JPH06238563A

JPH06238563A - 砥石の製造方法及び該方法により得られた砥石

Info

Publication number: JPH06238563A
Application number: JP2798593A
Authority: JP
Inventors: Keiji Hirabayashi; 敬二平林; Junji Takashita; 順治高下
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】基材上にダイヤモンド砥粒を密着力良く固着
させ、かつ耐久性の高い、ダイヤモンド砥粒固定法を提
供すること。【構成】基材表面に気相合成法によりダイヤモンドを
形成し、これを砥粒として用いる砥石の製造方法であっ
て、前記ダイヤモンド砥粒の間及び前記ダイヤモンド砥
粒と前記基材との間に樹脂又はゴムの弾性体を充填し
て、前記ダイヤモンド砥粒を前記基材上に保持する工程
を有することを特徴とする砥石の製造方法。【効果】砥粒と基材との密着力に優れ、耐久性よく研
削を行うことができる砥石を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、セラミック
ス、結晶材料等の硬脆材料を精密に研削加工するための
気相合成ダイヤモンドを砥粒として用いた研削砥石及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気相合成ダイヤモンドを砥粒とし
て用いた研削砥石は、特開平２−２７９２７８号公報、
特開平３−２０８５６０号公報等に見られるように、気
相合成ダイヤモンドを単結晶粒子あるいは多結晶膜状に
成長させ、ダイヤモンドの周囲にメッキまたはスパッタ
蒸着法をもちいて金属層を設けてダイヤモンドを保持
し、研削砥石としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、メ
ッキまたはスパッタ蒸着法で形成した金属層は、砥粒ダ
イヤモンド粒子の下部（基材部との界面付近）へのまわ
り込みが少なく、ダイヤモンド砥粒と基材とを密着力良
く、固定することができない、という問題点があった。
このため、砥粒の保持力が低く、研削時に砥粒の脱落を
生じやすかった。これは、メッキ法では、砥粒ダイヤモ
ンド粒子の下部に、泡（空気）が残り、メッキ液が行き
渡らない、また、蒸着法では蒸発金属が基材表面に降り
注いで来るだけのため、基本的に金属層のまわり込みが
悪い、との理由からである。また、けんだく液として用
いられている水系の液体と反応するため、耐久性に劣
る、等の欠点がある。

【０００４】本発明は、上記問題点に鑑み成されたもの
で、基材上にダイヤモンド砥粒を密着力良く固着させ、
かつ耐久性の高い、ダイヤモンド砥粒固定法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の砥石の
製造方法の好ましい態様は次のとおりのものである。本
発明の砥石の製造方法は、基材表面に気相合成法により
ダイヤモンドを形成し、これを砥粒として用いる砥石の
製造方法であって、前記ダイヤモンド砥粒の間及び前記
ダイヤモンド砥粒と前記基材との間に樹脂又はゴムの弾
性体を充填して、前記ダイヤモンド砥粒を前記基材上に
保持する工程を有することを特徴とする。

【０００６】本発明においては、上記、ダイヤモンド砥
粒間への樹脂又はゴムの充填をスピンコートにより行う
ことにより、樹脂またはゴムの厚みを調整することがで
きる。

【０００７】本発明においては、スピンコートによる、
ダイヤモンド砥粒間への樹脂またはゴム充填において、
スピンコートの回転軸に対する砥粒の位置を２回以上変
化させ、多層の樹脂を積層させることができる。

【０００８】また、スピンコートによる、ダイヤモンド
砥粒間への樹脂またはゴム充填に先立ち、エッチング処
理により、基材表面の面粗度を大きくすることができ
る。本発明は、本発明の方法より得られた砥石をも包含
する。

【０００９】本発明者らは、従来の研削砥石の問題点に
鑑み、ダイヤモンド砥粒の固定方法について、その固定
のための材料とその形成方法及び条件、更に、その前処
理条件について詳細な検討を行った結果、これらのダイ
ヤモンド砥粒に対する保持力、また研削時の耐摩耗性、
耐久性への関与を明らかにすることができた。

【００１０】すなわち、ダイヤモンド砥粒間に樹脂又は
ゴムの弾性体を充填、固化して、ダイヤモンド砥粒を基
材に保持することにより、ダイヤモンド砥粒の保持力、
及び研削時の耐摩耗性、耐久性が大幅に向上するという
知見を得たものである。

【００１１】この理由として、まず、樹脂又はゴムの弾
性体は研削中にダイヤモンド砥粒に作用する衝撃力を吸
収するためダイヤモンド砥粒の脱落が防止される、ま
た、けんだく液として用いられる水系の液体に対しても
反応性が低く、耐久性が良いことが挙げられる。

【００１２】更に、ダイヤモンド砥粒先端の高さが揃っ
ていない場合、研削加工中の衝撃により、ダイヤモンド
砥粒が基材に埋め込まれたり、傾斜したりした場合に生
じるひずみや応力を吸収してダイヤモンド砥粒が基材か
ら脱落するのを防止する。

【００１３】また、樹脂又はゴムをスピンコートにより
塗布することにより基体とダイヤモンド砥粒の狭い透き
間まで樹脂液が入りやすくなるため、メッキ法、スパッ
タ蒸着法に比べて砥粒側面や砥粒下部への樹脂液のまわ
り込みが良く、砥粒保持力が高いことが挙げられる。ま
た、スピンコートにより塗布することで、樹脂又はゴム
の弾性層の厚さの制御性及び再現性が高くなる。

【００１４】本発明で用いられる樹脂又はゴムの弾性体
は、特に限定されるものではないが、例えばエポシキ系
樹脂、ＰＭＭＡ系樹脂、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹
脂、ポリカーボン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、フッ素
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ
塩化ビニル系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹
脂、ポリエステル系樹脂、シリコーンゴム、天然ゴム、
ネオプレンゴム、ウレタンゴム等を挙げることができ
る。

【００１５】更に、スピンコートによる、ダイヤモンド
砥粒間への樹脂またはゴム充填において、スピンコート
の回転軸に対する砥粒の位置を２回以上変化させ、多層
の樹脂を積層させることにより、ダイヤモンド砥粒を均
等に固定することができ、更に、砥粒保持力が増す。例
えば、図１に示すように、基体２上にスピンコートの回
転軸３を中心に研削砥石を回転させながら樹脂またはゴ
ムを滴下するとダイヤモンド砥粒１の回転軸に向いた側
は樹脂またはゴム液４のまわり込みが良いが、その反対
側へは樹脂またはゴム液のまわり込みが悪い（図１
（ａ））。このため、スピンコートの回転軸３の位置を
変えて樹脂又はゴム液４を多層に積層させることによ
り、ダイヤモンド砥粒を均質に固定することができる
（図１（ｂ））。この積層の回数は、スピンコートの回
転軸を変えながら、２回以上、望ましくは３回以上行う
ことが望ましい。

【００１６】樹脂又はゴムの弾性体層の厚さは、砥粒高
さ及び砥粒の突き出し量をどの程度にするかにより異な
る。研削条件又は、研削物により砥粒の突き出し量は異
なるが、一般的には数μｍ以上必要である。このため、
砥粒の高さが２０μｍのダイヤモンド砥粒であれば、樹
脂又はゴムの弾性体層の厚さは、１０〜１５μｍ程度と
なる。

【００１７】本発明で用いられるスピンコートとは、基
材を数百から数万ｒｐｍの速度で回転させながら上述し
た液状の樹脂又はゴムの弾性体を滴下して、均一に塗布
する方法である。この塗布後、乾燥又は加熱して、上述
樹脂又はゴムが固化させることにより、ダイヤモンド砥
粒を基材に密着力良く保持することができる。

【００１８】また、スピンコートにより、ダイヤモンド
砥粒間へ樹脂またはゴム充填を行うに先立ち、エッチン
グ処理により、基材表面の面粗度を大きくすることによ
り、基材とＣＶＤ法により形成された析出物の密着力が
向上し、これにより更に砥粒の保持力が向上する。この
処理による面粗度は、１００ｎｍから５μｍ程度が望ま
しい。これは、１００ｎｍ以下では密着力向上の効果が
なく、また５μｍ以上では砥粒と基材との密着力を悪化
させてしまうためである。また、エッチング方法は、ウ
エットエッチング、ドライエッチングいずれの方法でも
良い。ウエットエッチング法は、例えば、塩酸、フッ
酸、硝酸等の種々の酸及びその混合液、水溶液、更に水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の種々のアルカリ及
びその混合液、水溶液が使用可能である。また、ドライ
エッチング法は、イオンビームエッチング、反応性イオ
ンエッチング、更に反応性イオンビームエッチング装置
を用いて、アルゴン、ヘリウム、等の希ガスや酸素、水
素、更に、ＣＦ₄ 等種々のハロゲン炭化物を１種又は２
種以上混合してエッチングガスとして用いることができ
る。これらのエッチング処理により基体表面がエッチン
グされ面粗度が大きくなる。これに対し、ダイヤモンド
砥粒は、一般的に、ウエットエッチングに対しては基材
よりエッチング速度が遅く表面の面粗度劣化は小さい。
また、ドライエッチングに対しては、酸素系ガスを用い
た場合、エッチング速度が基材より大きくなることがあ
り、基材との関係でエッチングガスを選ぶ必要がある。

【００１９】本発明で用いられる基体は、アルミナ・ジ
ルコニアのような酸化物系セラミックス、炭化珪素・窒
化珪素・炭化チタン・窒化チタン・炭化タングステンな
どの炭化物・窒化物系セラミックス、更に、ＷＣ系の超
硬合金、銅、チタン、ニッケル、鉄、コバルト、シリコ
ン、モリブデン・タングステン・タンタル等の金属及び
これらの合金等を用いることができる。また、これらの
基体の表面に中間層を形成し、ダイヤモンド結晶との密
着力を向上させてもよい。中間層としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、シリコン、チタン、タン
タル、モリブデン、ニオブ、の単体及びそれらの合金、
更にはそれらの炭化物及び窒化物を用いることができ
る。また、基体の形状は、用途や研削物の材質・形状に
より任意に決めることができるが、例えば、レンズ形状
のガラス等を研削する場合は、そのレンズ径の曲率に合
わせて、曲面形状にし、その曲面上に気相合成法を用い
てダイヤモンド砥粒を形成する。

【００２０】本発明で用いるダイヤモンド砥粒の気相合
成法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱フ
ィラメントＣＶＤ法、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、直
流プラズマＣＶＤ法、高周波プラズマＣＶＤ法、有磁場
マイクロ波プラズマＣＶＤ法、燃焼炎法等をあげること
ができる。この時、原料ガスは炭素源としてメタン、エ
タン、プロパン、ブタン、エチレン、アセチレン等の炭
化水素ガス、ＣＯ，ＣＯ₂，ＣＣｌ₄，ＣＨＣｌ₃，ＣＨ₂
Ｃｌ₂，ＣＨ₃Ｃｌ，ＣＦ₄，ＣＣｌＦ₃，ＣＨＦ₃，等の
炭素と酸素、塩素、フッ素の化合物、さらにはメタノー
ル、エタノール、アセトン、酢酸等の有機化合物を用
い、これに、水素、酸素、ハロゲンガス、希ガス等を適
宜混合する。

【００２１】ダイヤモンド結晶の形成条件は、合成方法
により異なるが、例えば、マイクロ波プラズマＣＶＤ法
により水素−メタン系原料ガスでダイヤモンド砥粒を形
成した場合、メタンガス濃度を０．１〜８％とし、基板
温度を４００〜１２００℃、圧力を１３．３〜１×１０
⁶ Ｐａ、更に全ガス流量は、１０〜１００００ｍｌ／ｍ
ｉｎとすることが望ましい。更に、燃焼炎法により酸素
−アセチレン系原料ガスでダイヤモンド砥粒を形成する
場合、酸素−アセチレン比（Ｏ₂ ／Ｃ₂Ｈ₂ ）を、０．
７≦Ｏ₂ ／Ｃ₂Ｈ₂ ≦１．２とし、基板温度を４００〜
１２００℃とする。また、熱フィラメントＣＶＤ法によ
り水素−メタン系でダイヤモンド砥粒を合成する場合、
メタン濃度を０．１〜６％とし、基板温度を３００〜１
２００℃、フィラメント温度を１４００〜２８００℃、
圧力を１３．３〜１０⁶ Ｐａ、更に全ガス流量は、１０
〜５０００ｍｌ／ｍｉｎとすることが望ましい。また、
有磁場マイクロ波プラズマＣＶＤ法により一酸化炭素−
水素系でダイヤモンド砥粒を形成した場合、一酸化炭素
濃度を２〜８０％とし、基板温度を２５０〜１２５０
℃、マイクロ波出力を１〜５ｋＷとすることが望まし
い。また、いずれの合成方法においても、ダイヤモンド
粒子は合体することなしに、分散して存在する必要があ
るため、核発生密度は低く調整する必要がある。

【００２２】核発生密度の調整方法として、例えば核発
生増加方法は、基体表面をダイヤモンド砥粒やダイヤモ
ンドペースト、炭化珪素砥粒で傷つけ処理を行う、また
は、１μｍ以下のダイヤモンド、炭化珪素、窒化ホウ
素、窒化炭素等の微粒子を基体表面に塗布する、鉄・コ
バルト、ニッケル等の鉄系金属を基体表面にごく薄く
（数ｎｍ〜数十ｎｍ）形成する、等を挙げることができ
る。また、核発生密度低下方法は、基体表面をメカノケ
ニカルポリッシングにより鏡面研磨する、大気中または
酸素雰囲気中で６００〜１０００℃でアニール処理す
る、反応性イオンエッチング法やイオンビームエッチン
グ法によりドライエッチング処理を行う、種々の酸・ア
ルカリによりウエットエッチング処理を行う、の等を挙
げることができる。以上のような核発生密度調整法によ
り、ダイヤモンド砥粒を基体上に分散して形成させるこ
とができる。

【００２３】更に、本発明においては、ダイヤモンド砥
粒を選択堆積法により、基体上の予め設定された位置に
形成することが望ましい。気相合成ダイヤモンドの選択
堆積法は、例えば、本発明者らの特開平２−３０６９７
号公報に開示した方法を挙げることができるが、特に係
る方法に限定されるものではない。

【００２４】特開平２−３０６９７号公報に開示した方
法は、基板表面の傷つけ処理を施した後、基板にパター
ン状にマスクを形成し、エッチング処理を行い、マスク
を除去することにより傷つけ処理した部位をパターン状
に形成する方法である。なお、基体にパターン状にマス
ク部材を形成し、基体表面に傷つけ処理を施し、更にエ
ッチング処理によりパターン状に形成した該マスク部を
除去することにより、傷つけ処理した部位をパターン状
に形成する方法でも良い。更に、基体表面に傷つけ処理
を施した後、耐熱性を有するマスク部材をパターン状に
形成することにより傷つけした処理した部位をパターン
状に形成する方法でも良い。いずれの方法においても、
ダイヤモンド砥粒は傷つけ処理されたパターン部に選択
的に形成される。

【００２５】本発明において、前記選択堆積法の傷つけ
処理されたパターン部の面積は、１〜１０μｍ² の範囲
とすることが望ましい。このパターン部の面積が、１μ
ｍ²以下では、析出の抜けが生じやすいく、また、１０
μｍ² 以上では、ダイヤモンド砥粒が粒子形状ではな
く、平坦な膜状になり砥粒として適さなくなる。また、
ダイヤモンド砥粒は、基体上に分散形成されている必要
があるため、パターン間隔は、ダイヤモンド砥粒粒子径
より、十分大きくする必要がある。例えば、砥粒粒子径
が２０μｍの場合、パターン間隔は、２５μｍ以上とす
ることが望ましい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００２７】（実施例１）図２は、ダイヤモンドを形成
する熱フィラメントＣＶＤ法の模式図である。図中、６
は石英反応管、７は電気炉、８はタンタル製フィラメン
ト、９は基体、１０は原料ガス導入口で不図示のガスボ
ンベ、ガス流量調整器、バルブに接続されている。１１
はガス排気口で不図示のメカニカルブースターポンプ、
ロータリーポンプ、及びバルブに接続されている。

【００２８】本実施例では、基体９としてタングステン
基板（４０ｍｍφ×８^t、曲率Ｒ＝３５の凹面形状）を
用い、基板前処理として炭化珪素砥粒（１〜２μｍ）に
よる傷つけ処理を行った。

【００２９】この基体を、図２の装置に入れ、不図示の
真空ポンプで排気した後、不図示のガスボンベより、メ
タン２ｍｌ／ｍｉｎ，水素２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で
石英反応管へ原料ガスを導入し、反応管内の圧力を、不
図示の圧力調整バルブで６．６５ｋＰａに調整し、ま
た、電気炉７を用いて反応管内を８００℃に、更にフィ
ラメントを２２００℃に過熱してダイヤモンド形成を行
った。このとき、合成時間は１０時間とした。

【００３０】このダイヤモンド形成により、約２０μｍ
のダイヤモンド砥粒が、基体上に、約１２００個／ｍｍ
² の割合で分散しているのが走査型電子顕微鏡による観
察で確認された。

【００３１】このダイヤモンド砥粒を形成した砥石表面
にスピンコートにより樹脂を塗布し、ダイヤモンド砥粒
を固定する。樹脂として２液混合タイプのエポキシ樹脂
を用い、スピンコートしやすくするため、有機溶剤で希
釈した。まず、１回目のスピンコートとして、５μｍ厚
となるように塗布を行った後、電気炉中で８０℃、１時
間乾燥、固化させた。次にスピンコートの回転軸を変
え、第２回目のコートをやはり５μｍ厚となるように塗
布し、第１回目と同様に乾燥、固化させた。

【００３２】この研削砥石を、定圧研削機により、押し
つけ圧力を１ｋｇ／ｃｍ²、砥石回転数を３０００ｒｐ
ｍで光学ガラスを３０秒加工した所、取り代：２０μ
ｍ、加工表面粗さ：０．２μｍＲｍａｘの均一な精研削
面を得た。更に、光学ガラスを交換して、繰り返し同様
な研削を５０回続けたが、砥粒の脱落もほとんどなく、
良好な研削性能は維持されていた。

【００３３】（実施例２）本実施例では、ダイヤモンド
形成に、図３に示すようなマイクロ波プラズマＣＶＤ装
置を用いた。図中、１２は石英反応管、１３は基体、１
４は原料ガス導入系、１５はマイクロ波電源、１６はマ
イクロ波導波管、１７は真空排気系である。

【００３４】本実施例では、基体１３としてＷＣ系超硬
基板（３０ｍｍφ×１０^t、曲率Ｒ＝２８の凸面形状）
を用い、中間層として、基板表面に高周波スパッタ法に
より、タンタル膜を１５０ｎｍ形成した。また、基板前
処理として炭化珪素砥粒（１μｍ以下）による傷つけ処
理を行った。

【００３５】この基体を、図３の装置に入れ、真空排気
系１７で排気した後、原料ガス導入系より、一酸化炭素
２０ｍｌ／ｍｉｎ，水素２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で石
英反応管へ原料ガスを導入し、反応管内の圧力を、圧力
調整バルブで１０．６４ｋＰａに調整し、マイクロ波電
源１５よりマイクロ波出力１ｋＷ、基体温度９００℃で
ダイヤモンド形成を行った。このとき、合成時間は１０
時間とした。

【００３６】このダイヤモンド形成により、走査型電子
顕微鏡観察によれば、粒子径約２２μｍのダイヤモンド
砥粒が、基体上に、約１０００個／ｍｍ² の割合で分散
して形成されていた。

【００３７】このダイヤモンド砥粒を形成した砥石表面
に、以下のようにスピンコートにより樹脂を塗布し、ダ
イヤモンド砥粒を固定する。本実施例では、樹脂として
加熱溶融したナイロン樹脂を用いた。スピンコートは、
スピンコートの回転軸を変えながら、４μｍ厚づつ３
層、計１２μｍ塗布した。

【００３８】この研削砥石を実施例１と同様な方法で研
削性能のテストを行ったところ、実施例１と同様な良好
な研削結果を得た。

【００３９】（比較例１）実施例２と同様なダイヤモン
ド形成方法でダイヤモンド砥粒が形成された基体を、無
電解メッキ法によりダイヤモンド砥粒の周囲にニッケル
を形成して砥粒を固定し、研削砥石とした。この研削砥
石を、実施例２と同様な方法で研削性能のテストを行っ
た所、３０回目から砥粒の脱落が目立つようになり、研
削性能が劣化した。

【００４０】（実施例３）本実施例では、選択気相合成
法を用いて形成した研削砥石について説明する。ダイヤ
モンド形成には実施例２で用いたマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ装置を用いた。

【００４１】選択堆積法については、図４を参照して説
明する。

【００４２】本実施例では、基体１３としてＷＣ系超硬
基板（２５ｍｍφ×１０^t、曲率Ｒ＝２０の凸面形状）
を用い、中間層としてＴｉＣ膜を、イオンプレーティン
グ法で１００ｎｍ形成した。また、基板前処理としてダ
イヤモンド砥粒（１５〜３０μｍ）を分散させたアルコ
ール中に基体を入れ、超音波発振器を用いて傷つけ処理
を行った（図４（ａ））。

【００４３】次いで、この基板にフォトリソグラフィー
（光描画法）を用いて、直径２μｍのＰＭＭＡ系レジス
トパターンを５０μｍピッチで形成した（図４
（ｂ））。

【００４４】この基板を、イオンビームエッチング装置
へ入れ（エッチングガス：アルゴン）、約１００ｎｍエ
ッチングを行った（図４（ｃ））。

【００４５】次いで、有機溶媒を用いてレジストを除去
（図４（ｄ））することにより、基体上に、傷つけ処理
を施した部分を、所定の部位にパターン状に形成するこ
とができた。最後に、図５に示す装置に基体を入れ、ダ
イヤモンド形成を行った（図４（ｅ））。

【００４６】ダイヤモンド形成は、一酸化炭素１５ｍｌ
／ｍｉｎ，水素２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で石英反応管
へ原料ガスを導入し、反応管内の圧力を、圧力調整バル
ブで１３．３ｋＰａに調整し、マイクロ波電源１５より
マイクロ波出力１ｋＷ、基体温度８２０℃で行った。こ
のとき、合成時間は１０時間とした。

【００４７】このダイヤモンド形成により、走査型電子
顕微鏡観察によれば、粒子径約２２μｍのダイヤモンド
砥粒が、基体上に、所定のパターン部位にに５０μｍピ
ッチで選択的に形成されていた。

【００４８】このダイヤモンド砥粒を形成した砥石表面
に、以下のようにスピンコートにより樹脂を塗布し、ダ
イヤモンド砥粒を固定する。樹脂としてＰＭＭＡ系樹脂
を用い、スピンコートは、スピンコートの回転軸を変え
ながら、４μｍ厚づつ３層、計１２μｍ塗布した。この
研削砥石について実施例１と同様な方法で研削性能のテ
ストを行ったところ、同様な良好な研削性能を得た。

【００４９】（実施例４）本実施例では、実施例１と同
様な図２に示す、熱フィラメントＣＶＤ法を用いてダイ
ヤモンドを形成した。

【００５０】また、本実施例では、基体９としてタング
ステン基板（３０ｍｍφ×８^t 、曲率Ｒ＝２５の凹面形
状）を用い、基板前処理として実施例３と同様なダイヤ
モンド砥粒を用いた傷つけ処理を行った。

【００５１】更に、実施例３と同様な、フォトリソグラ
フィ法、及びイオンビームエッチング法を用いて、傷つ
け処理を施した部分を、所定の部位にパターン状に形成
することができた（パターン径及びピッチは、それぞれ
２．５μｍ及び４０μｍとした）。

【００５２】この基体を、図２の装置に入れ、不図示の
真空ポンプで排気した後、不図示のガスボンベより、メ
タン３ｍｌ／ｍｉｎ，水素２００ｍｌ／ｍｉｎ，酸素１
ｍｌ／ｍｉｎの流量で石英反応管へ原料ガスを導入し、
反応管内の圧力を、不図示の圧力調整バルブで２０ｋＰ
ａに調整し、また、電気炉７を用いて反応管内を９５０
℃に、更にフィラメントを２０００℃に過熱してダイヤ
モンド形成を行った。このとき、合成時間は１２時間と
した。このダイヤモンド形成により、走査型電子顕微
鏡観察によれば、粒子径約２５μｍのダイヤモンド砥粒
が、基体上に所定の部位に選択的に形成されていた。

【００５３】このダイヤモンド砥粒が形成された基体
を、フッ化水素酸−硝酸混液でタングステン基材表面を
エッチングして表面粗度を高くした。

【００５４】このダイヤモンド砥粒を形成した砥石表面
に、以下のようにスピンコートによりゴムを塗布し、ダ
イヤモンド砥粒を固定する。ゴムとしてシリコーン系ゴ
ムを用い、スピンコートは、スピンコートの回転軸を変
えながら、４μｍ厚づつ３層、計１２μｍ塗布した。

【００５５】この研削砥石を、実施例１と同様な研削性
能テストを行ったところ、８０回の研削テスト後でも砥
粒の脱落はほとんど見られず、良好な研削性能は維持さ
れていた。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研削砥石
は、ダイヤモンド砥粒間に樹脂又はゴムの弾性体を充
填、固化して、ダイヤモンド砥粒を基材に保持すること
により、従来の研削砥石に比べて、砥粒と基材との密着
力が良好で、耐久性よく研削を行うことができる。

【００５７】これらの研削砥石は、ガラス、セラミック
ス、結晶材料等の硬脆材料を精密に研削加工するための
研削砥石として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、砥石の製造方法を模式的に説明する
ための断面模式図である。

【図２】ダイヤモンド形成に用いられる熱フィラメント
ＣＶＤ装置の一例を示す模式図である。

【図３】ダイヤモンド形成に用いられるマイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図である。

【図４】ダイヤモンドの選択堆積法を説明するためのの
模式図である。

【符号の説明】

１ダイヤモンド砥粒２基体３スピンコート回転軸４第１樹脂又はゴムの弾性体層５第２樹脂又はゴムの弾性体層６石英反応管７電気炉８フィラメント９基体１０原料ガス導入口１１排気口１２石英反応管１３基体１４原料ガス導入系１５マイクロ波電源１６マイクロ波導波管１７真空排気系１８基体１９レジストパターン２０ダイヤモンド砥粒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材表面に気相合成法によりダイヤモン
ドを形成し、これを砥粒として用いる砥石の製造方法で
あって、前記ダイヤモンド砥粒の間及び前記ダイヤモン
ド砥粒と前記基材との間に樹脂又はゴムの弾性体を充填
して、前記ダイヤモンド砥粒を前記基材上に保持する工
程を有することを特徴とする砥石の製造方法。
【請求項２】前記樹脂又はゴムの充填はスピンコート
により行われる請求項１に記載の砥石の製造方法。
【請求項３】前記スピンコートにより前記樹脂又はゴ
ムの厚みが調整される請求項２に記載の砥石の製造方
法。
【請求項４】スピンコートの回転軸に対する砥粒の位
置を２回以上変化させ、多層の樹脂またはゴムを積層さ
せる請求項２に記載の砥石の製造方法。
【請求項５】スピンコートによる、ダイヤモンド砥粒
間への樹脂またはゴム充填に先立ち、エッチング処理に
より、基材表面の面粗度を大きくする請求項２に記載の
砥石の製造方法。
【請求項６】請求項１の方法により得られたことを特
徴とする砥石。