砥粒加工学会誌

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ラッピングテープによる研磨加工は，加工領域に連続的に新品テープを供給しつつ，加圧ローラで押しつけながら，相対運動させる仕上げ加工である．近年，高硬度な被削材に対しては，超砥粒を結合材によってテクスチャ構造に成形した，比較的高価なラッピングテープが用いられているが，使用後に廃棄されており，加工コストの増加が問題となってきた．そこで本研究では，超音波キャビテーションによって，加工後に目づまりしたラッピングテープの凝着物を除去し，加工能力を再生する方法を提案する．まず，超音波洗浄機のキャビテーションによって凝着した切りくずを除去できることを確認した．次に，研磨プロセス中での凝着物の除去を実現するために，研磨装置内に組み込み可能なサイズの超音波振動ホーンのスリット内を，研磨プロセスと同じテープ送り速度で通過させて，凝着物を除去した．凝着物除去能力を目づまり面積で評価するとともに，研磨特性を被加工面の表面粗さおよび負荷曲線から評価した．その結果，本手法が研磨プロセス中に，使用済みテープの研磨能力を再生できることを確認できた．テープ送り速度を遅くしたり，除去工程を繰り返すことで目づまり面積は減少し，2回の除去工程で目づまり面積を半減できた．

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発光ダイオード（LED）や半導体パワーデバイスの広範な実用化に伴い，高品位・低価格な基板用サファイアウエハの高能率生産が求められている．サファイアウエハは硬脆性材料であり，難削材料として位置付けられている．難削材料の研削加工方法として，小径砥石に超音波振動を重畳した加工事例が報告されている．振動援用により，研削砥石や工作物の微細な破壊・排除を促進し材料除去が容易にできることや，加工領域への研削液侵入による研削点温度や研削抵抗の低下効果などの利点が報告されている．一方，ウエハの平面研削においては質量の大きいカップ砥石が使用されるため，超音波を重畳することは困難である．そこで，筆者らは磁気アクチュエータを用いて砥石スピンドルをアキシャル方向に振動させるシステムを開発し，サファイアおよびシリコンウエハの振動援用インフィードロータリ平面研削を試みた．その結果，難削材料であるサファイアウエハに対しては加工時間の短縮と研削比の向上が実現できたが，被削性の高いシリコンウエハに対しては振動援用効果が認められなかった.

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