特開 2023-164232 四角形シートの研磨プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023164232

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】四角形シートの研磨プロセス

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/08 20120101AFI20231102BHJP

   B24B 37/28 20120101ALI20231102BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20231102BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

B24B37/08

B24B37/28

B24B37/24 C

B24B37/00 H

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022108268

(22)【出願日】2022-07-05

(31)【優先権主張番号】202210457552.X

(32)【優先日】2022-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】522269886

【氏名又は名称】浙江美迪凱光学半導体有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100130111

【弁理士】

【氏名又は名称】新保 斉

(72)【発明者】

【氏名】韓 巍巍

(72)【発明者】

【氏名】韓 威風

(72)【発明者】

【氏名】紀 梟

(72)【発明者】

【氏名】王 丙森

【テーマコード（参考）】

3C158

【Ｆターム（参考）】

3C158AA04

3C158AA07

3C158AA09

3C158AA18

3C158AB04

3C158AB08

3C158AC04

3C158CA02

3C158CB01

3C158CB03

3C158CB10

3C158DA06

3C158DA09

3C158DA18

3C158EA01

3C158EA05

3C158EA07

3C158EB01

3C158EB09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】四角形シートの表面粗さ、ＴＴＶ（総厚さ偏差）、平坦度などの表面精度を改善する研磨プロセスを提供する。
【解決手段】四角形シートの研磨プロセスは、一回目の研磨の時間を短縮し、一回目の研磨の加工厚さを低減させ、一回目の研磨で四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得て、二回目の研磨の時間及び加工量を増加させ、組み合わせ型遊星歯車と協力して四角形シートのＴＴＶを改善し、三回目の研磨を行い、ＴＴＶに影響を与えないと同時に四角形シートの表面を微細加工し、表面の仕上げ度を向上させる。本発明の二回目の研磨及び三回目の研磨において、研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用してそれを研磨し、それによって製品と皮砥との摩擦を均一にさせ、同じ製品の厚さのばらつきを低減させ、製品の合格率を高める。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

四角形シートの研磨プロセスであって、
Ｓ１、研磨材料を用意するステップであって、研磨作業の場合で使用される赤い皮砥と黒い皮砥を用意するステップと、
Ｓ２、一回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって通常の遊星歯車を使用して四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得るステップと、
Ｓ３、二回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して上記半加工品を研磨し、総厚さ偏差ＴＴＶを改善するステップと、
Ｓ４、三回目の研磨を行うステップであって、黒い皮砥と研摩液との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して二回目の研磨済みの半加工品を研磨し、ＴＴＶを確保すると同時に表面仕上げ度を向上させるステップと、
Ｓ５、パラメータを調整するステップであって、二回目の研磨済みの四角形シートを検出して分析し、研磨済みの四角形シートのＴＴＶが要件を満たすかどうかをチェックし、要件を満たさない場合に、二回目の研磨の研磨作業時間を改めて調整するステップとを含む
ことを特徴とする四角形シートの研磨プロセス。

【請求項2】

前記赤い皮砥は酸化セリウムを含有するポリウレタン皮砥であり、赤い皮砥の厚さは１．５ｍｍである
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項3】

前記黒い皮砥は減衰布製皮砥であり、黒い皮砥の厚さは１ｍｍである
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項4】

前記一回目の研磨の研磨量は０．０２６～０．０３５ｍｍであり、一回目の研磨の研磨時間は１００～１４０分間であり、一回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項5】

前記二回目の研磨の研磨量は０．００５～０．０１５ｍｍであり、二回目の研磨の研磨時間は１０～２０分間であり、二回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項6】

前記三回目の研磨の研磨量は０．００１～０．００２ｍｍであり、三回目の研磨の研磨時間は３０分間である
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項7】

前記ステップＳ４における研磨液は二酸化ケイ素研磨液である
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項8】

前記研磨用の組み合わせ型遊星歯車は、マザーホイールとサブホイールとを含み、前記マザーホイールの外周に複数の歯車歯が設けられ、前記マザーホイールに２つの貫通孔及び複数の円形粉体流れ孔が設けられ、前記サブホイールはマザーホイールの貫通孔内に設けられ、そのサイズが適合し、サブホイールの中心に四角形シートを置くための四角形ユニットキャビティが係合して設置される
請求項１に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項9】

前記２つの貫通孔は、マザーホイールの直径を対称軸として、対称的に分布し、粉体流れ孔はマザーホイールの円心を原点として内外の二列のように環形に分布する
請求項８に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【請求項10】

前記サブホイールにおける四角形ユニットキャビティの各辺の中心点箇所に半円形に設置されたシート取り出し口が設置され、サブホイールにおける四角形ユニットキャビティの各辺の接続箇所に円弧形口が設置される
請求項８に記載の四角形シートの研磨プロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学レンズ研磨の技術分野、特に四角形シートの研磨プロセスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体産業の急速な発展に伴い、携帯電話、タブレット、コンピュータ、タッチスクリーンなどの電子製品は急速に発展し、基板ウェーハ完成品の需要も増加しており、ウェーハ表面粗さ、ＴＴＶ（総厚さ偏差）、平坦度などの表面精度指標の要件はますます高くなっている。

【0003】

従来の四角形シートの研磨プロセスは、
Ａ、研磨材料を用意するステップであって、研磨作業の場合で使用される赤い皮砥を用意するステップと、
Ｂ、一回目の研磨を行うであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって通常の遊星歯車を使用して四角形シート未加工品を高速に研磨し、総厚さ偏差ＴＴＶを改善するステップと、
Ｃ、パラメータを調整するステップであって、二回目の研磨済みの四角形シートを検出して分析し、研磨済みの四角形シートのＴＴＶが要件を満たすかどうかをチェックし、要件を満たさない場合に一回目の研磨の時間を改めて調整し、且つ製品を１８０°回転した後に再度研磨するステップとを含む。

【0004】

図２に示すように、従来の四角形シートの研磨プロセスは、ＴＴＶが基準を満たさず、研磨済みの製品のＴＴＶ検出において片側が高くて他側が低く、その平坦度が悪いという問題がある。

【0005】

従来の加工方法は、生産高と品質の要件を満たさず、表面粗さ、ＴＴＶ（総厚さ偏差）、平坦度などの表面精度を厳しく改善する製品に対して、理想的な効果がないため、新しい代替プロセスを必要とする。

【0006】

従って、製品の精度を国際的にリードし、安定して大量生産できる四角形シートの研磨プロセスを研究する必要があり、業界の高精度四角形シート加工の空白を解消する。

【発明の概要】

【0007】

上記問題を解決するために、本発明は、四角形シートの研磨プロセスを設計する。

【0008】

本発明は、以下の技術的解決手段を用いる。

【0009】

四角形シートの研磨プロセスであって、そのプロセスステップは、

【0010】

Ｓ１、研磨材料を用意するステップであって、研磨作業の場合で使用される赤い皮砥と黒い皮砥を用意するステップと、
Ｓ２、一回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって通常の遊星歯車を使用して四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得るステップと、
Ｓ３、二回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して上記半加工品を研磨し、総厚さ偏差ＴＴＶを改善するステップと、
Ｓ４、三回目の研磨を行うステップであって、黒い皮砥と研摩液との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して二回目の研磨済みの半加工品を研磨し、ＴＴＶを確保すると同時に表面仕上げ度を向上させるステップと、
Ｓ５、パラメータを調整するステップであって、二回目の研磨済みの四角形シートを検出して分析し、研磨済みの四角形シートのＴＴＶが要件を満たすかどうかをチェックし、要件を満たさない場合に二回目の研磨の研磨作業時間を改めて調整するステップとを含む。

【0011】

好ましくは、前記赤い皮砥は酸化セリウムを含有するポリウレタン皮砥であり、赤い皮砥の厚さは１．５ｍｍである。

【0012】

好ましくは、前記黒い皮砥は減衰布製皮砥であり、黒い皮砥の厚さは１ｍｍである。

【0013】

好ましくは、前記一回目の研磨の研磨量は０．０２６～０．０３５ｍｍであり、一回目の研磨の研磨時間は１００～１４０分間であり、一回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である。

【0014】

好ましくは、前記二回目の研磨の研磨量は０．００５～０．０１５ｍｍであり、二回目の研磨の研磨時間は１０～２０分間であり、二回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である。

【0015】

好ましくは、前記三回目の研磨の研磨量は０．０００１～０．００２ｍｍであり、三回目の研磨の研磨時間は３０分間である。

【0016】

好ましくは、前記ステップＳ４における研磨液は二酸化ケイ素研磨液である。

【0017】

好ましくは、前記研磨用の組み合わせ型遊星歯車は、マザーホイールとサブホイールとを含み、前記マザーホイールの外周に複数の歯車歯が設けられ、前記マザーホイールに２つの貫通孔及び複数の円形粉体流れ孔が設けられ、前記サブホイールはマザーホイールの貫通孔内に設けられ、そのサイズが適合し、サブホイールの中心に四角形シートを置くための四角形ユニットキャビティが係合して設置される。

【0018】

好ましくは、前記２つの貫通孔は、マザーホイールの直径を対称軸として、対称的に分布し、粉体流れ孔はマザーホイールの円心を原点として内外の二列のように環形に分布する。

【0019】

好ましくは、前記サブホイールにおける四角形ユニットキャビティの各辺の中心点箇所に半円形に設置されたシート取り出し口が設置され、サブホイールにおける四角形ユニットキャビティの各辺の接続箇所に円弧形口が設置される。

【0020】

本発明の有益な効果は以下のとおりである。（１）本発明の研磨プロセスは一回目の研磨の時間を短縮させ、一回目の研磨の加工厚さを低下させ、一回目の研磨で四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得て、二回目の研磨の時間及び加工量を向上させ、組み合わせ型遊星歯車と協力して四角形シートのＴＴＶを改善し、三回目の研磨を行い、ＴＴＶに影響を与えない同時に四角形シートの表面を微細加工し、表面の仕上げ度を向上させ、（２）本発明の二回目の研磨及び三回目の研磨において、組み合わせ型遊星歯車を使用してそれを研磨し、組み合わせ型遊星歯車のマザーホイールは研磨盤の中心を軸として回転すると同時に、サブホイールはそのマザーホイールの貫通孔に自転し、それによって製品と皮砥との摩擦を均一にさせ、同じ製品の厚さのばらつきを低減させ、製品の合格率を高め、研磨過程において、遊星歯車のマザーホイールにおける粉体流れ孔によって上部ディスクから流れ出した研磨粉が最大限に粉体流れ孔を介して下部ディスクに入り、研磨過程における化学反応と機械的作用を釣り合いに達させ、研磨時の製品と皮砥の抵抗力を低減させ、製品の研磨合格率を高める。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の研磨用の組み合わせ型遊星歯車の構造概略図である。

【図2】既存の四角形シートの研磨プロセスによる研磨済みの製品のＴＴＶ概略図である。

【図3】本発明の四角形シートの研磨プロセスによる研磨済みの製品のＴＴＶ概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、具体的な実施形態及び図面を参照しながら本発明の技術的解決手段を更に具体的に説明する。

【0023】

実施例、四角形シートの研磨プロセスであって、そのプロセスステップは、

【0024】

Ｓ１、研磨材料を用意するステップであって、研磨作業の場合で使用される赤い皮砥と黒い皮砥を用意するステップと、

【0025】

Ｓ２、一回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって通常の遊星歯車を使用して四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得るステップと、

【0026】

Ｓ３、二回目の研磨を行うステップであって、赤い皮砥と酸化セリウム研磨剤との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して上記半加工品を研磨し、総厚さ偏差ＴＴＶを改善するステップと、

【0027】

Ｓ４、三回目の研磨を行うステップであって、黒い皮砥と研摩液との組み合わせによって研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用して二回目の研磨済みの半加工品を研磨し、ＴＴＶを確保すると同時に表面仕上げ度を向上させるステップと、

【0028】

Ｓ５、パラメータを調整するステップであって、二回目の研磨済みの四角形シートを検出して分析し、研磨済みの四角形シートのＴＴＶが要件を満たすかどうかをチェックし、要件を満たさない場合で一回目の研磨作業の時間を改めて調整するステップとを含む。

【0029】

赤い皮砥は酸化セリウムを含有するポリウレタン皮砥であり、赤い皮砥の厚さは１．５ｍｍである。黒い皮砥は減衰布製皮砥であり、黒い皮砥の厚さは１ｍｍである。一回目の研磨の研磨量は０．０２６～０．０３５ｍｍであり、一回目の研磨の研磨時間は１００～１４０分間であり、一回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である。二回目の研磨の研磨量は０．００５～０．０１５ｍｍであり、二回目の研磨の研磨時間は１０～２０分間であり、二回目の研磨の粉液温度は２９．８～３０℃である。三回目の研磨の研磨量は０．０００１～０．００２ｍｍであり、三回目の研磨の研磨時間は３０分間である。ステップＳ４における研磨液は二酸化ケイ素研磨液である。

【0030】

図１に示すように、研磨用の組み合わせ型遊星歯車は、マザーホイールとサブホイールとを含み、前記マザーホイールの外周に複数の歯車歯が設けられ、前記マザーホイールに２つの貫通孔及び複数の円形粉体流れ孔が設けられ、前記サブホイールはマザーホイールの貫通孔内に設けられ、そのサイズが適合し、サブホイールの中心に四角形シートを置くための四角形ユニットキャビティが係合して設置される。

【0031】

前記２つの貫通孔のサイズはΦ１８８．５ｍｍであり、マザーホイールの直径を対称軸として、対称的に分布し、粉体流れ孔はマザーホイールの円心を原点として内外の二列のように環形に分布する。マザーホイールには、それぞれΦ４０ｍｍとΦ７０ｍｍの２つの粉体流れ孔と、Φ５０ｍｍの４つの粉体流れ孔が設けられ、Φ４０ｍｍの粉体流れ孔は、２つの貫通孔の間に位置し、マザーホイールの円心を軸として、マザーホイールの円心を原点とするΦ１６０ｍｍの円に左右に分布する。

【0032】

Φ７０ｍｍの粉体流れ孔はΦ４０ｍｍの粉体流れ孔の外側に位置し、円心距離は１４０ｍｍである。Φ５０ｍｍの粉体流れ孔はΦ７０ｍｍの粉体流れ孔の円心と同様にマザーホイールを円心とするΦ３００ｍｍの同心円に位置し、それぞれ１つがΦ７０ｍｍの粉体流れ孔から１８．４２ｍｍ離れた上下の両側に位置し、合計４つである。

【0033】

サブホイールの直径は１８８ｍｍである。サブホイール内の四角形ユニットキャビティは、辺長が１２６．８５ｍｍで、製品を置くために使用される。四角形ユニットキャビティの各辺の中心点箇所にはそれぞれ半円形に設定されたＲ１５ｍｍのシート取り出し口があり、各辺の連結箇所には各辺の連結箇所を円心とするＲ０．５ｍｍの円弧形口がある。

【0034】

通常の遊星歯車は、マザーホイールと、マザーホイールに設置された、四角形シートを置くための四角形ユニットキャビティとを有し、四角形シート未加工品を高速に研磨するために使用される。

【0035】

本発明は、一回目の研磨の時間を短縮し、一回目の研磨の加工厚さを低減させ、一回目の研磨で四角形シート未加工品を高速に研磨し、半加工品を得て、二回目の研磨の時間及び加工量を向上させ、組み合わせ型遊星歯車と協力して四角形シートのＴＴＶを改善し、三回目の研磨を行い、ＴＴＶに影響を与えない同時に四角形シートの表面を微細加工し、表面の仕上げ度を向上させる。

【0036】

本発明の二回目の研磨及び三回目の研磨において、研磨用の組み合わせ型遊星歯車を使用してそれを研磨し、研磨過程において、遊星歯車のマザーホイールは研磨盤の中心を軸として回転すると同時に、サブホイールもそのマザーホイールの貫通孔中に自転し、それによって製品と皮砥との摩擦を均一にさせ、同じ製品の厚さのばらつきを低減させる。製品の合格率を高める。

【0037】

研磨過程において、遊星歯車のマザーホイールにおける粉体流れ孔によって上部ディスクから流れ出した研磨粉が最大限に粉体流れ孔を介して下部ディスクに入り、研磨過程における化学反応と機械的作用を釣り合いに達させ、研磨時の製品と皮砥の抵抗力を低減させ、製品の研磨合格率を高める。

【0038】

要約すれば、本発明の研磨用の組み合わせ型遊星歯車は、プロセスの合格率及び加工効率を高め、手作業の作業量及び不確定性を低下させ、コストを節約し、自動化及び生産効率を高める。

【0039】

図２に示すように、それは既存の四角形シートの研磨プロセスによる研磨済みの製品のＴＴＶ概略図であり、その図によれば、研磨済みの総厚さ偏差値は２．３２３μｍであり、その製品の比較的薄い辺は、研磨時に外歯リングに接近する辺であり、比較的厚い辺は研磨時に内歯リングに接近する辺である。両側の厚さ偏差ははっきりと見え、外形が不規則である。

【0040】

図３に示すように、それは本発明の四角形シートの研磨プロセスによる研磨済みの製品のＴＴＶ概略図であり、研磨済みの総厚さ偏差は０．６８６μｍであり、その製品の外形は、中央がわずか高く、４つの辺が比較的均一である。従来のプロセスに比べて、総厚さ偏差は１．６３７μｍ低下し、製品の品質は質的な飛躍を遂げている。

【0041】

前述の実施例は本発明の好ましい解決手段に過ぎず、いかなる形態においても本発明を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的解決手段を超えない前提で他の変形及び修正を行うことができる。

【符号の説明】

【0042】

１．歯車、２．円弧形口、３．貫通孔、４．シート取り出し口、５．Φ４０ｍｍの粉体流れ孔、６．Φ７０ｍｍの粉体流れ孔、７．Φ５０ｍｍの粉体流れ孔、８．マザーホイール、９．サブホイール

【図1】

【図2】

【図3】