JPH1190817A

JPH1190817A - ラッピングキャリアおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1190817A
Application number: JP29310797A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshizu Kinuta; 精鎮絹田
Original assignee: OPUTONIKUSU SEIMITSU KK
Current assignee: OPUTONIKUSU SEIMITSU KK
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】従来のラッピングキャリヤの欠点であるコス
トと歩留まりを改善し、高精度、高機能のラッピングキ
ャリヤを低コストで提供する。【解決手段】ラッピングキャリヤ１の構造には、支持
部３に従来の板（無空）とは異なる例えば格子の如く中
空部を設け、ラッピング装置の研磨板の動きと追従しや
すくし、この中に異物や研磨剤を含有できるようにし
た。また、この複雑な構造はホトリソグラフィによるパ
ターン形成と電解鍍金によって製作した。この製造技術
によると膜厚の精度はサブミクロンまで高度化が達成で
きる。さらに、ダイヤモンドやテフロンなどの微粒子を
含有した鍍金層を表面に形成した構造により、ラッピン
グキャリヤの耐摩耗を著しく向上させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子用等の
極薄板を研磨によって均一な厚みの板に形成する工程に
用いられるラッピングキャリヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子は電気回路の中で基準発振周
波数を発生するための部品で、今ではほとんどの装置に
使われるほどの重要な部品の一つである。近年、情報通
信の高容量化にともなって無線の移動体通信分野が急速
に発展し、端末器に使われる発振器の動作周波数が高く
なり、このため水晶振動子の厚さがどんどん薄くなって
きている。現在では厚さ２０〜３０μｍのものが生産さ
れており、さらに薄い板厚のものが開発中である。発振
周波数を精密に制御するためには水晶振動子の厚みの絶
対値を正確に制御する必要がある。このために、大量に
使われる水晶振動子の板はラッピングキャリヤと呼ばれ
る治具を用いて研磨され、これによって精密な厚さを容
易に得ることができる。

【０００３】図６に従来のラッピングキャリヤ６１の全
体図を示し、図７にラッピングキャリヤ７１の研磨部７
２（図６の６２）に水晶振動子７７をセットして研磨す
る構成の一部を示す。従来のラッピングキャリヤの構造
は薄鋼板材を使用して研磨で厚みを揃え、貫通孔を化学
エッチングによって形成していた。これはラッピングキ
ャリヤの平坦性を確保するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のラッピングキャ
リヤの加工法を要約すれば、ホトレジストをマスクとし
て両面から鋼板を化学エッチング液で溶かし去る方法が
用いられていた。このためラッピングキャリヤの孔開け
部の断面形状は図７のように側壁に突起部が残り、これ
が原因で水晶振動子が割れたり傷ついたりする不良があ
り、研磨工程の歩留まりが低い問題点があった。また、
通常、６０〜８０μｍの膜厚の薄鋼板材が安価に入手で
き、実際は研磨によって薄鋼板を所望の厚さまで精密に
加工する工程が必要であった。このために長時間かけて
薄鋼板材を空ラップし、これを検査、選別する工程が追
加されているので、ラッピングキャリヤを低コストで提
供するための障害になっていた。また、従来構造のラッ
ピングキャリヤはラッピング中に変形しやすいため加工
後の水晶振動子の膜厚がばらつく問題点があった。

【０００５】本発明の第一の目的は、従来の欠点を解消
するためになされ、高品質の水晶振動子を加工するため
のラッピングキャリヤを低コストで提供することにあ
る。また、本発明の第二の目的は、上記ラッピングキャ
リヤの製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従来技術の課題を解決す
るための手段を以下に記す。本発明の基本とするラッピ
ングキャリヤの構造を図１に示す。このラッピングキャ
リヤ１は、貫通孔からなる研磨部２と支持部３と固定部
４と歯車部５からなり支持部３の構造が従来の板（無
空）とは異なり中空の部分の構造を持つ点が特徴であ
る。支持部３の部分にたとえば格子の如き形状の中空部
を設けた構造のラッピングキャリヤの場合、ラッピング
作業が極めて再現性よく行われることを見つけた。これ
は本発明の構造がラッピング装置の研磨板の動きに追従
しやすくなり、また、この中空部分に研磨剤や異物を含
有できるためと推定している。本発明の如く複雑な形状
構造はホトリソグラフィによるパターン形成と電解鍍金
によって容易に製作が可能である。電解鍍金によって金
属膜厚の形成精度はサブミクロンまでの高度化ができて
いる。また、従来の研磨部の断面形状には突起部があっ
たが、この技術によるとホトレジストパターンの形通り
に断面形状は滑らかである。本発明の電解鍍金による形
成技術では目的に応じて最適な構造のラッピングキャリ
ヤを提供できる。すなわち、加工する試料の材料に適合
するように電解鍍金の金属が選択でき、この金属の仕上
げ硬度を任意の固さに調整することが可能である。さら
に、ダイヤモンドやテフロンなどの微粒子を含有した鍍
金層を表面に形成した構造により、ラッピングキャリヤ
の耐摩耗を著しく向上することができる特徴がある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜４
を用いて説明する。

【０００８】実施例１まず、第一の実施例を図１と図２により詳細に説明す
る。これは本発明の一実施例を示すラッピングキャリヤ
の平面図と側断面図である。また、ラッピングキャリヤ
２１の研磨部２２と支持部２３の拡大を図２に示す。研
磨部２２は垂直の断面形状を持つ構造である。支持部２
３は細かい格子形状を持つ構造である。例えばラッピン
グキャリヤの厚さが２０μｍでは格子寸法は格子幅：５
μｍおよび格子窓：２０μｍと微細であり、厚いラッピ
ングキャリヤにはこれよりも粗い格子ピッチでよい。こ
のような格子構造は機械的強度が強い上、反りなどの変
形が少なく、またこれを均一圧力で加圧すると従来の板
構造よりも追随性がよく平坦になりやすい特徴がある。
本発明のラッピングキャリヤで研磨した場合、研磨精度
と製造歩留まりが著しく向上した。これはラッピングキ
ャリヤの厚さがサブミクロンの精度で制御され、またこ
の構造が研磨装置の研磨板との馴染みがよいため研磨中
にラッピングキャリヤが変形することがなく、また、研
磨中に試料のかけなどがなく異物の混入が少なくなり、
異物が混入しても支持部２３の格子窓にこれが取り込ま
れるため仕上げ面が傷がつく不良は極端に少なくなった
ためと推定される。本発明のラッピングキャリヤはホト
リソグラフィによるパターン形成と電解鍍金によって製
作するので本実施例の様に微細な寸法と複雑な構造のも
のを両立できることが特徴である。そのために支持部２
３の構造は格子形状に限定されることなく任意の模様が
選択できることを付言する。

【０００９】実施例２次に、第二の実施例を図３と図４により詳細に説明す
る。図３はラッピングキャリヤ３１の研磨部３２と支持
部３３の拡大である。実施例１と異なる点は研磨部３２
の側壁に高分子樹脂からなる保護部３４があることであ
る。この目的は図４の様に水晶振動子４７が研磨中にラ
ッピングキャリヤ４１の研磨部４２に接触した時に水晶
振動子４７を機械的に保護するためである。この構造は
エポキシ樹脂をラッピングキャリヤ製作工程の最後にコ
ートし、両面を研磨することによってえられる。なお、
エポキシ樹脂は支持部３３の格子窓内にもあってもよ
い。また、保護部３４の樹脂材料は上記例に限定される
ものではない。

【００１０】実施例３次に、第三の実施例を図５により詳細に説明する。これ
はラッピングキャリヤ５１の研磨部５２と支持部５３の
拡大である。実施例１、２と異なる点はラッピングキャ
リヤ５１の上面と下面に表面保護膜５６が形成された構
造をもつことである。この目的は研磨によって摩耗しに
くい材料あるいは摩擦係数の小さな材料を含む表面保護
膜５６を形成し、ラッピングキャリヤの使用回数の大幅
な増大をはかるためである。この構造は表面保護膜の形
成工程において例えばダイヤモンドやテフロンなどの微
粒子を含有した電解鍍金の形成条件に変更して成膜する
だけで所望の表面保護膜がえられる。例えばダイヤモン
ドを含有する鍍金層を表面に約２μｍの厚みに形成した
構造により、ラッピングキャリヤの使用回数が従来より
約３倍に向上することができた。

【００１１】実施例４次に、第四の実施例を説明する。これは実施例１で述べ
たラッピングキャリヤの製造方法を述べた実施例であ
る。例えばステンレス鋼板のような導電性基板の表面に
ホトリソグラフィにより所望のホトレジストパターンを
形成する。ホトレジストの膜厚は２０μｍ±０．５μｍ
に管理して塗布し、電解鍍金の厚さの基準とする。ホト
レジストの形成条件はほぼ垂直の断面形状が得られる条
件を選択する。続いて導電性基板上に電解鍍金でＮｉ層
を形成する。この膜厚は全面にわたってホトレジストの
膜厚と同じ２０μｍ±０．５μｍにする。この検査は接
触式膜厚計などにより正確に行なえる。次にホトレジス
トを除去し、さらに電解鍍金で形成したＮｉ層からステ
ンレス鋼板を剥がすと所望のラッピングキャリヤがえら
れる。実施例２および３の製造方法もこれを基本とし
て、それぞれ保護部と表面保護膜の形成工程が追加され
るだけである。電解鍍金で形成する金属はＮｉに限定さ
れずＮｉ−Ｃｕ合金等、硬度などの目的に応じて選ばれ
るものである。

【００１２】以上実施例１から４で述べたように本発明
の主旨とするラッピングキャリヤは（１）中空の部分を
もつ構造にする、（２）電解鍍金で形成する、ことを特
徴にしている。このため、本体に中空部分を形成する構
造のため水晶振動子の研磨工程の歩留まりが著しく改善
され、また、膜厚の精度が鍍金でサブミクロンが得られ
るので従来より安価にこれを製造できる等の特徴があ
る。さらに表面加工により研磨の摩耗を低減することが
でき、これらを総合して評価すると本発明によるラッピ
ングキャリヤを用いることによって大量生産されている
水晶振動子を従来よりも安価に提供できる見通しがえら
れた。なお、従来のラッピングキャリヤの支持部の一部
を本発明のような中空の部分をもつ構造にするだけで、
歩留まり向上に効果があることを付言する。

【００１３】

【発明の効果】

（１）ラッピングキャリヤの支持部の少なくとも一部分
を中空の領域をもつ構造にすることで、研磨工程の歩留
まりが向上した。（２）ラッピングキャリヤを電解鍍金で形成すること
で、サブミクロンの膜厚の精度が容易にえられ、これを
低コストに提供できるようになった。（３）ラッピングキャリヤを電解鍍金で形成すること
で、研磨部の側壁の突起部がなくなり、研磨工程の歩留
まりが向上した。（４）本発明のラッピングキャリヤを水晶振動子の研磨
工程に使用して低コストの水晶振動子を大量に供給でき
る見通しがえられた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のラッピングキャリヤの平面
図と側断面図。

【図２】本発明の実施例１のラッピングキャリヤの一部
の側断面図。

【図３】本発明の実施例２のラッピングキャリヤの一部
の側断面図。

【図４】本発明の実施例２のラッピングキャリヤによる
水晶振動子の研磨部分の側断面図。

【図５】本発明の実施例３のラッピングキャリヤの一部
の側断面図。

【図６】従来のラッピングキャリヤの平面図と側断面
図。

【図７】従来のラッピングキャリヤによる水晶振動子の
研磨部分の側断面図。

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、５１、６１、７１…ラッピング
キャリヤ２、２２、３２、４２、５２、６２、７２…研磨部３、２３、３３、６３、７３…支持部４、６４…固定部５、６５…歯車部４７、７７…水晶振動子４９、７９…研磨板

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１２月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】ラッピングキャリアおよびその製造方
法

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄板の研磨工程で用いるラッピングキャ
リヤにおいて、該ラッピングキャリヤの支持部の少なく
とも一部は中空の構造であることを特徴としたラッピン
グキャリヤ。
【請求項２】薄板の研磨工程で用いるラッピングキャ
リヤにおいて、該ラッピングキャリヤはホトリソグラフ
ィと電解鍍金の技術によって形成されることを特徴とし
た請求項１記載のラッピングキャリヤ。
【請求項３】薄板の研磨工程で用いるラッピングキャ
リヤにおいて、該ラッピングキャリヤの少なくとも研磨
部の側壁が保護部からなる構造であることを特徴とした
請求項１〜２記載のラッピングキャリヤ。
【請求項４】薄板の研磨工程で用いるラッピングキャ
リヤにおいて、該ラッピングキャリヤの少なくとも一表
面が表面保護膜からなる構造であることを特徴とした請
求項１〜３記載のラッピングキャリヤ。
【請求項５】ラッピングキャリヤの製造方法におい
て、導電性基板の表面にホトリソグラフィによりホトレ
ジストパターンを形成する工程と、電解鍍金で金属層を
形成する工程と、ホトレジストパターンを除去する工程
と、上記鍍金層を導電性基板から取り去る工程、とを基
本としたことを特徴としたラッピングキャリヤの製造方
法。