JPH03251363A - ラップ加工方法および両面ラップ盤 - 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） 本発明はケイ素、セラミックスあるいはフェライト等の
部品の上下面を平行な平坦面にラップ加工する両面ラッ
プ加工方法およびこの方法を実施するのに用いられる両
面ラップ盤に関する。

（従来技術） 一般にセラミックスやフェライト等ぜい性材料の部品の
平行切断加工においては、砥石で切断した両端面は砥石
の蛇行や切断歪のアンバランスから平行度の悪化や曲り
等が生じる。したがって両端面の平行、平坦面を必要と
する部品、特に半導体素材等の部品は両端面切断後、両
面同時ラップ加工を行っている。

従来、この種の部品の両面ラップ加工方法としては、ワ
ークをその両面が露出するようにキャリアに保持し、該
キャリアを上下定盤の間に挟んで自転および公転回転さ
せ、上下定盤とワークとの接触摺動でラップ加工するの
が普通である。この場合、（イ）前記上下定盤を回転さ
せずに前記キャリアをインターナルギアおよび太陽ギア
に噛合させて両ギアの回転により前記キャリアおよびワ
ークを自転、公転させる方法、（ロ）前記キャリアを前
記インターナルギアおよび太陽ギアによって自公転さゼ
るとともに前記下定盤を回転させる方法、あるいは（ハ
）前記キャリアを自転、公転させながら前記上下定盤の
双方をそれぞれ同一方向または反対方向に回転させる、
いわゆる４ウ工イ方式とよばれる方法等が知られている
。

第２図（ａ）および第３図（ａ）はワーク保持キャリア
の自公転機構を説明するだめの両面ラップ盤の平面断面
図である。円環状の下定盤６と、該下定盤と略同形状の
上定盤（図示省略）が向き合って互いに反対方向に回転
可能に配置され、これら上下定盤の中心部に該上下定盤
の内径より外径の小さい太陽ギア１３が、また前記上下
定盤の外周側に該上下定盤の外径より内径の大きいイン
ターナルギア１４が配置されている。太陽ギア１３とイ
ンターナルギア１４との間に、これら両ギア１３１４に
噛み合うワーク保持キャリア１２が前記上下定盤に挟ま
れるように複数個（図の例では１個のみ示す）配置され
ている。前記キャリア１２には被ラップ部品であるワー
ク２３が複数個、その上下面がそれぞれ前記上下定盤と
接触するように保持されて該キャリア１２と一体で回転
運動する。

この例では太陽ギア１３およびインターナルギア１４は
ともに下定盤６と同一方向（反時計方向）に回転し、こ
れに伴なってワーク保持キャリア１２も同じ方向に公転
回転するが、その自転方向は予めセットした太陽ギア１
３およびインターナルギア１４の回転数により時計方向
（第２図（ａ））または反時計方向（第３図（ａ））に
回転し、このような回転運動によりワーク２３の上下面
は上下定盤により同時にラップ加工される。なお第２図
（ａ）の場合は、太陽ギア回転数〉インターナルギア回
転数であり、第３図（ａ）の場合は太陽ギア回転数〈イ
ンターナルギア回転数である。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の両面ラップ方法のうち上下定盤あるいは
上下定盤両方を固定してキャリアのみを回転させる方法
は、ワークと定盤の相対摺動速度が低く、ラップ時間が
かかり生産能率の点で問題がある。また上記（ハ）で述
べた上下定盤およびキャリアの各々を回転させる４ウ工
イ方式の場合は、従来、インターナルギアと太陽ギアの
回転数を電動モータに付属した回転ボリュームによって
調整し、前記キャリアの自転数および自転方向を設定で
きるようになっているものの、−度セットすると加工終
了までキャリアは一定の自転方向一定の自転回転数で回
転する。そのため長時間使用しているうちに定盤の摩耗
形態は、キャリア自公転比〉１．０の場合上定盤は凸、
下定盤は凹となる。逆に自公転比〈１．０の場合、上定
盤は凹、下定盤は凸となる。即ち太陽ギア１３とインタ
ーナルギア１４の回転数の大小により、第２図（ａ）の
ようにキャリア１２の自転方向が下定盤６の回転方向と
逆の場合は第２図（ｂ）に誇張して示すように下定盤６
のワーク対接面は凸、上定盤１１は凹となる。また第３
図（ａ）のようにキャリア１２の自転方向が下定盤６の
回転方向と同じ場合は第３図（ｂ）に示すように下定盤
６は凹、」二定盤１１は凸となる。

このような状態が続くとワークの平面度が悪化するとと
もにワークと定盤との間に僅かな隙間が生じて砥粒が有
効に作用せず、加工能率が低下したり、スクラッチが発
生したりする。

本発明は上述した従来の不具合をなくし、長時間使用し
ても平行、平面加工が行える両面ラップ加工方法および
この方法を実施するのに有用なコンパクトな構造の両面
ラップ盤を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によるラップ加工方法は、上定盤と下定盤との間
にワーク保持キャリアを配置し、前記上定盤と前記下定
盤を互いに反対方向にかつ回転数３：１の比率で回転さ
せるとともに、前記キャリアと噛み合うインターナルギ
アと太陽ギアを同一回転方向でかつ正弦的な周期性をも
って変化する回転数で回転させて前記キャリアを前記下
定盤と同一方向に公転回転させつつその自転方向をラッ
プ加工中時計方向２反時計方向に交互に反転させること
を特徴とするものである。

また本発明に係る両面ラップ盤は、円環状の上定盤と該
上定盤と略同形状の下定盤と、上下定盤の中心部に配置
された太陽ギアと、上下定盤の外周側に配置されたイン
ターナルギアと、前記太陽ギアおよび前記インターナル
ギアに噛合するように上下定盤の間に周方向に略等間隔
に配置された複数個のワーク保持キャリアと、上下定盤
を互いに反対方向に回転させる上下定盤駆動機構と、前
記太陽ギアおよび前記インターナルギアを同一方向に回
転させる太陽ギア／インターナルギア駆動機構と、前記
太陽ギアおよび前記インターナルギアの回転数がラップ
加工中周期的に連続変化するように前記太陽ギア／イン
ターナルギア駆動機構を制御する回転数制御装置とを有
し、前記太陽ギアおよび前記インターナルギアにより前
記キャリアがラップ加工中同一方向の公転回転と正転、
逆転の反復自転回転を行うようにしたものである。

（実施例） 次に、本発明を実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の実施例による両面ラップ盤の縦断面図
である。略同形状の円環状の下定盤６と上定盤１１が向
き合って上下に配置され、この間にワーク２３を保持し
たキャリア１２が複数個周方向に等間隔に挟まれ、上下
定盤の中心側に太陽ギア１３が、外周側にカップ状のイ
ンターナルギア１４がそれぞれ同芯状に配置され、各キ
ャリア１２が太陽ギア１３とインターナルギア１４に噛
合して自公転する構造は第２図（ａ）、第３図（ａ）で
説明したのと同じである。上下定盤１１，６、太陽ギア
１３お゛よびインターナルギア１４の各駆動軸は４重軸
の形態で下方へそれぞれ異なる長さで伸長している。下
定盤駆動軸５は、上下定盤駆動モータ１により上下定盤
駆動ギア２．中間ギア３および下定盤駆動軸５下端に固
着した下定盤駆動ギア４を介して反時計方向に回転され
る。上定盤駆動軸１０ば、前記上下定盤駆動モータ１１
から上下定盤駆動ギア２．中間ギア３および該中間ギア
３と同軸の伝達ギア７、中間ギア８および上定盤駆動ギ
ア９を介して時計方向に回転される。なお上定盤１１と
下定盤６の回転数の比率は１：３である。

太陽ギア１３は太陽ギア駆動軸１８に固着され、太陽ギ
ア駆動モータ１５により太陽ギア駆動ギア１６．１７を
経て反時計方向に回転される。インターナルギア１４は
インターナルギア駆動軸２２に固着され、インターナル
ギア駆動モータ１９によりインターナルギア駆動ギア２
０．２１を経て太陽ギア１３と同方向（時計方向）に回
転される。

ワーク２３を保持するキャリア１２は太陽ギア１３とイ
ンターナルギア１４により下定盤６と同じ方向（反時計
方向）に公転回転する。さらに太陽ギア駆動モータ１６
およびインターナルギア駆動モータ１７は、回転方向は
ともに同じ時計方向であるが、回転数制御装置２４の制
御により、回転数が正弦状の周期で変化するようになっ
ている。

したがって太陽ギア１３とインターナルギア１４はそれ
ぞれ回転数が正弦的に交互に変化し、キャリア１２は（
下定盤回転数）−（キャリア公転数）＝（キャリア公転
数）−（上定盤回転数）の式を満足し、正転、逆転の自
転回転を行い、その自公転比は１．０を境に第４図の如
く正弦的な変化をする。

このように太陽ギアとインターナルギアの回転数を加工
動作中に交互に変化させることにより、キャリアは自転
方向が交互に正転、逆転し、キャリアに保持されたワー
クは上下定盤により高精度の平行度、平坦度でラップ加
工がなされる。第５図は本発明の方法によって両面ラッ
プ加工を行った場合の上下定盤の摩耗変形量を示したも
のである。この例ではキャリアの公転数２Ｏｒｐｍ、自
公転比０．６〜１．４にとり、下定盤回転数は６０ｒｐ
ｍとした。加工ロフト数の増加によっても上下定盤の平
面度は良好に維持されるのが分る。

（発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、太陽ギアとインタ
ーナルギアの回転数を加工中に正弦状に連続変化させる
ことにより、キャリア自転方向が常に交互に正転、逆転
し、これによって従来のように上下定盤が使用が進むに
つれて凸または凹状になっていくということがなく、加
工ロフト数に拘らず上下定盤の平面度が高精度に維持さ
れ、加工能率の向上、およびワーク平面度の高精度化。

安定化を確保した両面同時ラップ加工が行える効果があ
る。上下定盤および太陽ギア、インターナルギアの駆動
軸を４重軸の形態で延在させているので構造がコンパク
トになり、また太陽ギアとインターナルギアも一方向回
転で回転数のみを変化１ させればよいので、モーフの回転数制御で容易に行える
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る両面ラップ盤の縦断面図
、第２図（ａ）、　（ｂ）はキャリアの自転方向と下定
盤の回転方向が異なる場合の定盤摩耗状況を示す平面図
および縦断面図、第３図（ａ）、　（ｂ）はキャリア自
転方向と下定盤の回転方向が同方向の場合の定盤摩耗状
況を示す平面図および縦断面図、第４図は本発明におけ
るキャリア自公転比の正弦状変化を示す図、第５図は本
発明を適用した場合の加工ロット数に対する上下定盤の
摩耗変形量を示す図である。 １・・・上下定盤駆動モータ、訃・・下定盤駆動軸、６
・・・下定盤、１０・・・上定盤駆動軸、１１・・・上
定盤、１２・・・ワーク保持キャリア、１３・・・太陽
ギア、１４・・・インターナルギア、１５・・・太陽ギ
ア駆動モータ、 １８・・・太陽ギア駆動軸、 １９・・・インターナルギア駆動モータ、２ ２２・・・インターナルギア駆動軸、２３・・・ワーク
、２４・・・回転数制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、上定盤と下定盤との間にワーク保持キャリアを
   配置し、前記上定盤と前記下定盤を互いに反対方向にか
   つ回転数３：１の比率で回転させるとともに、前記キャ
   リアと噛み合うインターナルギアと太陽ギアを同一回転
   方向でかつ正弦的な周期性をもって変化する回転数で回
   転させて前記キャリアを前記下定盤と同一方向に公転回
   転させつつその自転方向をラップ加工中時計方向、反時
   計方向に交互に反転させることを特徴とするラップ加工
   方法。
2. （２）、円環状の上定盤と、該上定盤と略同形状の下定
   盤と、上下定盤の中心部に配置された太陽ギアと、上下
   定盤の外周側に配置されたインターナルギアと、前記太
   陽ギアおよび前記インターナルギアに噛合するように上
   下定盤の間に周方向に略等間隔に配置された複数個のワ
   ーク保持キャリアと、上下定盤を互いに反対方向に回転
   させる上下定盤駆動機構と、前記太陽ギアおよび前記イ
   ンターナルギアを同一方向に回転させる太陽ギア／イン
   ターナルギア駆動機構と、前記太陽ギアおよび前記イン
   ターナルギアの回転数がラップ加工中周期的に連続変化
   するように前記太陽ギア／インターナルギア駆動機構を
   制御する回転数制御装置とを有し、前記太陽ギアおよび
   前記インターナルギアにより前記キャリアがラップ加工
   中同一方向の公転回転と正転、逆転の反復自転回転を行
   うことを特徴とする両面ラップ盤。