝状凹部4を研削により形成した状態、すなわち、島状凸部5あるいは溝状凹部4の側面が板体2主面の法線方向に等しくなるように切り立った状態に形成される。
At the contour position of the island-shaped
溝状凹部4は、図1,図2に示すように、隣接する島状凸部5と島状凸部5との間に形成され、溝条凹部4の幅寸法T2が、島状凸部5間の離間距離と等しくなるように設けられている。溝条凹部4の幅寸法T2は、板体2の全面で等しくなるように設定され、島状凸部5の径寸法T1の半分程度と等しくなるように設定されている。具体的には、溝条凹部4の幅寸法T2は、4mm~10mmの範囲である6mm程度(±0.6mm)に設定されることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the groove-shaped
また、溝条凹部4は、島状凸部5の頂部から深さ寸法が50~300μmの範囲、好ましくは、100~200μm程度(±10μm)となるように彫り込まれている。溝状凹部4は、隣接する島状凸部5と島状凸部5との間に延在するとともに、すべての溝状凹部4が板体2表面で連続して接続した状態とされている。
Further, the
溝状凹部4は、金属からなる板体2の表面にエッチング、研削、切削等の公知の方法によって形成されることができる。
The groove-shaped
溝状凹部4と島状凸部5との境目の角部6は、溝状凹部4の深さの半分の曲率半径と同程度に角を丸めることもできる。
The corner portion 6 at the boundary between the groove-shaped
本実施形態における仕上研磨用定盤1に搭載される研磨フィルム7については、特段説明しないが、例えば、公知の固定砥粒フィルムが用いられ、砥粒径が0.3μm~3μm程度の仕上げ用途のものとされる。
The polishing
研磨試料8は、研磨試料面が硬度の異なる領域を有し、この研磨試料面における高硬度領域と低硬度領域とのモース硬度の差が3以上であることができる。研磨試料面に硬度差があると、ダレが発生しやすいが、本実施形態の仕上研磨用定盤1では、このような研磨試料であっても、好適に研磨をおこなうことができる。
また、高硬度領域として、モース硬度4~8程度とされ、ガラス、鉱物、金属等などを含むことができ、低硬度領域として、樹脂より柔らかい粘度鉱物などを含むことができる。低硬度領域として、モース硬度1~3程度とされインジウムを挙げることができる。
研磨試料としては、例えば、径寸法25mm程度の樹脂製円筒基材の表面に岩石等の研磨試料を複数埋込んだものとすることができる。
The
Further, the high hardness region has a Mohs hardness of about 4 to 8, and can include glass, minerals, metals and the like, and the low hardness region can include viscosity minerals softer than the resin. As a low hardness region, indium, which has a Mohs hardness of about 1 to 3, can be mentioned.
As the polishing sample, for example, a plurality of polishing samples such as rocks may be embedded in the surface of a resin cylindrical base material having a diameter of about 25 mm.
本実施形態における仕上研磨装置10は、図3に示すように、仕上研磨用定盤1を、研磨面となる主面と直交する回転軸線Cに対して回転させる回転手段として、回転軸線Cまわりに回転する回転板11と、回転板11を回転させるモータ等の駆動源12とを有し、さらに、回転板11に仕上研磨用定盤1を保持する保持手段として、回転板11と仕上研磨用定盤1とを磁着可能とする磁着部13と、回転板11上側位置より、例えば水とされる潤滑材9を研磨面に供給可能な供給手段14と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
回転板11は、図3に示すように、仕上研磨用定盤1と同程度の径寸法、あるいは、仕上研磨用定盤1よりも大きな円盤とされ、その上面が平面とされて磁着部13が埋め込まれている。回転板11は、回転軸11aを介して駆動源12に接続され、回転軸11aは回転板11下面の中心位置に立設されている。
磁着部13は、図3に示すように、回転板11の全面に均一の厚さとして設けられて、その上面が平面とされた異方性ゴム磁石シートとされるか、回転板11の上面と面一とされて磁着のオンオフを切り替えることの可能な電磁石とすることもできる。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIG. 3, the
仕上研磨装置10は、図4に示すように、研磨フィルム7を搭載した仕上研磨用定盤1を回転板11に載置して、駆動源12により回転板11を回転させるとともに、供給手段14から潤滑剤9を研磨フィルム7上面に供給し、研磨試料8を押しつけることで研磨処理をおこなう。すると、余分な潤滑材9は板材2の全面で連続するいずれかの溝状凹部3から排出され、研磨フィルム7は仕上研磨用定盤1の溝状凹部3の部分において溝状凹部3に落込んだ状態になり、研磨フィルム7の表面には溝状凹部3に対応する形状で円弧状凹部4aが形成される。
As shown in FIG. 4, the
このように、溝状凹部3からの余分な潤滑材9の排出と、研磨フィルム7の表面に形成される円弧状凹部10とにより、仕上研磨用定盤1の溝状凹部3による排水効果により、例えば水とされた余分な潤滑材9が排出され、島状凸部5の上方における研磨試料8の研磨面と研磨フィルム7との間には潤滑材9がほぼ介在しない状態となる。これにより、島状凸部5の上方で研磨試料8の研磨面と研磨フィルム7が容易に接触し、研磨効率を向上させることができる。
As described above, due to the discharge of the
また、研磨試料8の研磨面と研磨フィルム7との接触面積が円弧状凹部4aの形成により制限されるため、研磨試料8の研磨面が研磨フィルム7に吸い付きにくいので、研磨に必要な作用力を低減するか研磨処理時間を短縮することができる。研磨試料8から発生した削り屑Kが定盤の溝状凹部3上の研磨フィルムの円弧状凹部4aへ排出されるので、研磨面を傷つける頻度が著しく低下する。
研磨試料面に硬度差がある複合材料からなる研磨試料8を研磨する場合でも、ダレや、部分的に研磨状態が異なることを防止して平面性、平坦性の高い研磨が可能である。
Further, since the contact area between the polishing surface of the polishing
Even when polishing a
本実施形態によれば、研磨試料8そのものが破壊される可能性があるので、一品ものなど、代替のない貴重なサンプルは機械擂りしたくないという要求を満たして、作業熟練度が低くても、容易に平面性、平坦性の高い研磨試料8を作成することが短時間で可能となる。
According to this embodiment, the polishing
以下、本発明に係る仕上研磨用定盤の第2実施形態を、図面に基づいて説明する。
図5は、本実施形態における仕上研磨用定盤を示す平面図である。
本実施形態において上述した第1および第2実施形態と異なるのは島状凸部5と溝状凹部3との寸法に関する点であり、これ以外の対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a second embodiment of the surface plate for finish polishing according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a plan view showing a surface plate for finish polishing in this embodiment.
In this embodiment, the difference from the first and second embodiments described above is in terms of the dimensions of the island-shaped
本実施形態においては、溝状凹部3の幅寸法T2が、島状凸部5の径寸法T1より小さくされているとともに、島状凸部5の径寸法T1は、2~8mmの範囲である4mm程度(±4mm)に設定されることができる。
溝条凹部4の幅寸法T2が、島状凸部5間の離間距離と等しくなるように設けられている。溝条凹部4の幅寸法T2は、板体2の全面で等しくなるように設定されている。具体的には、溝条凹部4の幅寸法T2は、1~4mmの範囲である2mm程度(±0.2mm)に設定されることができる。
In the present embodiment, the width dimension T2 of the groove-shaped
The width dimension T2 of the
研磨試料8は、研磨試料面が硬度の異なる領域を有し、この研磨試料面における高硬度領域と低硬度領域とのモース硬度の差が3以上であることができる。研磨試料面に硬度差があると、ダレが発生しやすいが、本実施形態の仕上研磨用定盤1では、このような研磨試料であっても、好適に研磨をおこなうことができる。
研磨試料としては、例えば、径寸法5~10mm程度の樹脂製円筒基材の表面に岩石等の研磨試料を複数埋込んだものとすることができる。
The
As the polishing sample, for example, a plurality of polishing samples such as rocks may be embedded in the surface of a resin cylindrical base material having a diameter of about 5 to 10 mm.
本実施形態においては、溝条凹部4の幅寸法T2と島状凸部5の径寸法T1とが上記のように設定されていることにより、第1実施形態における研磨試料8に比べて、小さな研磨試料8に対応して研磨をおこなうことができる。
In the present embodiment, the width dimension T2 of the
また、本実施形態においては、まず、通常の溝条凹部4のない定盤にアルミナペーストを供給して第1研磨工程をおこない、その後、本実施形態の仕上研磨用定盤1と研磨フィルム7を用いて、第2研磨工程をおこなった。
Further, in the present embodiment, first, the alumina paste is supplied to a normal surface plate without
第1研磨工程では、溝条凹部4と島状凸部5とを有さない定盤で処理をおこなうことにより、研磨試料面における硬度の差を有する高硬度領域と低硬度領域とが含まれた場合には、ダレが生じる場合がある。また、低硬度領域が研磨されすぎてしまう場合もある。
しかし、本実施形態においては、第1研磨工程の後に、第2研磨工程を施すことにより、第1研磨工程(第1工程)によって、研磨フィルムで削る量(表面積)を小さくすることができるため、第2研磨工程(第2工程)によって平坦化にかかる作業時間をより短縮して、迅速に研磨をおこなうことが可能となる。
In the first polishing step, a surface plate having no groove
However, in the present embodiment, by performing the second polishing step after the first polishing step, the amount (surface surface) to be polished by the polishing film can be reduced by the first polishing step (first step). The second polishing step (second step) makes it possible to further shorten the work time required for flattening and to perform polishing quickly.
また研磨フィルム7と研磨試料8との間にもさらなる隙間を形成することができるので、削り屑Kをより逃げやすくするとともに、外部に排出しやすくして、試料表面を傷つける率を低減することができる。
Further, since a further gap can be formed between the polishing
以下、本発明にかかる実施例を説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described.
図6は、溝状凹部4のない定盤を用いて、第2実施形態における第1工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、遊離砥粒として0.3μmのアルミナペーストを用いて研磨処理をおこなった。図に示すように、材質硬度の違いにより、著しい縁ダレが発生していることがわかる。
なお、図において、研磨試料における硬度は、
硬度:粘土鉱物( 黒い部分)< 火山ガラス(薄灰色)< 火成鉱物(白い多角形)となっている。
FIG. 6 is an image showing a polished sample obtained by performing the first step in the second embodiment using a surface plate having no groove-shaped
Here, the polishing treatment was performed using an alumina paste of 0.3 μm as the free abrasive grains. As shown in the figure, it can be seen that significant edge sagging occurs due to the difference in material hardness.
In the figure, the hardness of the polished sample is
Hardness: Clay mineral (black part) <volcanic glass (light gray) <igneous mineral (white polygon).
図7は、図6に示した研磨試料に対して、上述の第2実施形態における仕上研磨用定盤1を用いて第2工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、研磨フィルム(ラッピングフィルム)として砥粒径3μmのものを用いて、300rpmで回転板11を回転させた状態で1分間研磨後、研磨フィルム(ラッピングフィルム)として砥粒径0.5μmのものを用いて、300rpmで回転板11を回転させた状態で2分間仕上げ研磨をおこなった。
図に示すように、材質硬度の違いが合っても、ダレが発生しておらず、平坦化されていることがわかる。
FIG. 7 is an image showing a polishing sample obtained by performing a second step on the polishing sample shown in FIG. 6 using the finish polishing
Here, using a polishing film (wrapping film) having an abrasive particle size of 3 μm, the rotating
As shown in the figure, it can be seen that even if the difference in material hardness is matched, sagging does not occur and the material is flattened.
図8は、溝状凹部4のない定盤を用いて、第2実施形態における第1工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、遊離砥粒として0.3μmのアルミナペーストを用いて研磨処理をおこなった。図に示すように、材質硬度の違いにより、著しい縁ダレが発生していることがわかる。
なお、図において、研磨試料における硬度は、
硬度:粘土鉱物( 黒い部分)< 火山ガラス(薄灰色)< 火成鉱物(白い多角形)となっている。
FIG. 8 is an image showing a polished sample obtained by performing the first step in the second embodiment using a surface plate having no groove-shaped
Here, the polishing treatment was performed using an alumina paste of 0.3 μm as the free abrasive grains. As shown in the figure, it can be seen that significant edge sagging occurs due to the difference in material hardness.
In the figure, the hardness of the polished sample is
Hardness: Clay mineral (black part) <volcanic glass (light gray) <igneous mineral (white polygon).
図9は、図8に示した研磨試料に対して、上述の第2実施形態における仕上研磨用定盤1を用いて第2工程をおこなった研磨試料を示す画像である。
ここで、研磨フィルム(ラッピングフィルム)として砥粒径0.5μmのものを用いて、300rpmで回転板11を回転させた状態で3分間研磨をおこなった。
図に示すように、材質硬度の違いが合っても、ダレが発生しておらず、平坦化されていることがわかる。
なお、研磨試料8として、輝石(モース硬度6.5-7)カンラン石(同硬度 7)スピネル(モース硬度8)インジウム金属(モース硬度1.2)カオリナイト;粘土(鉱石
モース硬度1-2)鉄ニッケル合金(モース硬度4)といったものを含むことができる。
FIG. 9 is an image showing a polishing sample obtained by performing a second step on the polishing sample shown in FIG. 8 using the finish polishing
Here, using a polishing film (wrapping film) having an abrasive particle size of 0.5 μm, polishing was performed for 3 minutes in a state where the
As shown in the figure, it can be seen that even if the difference in material hardness is matched, sagging does not occur and the material is flattened.
As the
これらの結果から、実施形態における仕上研磨用定盤1を用いて第2工程をおこなった研磨試料は、充分な平面化・平坦化を実現することができることがわかる。
これにより、本発明において平坦化された研磨試料8は、SIMS(二次イオン質量分析法)への適用に必要な平滑度を充分満たすことが可能となる。具体的には、SIMSによる分析が可能かどうか見極める目安である、偏光顕微鏡の反射光で焦点深度の比較的浅い対物レンズ(Nikon L Plan 2.5x0.075 EPI)を用いて試料表面を好適に観察できる状態を満たすことができる。
From these results, it can be seen that the polishing sample subjected to the second step using the finish polishing
This makes it possible for the
本発明は、硬度が著しく異なる複合材料を迅速かつ平滑に研磨することを可能にするものであり、材料科学分野を始めとして、難加工材の処理に携わる各分野において広く利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention makes it possible to quickly and smoothly polish composite materials having significantly different hardnesses, and can be widely used in various fields involved in the processing of difficult-to-process materials, including the field of materials science.
1…仕上研磨用定盤
2…板体
3…溝状凹部
4a…円弧状凹部
5…島状凸部
6…角部
7…研磨フィルム
8…研磨試料
9…潤滑材
10…仕上研磨装置
11…回転板
11a…回転軸
12…駆動源
13…磁着部(異方性ゴム磁石シート)
K…削り屑
1 ... Surface plate for finish polishing 2 ...
K ... Shavings
Claims (6)
前記研磨フィルムを搭載する平面形状の研磨面を有し、前記研磨面に複数の島状の島状凸部と該島状凸部の間に連続した溝状となる溝状凹部とが設けられた定盤と、
を備え、
前記島状凸部が平面視して六角形状であり、
近接する前記島状凸部間の離間距離が、いずれも前記溝状凹部の幅寸法と等しくなるように平面配置されており、
前記島状凸部の径寸法が前記溝状凹部の幅寸法の1.5~2.5倍の範囲に設定されており、
前記溝状凹部と前記島状凸部との境目の角部は、前記溝状凹部の深さの半分の曲率半径と同程度に丸められていることを特徴とする仕上研磨用定盤。 With a flexible polishing film ,
It has a flat-shaped polished surface on which the polishing film is mounted, and the polished surface is provided with a plurality of island-shaped island-shaped convex portions and groove-shaped concave portions that form a continuous groove between the island-shaped convex portions. With the surface plate
Equipped with
The island-shaped convex portion has a hexagonal shape when viewed in a plane.
The distance between the adjacent island-shaped convex portions is arranged in a plane so as to be equal to the width dimension of the groove-shaped concave portion.
The diameter dimension of the island-shaped convex portion is set in the range of 1.5 to 2.5 times the width dimension of the groove-shaped concave portion.
A surface plate for finishing polishing, wherein the corner portion of the boundary between the groove-shaped concave portion and the island-shaped convex portion is rounded to the same degree as the radius of curvature of half the depth of the groove-shaped concave portion.
ことを特徴とする請求項2記載の仕上研磨装置。 The finish polishing apparatus according to claim 2 , wherein the rotating means has a rotating plate that rotates around the rotating axis, and the rotating plate has a holding means for holding the surface plate.
前記保持手段が、前記回転板と前記定盤とを磁着可能とされている
ことを特徴とする請求項3記載の仕上研磨装置。 The surface plate is made of magnetic stainless steel.
The finish polishing apparatus according to claim 3 , wherein the holding means is capable of magnetizing the rotating plate and the surface plate.
平面定盤と研磨砥粒とを用いて研磨試料に縁ダレを発生させる第1工程と、
前記第1工程後に、前記仕上研磨装置の前記定盤と前記研磨フィルムとを用いて前記縁ダレをなくして前記研磨試料の研磨面を平坦面とする研磨をおこなう第2工程と、を有することを特徴とする研磨方法。 A method of polishing using the finishing polishing apparatus according to any one of claims 2 to 4 .
The first step of generating edge sagging on the polished sample using a flat surface plate and polishing abrasive grains,
After the first step, there is a second step of using the surface plate of the finish polishing apparatus and the polishing film to eliminate the edge sagging and to make the polished surface of the polishing sample a flat surface. A polishing method characterized by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020091600A JP7023538B2 (en) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020091600A JP7023538B2 (en) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016026048A Division JP6754519B2 (en) | 2016-02-15 | 2016-02-15 | Polishing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020128008A JP2020128008A (en) | 2020-08-27 |
JP7023538B2 true JP7023538B2 (en) | 2022-02-22 |
Family
ID=72174070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020091600A Active JP7023538B2 (en) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7023538B2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009262295A (en) | 2008-04-28 | 2009-11-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Surface plate for finish polishing |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS591161A (en) * | 1982-06-28 | 1984-01-06 | Hitachi Ltd | Lapping stool and lapping method |
JPS60228070A (en) * | 1985-03-25 | 1985-11-13 | Hitachi Ltd | Both sides polishing machine |
JPS61241059A (en) * | 1985-04-16 | 1986-10-27 | Toshiba Corp | Grinding device |
JP3251419B2 (en) * | 1994-03-18 | 2002-01-28 | 三菱マテリアルシリコン株式会社 | Surface plate for polishing semiconductor wafers |
EP0756917A4 (en) * | 1994-04-22 | 1997-12-17 | Toshiba Kk | Separation type grinding surface plate and grinding apparatus using same |
JPH09277163A (en) * | 1996-04-16 | 1997-10-28 | Sony Corp | Polishing method and polishing device |
JPH10315121A (en) * | 1997-05-13 | 1998-12-02 | Toshiba Mach Co Ltd | Surface grinding device |
-
2020
- 2020-05-26 JP JP2020091600A patent/JP7023538B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009262295A (en) | 2008-04-28 | 2009-11-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Surface plate for finish polishing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020128008A (en) | 2020-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4730844B2 (en) | Method for simultaneously polishing both surfaces of a plurality of semiconductor wafers and semiconductor wafer | |
JP5294637B2 (en) | Method and apparatus for polishing ceramic spheres | |
US20110117822A1 (en) | Dressing jig for glass substrate polishing pad | |
TW200404649A (en) | Novel finishing pad design for multidirectional use | |
JP7023538B2 (en) | Surface plate for finish polishing, finish polishing equipment and polishing method | |
JP6754519B2 (en) | Polishing method | |
CN1103511A (en) | Process for smoothing the edge of semiconductor wafers | |
JP2011031361A (en) | Polishing tool, polishing method, and method for manufacturing polishing tool | |
JP5317095B2 (en) | Finishing surface plate | |
US6358117B1 (en) | Processing method for a wafer | |
US10166652B2 (en) | Substrate polishing device and method thereof | |
CN113246015B (en) | Polishing pad with end point detection window and application thereof | |
KR101530365B1 (en) | Method of manufacturing the polishing pad conditioner | |
KR20150083733A (en) | Grinding wheel for glass sheet | |
JP7395397B2 (en) | Super finishing grindstone and polishing equipment | |
JP6770731B2 (en) | Polishing sheet | |
US10112278B2 (en) | Polishing a ceramic component using a formulated slurry | |
JP2006055964A (en) | Smoothing tool | |
JP3942573B2 (en) | Smoothing tool and smoothing method | |
JPS591163A (en) | Method of working base plate | |
CN106078516B (en) | A kind of CMP pad trimmer | |
JP2003311605A (en) | Abrasive grain burying device and method, and polishing device using it | |
CN111015537A (en) | Production process of abrasive cloth switching abrasive belt double-sided traceless interface | |
KR20150075921A (en) | Grinding wheel for glass sheet and manufacturing the wheel | |
JP2005342837A (en) | Grinding device and grinding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210622 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210817 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220125 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220202 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7023538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |