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ラップ研磨

シリコンウエハや光学部品、精密部品の研磨で多用される研磨手法の一つで、業界によっては研磨と言えばラップのことを言っている場合もあるほどポピュラーな研磨手法です。

ラップ研磨が用いられるときは、ほとんどの場合、鏡面のような仕上がりが要求されるケースで、ミクロンオーダー、時にはナノレベルの精度が求められることもあります。

研磨の目的には精度よく表面を仕上げることでその部分で起きる摩擦抵抗を減らし、部品の寿命を向上させるほか、こうしたラップ研磨が使われるシリコンウエハや光学部品ではそもそも面精度がしっかり出ていないと一部分だけ特性が出ない等の不適合が起きます。

研磨手法としては、まず湿式で行うものと乾式で行うものがあります。湿式は研削液や水を用いた方法で、この液の中に研削作用を持つ砥粒が入っています。乾式は、こうした液を使わないもので、イメージとしては金属のバフ研磨に近く、磨きこんで光沢を出すという効果を狙ったものが多いですが、精度面では湿式のほうが勝ります。光沢を出すという部分については、研磨の持つ二つの側面、「切削する能力(表面を少しずつ削り凹凸を小さくしていく)」「琢磨する能力(光沢を出していく)」のうち、後者の琢磨作用に近いものがあるため、ラップ研磨でもこうした側面があります。

また機械的に表面を研磨しているだけでなく、研磨面で起きる化学反応を利用して面精度を向上させている部分もあるため、化学的機械的研磨の一種として分類されることもあります。業界によっては、ラップが粗工程で、仕上げのことを特にポリッシュと呼んだりもします。

ラップによる研磨はラップ盤と呼ばれる専用装置を使って行われます。両面同時に研磨するタイプの装置には、キャリアと呼ばれる加工する対象を保持するためのジグがあり、この中にウエハ等を入れます。ラップ盤には前述のように、上下同時に研磨する両面ラップ盤と上もしくは下の片側だけを磨いていく片面ラップ盤とがあります。加工物は、定盤の上で、研磨のためのスラリー(砥粒)とワークに圧力をかけるためのプレートに挟まれ、回転しながら研磨されていきます。

ラップ研磨の大きな特徴は、非常に精度の高い厚みや面精度の制御が可能なことですが、難点は加工速度の遅さです。研削盤で削っていくような加工と違い、微細な砥粒を使って、面を少しずつ均等に削っていく加工になるため、精度のよい面が得られる半面、時間がかかってしまいます。

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