JPH06179165A

JPH06179165A - ラップ加工用定盤

Info

Publication number: JPH06179165A
Application number: JP33281692A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shiyukume; 正敏宿女
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1994-06-28

Abstract

(57)【要約】【構成】被加工物Ａを研磨するラップ加工の定盤１を
成す基体２の表面３に、軟質材からなり、かつ被加工物
Ａに当接して研磨する頭頂面４ａを有する凸状体４を複
数個配設する。【効果】定盤の厚みを薄くし、かつ基体と軟質材の熱
膨張の差による変形を少なくでき、温度管理を必要とせ
ずに高い研磨加工精度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラップ加工用定盤に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、両面ラップ加工は、図４
（ａ）の平面図と（ｂ）の断面図に示すように、外側の
枠を形成するインターナルギヤ１１と中心の回転軸１２
に接着部１３により固着されているサンギヤ１４との間
に、円盤状で外側にギヤを有し、かつ被加工物Ａを固定
するための孔部１５を有しているキャリア１６を複数個
挟持することにより、回転軸１２を回転させると、サン
ギヤ１４、キャリア１６、インターナルギヤ１１が連動
して回転しながら、上定盤２１ａまたは下定盤２１ｂの
少なくとも一方から圧力を加えることにより、被加工物
Ａの上下面を研磨する加工である。

【０００３】上記ラップ加工は、高い研磨精度が必要と
なる薄膜ヘッド用基板の両面ラッピング等に使用する
が、従来のラップ加工用定盤２１（以下、定盤と略称す
る）としては、銅や錫などの硬度の小さい軟質材を使用
していた（特公平３ー７５３０６号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の定盤
２１の軟質材は、強度も小さいため、研磨に必要とする
押圧力に十分に耐えることができるようにするには、厚
みｔを厚くしなければならず、しかも取り替えをする際
には定盤２１（上定盤２１ａ、下定盤２１ｂ）を一式交
換しなければならないために大掛かな作業となり、コス
トも高くなるという問題点があった。

【０００５】そこで、図５（ａ）の断面図に示すよう
に、定盤３１の基体３２として強度の大きい鋳鉄やステ
ンレス等を使用し、表面３３の全面に軟質材３４を接着
または融着して、できるだけ薄くした二層構造の定盤３
１があった。しかし、上記定盤３１は、研磨の際に供給
するダイヤモンド砥粒を含む研磨液の温度やラップ加工
装置からの伝熱などの影響により定盤３１自体の温度が
上昇し、その結果、図５（ｂ）の断面図に示すように、
基体３２と軟質材３４の熱膨張の差により、軟質材３４
が基体３２に比べて大きく伸びようとするために変形し
てしまうという問題点があった。これより、定盤３１を
常温よりも高い温度の状況で使用すると、定盤３１が反
った状態で研磨加工するために、軟質材３４と被加工物
Ａとが全面で接触することが出来なくなり、加工後の被
加工物Ａの平面度が悪くなるという問題点があった。

【０００６】また、研磨液や機械などの温度を常温とな
るように管理して、定盤３１の熱膨張の差による変形を
極力少なくするようにした構造のものもあるが、装置が
大型化したり複雑になるという問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたものであり、被加工物を研磨するラップ
加工の定盤を成す基体の表面に、軟質材からなり、かつ
被加工物に当接して研磨する頭頂面を有する凸状体を複
数個配設したものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、基体の表面に軟質材からなる
凸状体を複数個配設することによって、基体と凸状体と
の熱膨張の差による変形を少なくすることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を具体的に説明する。

【００１０】図１（ａ）の平面図と（ｂ）の断面図に示
すように、本発明の定盤１は、基体２の表面３に軟質材
からなり、かつ被加工物Ａと摺接して研磨作用をもたら
す頭頂面４ａを有する複数の凸状体４を同心円状に備え
てあり、各凸状体４間には、研磨液を供給したり、被加
工物Ａの研磨粉などの不要物を外側へ排出するための溝
５を形成している。このように軟質材からなる凸状体４
を複数個備えているため、高温時でも熱膨張の差による
変形を少なくすることができ、しかも被加工物Ａの研磨
粉などの不要物を外側へ排出することが容易にできる。
また、取り替えの際には、凸状体４のみでよく、基体２
は再び使用することができる。なお、定盤１の中央部６
には、回転軸１２が通るための孔を有している。

【００１１】ここで、基体２は鋳鉄やステンレスなどの
機械的強度の大きいものが好ましく、定盤１に加える押
圧力に十分耐えることのできる３０ｋｇ／ｍｍ²以上の
ものがよい。また、凸状体４を成す軟質材には錫、銅、
鉛またはそれらの合金などが用いられるが、基体２の硬
度よりも低いものであればよく、概ね１５０Ｈ_B以下の
ものであればよい。なお、頭頂面４ａと被加工物Ａとが
全面で当接する場合に良い加工精度を得ることができる
ことより、凸状体４は全て同じ高さであることが好まし
いが、研磨加工の際に影響が出てこない程度のバラツキ
があっても差し支えない。そして、本実施例では、凸状
体４が同心円状のものを示しているが、研磨粉などの不
要物を外側へ排出する溝５を有していればよく、例え
ば、図２に示すような四角形の凸状体４の形成により格
子形状の溝５を有するような形状に配置したり、図３に
示すような基体２よりも小さい円盤状の凸状体４を設け
た形状としてもよい。さらに、凸状体４を形成させるに
は、基体２の表面３の全面に軟質材をエポキシ接着剤な
どによる接着または融着させた後、軟質材を凸状体４の
形状として残るように表面３まで切削すればよく、例え
ば凸状体４が図１（ａ）に示すような同心円状の場合、
同心円状の凸状体４を形成するように表面３まで切削し
た後、不要物を外側へ排出するための溝５を切削すれば
よい。あるいは、リング状の軟質材を基体２に接着また
は融着した後、不要物を外側へ排出するための溝５のみ
を切削することも可能である。

【００１２】なお、基体２や凸状体４の厚みは薄いほど
熱膨張の差による影響を受けにくくなるが、薄すぎると
短寿命となるために、基体２の厚みｔ₁が１０〜４０ｍ
ｍであり、かつ基体２の厚みｔ₁に対する凸状体４の厚
みｔ₂の比率が１／４乃至１／３であることが好まし
い。また、表面３の面積に対する凸状体４の占める面積
は、４０〜８０％の割合となっていることが好ましい。
これは、４０％よりも小さいと、均一に研磨するために
独立させた凸状体４をできるだけ多く形成しようとする
場合に、基体１と凸状体４の接触面積が小さくなり、接
着または融着強度が弱くなるために、研磨スピードが上
げられないためであり、８０％よりも大きいと、定盤１
が熱膨張の差による影響を受けて変形する度合いが大き
くなるために、仕上がり加工精度が悪くなるためであ
る。ここで、例えば図１（ａ）の平面図に示すような同
心円状を形成した場合は、凸状体４の幅ｗが１〜６ｍ
ｍ、幅ｗに対するピッチｐの長さの比率が１．３乃至２
として、表面３の面積に対して凸状体４の占める面積が
４０〜８０％の割合とすることが好ましい。

【００１３】実験例１ここで、表面３の面積に対する凸状体４の占める面積の
割合をさまざまに変えて、被加工物の仕上がり加工精度
と加工時の研磨スピードを調べる実験を行った。

【００１４】実験は、凸状体４を図１（ａ）の平面図に
示すような同心円状の形状とした。また、被加工物Ａを
一辺が１０ｃｍの正方形で厚さが２．８ｍｍ、材質がア
ルミナ−チタンカーバイド材とし、定盤１を、基体２の
材質がミーハナイト鋳鉄で厚みｔ₁が２０ｍｍ、凸状体
４を材質が錫と銅の合金で厚みｔ₂が６ｍｍ、加工液の
温度を２５度という条件で加工し、仕上がり後の被加工
物Ａの平面度を干渉縞で測定し、加工時に定盤１が壊れ
ることなく研磨ができるための研磨スピードを測定し
た。なお、表面３の面積に対する凸状体４の占める面積
の割合は、凸状体４の幅ｗとピッチｐをさまざまに変え
ることにより行った。それぞれの結果は、表１の通りで
ある。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１より、得られる平面度は、凸状体４の
占める面積の割合が７０％以下で３００Å以下となり、
８０％で３１０Åとなり、９０％で３９０Åとなり、そ
して１００％で５００Åとなることより、９０％の場合
の平面度が１００％の場合よりも大幅に良くなることが
わかる。これより、従来の定盤３１のような軟質材３４
が１００％接着または融着されているものより、本発明
の定盤１のように凸状体４を複数個備えた方が、仕上が
り加工精度を良くすることができることがわかる。ま
た、８０％の場合と９０％の場合との平面度の差が大き
いことより、凸状体４の占める面積が８０％以下の割合
の場合に仕上がり加工精度がより良くなることがわか
る。

【００１７】一方、表１より、研磨スピードは、凸状体
４の占める面積の割合が２０％で１５４０Å、３０％で
１５８０Å／秒となり、そして４０％以上で１６８０Å
／秒以上となることより、研磨スピードは３０％以下の
場合があまり変わらず、３０％の場合と４０％の場合と
の差が大きくなることがわかる。これより、短時間で研
磨を行うには、凸状体４の占める面積が４０％以上の割
合であることが好ましいことがわかる。

【００１８】従って、従来の凸状体４の占める面積が１
００％の割合の定盤３１よりも、本発明の凸状体４を複
数個備えた定盤１の方が好ましいことがわかった。そし
て、さらに好ましくは、凸状体４の占める面積が４０〜
８０％の割合が良いことがわかった。

【００１９】実験例２また、定盤１と従来例による定盤３１を比較するため
に、凸状体４の占める面積の割合が７５％である本発明
の定盤１と、１００％である従来の定盤３１とを使用
し、研磨温度をさまざまに変えて仕上がり加工精度の平
面度を調べる実験を行った。

【００２０】実験は、凸状体４の占める面積の割合が７
５％の定盤１としては、図１（ａ）の平面図に示すよう
な同心円状の形状で、凸状体４の幅ｗが６ｍｍでピッチ
ｐが８ｍｍとした。また、被加工物Ａを一辺が１０ｃｍ
の正方形で厚みが２．８ｍｍ、材質がアルミナ−チタン
カーバイド材とし、定盤１、３１の基体２、３２の材質
がミーハナイト鋳鉄で厚みｔ₁が３０ｍｍ、凸状体４と
軟質材３４の材質が錫と銅の合金で厚みｔ₂が１０ｍｍ
という条件で加工し、被加工物Ａの平面度を干渉縞で測
定した。それぞれの結果は、表２の通りである。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２より、研磨液温度が高いほど、定盤
１、３１ともに熱膨張の差による影響を受けて平面度が
悪くなることがわかり、温度が３５℃の場合に、凸状体
４の占める面積の割合が７５％である本発明の定盤１が
１０５０Åとなり、１００％である従来の定盤３１が３
３００Åとなることがわかる。これより、本発明の定盤
１が従来の定盤３１よりも良い仕上がり加工精度を得る
ことがわかる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わるラップ加
工用定盤によれば、被加工物を研磨するラップ加工の定
盤を成す基体の表面に、軟質材からなり、かつ被加工物
に当接する頭頂面を有する凸状体を複数個配設すること
によって、定盤の厚みを薄くし、かつ基体と軟質材の熱
膨張の差による変形を少なくでき、温度管理を必要とせ
ずに高い研磨加工精度が得られるラップ加工用定盤を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のラップ加工用定盤を示す平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡーＡ線断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図４】（ａ）はラップ加工装置の一部を示す平面図、
（ｂ）は（ａ）のＸーＸ線断面図である。

【図５】（ａ）は従来のラップ加工用定盤を示す断面
図、（ｂ）は（ａ）の定盤の使用時を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１、２１、３１：定盤２、３２：基体３、３３：表面４ａ：頭頂面４：凸状体５：溝部６：中央部１１：インターナルギヤ１２：回転軸１３：接着部１４：サンギヤ１５：孔部１６：キャリア２１ａ：上定盤２１ｂ：下定盤３４：軟質材Ａ：被加工物ｔ、ｔ₁、ｔ₂：厚みｗ：幅ｐ：ピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を研磨するラップ加工の定盤を成
す基体の表面に、軟質材からなり、かつ被加工物に当接
して研磨する頭頂面を有する凸状体を複数個配設したこ
とを特徴とするラップ加工用定盤。