TWI705874B - 磨石 - Google Patents

Abstract

本發明提供：能以相同的磨石執行研削-研磨、超精細研磨的磨石，即使持續使用也不會阻塞的磨石。

本發明的磨石，是用來加工被加工物W的研削-研磨部(1)，具有將多角柱沒有間隙地排列之蜂巢構造的磨石，在前述蜂巢構造的交點或者壁部，具備由研磨粒(5)及結合材(6)所形成，且在研削-研磨面的深度方向具有軸L的磨石柱，將多孔彈性體配置於蜂巢內部，藉此可執行超精細研磨。

Description

磨石

本發明關於：對被加工物進行研削-研磨的磨石。具體地說，是關於對陶瓷、矽晶片(silicon wafer)、半導體基板、LED基板、散熱基板、SiC、氧化鋁(alumina)、藍寶石、金屬和合金之類的被加工物進行研削-研磨的磨石。

磨石，是利用結合材使硬質的粒子、亦即研磨粒固化所形成的工具。採用磨石的加工，譬如研削加工和研磨加工，習慣上是將粗加工稱為研削加工，將最後加工(finishing processing)稱為研磨加工。這些加工，是在將磨石按壓於被加工物表面、亦即工件表面的狀態下，藉由使磨石與被加工物形成相對性移動，由研磨粒在被加工物表面、亦即被加工面形成大量切削屑而形成刮削的加工，在本案的說明書中，所謂的「研削-研磨」是指：研削加工及研磨加工。在研磨加工中，存在一種：研磨粒未受到固定而浮游於流體中，譬如藉由使柔軟的拋光輪(buff)在流體中移動，使浮游研磨粒接觸工件而進行研 磨的方法，被稱為超精細研磨(Ultra Polish、super polish)。

採用磨石的研削-研磨加工中，則存有：對被加工物的圓筒形外周面加工的圓筒研削-研磨加工；對被加工物的圓筒形內周面加工的內面研削-研磨加工；對被加工物的平坦面加工的平面研削-研磨加工。就用來加工外周面和內周面的磨石而言，是採用設有圓筒形加工面的磨石。此外，就用來加工平面的磨石而言，則採用：在外周面設有加工面的圓筒形磨石或在平坦的端面設有加工面的杯型、環型及碟盤型的磨石。

傳統以來，已知有一種「具有蜂巢(honeycomb)構造的磨石」(譬如，請參考專利文獻1)。在該種磨石中，具備「具有大量平行貫穿孔之陶瓷製的多孔支承體」、「利用金屬鍍層將超研磨粒固定於該多孔支承體之端面」的研磨粒層，並在該研磨粒層形成有對應於前述貫穿孔的開口部。

此外，在以下的專利文獻2中則記載一種：在由金剛石或者CBN所形成的超研磨粒，利用玻璃化熔結(vitrified bond)予以黏著所構成的研削磨石中，使研磨材料層的形狀形成蜂巢狀，並使含有超研磨粒之研磨材料層壁形成格子狀，而將被前述研磨材料層壁所包圍的區域，作為屑穴(chip pocket)的研削磨石。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開平4-129675號公報

[專利文獻2]日本特開2004-255518號公報

然而，專利文獻1所記載的磨石，由於利用金屬鍍層所固定的研磨粒層較薄，因此研削-研磨的壽命較短。此外，由於研磨粒分散於整個蜂巢構造，被研磨粒所切削的高溫切屑，熔融附著於蜂巢的稜線上而導致阻塞，對後續的研削-研磨造成妨礙。

此外，專利文獻2所記載的磨石，雖然研磨粒層較厚可解決研削-研磨壽命的問題，卻無法消弭：研磨粒所切削的高溫切屑，熔融附著於蜂巢的稜線上而導致阻塞，對後續的研削-研磨造成妨礙的問題。

換言之，傳統的蜂巢構造，成為該線狀的構造物為連續體，其內部的空間，在被加工物接觸時所形成的體積，成為封閉的空間。因前述問題所產生的缺失，將產生因封閉空間內的空氣而衍生氣鎚(Air hammer)現象，因溫度的上升引發空氣膨脹而成為加壓狀態，而妨礙被加工物接觸研磨粒層、或因振動而導致加工面變得粗糙。

研削旋轉方向與具有蜂巢構造的稜線，形成趨近於直角的接觸方式、和趨近於平行的接觸方式。被加 工物，金屬和玻璃類無機材料之可形成熔融狀態者的被切削的切屑變得柔軟，在該狀態下接觸後續的的研磨粒形成熔融附著而引起阻塞。

本發明是有鑑於前述問題的發明，其課題是提供：可藉由相同的磨石執行研削-研磨、超精細研磨的磨石；沒有氣鎚現象且即使持續使用也不會阻塞地可提高研削有效壓力的磨石。

為了解決前述課題，本發明的磨石，是具有下述構造的磨石：用來加工被加工物的研削-研磨部，構成「多角柱沒有間隙地排列的蜂巢構造的壁部」，其特徵為：在前述蜂巢構造的交點或者壁部，具備由研磨粒及結合材所形成，在用來研削-研磨的面的深度方向具有軸L的磨石柱。

在本發明中，藉由在蜂巢構造的交點或壁部具有磨石柱，隨著研削的進行，蜂巢的稜線成為鋸狀，即使被加工物與蜂巢接觸，其中的空間也不會成為封閉的空間，因此不會產生因加壓所衍生的氣鎚現象。

在本發明中，所謂的蜂巢構造是指：多角柱沒有間隙地排列的形態。

由於前述磨石柱，是由用來研削-研磨被加工物的研磨粒及結合材所形成，在用來研磨、研磨的面的深度方向具有軸L且由配置成平行之大量的柱所形成，故被加工物與磨石柱是以點形成接觸，藉由減少接觸點能提高研削有效壓力，有助於研削性能的提升。除此之外，藉由使冷卻水之類的液體從磨石面流出，並調整磨石與工件的間隔，執行研磨加工。即使露出於研削-研磨面的研磨粒脫落，也能藉由被埋在其下層之研磨粒的露出，維持加工速度並持續執行研削-研磨。此外，在上述的研削-研磨之後，在「將多孔彈性體設置於蜂巢構造之空洞部的磨石」的場合中，進一步藉由以高壓使冷卻水、研磨液等流動，使得該彈性體膨脹，該彈性體直接抵接於工件可形成浮游研磨粒的超精細研磨。

此外，即使是相對於被加工物形成平行運動之蜂巢構造的稜線，在稜線中之研磨粒後存有蜂巢構造的空間，切屑在接觸後續的研磨粒之前，將在該空間從磨石分離，進而受到冷卻故不會引起阻塞。

在本發明的前述構造中，前述磨石柱的軸L，最好被配置成：朝磨石的旋轉方向傾斜。

如此一來，由於以「對研削-研磨面形成傾斜的傾角(rake angle)」進行研削，能更有效率地執行短時間的研削。

此外，在本發明的前述構造中，前述磨石的旋轉方向，最好是前述磨石柱的傾斜方向、或者其相反方向。

如此一來，在研磨時，可使素材朝向與研削時相反的方向旋轉，由於能以磨石柱輕觸被加工物，因此能實現更 平滑的加工面。

此外，在本發明的前述構造中，前述研削-研磨部最好與多孔的磨石基部形成一體，具有冷卻液及化學研磨劑的研磨液，從前述磨石基部通過前述研削-研磨部而被供給至前述被加工物與前述磨石之間。

如此一來，具有冷卻液及化學研磨劑的研磨液，藉由透過氣孔而供給至前述被加工物與前述磨石柱之間，可對流體流路供給加壓流體，使磨石從被加工物浮起，減緩加工速度執行研磨加工。此外，如同稍後所述，將多孔彈性體充填於蜂巢構造多角柱內的磨石，藉由積極地使其膨脹，可使固定研磨粒不會與被加工物接觸，而由浮游研磨粒執行超精細研磨加工。

此外，在本發明的前述構造中，被形成前述蜂巢構造的前述壁部所圍繞的空間，最好為中空。

如此一來，可將形成蜂巢構造的壁部所圍繞的空間，作為收集「被加工物之切屑」的囊袋使用。

此外，在本發明的前述構造中，被形成前述蜂巢構造的前述壁部所圍繞的空間，亦可由多孔彈性體所充填。

如此一來，由於形成蜂巢構造的壁部所圍繞的空間，被多孔彈性體所充填，因此從研削到超精細研磨步驟，可以連續執行。

此外，在本發明的前述構造中，最好是使前述磨石基部形成減壓或者常壓，而將前述多孔彈性體引入前述研削-研磨部的內部。

如此一來，藉由將多孔彈性體引入內部，具有磨石柱的蜂巢構造，直接與工件面接觸，能更有效底實施研削步驟，可作為收集切屑的囊袋使用。

此外，在本發明的前述構造中，藉由對前述磨石基部加壓，可利用冷卻媒體的加壓使冷卻媒體通過前述多孔彈性體的氣孔而流出，亦可藉由提高其流出壓力，將多孔彈性體朝前述研削-研磨部的外部押出。

如此一來，被押出至外部的多孔彈性體，除了阻斷工件與蜂巢構造部間的接觸之外，彈性體發揮拋光輪研磨時之拋光輪的功能，能有效率地實施超精細研磨步驟。

根據本發明，可提供即使持續地使用，也不會引起氣鎚現象，也不會阻塞的磨石，除此之外，在併用多孔彈性體的場合中，可提供一種：可連續使用相同(同一個)磨石執行研削-研磨、超精細研磨的磨石。

此外，根據本發明，可增加研削-研磨效果，能以更短的時間，從粗研削到超精細研磨，採用相同(同一個)裝置及磨石來執行。

1‧‧‧研削-研磨部

2‧‧‧磨石柱

3‧‧‧磨石基部

4‧‧‧多孔彈性體(Porous elastomer)

5‧‧‧研磨粒(Abrasive grain)

6‧‧‧結合材

7‧‧‧氣孔

L‧‧‧磨石柱的軸

D‧‧‧磨石柱的直徑

S‧‧‧磨石柱的間隔

第1圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的俯視圖。

第2圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的局部放大圖。

第3圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的剖面圖。

第4圖：是顯示本發明所使用的磨石柱之構造的示意圖。

第5圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的立體圖。

第6圖：為顯示使用本發明的磨石之研削-研磨裝置的實施形態的圖。

第7圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的立體圖。

第8圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的圖，其中(a)為俯視圖，(b)是沿著(a)之A-A'線的剖面圖。

第9圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的圖，其中(a)為側視圖，(b)是沿著(a)之B-B'線的剖面圖。

第10圖：是顯示本發明所使用的磨石柱之傾斜角的說明圖。

以下，根據圖面詳細地說明本發明的實施形態。

第1圖：為顯示本發明之磨石的實施形態的俯視圖，第1圖(a)顯示圓盤狀的磨石，第1圖(b)顯示同心圓狀的磨石。

如第1圖所示，本實施形態的磨石，其用來加工被加工物W的研削-研磨部(研削-研磨層)1，具有 蜂巢構造。蜂巢構造的剖面形狀為六角形。該蜂巢構造的剖面形狀，亦可隨意(random)配置：三角形和四角形、多角形等所形成的幾何圖案、或前幾個圖案的組合。

成為該磨石之對象的被加工物W，是所謂的陶瓷、矽晶片、半導體基板、LED基板、散熱基板、SiC、氧化鋁、藍寶石、金屬和合金等。此外，所謂的研削-研磨是指：研削加工及研磨加工的雙方。

第2圖，是顯示本發明磨石之實施形態的第1圖的局部放大圖。

第2圖(a)的磨石，是在蜂巢構造的交點具有磨石柱2，該磨石柱2是由以下所形成：由研磨粒5及結合材6所形成，且在用來研削-研磨之面的深度方向具有軸L，且平行地配置的柱。除此之外，圖中的研削-研磨部1的壁部也是多孔體。

由於具有「在用來研磨、研磨之面的深度方向具有軸L且由配置成平行之大量的柱」所形成磨石柱2，故被加工物W與磨石柱是以點形成接觸，提高研削有效壓力，有助於研削性能的提升。不僅如此，即使露出於研削-研磨面的研磨粒脫落，也能藉由被埋在其下層之研磨粒的露出，維持加工速度並持續執行研削-研磨。

此外，即使是相對於被加工物W形成平行運動之蜂巢構造的稜線，在研磨粒之後存有空間，切屑在接觸後續的研磨粒之前，將在該空間從磨石分離進而受到冷卻，故不會引起阻塞。

此外，第2圖(b)的磨石，是在蜂巢構造的壁部具有磨石柱2，該磨石柱2是由以下所形成：由研磨粒5及結合材6所形成，且在用來研削-研磨之面的深度方向具有軸L，且平行地配置的柱。

被第2圖(a)、(b)顯示之「形成蜂巢構造的壁部」所圍繞的空間為中空。該空間，成為收集「被加工物W之切屑」的囊袋。

第3圖，為顯示本發明之磨石的實施形態的剖面圖。

在第3圖中，研削-研磨部1與多孔的磨石基部3形成一體，在形成蜂巢構造的壁部所圍繞的空間，被多孔彈性體4所充填。

在第3圖(a)中，藉由使前述磨石基部3形成減壓或者常壓，而將多孔彈性體4進一步引入研削-研磨部1的內部。

此外，在第3圖(b)中，藉由使前述磨石基部3形成加壓，而將多孔彈性體4朝研削-研磨部1的外部押出。

第4圖，是顯示本發明所使用的磨石柱之構造的示意圖。第4圖(a)顯示燒成(firing)前，第4圖(b)顯示燒成後，燒成後結合材6融化而將研磨粒5包入，使研磨粒5彼此結合。

由於本實施形態的磨石具有磨石柱2，該磨石柱2是由以下所形成：「用來研削-研磨被加工物W的研磨粒5」及結合材6所形成，且在用來研削-研磨之面的深 度方向具有軸L，且平行地配置之大量的柱，故即使露出於研削-研磨面的研磨粒5脫落，也能藉由被埋在其下層之研磨粒5的露出，維持加工速度並持續執行研削-研磨。結合材6，雖如第4圖(a)所示地形成混合，但燒成後結合材6融化形成連結研磨粒5的柱，而將研磨粒5包覆。磨石柱2的剖面形狀，並不侷限於第4圖所示的圓柱，也可以是角柱、或者由薄板所形成的柱。

研磨粒5使用金剛石，其平均粒徑為0.1~300μm。但是，亦可使用立方氮化硼(Cubic Boron Nitride；CBN)研磨粒、亦即CBN來取代金剛石，也可以使用金剛石與CBN的混合物，除此之外，亦可使用碳化矽(Silicon carbide)SiC、亦即綠焦炭(Green Carbonite)GC；富鋁紅柱石(mullite，3Al₂O₃-2SiO₂)；或者熔融氧化鋁Al₂O₃、亦即WA(白色氧化鋁)的單體；或者前述各材質的混合體。構成磨石的結合材6，雖使用玻璃化熔結(Vitrified bond)，但就各種的結合材6而言，除了玻璃化熔結之外，可使用樹脂結合(Resinoid bond)、金屬結合(metal bond)、電沉積結合(Electrodeposition bond)之類的各種結合材。而研磨粒5的平均粒徑，在研磨粒5的剖面為非圓形的場合中，形成相同剖面積之圓當量直徑(equivalent circle diameter)的平均值。

此外，磨石在被加工物W為平板狀的場合中，由第1圖所示之平面所形成且厚度為5~10mm的碟盤 形狀即可，藉由「對被加工物W執行研削-研磨的面為曲面」，譬如，在碟盤形狀的磨石的外周配置由「於碟盤形狀的半徑方向具有軸L，且平行配置之大量的柱」所形成的磨石柱2，藉此可執行複雜形狀之被加工物W的研削-研磨。

此外，在具有前述研削-研磨部1、磨石柱2、磨石基部3、多孔彈性體4的場合中，包含該場合，最好是氣孔率20~60體積%的多孔體。氣孔率下限(20%)的限定理由，是由於該下限以下的多孔體中，氣孔7主要是成為封閉氣孔而非開放氣孔，由於真空的緣故而使空氣和冷卻劑的進出變成不能，氣孔率上限(60%)的限定理由，是由於研磨粒5與結合材6的混合粉體的容積密度(bulk density)最多為60%左右，並據此進行燒成。

在具有研削-研磨部1、磨石柱2、磨石基部3、多孔彈性體4的場合中，最好是氣孔率20~60體積%的多孔體，藉此可達到以下的作用效果。

●在具有研削-研磨部1、磨石柱2、磨石基部3、多孔彈性體4的場合中，藉由形成多孔體，將磨石面吸引成真空，可使研磨粒與被加工物的距離接近。

●藉由使磨石形成多孔體，使水之類的冷媒直接流出，藉此可控制磨石與被加工物W之研削面的距離、可消除被加工材對磨石的不必要接觸。

●藉由使水之類的冷媒從磨石直接流出，可實施磨石加工的冷卻及研磨。

此外，具有冷卻液、化學研磨劑的研磨液，或者其混合物，可在配備有前述研削-研磨部1的氣孔、摩石柱2內部的氣孔、多孔彈性體4的場合中，透過這些氣孔而供給至前述被加工物W與前述磨石之間。

除此之外，可採用真空泵之類的真空裝置，透過前述研削-研磨部1、摩石柱2、磨石基部3、多孔彈性體4中的氣孔，對前述被加工物W與前述磨石之間減壓。

此外，藉由採用前述記載的磨石，可提供達成以下效果的研削-研磨裝置。

●可從磨石面形成真空吸引。

●可形成使水之類的冷媒從磨石流出的氣孔機構。

●可省略研削磨石的修整(dressing)。

●可同時實施粗研削、拋光研削(lapping)、最終研磨。

第5圖，是顯示本發明其中一個實施形態之磨石的立體圖，第6圖，是顯示已將第5圖的磨石安裝於磨石承座之狀態的剖面圖。下述的實施形態，被加工物W是採用矽晶片作為例子進行說明。

第5圖所示的磨石10，整體形成圓板形狀、亦即碟盤形狀，蜂巢構造省略。磨石10其中一側的端面成為加工面11，另一側的端面成為基端面12。如第6圖 所示，磨石10的基端面12抵接於磨石承座20而形成安裝，並由磨石承座20所旋轉驅動。磨石10，藉由用來鎖緊結合於磨石承座20的螺栓14，貫穿形成於外周部的安裝孔13，而安裝於磨石承座20。

磨石10，是由結合材連結研磨粒與研磨粒彼此所形成，而成為在內部形成有細微氣孔7的多孔體。

如第6圖所示，磨石10透過磨石承座20安裝於研磨裝置的磨石旋轉軸22，藉由圖面中未顯示之用來驅動磨石旋轉軸22的馬達，磨石10透過磨石承座20被旋轉驅動。形成於磨石旋轉軸22的流體導引流路23，透過旋轉接頭(rotary joint)24連接於真空泵25，在用來連接真空泵25與旋轉接頭24的流體導引流路26a，安裝有流路開閉閥27a、壓力調整閥28a。因此，一旦在已開啟流路開閉閥27a的狀態下促使真空泵25作動，配備有研削-研磨部1、磨石柱2內部、多孔彈性體4的場合中，其氣孔透過流體導引流路23連通於真空泵25而形成較大氣壓力更低的真空狀態，亦即負壓狀態，磨石10的研磨粒能有效率地咬入被加工物。

在旋轉接頭24連接有加壓泵29，在用來連接加壓泵29與旋轉接頭24的流體導引流路26b，安裝有流路開閉閥27b與壓力調整閥28b。加壓泵29對「被收容於容器30內之研磨液等液體」加壓並排出，一旦在已開啟流路開閉閥27b的狀態下促使加壓泵29作動，在配備有研削-研磨部1、磨石柱2內部、多孔彈性體4的場合中，液 體將通過流體導引流路23，進入各構件的氣孔內並從加工面11流出。

在磨石旋轉軸22的上方設有工件旋轉軸32，該工件旋轉軸32安裝有：支承著矽晶片之類的被加工物W，並使其旋轉的真空夾頭31。該工件旋轉軸32，可在沿著磨石10之加工面11的方向，朝水平方向自由移動並朝上下方向自由移動，能使真空夾頭31所支承的被加工物W朝向磨石10接近或者分離。除此之外，在已使被加工物W接觸於磨石10的狀態下，可藉由工件旋轉軸32及真空夾頭31本身的重量，對被加工物W施加按壓力。除了前述本身重量所衍生的按壓力之外，亦可藉由氣壓缸等對工件旋轉軸32施加推力，而對被加工物W施加按壓力。

真空夾頭31具有「形成有複數個吸氣孔33的夾頭板34」，連通於各個吸氣孔33的真空流路35，形成於工件旋轉軸32。真空流路35經由旋轉接頭36連接於真空泵37，在用來連接真空泵37與旋轉接頭36的真空供給通路38，安裝有流路開閉閥39。因此，一旦促使真空泵37作動而使真空流路35形成較大氣壓更低的壓力，外部空氣將流入吸氣孔33內，被加工物W將被真空夾頭31所真空吸引並受到保持。此外，藉由安裝「上部的構造物與前述磨石相同的構造物」之相似形狀者，可形成被加工物W的雙面加工。在該場合中，被加工物W是由「將孔開設成W型」的薄板狀構件所保持。

採用磨石10的研磨加工，可以是由加壓泵29對冷媒加壓，而使冷媒經由流體流路17從加工面11流出之被加工物W的研磨加工；以及調整「加工面11與被加工物W之間的壓力」，亦即調整研磨粒與被加工面之間的距離，而從加工面11，對迴路圖案形成前的晶圓、或者已形成迴路圖案的晶圓表面執行研磨加工。此外，可應用於：由加壓泵29對具有游離研磨粒的研磨液加壓，而使研磨液經由流體流路17從加工面11流出之被加工物W的研磨加工；及使具有化學研磨劑的研磨液從加工面11流出，而對迴路圖案形成前的晶圓、或者已形成迴路圖案的晶圓表面執行研磨加工，亦即CMP加工。在這樣的研磨加工中，由於加工面11將研磨液等供給至磨石10與被加工物W之間，因此能更確實地對被加工物W的整個被加工面供給研磨液。不僅如此，相較於一般CMP加工中由胺甲酸乙酯(urethane)等所形成的研磨墊，磨石10之加工面11的硬度更高，因此不會在晶圓的表面產生波紋(undulation)，能以高平坦度執行研磨加工，除此之外，藉由調整加工面11與被加工物W之間的壓力，可輕易地設定研磨加工時間和研磨量。

當製造「在內部形成有流體流路17、18」的磨石10時，將研磨粒與結合材與助劑的混合物注入成形模內。另外，將由「如同鑄造用樹脂等一旦加熱便消失的鑄造材料」所形成的模芯，預先製作成流體流路17、18的形狀，將混合物注入成形模內時，將模芯投入混合物的內 部。如此一來，藉由將「形成對應於磨石10之形狀的磨石素材」在烘焙爐(baking furnace)中加熱，模芯將消失且研磨粒由結合材所連結，在內部配備有研削-研磨部1的氣孔、磨石柱2內部的氣孔、多孔彈性體4的場合中，具有該氣孔，且由形成有流體流路17、18的多孔體所構成的磨石10，被製造成一體。磨石10的氣孔率，當助劑的量增加則變小，除了助劑的量之外，也能藉由燒成溫度等而調整氣孔率。

因此，如以上所述，在由研削-研磨部1的部分與磨石基部16形成磨石10的場合中，譬如可藉由在研削-研磨部1與磨石基部16形成不同的使助劑量，而將研削-研磨部1、與磨石基部16中形成有流體流路17的部分作為開放氣孔構造的多孔體，並從該部分起，將基端面12側的部分作為封閉氣孔構造的多孔體。

就構成磨石柱2的研磨粒5而言，是使用金剛石、即金剛石研磨粒，其平均粒徑為0.1~300μm。但是，亦可使用立方氮化硼(CBN)研磨粒、亦即CBN來取代金剛石，也可以使用金剛石與CBN的混合物，除此之外，亦可使用碳化矽SiC、亦即綠焦炭GC；富鋁紅柱石(3Al₂O₃-2SiO₂)；或者熔融氧化鋁Al₂O₃、亦即WA(白色氧化鋁)的單體；或者前述各材質的混合體。就構成磨石10的結合材而言，雖使用玻璃化熔結，但就各種的結合材而言，除了玻璃化熔結之外，可使用樹脂結合、金屬結合、電沉積結合之類的各種結合材。

以下，說明本發明的其中一個特徵「防止阻塞」。磨石無法加工的理由，不僅限於必須修整的場合，含包括造成阻塞的場合。在對如同藍寶石般堅硬的對象進行研削-研磨的場合中，雖然多數的場合中不會產生阻塞的問題，但對較藍寶石更軟質的陶瓷、金屬或合金等對象加工時，則產生阻塞。這現象為：經切削的微粉在高溫的狀態下，堵塞於磨石的研磨粒與研磨粒之間而將磨石面填平，導致研磨粒的突出被消弭而無法研削。有關於此，本案的磨石，為了使經切削之微粉的溫度下降，而使其暫時停留於屑穴，並從氣孔流出流體(如同水一般的冷媒與空氣)，而使切屑及研磨粒的溫度下降，令切屑不會在高溫的狀態下接觸研磨粒而抑制阻塞，並可藉由流體的出入而去除切屑。

此外，藉由雙面加工，可提高加工速度。但是，倘若雙面加工，特別是對輕薄的對象物的加工，以如同水一般之冷媒的表面張力接觸磨石面而變得無法剝離，在加工大量被加工物W的場合中，若干的被加工物W附著於磨石的其中一面，剩餘的若干被加工物W附著於磨石的另一面，而無法自動化、量產化。

此外，矽基板等的被加工物W漸漸變薄，其界限由於形成單面加工，故產生「加工面與未加工面的差」，較薄者產生翹曲而變得無法使用。藉由對其實施雙面加工，由於兩面形成相同的變化，故能消除翹曲。

此外，矽基板等的被加工物W漸漸變薄，因此，形 成單面加工時，產生「加工面與未加工面的差」，有時將產生翹曲而變得無法使用。藉由對其實施雙面加工，由於兩面形成相同的變化，故能消除翹曲。

但是，倘若以傳統的研削-研磨裝置執行雙面加工，由於加入水之類的冷媒，因此藉由其表面張力於加工後殘留於磨石，當欲取出被加工物W時，是在吸附於上磨石的狀態下被取出、或者吸附在下磨石的狀態下被取出。為了將其剝除而增加一個步驟，然後，一旦剝除失敗，將使好不容易變薄的加工物破損。一般來說，雙面加工機是用來執行粗加工的裝置，僅限於加工較厚之被加工物W的場合。

因此，本發明之最佳實施形態的磨石，在將磨石配置於上下而將被加工物W夾入其間的場合中，使流體(可以是如同水一般的液體、或如同空氣一般的氣體)從磨石流出，防止被加工物W附著於磨石，能輕易取出被加工物W，其結果，可應用於輕薄的被加工物、或者在研磨步驟中執行雙面加工。

第8圖及第9圖，是顯示使本發明所使用之磨石柱的軸L朝磨石的旋轉方向傾斜的實施形態，第8圖是列舉顯示平面磨石的場合，第9圖是列舉顯示直式磨石(straight grinding stone)、杯型磨石的場合。

如第8圖及第9圖所示，本實施形態的磨石，其用來加工被加工物W的研削-研磨部1，具有蜂巢構造。蜂巢構造的剖面形狀為六角形。該蜂巢構造的剖面形狀，亦可 隨意配置：三角形和四角形、多角形等所形成的幾何圖案、或前幾個圖案的組合。

如第8圖(b)及第9圖(b)所示，磨石柱2的軸L被配置成朝磨石的旋轉方向傾斜。磨石柱2的傾斜角θ，如第10圖所示，是「直交於研削-研磨面的深度方向」與「磨石柱2的軸L」所形成的角度，為了能有效率地研削被加工物W，θ最好是0~60°。

根據以上的說明，由於磨石柱2以「對研削-研磨面形成傾斜的傾角」來研削被加工物W，故能更有效率地執行短時間的研削。

此外，第8圖及第9圖所示之磨石的旋轉方向，最好是前述磨石柱的傾斜方向、或者其相反方向。

根據以上的說明，在研磨時，可使磨石朝向與研削時相反的方向旋轉，由於能以磨石柱2輕觸被加工物，因此能實現更平滑的加工面。

〔實施例〕

採用第1圖~第6圖所示之本發明的平面磨石；及第7圖所示的直式磨石、杯型磨石，並採用以下的條件實施：將相當於「本發明範圍之磨石柱的直徑D」的厚度，設定為落入研磨粒5之平均粒徑的1~100倍範圍內的1~2mm；將相鄰之磨石柱的間隔S，設定為落入相當於磨石柱之直徑D的厚度的10~1000倍範圍內的10~20mm；將磨石柱及磨石基部3的氣孔率設定為30~60%。「磨石柱 的剖面積」對「磨石之研削-研磨面的面積」的合計比率為0.4~7.0%，是較傳統更低的值。而研磨粒是使用平均粒徑為20μm的金剛石。

展示當採用金剛石作為本發明的研磨粒，並採用藍寶石作為被加工物W時之實施例的效果。只要採用本發明的磨石，即使令被加工物W的按壓力從30kPa下降至20kPa後，再度恢復至30kPa，也能沿維持研削-研磨的加工速度，可確認本發明的效果。另外，傳統的磨石在最初的20分鐘時，其加工速度將下降而需要修整，倘若不進行修整將難以持續加工。本發明的磨石則展現出：不須修整，只需使施加的壓力恢復，加工速度便能恢復，可實現無修整的加工。

根據本發明，藉由使用「粗加工所使用的研磨粒」來提升金剛石等之研磨粒的研磨能力，可達成以下的效果。

●可較一般的粗加工更高速地加工。

●能抑制粗加工中之缺陷的產生。

●使粗加工的加工面變得平滑，可省略粗加工後的拋光加工。

●為了獲得尺寸精確度，可在粗加工中執行研削速度的控制。

●從粗加工到超精細研磨加工，能以相同加工機的相同設定來執行，能使加工高效率化。

●從粗加工到超精細研磨加工，能以相同加工機進行雙面加工，能使加工高效率化。

1‧‧‧研削-研磨部

Claims (9)

1. 一種磨石，是用來加工被加工物的研削-研磨部，具有將多角柱沒有間隙地排列之蜂巢構造的磨石，其特徵為：在前述蜂巢構造的交點或者壁部，具備由研磨粒及結合材所形成，且在研削-研磨面的深度方向具有軸L的磨石柱。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的磨石，其中前述磨石柱的軸L，被配置成朝磨石的旋轉方向傾斜。
3. 如申請專利範圍第2項所記載的磨石，其中前述磨石的旋轉方向，是前述磨石柱的傾斜方向、或者其相反方向。
4. 如申請專利範圍第1至3項的其中任一項所記載的磨石，其中前述研削-研磨部與多孔的磨石基部形成一體，具有冷卻液及化學研磨劑的研磨液，從前述磨石基部通過前述研削-研磨部而被供給至前述被加工物與前述磨石之間。
5. 如申請專利範圍第1至3項的其中任一項所記載的磨石，其中被形成前述蜂巢構造的前述壁部所圍繞的空間為中空。
6. 如申請專利範圍第1至3項的其中任一項所記載的磨石，其中被形成前述蜂巢構造的前述壁部所圍繞的空間，是由多孔彈性體所充填。
7. 如申請專利範圍第4項所記載的磨石，其中被形 成前述蜂巢構造的前述壁部所圍繞的空間，是由多孔彈性體所充填。
8. 如申請專利範圍第7項所記載的磨石，其中藉由使前述磨石基部形成減壓或者常壓，而將前述多孔彈性體引入前述研削-研磨部的內部。
9. 如申請專利範圍第7項所記載的磨石，其中藉由使前述磨石基部形成加壓，而將前述多孔彈性體朝前述研削-研磨部的外部押出。

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