JPH0248167A - 研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子部品等の薄板の研磨を行う研磨方法に関
する。

［従来の技術］ 近年、電子部品の基板には高精度に加工した薄板セラミ
ックが多用されている。例えば計算機用薄膜ヘッドの基
板にはアルミナチタンカーバイト（Ａｆｆ１２０３　／
ＴｉＣ）が使用され、ヘッド部のスロートハイドの寸法
精度は１．５±０．５μｍと非常に高精度なものが要求
される。

従来、スロートハイドの研磨は、第４図〜第５図に示す
ような非常に人手と時間の要する方法が採られていた。

従来の研磨方法においては、第４図のように単位サイズ
に分割したチップ状被加工物１０を円盤状の貼付定盤１
１に熱軟化性接着剤１２で接着した状態のものを、第５
図のような方法で研磨していた。第５図において、すな
わち、回転する大型円盤の平面ラップ１３上で、一方か
ら砥粒供給装置４により、砥粒３を供給しながら平面ラ
ップ１３を回転させるとともに、貼付定盤１１を回転さ
せてチップ状被加工物１０を平面ラップ１３上面に砥粒
３を介して摩擦して研磨する。

而して、第６図において、１０は加工の最適サイズであ
るチップ状被加工物、１はチップ状被加工物１０に切断
する前の一塊のブロック状被加工物、１４はブロック状
被加工物上をチップ状被加工物１０に切断する位置を示
す破線、１５は被加工物１の上面より研磨で削り取って
仕上げる位置を示す一点鎖線、１６は被加工物１の上面
から一点鎖線１５までの研磨しろである。すなわち、チ
ップ状被加工物１０は長いブロック状被加工物１を小さ
く切断して得られるものであるが、ブロック状被加工物
１０の作成上の問題（結晶引き上げ製造）により、研磨
しるが各チップ状被加工物１０により異なるため（ｄ２
〉ｄｌ）、チップ状に単位サイズに切断して研磨せざる
をえなかった。

更に、貼付定盤１１への接着時の接着剤１２の厚みばら
つきがミクロンオーダーで生じていた。

このため、研磨作業では、数十秒ごとに貼付定盤１１の
回転を止め、平面ラップ１３から外して各チップ状被加
工物１０の研磨状況を顕微鏡で観察し、研磨完了のもの
か順次取りはずしていくという方法をとっていた。

一方、他の従来法においては、第７図に示すようにブロ
ック状被加工物１の両端２ケ所に目標の研磨量を測定す
るセンサ１７を設け、この切断しない一塊のブロック状
被加工物１をそのまま貼付定盤１１に接着して、第５図
に示した平面ラップ１３上で研磨する方法をとっており
、研磨量をオンライン計測しながら加工を行うものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら従来の一方の研磨方法では、工程が多く、
人手の介入及び作業時間が非常に長くかかるという欠点
があった。又他の従来方法では、ブロック状被加工物の
厚さは局所的に全く異なるため、平面ラップを使用する
限り、加工寸法精度に限界があり、例えば１．５±０．
５μｍ以内に入るというこは困難で、歩留まりが低いと
いう問題があった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、研
磨の自動化を可能として、人手の介入を極力少なくし、
かつ加工精度の高い研磨装置及び研磨方法を提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明においては、計算機制御による工作機械Ａの主
軸５上で回転する金属塊を研削して回転体２を形成し、
砥粒３を供給しながらこの回転体２を回転させ、ステー
ジ６上に載置した被工作物１を３次元移動させて回転体
２に圧接させ、この圧接力を圧力センサ７で計測しなが
ら砥粒３により該被加工物１を研磨する。

［作用コ 精密主軸５に予め取り付けた金属塊を回転研削して、回
転体２を形成し、砥粒３を介して、被加工物１をステー
ジ６で回転体２に押接しながら移動させる。これにより
精密回転体２により砥粒３が被加工物１上に摩擦され研
磨される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は、本発明方法を説明するための工作機械を用い
た研磨装置のシステム図である。図において、１は金属
塊より成るブロック状被加工物、４は砥粒供給装置で、
３は供給されている砥粒であり、ブロック状被加工物は
厚み１北程度の薄板基盤である。

２は回転体としての円筒ラップ、５は工作機械Ａの精密
主軸、６はＸＹＺステージ、７は圧力センサ、８はパソ
コン、９はＮＣコントローラである。

第２図は、研磨部分拡大図であり、円筒ラップ２は精密
主軸５に同軸に設けられており、回転可能である。被加
工物１は圧力センサ７上に載置され、被加工物１が押圧
されたときの圧力を検出しＮＣコントローラ９、パソコ
ン８に伝える。ＮＣコントローラ９は主軸５の回転、Ｘ
Ｙｚステージ６の動きを制御する。

さて、研磨方法を説明する。まず、錫等の金属塊を精密
主軸５に取り付けてこれを回転させつつ円筒研削の加工
をした円筒ラップ２に対して、ブロック状被加工物１を
ＮＣコントローラ９の指令に従って、ＸＹＺステージ６
により移動させる。

砥粒３を砥粒供給装置４から供給しながら、円筒ラップ
２の外周面を使って砥粒３によりブロック状被加工物１
表面の曲面研磨を行う。この時、あらかじめ圧力センサ
７にかかる研磨荷重、ブロック状被加工物１の各Ｘ座標
でのＺ方向に研磨量、Ｙ軸移動量、単位速度化たりの研
磨量等を初期条件としてパソコン８に入力しておく。パ
ソコン８により、Ｘ、Ｙ、Ｚ３軸の移動量及び移動速度
が計算され、その結果に基づく制御プログラムがＮＣコ
ントローラ９に送られ、それに基づいてＸＹＺステージ
６が動き、所望の形状の加工面が得られる。ここで、ブ
ロック状被加工物１の各代表Ｘｉ座標でのＺ方向の研磨
量とは、第２図に示したδｌ、δ２．・・・δ量、・・
・δ□に相当し、あらかじめ触針式形状測定機等で測定
した値を用い、点Ｘ１とＸ２との間等は補間して研磨量
関数δ（Ｘ）を求め、それに見合うＸ軸の移動速度を計
算し、速度か速くなると研磨量が少ない等、適正な研磨
を行うという方法を取る。

次に、この装置により実際に研磨したブロック状被加工
物１の表面高を測定機で測量した結果を第３図に示す。

図において横軸はＸ座標ｍｍで、縦軸は２座標μｍ、又
、プロット線１ａは加工前の形状、プロット線１ｂは加
工後の形状で、目標平面から最大約２μｍ凸形状の前加
工面を、研磨により平面加工した結果を示している。こ
こで、Ｘ座標に対する研磨量（ｘ＋　、δｌ）は１０点
を入力した。図より０．３μｍ以下の精度で形状創成で
きることがわかる。

なお、上記実施例では、円筒ラップを使用したが、被加
工物の仕上面形状が斜面の場合は円錐ラップ等を使用す
ることも考えられ。又、直接円筒、又は円錐砥石用いた
研磨加工においても、同様の方法が使用できる。更に、
研磨荷重の設定は、あらかじめＺ軸を微動させて、設定
荷重に達した時のＺ座標を記憶しておくことにより行い
、加工時はＺ軸をその座標に維持して定圧研磨したが、
研磨荷重を高精度に制御して定圧研磨する方法や、逆に
研磨荷重を大きく変化させて制御することで曲面研磨を
行う方法も考えられる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明によれば、計算機制
御による工作機械の主軸上で回転する金属塊を研削して
回転体を形成し、砥粒を供給しながらこの回転体を回転
させ、ステージ上に載置した被工作物を３次元移動させ
て回転体に圧接させ、この圧接力を圧力センサで計測し
なから砥粒にょり該被加工物１を研磨するので、被加工
物をブロック状態のまま、分割せずに研磨でき、研磨量
をモニタリングできるため、加工精度を下げることなく
計算機制御による自動化が可能となった。従って工程の
短縮や人手の削減及び加工時間の短縮等が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による装置システムの外観図
、第２図は研磨部分拡大図、第３図は加工結果を示すグ
ラフ図、第４図は従来のチップ状被加工物の貼付定盤接
着状態の平面図、第５図は図において、１・・・・・・
ブロック状被加工物、２・・・・・・円筒ラップ（回転
体）、３・・・・・・砥粒、４・・・・・砥粒供給装置
、５・・・・・・精密主軸、６・・・・・・ＸＹＺステ
ージ、７・・・・・・圧力センサー、８・・団・パソコ
ン、９・・・・・・ＮＣコントローラ、Ａ・・・・・・
工作機械、１ａ・・・・・・加工前の表面形状プロット
線、１ｂ・・・・加工後の表面形状プロット線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　計算機制御による工作機械の主軸上で回転する金属塊
   を研削して回転体を形成し、砥粒を供給しながらこの回
   転体を回転させ、ステージ上に載置した被工作物を３次
   元移動させて前記回転体に圧接させ、この圧接力を圧力
   センサで計測しながら前記砥粒により該被加工物を研磨
   する研磨方法。