2014 Fiscal Year Annual Research Report
紫外光励起研磨によるダイヤモンドウェハおよび工具の高度化技術の開発
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26289020
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
峠 睦 熊本大学, 先進マグネシウム国際研究センター, 教授 (00107731)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横井 裕之 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (50358305)
久保田 章亀 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80404325)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / 超精密研磨 / 紫外光励起研磨 / 研磨機構（メカニズム） / 切削工具 / 研削砥石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の実績を挙げることができた．メカニズムの関しては酸素雰囲気，窒素雰囲気でのカーボンオニオンの生成の有無を透過電子顕微鏡（TEM）で詳細に観察し，酸素雰囲気でのカーボンオニオンの生成量が多いことを見出し，これまでの考察の裏付けが得られた．また，紫外光励起研磨中に放出されるCOガス濃度計測を広い研磨条件のもとで行い，研磨圧力との間の正比例の関係を確認したが，石英板回転数との間には正比例の関係は存在せず，高速域では別のメカニズムが作用していることが分かった．工具は切削工具，砥石および小型金型に対してUV-sharpening，UV-truingおよびUV-machiningを開発した．特に，砥石に対するUV-truingは小径軸付電着ダイヤモンド砥石に対して行い，超硬研削において2 nmRaの粗さを有する鏡面が得られることを確認した．また，UV-truingした砥石の研削性能評価を行い，砥粒先端の平坦部形成による法線研削抵抗の増加は認められるものの接線研削抵抗は増加せず，高い研削性能が発揮できることが確認できた．切削工具のUV-sharpeningはPCD製チップに対して行い，鋭利化に関しては優れた技術となっていることが確認できた．ダイヤモンドウェハは20 mm角の全面研磨に成功し，論文に投稿できた．金型はこれまでの技術を適用したが，大きな進展は得られなかった．また，PCDブレードに対するUV-thinning技術は有効であることは確認したが，ダイシング性能の向上までは確認できなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
紫外光励起研磨のメカニズムに関する研究は，申請段階での考察をまとめた論文（精密工学会誌，第58巻，第1号，pp.112-116，2014）が2014年度精密工学会論文賞に選定されたことは高く評価できると考えている．今年度もメカニズムに関する考察を深化させることができており，おおむね順調に進展していると評価できる．工具に関しても，切削工具や砥石に対するUV-sharpeningおよびUV-truing技術は学会での発表を行うことができ，注目されたことは評価できる．特に，UV-truing技術は我々の研究室の独自の技術として認知され，申請書では触れていないダイヤモンドワイヤーへのUV-truing技術の開発まで展開しており，今後の進展に企業（ワイヤーメーカー）からも期待されている．
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| Strategy for Future Research Activity |
ダイヤモンドウェハはこれまでの研磨方式ではウェハ端部の面だれが避けられず，より大きなウェハサイズに対応すべく，マシニングセンターによる石英棒のラスタースキャン技術を開発する．これにより，ダメージレスなダイヤモンドウェハ研磨技術を開発する．切削工具へのUV-sharpeningはこれまでの開発で充分であるが，あまりに刃先の丸味半径を小さくすると切削加工中の刃先にチッピングが発生することが認められており，その対策として刃先を丸くしてチャンファを形成するUV-chanfering技術を開発する．これにより，工具寿命の長い切削工具を実現する．PCDブレードは現状ではダイシング性能の向上が認められないため，放電加工による刃先面性状の適正化を検討する．砥石へのUV-truingはサファイアなどの硬脆材料の研削を行うと共に，軸付砥石からカップ形砥石や通常の平形砥石に適用し，研削性能の向上を確認する．これにより，広い範囲の生産現場に適用可能な砥石を開発する．本年度の研究の段階で新たに明らかとなったCBN砥石へのUV-truing技術（これまで学会などで報告されていない新しい技術）もより明確にし，ツルーイング効果を確固たるものにする．
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Research Products
(4 results)
