JPH042387B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高速度で研削加工する研削盤に、被
加工物を保持して研削加工部に被加工物を供給す
るためのキヤリアに関する。

〔従来技術〕

従来、IC基板や電子部品用ウエハなどの極薄
板部品の両面仕上げ加工法としては、ラツピング
やポリシリング等の研磨加工が行われている。し
かし、この方法は、表面を研磨するものであつ
て、被加工物を短時間に極薄板状に加工する方法
としては適当ではない。

そこで、被加工物を短時間に加工する方法とし
て研削加工法が考えられる。この研削加工法は、
高速度による強制切込み方式のため、ラツプ加工
に比べて、高能率な加工を行うことができる。

〔解決すべき問題点〕

しかしながら、上記研削加工は仕上げ厚さが
0.7mm以下という極薄板の加工には殆ど使用する
ことができない。その理由は、被加工物を研削盤
の砥石間の研削加工部分へ送り込むキヤリアが、
被加工物よりも薄いため、その使用中に剛性、耐
久性が極端に劣化し、被加工物を安定して研削加
工部分へ供給することができなくなつてしまうか
らである。

例えば、キヤリアとしてラツピングに用いられ
ているスチール板を用いる場合には、被加工物の
研削加工中に該スチール板が砥石と接触し、発熱
し、変形を生じてしまう。第６図は、この状態を
示し、当初点線８で示すごとく平円板であつたス
チール製キヤリアが、使用中に実線８０で示すご
とき波状円板に変形してしまう。そして、このよ
うな変形が生ずると、加工中に被加工物がキヤリ
アの下方へもぐり込み、加工不良となり、更には
被加工物に損傷を生じて、被加工物自体が廃品と
なるおそれがある。なお、同図において符号８１
は保持孔、８２は回転軸孔である。

また、キヤリアとして樹脂板を用いる場合に
は、被加工物が研削加工中にキヤリアの保持孔内
で動くために、第７図に示すごとく、キヤリア８
４において、当初真円状であつた保持孔８１が使
用中に実線８５で示すごとく長孔状に摩耗してし
まう。そして、上記スチール板使用の場合と同様
の問題を発生する。

しかして、ここで重要なことは、研削加工は、
ラツピングやポリシングのごとき緩和な条件では
なく、厳しい条件下でおこなわれるということで
ある。即ち、研削加工においては、その工具（砥
石）の周速は1000〜1500ｍ／分という高速であ
り、これはラツプ工具（定盤）の周速の10〜30倍
も大きい。それ故、研削加工においては砥石とキ
ヤリアとの接触による発熱が極めて大きく、前記
のごとくキヤリアに問題を生ずるのである。ま
た、高速であるため、被加工物がキヤリアの保持
孔中で回転、移動し、該保持孔の壁を高速で摺
り、前記のごとく保持孔が急速に摩耗することと
なる。また、ラツピングは定圧切込みで、負荷に
応じて除去能率が加減されるため、キヤリアへ作
用する力が小さく、樹脂板程度でも耐えられる
が、研削加工は強制切込みで除去能率が20〜30倍
という高速であるため、研削抵抗が数10倍高く作
用する。更に、被加工物の取りしろや砥石の切れ
味変化により、キヤリアに与える負荷変動も一様
でないため、キヤリア強度の差が耐久性の差とし
て顕著に現れる。

以上のごとく、従来は、特に厚み0.7mm以下の
極薄板に加工する場合、研削加工用として有効な
耐久性あるキヤリアがなかつたため、低能率で自
動化が困難であるにも拘らず、殆どの場合、ラツ
ピングに頼らざるを得なかつた。

本発明は、上記問題点に鑑み、キヤリアの構造
等につき種々の検討を重ね、高速度加工である研
削加工に用いることができる、耐久性に優れたキ
ヤリアを提供しようとするものである。

〔問題点の解決手段〕

本発明は、被加工物の両面を高速度で研削加工
して極薄板となすに際して研削加工の間被加工物
を保持しておくためのキヤリアであつて、該キヤ
リアは中央部に配した鋼板とその両面に配した繊
維強化樹脂層とからなると共に、被加工物を保持
するための保持孔を有することを特徴とする両頭
研削用キヤリアにある。

本発明において、キヤリアは中央板としての鋼
板とその上面及び下面に設けた繊維強化樹脂層と
よりなる三層構造を有する。上記鋼板としては普
通鋼、機械構造用鋼等の炭素鋼、ステンレス鋼、
ばね鋼、工具鋼等の合金鋼などを用いる。また、
繊維強化樹脂層は、網、織物、編物、短繊維等の
繊維の周囲に樹脂を含浸、被覆させたものであ
る。この中、繊維として織物、編物を用いたもの
が、その強度上から好ましい。また、繊維の材質
としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド等の
有機繊維などを用いる。上記樹脂としては、不飽
和ポリエステル、フエノール、エポキシ、ポリイ
ミド等の樹脂を用いる。しかして、上記のごとき
キヤリアを作製するに当たつては、例えば後述す
る第３図に示すごとく、鋼板の上下に繊維強化樹
脂層板を配すると共に、両者の間に、ポリオレフ
イン、ポリアミドなどの接着フイルムを配し、こ
れらを重ね合わせ、プレスしながら加熱し、接着
フイルムを溶融し、その後固化させる。その後、
プレス抜き、レーザ加圧等により被加工物の保持
孔などを穿設し、キヤリアとする。

また、キヤリアは実施例に示すごとき円板状の
外、角板状等適宜の形状とする。また、保持孔に
ついても被加工物の外径に応じた形状とする。キ
ヤリアの厚みは、被加工物の最終厚みとほぼ同じ
か又はこれより薄い。例えば被加工物の最終厚み
が0.7mm以下の場合には、キヤリアは0.7或いは
0.65以下である。

〔作用及び効果〕

本発明においては、キヤリアがその中央部に硬
質の鋼板を、またその両面に繊維強化樹脂層を有
しているので、研削加工時に鋼板が砥石面と接触
することがなく、したがつて前記のごとき発熱を
生じないので、キヤリアが熱変形しない。また、
保持孔においては鋼板と繊維強化樹脂層の三層に
よつて被加工物を保持するので、被加工物が保持
孔中で摺動しても耐摩耗性の高い鋼板の存在によ
つて樹脂が摩耗せず、保持孔は長期間その形状を
維持することができる。また、繊維強化樹脂層は
繊維によつて補強されているため、砥石面に接触
しても摩耗し難い。

従つて、本発明によれば従来キヤリアに比して
数〜数十倍の寿命を有し、高速度で研削加工する
場合においても優れた耐久性を有するキヤリアを
提供することができる。また、そのために薄板状
部品の加工においても充分安定した研削加工が可
能となり、ラツピングに比べ数十倍の加工能率を
達成することができる。

〔実施例〕

本発明にかかる実施例を、第１図ないし第５図
を用いて説明する。同図において第１〜第３図は
キヤリアを、第４図及び第５図はキヤリアの使用
状態を示す。

本例にかかるキヤリアは、第１図及び第２図に
示すごとく円板状をなし、その中心部に回転軸を
挿入するための回転軸孔１２を、またその周囲に
被加工物を挿入保持するための多数の保持孔１５
を有する。しかして、該キヤリア１は、第２図に
その断面を示すごとく、中央部に円板状のステン
レス板１０を、その上下両面に繊維強化樹脂層１
１，１１の層を形成した三層構造を有する。ここ
に、上記ステンレス板１０は厚み約200μｍ、繊
維強化樹脂層１１は厚み約100μｍである。この
繊維強化樹脂層としては、直径５〜10μｍのガラ
ス繊維を束ねて編んだクロスに、エポキシ樹脂を
含浸、固化させたものを用いた。尚、本実施例は
加工物仕上厚さ0.5mm用で更に薄い寸法にする場
合はステンレス板を薄くする。

上記キヤリア１を製作するに当たつては、第３
図に示すごとく、ステンレス板１０の両面に上記
繊維強化樹脂層１１，１１を配すると共に両者の
間にポリオレフイン材からなる接着フイルム５，
５を介在させ、これらを重ね合わせ、その上から
圧力をかけながら加熱した。これにより接着フイ
ルムは溶融し、次いで冷却することによつて、両
者を接着した。更に、その後ポンチにより、第１
図に示すごとく、直径80mmの回転軸孔１２と直径
17mmの保持孔１５を穿設し、キヤリア１となし
た。

次に、上記キヤリア１を用いて、被加工物を研
削加工する例につき説明する。

研削加工は、第４図及び第５図に示すごとく、
回転する砥石２０と３０との間に、キヤリア１の
保持孔１５に保持した被加工物４を、キヤリア１
を順次回しながら送り込むことにより行う。砥石
２０，３０は互いに逆方向に毎分約1000回転の高
速で回転し、キヤリア１は毎分約１回転で回転す
る。第４図に示すごとく、被加工物４は砥石２
０，３０の間に、キヤリア１に保持されたまま供
給され、順次左方向に回転させられながら送ら
れ、砥石面２１，３１により研削加工されて最終
の極薄板４２となつて取り出される。符号４１
は、研削加工の中間状態の被加工物を示してい
る。

なお、被加工物４は第５図に示すごとく、砥石
前方において保持孔１５に挿入し、研削加工後同
図に示すごとく極薄板４２として取り出される。
なお、上記砥石２０，３０は、その基台２２，３
２の固定し、回転軸（図示せず）によりそれぞれ
回転する。なお、上側の砥石３０の軸心は、下側
の砥石２０の軸心に対して角度θだけ傾斜させて
ある。これは、上記のごとく右から左方向に順
次、間隙を小さくして被加工物を順次研削加工す
るためである。

以上のごとく、本例のキヤリアにおいては、中
央部に硬質のステンレス板を、その上下面に軟質
でかつ耐摩耗性のエポキシ樹脂含浸の繊維強化樹
脂層を設けているので、被加工物を高速度で研削
加工しても、キヤリアに損傷を与えることがな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の実施例を示し、
第１図はキヤリアの斜視図、第２図はキヤリアの
要部断面図、第３図はキヤリアの製作状況を示す
図、第４図は第５図の−線矢視方向から見た
研削加工時の要部断面図、第５図は研削加工時の
斜視図、第６図及び第７図は従来のキヤリアを示
し、第６図は斜視図、第７図は他の従来例の平面
図である。 １……キヤリア、１０……鋼板、１１……繊維
強化樹脂層、１２……回転軸孔、１５……保持
孔、２０，３０……砥石、２１，３１……砥石
面、４……被加工物、４２……極薄板、８，８４
……従来のキヤリア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物の両面を高速度で研削加工して極薄
   板となすに際して研削加工の間被加工物を保持し
   ておくためのキヤリアであつて、該キヤリアは中
   央部に配した鋼板とその両面に配した繊維強化樹
   脂層とからなると共に、被加工物を保持するため
   の保持孔を有することを特徴とする両頭研削用キ
   ヤリア。 ２ 被加工物は、0.7mm以下の極薄板に加工され
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の両頭研削用キヤリア。 ３ 繊維強化樹脂層の繊維は、ガラス繊維、炭素
   繊維、アラミド繊維等の高強度繊維であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の両頭研削用キヤリア。 ４ 繊維強化樹脂層の樹脂は、不飽和ポリエステ
   ル樹脂、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイ
   ミド樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項、第２項又は第３項に記載の両頭研削用キ
   ヤリア。