JPH05285853A

JPH05285853A - 研削加工用砥石

Info

Publication number: JPH05285853A
Application number: JP9066292A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yasunaga; 暢男安永; Kozo Abe; 耕三阿部; Masakazu Miyashita; 政和宮下; Junichi Yoshioka; 潤一吉岡
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】高い加工精度で能率よく研削加工を行うこと
ができる研削加工用砥石を提供する。【構成】砥石１または工作物２３の送り方向に隣り合
う少なくとも第１および第２の二つの砥粒層３，５から
なっている。第２砥粒層５は、研削面粗さが第１砥粒層
３による研削面粗さよりも小さくなる砥粒で形成されて
いる。また、第１砥粒層３の作用面４が第２砥粒層５の
作用面６よりも先に工作物２３の表面に接するように第
２砥粒層５の作用面６よりも１パス当たりの切込み量に
相当する高さだけ低い段差になっている。異なる研削面
粗さが得られる複数の砥粒層３，５を、一つの砥石１に
形成しているので、砥石１を取り替えることなく粗研削
から仕上げ研削まで連続して研削加工を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、平面または円筒研削
に用いられる研削加工用砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】研削面粗さは砥石の砥粒径に大きく左右
され、砥粒が細かくなるほど、研削面粗さは小さくな
る。したがって、従来の研削加工では、粗研削、中間仕
上げ研削および仕上げ研削を行う際、各研削工程に応じ
た粒度の砥石をそれぞれ準備し、研削工程ごとに砥石を
取り替えていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように研削工程
ごとに砥石を取り替える場合、次のような問題があっ
た。すなわち、砥石軸径と砥石孔径の不一致、不平衡な
どによる砥石の取付け誤差により、形状寸法誤差を生じ
る。また、砥石の取替えに際しては、砥石の取外し、取
付け、平衡取りなどのために、砥石取替え作業に長時間
要し、作業能率の低下を招いていた。

【０００４】この発明は、高い加工精度で能率よく研削
加工を行うことができる研削加工用砥石を提供しようと
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の研削加工用砥
石は、砥石または工作物の送り方向に隣り合う少なくと
も第１および第２の二つの砥粒層からなっている。第２
砥粒層は、研削面粗さが第１砥粒層による研削面粗さよ
りも小さくなる砥粒で形成されている。また、第１砥粒
層の作用面が第２砥粒層の作用面よりも先に工作物の表
面に接するように第２砥粒層の作用面よりも１パス当た
りの切込み量に相当する高さだけ低い段差になってい
る。

【０００６】砥粒層は二つでなく、三つ以上であっても
よい。砥粒層の幅は、２〜１０ mm程度であり、仕上げ
程度が高くなるほど、すなわち後段の砥粒層ほど広くす
ることが好ましい。砥石の形状は平面研削に用いるカッ
プ形、円筒研削に用いるディスク形などいずれの形状で
あってもよい。

【０００７】これらの砥粒層および段差は、設定した研
削プロセスが全うされるように配慮して選定されている
ことが望ましい。砥粒層の砥粒は、ＷＡ，ＧＣ，ダイヤ
モンド，ＣＢＮ砥粒など通常の砥粒が用いられる。研削
面粗さが第１砥粒層による研削面粗さよりも小さくなる
ような砥粒により第２砥粒層を形成するには、第１砥粒
層の粒度よりも小さな粒度の砥粒を用いる。たとえば、
第１砥粒層に１０〜２０μｍの砥粒を用い、第２砥粒層
で１０μｍ以下の砥粒を用いる。また、粒度が第１砥粒
層の粒度よりも大きくても、研削加工中に容易に破砕さ
れ、微細となるような砥粒を第２砥粒層に用いてもよ
い。特に、仕上げ研削のための砥粒層をメカノケミカル
砥粒層としてもよい。メカノケミカル砥粒層は、工作物
の材質によって次のような砥粒が用いられる。工作物が
シリコンである場合にはシリカ微粉末やＢａＣＯ₃粉
末、サファイヤの場合にはＳｉＯ₂粉末、窒化ケイ素や
炭化ケイ素の場合にはＣｒ₂Ｏ₃粉末やＦｅ₂Ｏ₃粉末
がそれぞれ用いられる。

【０００８】ボンド材はビトリファイド，レジノイド，
メタルボンドなどの通常のボンド材が用いらる。また、
電着によって砥粒をホイール本体に固着するようにして
もよい。

【０００９】

【作用】上記砥石により研削加工するには、まず砥石の
第１砥粒層を工作物に当てて研削を開始し、第１砥粒層
により研削を行いながら砥石または工作物を送る。第１
砥粒層の幅だけ送られると、第２砥粒層が工作物に当た
り、引き続き第２砥粒層により仕上げ研削が行われる。
第１砥粒層の作用面が第２砥粒層の作用面よりも１パス
当たりの切込み量に相当する高さだけ低くなっているの
で、研削加工中に砥石に切込みを与える必要はない。な
お、砥石に三つの砥粒層が設けられている場合には、第
２砥粒層により中間仕上げ研削が、また第３砥粒層によ
り仕上げ研削が行われる。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示しており、シ
リコンウエハを平面研削する砥石を示している。

【００１１】垂直姿勢の砥石軸９の下端に砥石１が取り
付けられている。研削ホイール本体２は鋼で作られてい
る。研削ホイール本体２の下端に設けられた環状部に、
作用面４が水平となるようにして環状の第１砥粒層３が
形成されている。第１砥粒層３の幅は３ mm である。さ
らに、第１砥粒層３の内径側に隣接するようにして第２
砥粒層５が形成されている。第１砥粒層３の作用面４
は、第２砥粒層５の作用面６よりも２μｍ低くなってい
る。第２砥粒層５の幅は１０ mm である。

【００１２】第１砥粒層３の砥粒はダイヤモンド砥粒で
あり、ボンド材はビトリファイドボンドである。ダイヤ
モンド砥粒の平均粒径は５μｍであり、容積比は３０％
である。第２砥粒層５の砥粒はＢａＣＯ₃であって、メ
カノケミカル作用をもった砥粒である。

【００１３】上記砥石により、シリコンウエハ２３を粗
研削および仕上げ研削した。シリコンウエハ２３を、真
空チャック２１に保持し、垂直軸回りに回転する。研削
液を供給し、砥石を回転させながら砥石径方向に３０ m
m/min の送り速度で送った。砥石の周速度は１５００ m
/minであった。研削液はＫＯＨ水溶液であった。

【００１４】上記研削の結果、シリコンウエハの表面粗
さＲａは０．００１μｍであり、平坦度は０．４μｍで
あり、従来法の２μｍの５分の１程度の高い加工精度が
得られた。また、作業時間も従来法の７０％弱と大幅に
短縮された。

【００１５】図２は、この発明の他の実施例を示してい
る。

【００１６】この実施例が第１の実施例と異なる点は、
砥粒層が三つあることである。すなわち、第１砥粒層３
および第２砥粒層５に続いて第３砥粒層７が設けられて
いる。砥粒層の幅はそれぞれ、２ mm 、３ mm および１
０ mm である。第１砥粒層３の作用面４と第２砥粒層５
の作用面６との間の段差は７μｍ、第２砥粒層５の作用
面６と第３砥粒層７の作用面８との間の段差は２μｍで
ある。第１砥粒層３の砥粒は粒径２０μｍのダイヤモン
ド、第２砥粒層５は粒径５μｍのダイヤモンド、および
第３砥粒層７はＢａＣＯ₃であって、メカノケミカル作
用をもった砥粒である。

【００１７】図３は、この発明による、円筒鋼材を研削
する砥石の例を示している。

【００１８】砥石１１は、水平な砥石軸１９に支持され
た円板状の研削ホイール本体１２の周面に第１砥粒層１
３および第２砥粒層１５が形成されている。第１砥粒層
１３の幅は３ mm 、第２砥粒層１５の幅は５ mm であ
る。第１砥粒層１３の作用面１４と第２砥粒層１５の作
用面１６との段差は５μｍである。第１砥粒層１３の砥
粒はＣＢＮ砥粒であり、ボンド材はビトリファイドボン
ドである。ＣＢＮ砥粒の平均粒径は２０μｍであり、容
積比は３０％である。第２砥粒層１５の砥粒はＣＢＮで
あって、平均粒径５μｍ、ボンド材はレジノイドボンド
である。

【００１９】上記砥石１１により、円筒鋼材２５を研削
加工するには、研削液を供給しながら、砥石１１を水平
軸周りに回転する。一方、円筒鋼材２５を水平軸回りに
回転させながら、円筒軸方向に送る。円筒鋼材２５は、
まず第１砥粒層１３により粗研削され、ついで第２砥粒
層１５により仕上げ研削される。

【００２０】

【発明の効果】この発明では、異なる研削面粗さが得ら
れる複数の砥粒層を、一つの砥石に形成している。した
がって、砥石を取り替えることなく粗研削から仕上げ研
削まで連続して研削加工を行うことができる。この結
果、能率よくかつ高い加工精度で研削加工を行うことが
できる。また、研削加工の自動化も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示しており、シリコンウ
エハを平面研削する砥石の図面である。

【図２】この発明の他の実施例を示しており、シリコン
ウエハを平面研削する砥石の図面である。

【図３】この発明のさらに他の実施例を示しており、円
筒体を研削する砥石の図面である。

【符号の説明】

１砥石２研削ホイール本体３第１砥粒層４第１砥粒層の作用面５第２砥粒層６第２砥粒層の作用面７第３砥粒層８第３砥粒層の作用面９砥石軸１１砥石１２研削ホイール本体１３第１砥粒層１４第１砥粒層の作用面１５第２砥粒層１６第２砥粒層の作用面１９砥石軸２１真空チャック２３シリコンウエハ（工作物）２５円筒鋼材（工作物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡潤一東京都新宿区高田馬場３−13−５−202 日進超精密技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥石または工作物の送り方向に隣り合う
少なくとも第１および第２の二つの砥粒層からなり、第
２砥粒層は研削面粗さが第１砥粒層による研削面粗さよ
りも小さくなる砥粒により形成されており、第１砥粒層
の作用面が第２砥粒層の作用面よりも先に工作物の表面
に接するように第２砥粒層の作用面よりも１パス当たり
の切込み量に相当する高さだけ低い段差になっているこ
とを特徴とする研削加工用砥石。