磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650130
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 黒部 利次 金沢大学, 工学部, 教授 (60019742)
• Keywords: 研削型超精密研磨 / 磁性流体 / 磁性スラリー / 硬脆材料 / 表面粗さ / 自由曲面創成

Research Abstract

情報機器や精密機器に搭載されている硬脆性材料の部品の加工の精度の向上とコストの低減を目指して、磁性流体を利用した研削型超精密研磨法の開発研究を行っている. 本研究は,磁性流体に砥粒を懸濁した磁性スラリーを用いることにより,加工液を溜めるための研磨槽や加工物の移し替えを必要としない研削加工型の最終仕上げ法の開発を指向している.
加工装置は,精密型自動XYステージおよび2軸パルスコントローラを用いて,同時2軸制御型の加工実験装置であり,円盤状ポリシャと加工物ホルダを回転させるための2つの直行した回転軸から構成されている. ポリシャ内部には永久磁石を配置して,磁性流体と砥粒とを混合した磁性スラリーをポリシャ外周表面上に保持できるようになっている. また,加工物回転軸を固定してあるXYステージを速度制御して精密な送りを行い得るようになっている.
実験は,硬脆性材料であるシリコンウエハを加工物とし,研磨能率と仕上げ精度について研磨回数,クリアランス,磁場強度と磁場勾配の影響を検討した. さらに,加工物の送りを行いながら研磨することによって面創成の研磨加工を行なった結果,加工物回転中心からの距離に応じて送り速度を制御して研磨を行うことによって精密な平面創成ができることを示した. また,鏡面創成について検討した結果,磁性スラリーとして粒径の大きい砥粒で研磨の後,小さい粒径での研磨を繰り返すことによって,能率よく粗面を鏡面に仕上げることができることがわかった.