(57)【要約】【課題】キャリアの複数の収容孔に収容された被研磨体の厚みバラツキを抑制できる研磨装置を提供する。【解決手段】キャリア３３が内側ギア体３５及び外側ギア体３７により自転しつつ内側ギア体３５の周囲を公転し、キャリア３３の収容孔４１内に収容された被研磨体３９を砥石盤３１ａ、３１ｂの研磨面にて研磨する研磨装置であって、キャリア３３には複数の収容孔４１を環状に設けた収容孔群が略同心円状に設けられるとともに、砥石盤３１ａ、３１ｂが同心円状に複数に分割されて中央側砥石部３１ａ１と外側リング部３１ａ２、３１ａ３が形成されており、該中央側砥石部３１ｂ１よりも外側リング部３１ｂ２、３１ｂ３の方がキャリア３３に対する相対的な回転速度が遅いことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する面に研磨面を有する一対の円板状の砥石盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の砥石盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記キャリアが前記内側ギア体及び前記外側ギア体により自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記砥石盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記キャリアには複数の収容孔を環状に設けた収容孔群が略同心円状に設けられるとともに、前記砥石盤が同心円状に複数に分割されて中央側砥石部と外側リング部が形成されており、該中央側砥石部よりも前記外側リング部の方が前記キャリアに対する相対的な回転速度が遅いことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
キャリアに形成された収容孔の直径は外側リング部の幅よりも小さく、前記収容孔内の被研磨体が、前記キャリアの回転により前記外側リング部の研磨面のみで研磨される研磨工程を有することを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
キャリアに形成された半径が異なる収容孔群の数だけ砥石盤が分割されており、外側に位置する外側リング部ほど前記キャリアに対する相対的な回転速度が遅いことを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研磨装置に関し、特に平板状の圧電振動子、圧電発信器等に用いられる圧電磁器の研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
圧電共振子等に使用される圧電磁器は、形状やサイズが発振特性を左右する。例えば厚み縦振動を利用する場合は、磁器厚みが発振周波数を支配するため厚みの制御が必要である。従来は希望する厚みに対して数百μｍ厚く作製した磁器板を研磨する事によって希望の厚みの磁器を得ていた。
【０００３】
研磨は、図６に示すような研磨装置により行われていた。この研磨装置は、対向する面に研磨面を有する一対の円板状の砥石盤１ａ、１ｂと、該一対の砥石盤１ａ、１ｂ間に環状に配設され、外周面に歯部が形成された５個の円板状のキャリア３と、５個の円板状のキャリア３が環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、キャリア３の歯部と噛合する歯部を、外周面に有する内側ギア体５と、環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、キャリア３の歯部と噛合する歯部を内周面に有する外側ギア体７とを具備して構成されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
尚、図６（ｂ）では、キャリア３、内側ギア体５及び外側ギア体７の歯部、並びに上側の砥石盤１ａの記載は省略した。
【０００５】
キャリア３には、被研磨体９を収容する複数の収容孔１１が環状に形成された３つの収容孔群（一点鎖線で示す）が略同心円状に形成されており、キャリア３の外周面に形成された歯部が、内側ギア体５の歯部及び外側ギア体７の歯部に噛合することにより、キャリア３が自転しつつ内側ギア体５の周囲を公転し、さらに砥石盤１ａ、１ｂがそれぞれ回転し、キャリア３の収容孔１１内に収容された被研磨体９を砥石盤１ａ、１ｂの研磨面にて研磨する。
【０００６】
砥石盤１ａ、１ｂに対するキャリア３の相対的な運動は、キャリア３の半径ｒ（ｊ）で自転しつつ、キャリア３の中心が、キャリア３の中心と内側ギア体５の中心の距離を半径として公転し、被研磨体９が砥石盤１ａ、１ｂの研磨面で研磨される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３００６０２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の研磨装置では、被研磨体９の相対運動量が、キャリア３に形成される収容孔１１の位置によって異なるため、砥石盤１ａ、１ｂに対して摺動する被研磨体９の運動量が異なることに起因して研磨量が異なり、例えば、圧電共振子等に使用される圧電磁器を被研磨体９とした場合には、圧電磁器の厚みがキャリア３に形成される収容孔１１の位置により異なるため、圧電磁器に厚みバラツキが発生し、発振特性が異なるという問題があった。
【０００９】
即ち、従来は、被研磨体９の研磨処理能力を高くするため、キャリア３には、被研磨体９を収容する収容孔１１は環状に設けられ、環状に設けられた複数の収容孔群が、キャリア３の中心から半径が異なるように同心円状に設けられている。例えば、図６では、半径が異なる３つの同心円状の収容孔群が形成されている。
【００１０】
従って、キャリア３は自転するため、キャリア３中心から離れた位置にある収容孔１１の被研磨体９ほど研磨量が多くなり、また、キャリア３は公転するため、内側ギア体５から離れた位置にある被研磨体９ほど研磨量が多くなる。これにより、キャリア３に同心円状に形成された収容孔群のうち、最も外側に位置する収容孔群に収容された被研磨体９ほど研磨量が多くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、キャリアの複数の収容孔に収容された被研磨体の厚みバラツキを抑制できる研磨装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の研磨装置は、対向する面に研磨面を有する一対の円板状の砥石盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の砥石盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記キャリアが前記内側ギア体及び前記外側ギア体により自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記砥石盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記キャリアには複数の収容孔を環状に設けた収容孔群が略同心円状に設けられるとともに、前記砥石盤が同心円状に複数に分割されて中央側砥石部と外側リング部が形成されており、該中央側砥石部よりも前記外側リング部の方が前記キャリアに対する相対的な回転速度が遅いことを特徴とする。
【００１３】
このような研磨装置では、中央側砥石部よりも外側リング部の方がキャリアに対する相対的な回転速度が遅いため、キャリアに同心円状に形成された収容孔群のうち、外側に存在する収容孔群に収容された被研磨体の研磨量が抑制され、キャリアの複数の収容孔に収容された被研磨体の厚みバラツキを抑制できる。
【００１４】
また、本発明の研磨装置では、キャリアに形成された収容孔の直径は外側リング部の幅よりも小さく、前記収容孔内の被研磨体が、前記キャリアの回転により前記外側リング部の研磨面のみで研磨される研磨工程を有することを特徴とする。
【００１５】
このような研磨装置では、分割された砥石部に跨って研磨された場合でも、一つの外側リング部の研磨面のみで研磨される工程を有するため、分割された砥石部の研磨面により研磨量が異なる場合でも、一つの外側リング部の研磨面のみで研磨される工程で、略平坦に研磨することができる。
【００１６】
さらに、本発明の研磨装置では、キャリアに形成された半径が異なる収容孔群の数だけ砥石盤が分割されており、外側に位置する外側リング部ほど前記キャリアに対する相対的な回転速度が遅いことを特徴とする。
【００１７】
キャリアの略同心円状に設けられた収容孔群毎に、砥石盤に対する相対運動が異なるが、収容孔群の数だけ砥石盤が分割され、外側に位置する外側リング部ほどキャリアに対する相対的な回転速度が遅く制御されるため、収容孔群毎に研磨量を制御でき、キャリアの複数の収容孔に収容された被研磨体の厚みバラツキをより抑制できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨装置を図１で詳細に説明する。図１において、符号３１ａ、３１ｂは、対向する面に研磨面を有する一対の円板状の砥石盤を示している。研磨装置は、砥石盤３１ａ、３１ｂと、該一対の砥石盤３１ａ、３１ｂ間に環状に配設され、外周面に歯部が形成された５個の円板状のキャリア３３と、５個の円板状のキャリア３３が環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、キャリア３３の歯部と噛合する歯部を外周面に有する内側ギア体３５と、環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、キャリア３３の歯部と噛合する歯部を内周面に有する外側ギア体３７とを具備して構成されている。各砥石盤３１ａ、３１ｂは独立して回転できるように構成されている。
【００１９】
キャリア３３には、図２に示すように、被研磨体３９を収容する複数の収容孔４１が環状に配設されて３つの収容孔群を形成しており、これらの３つの収容孔群は、キャリア３３の中心からの距離が異なっており、ほぼ同心円状に設けられている。複数の収容孔４１は同一内径とされている。
【００２０】
即ち、収容孔４１の中心は、キャリア３３の中心からｒ１、ｒ２、ｒ３の半径を有しており、半径ｒ１を有する収容孔群、半径ｒ２を有する収容孔群、半径ｒ３を有する３つの収容孔群がキャリア３３に形成されている。
【００２１】
キャリア３３の収容孔４１は、断面円形であり、同一収容孔群の収容孔４１の中心と、キャリア３３の中心との距離は一定とされ、キャリア３３が自転する際に描く収容孔４１の軌跡は、異なる収容孔群の収容孔４１の軌跡と重畳しないように、収容孔４１がキャリア３３に形成されている。即ち、内側の収容孔群の最も外側までの距離は、中央の収容孔群の最も内側までの距離よりも小さくされている。
【００２２】
キャリア３３の外周面に形成された歯部３３ａは、図３に示すように、内側ギア体３５の歯部３５ａ及び外側ギア体３７の歯部３７ａに噛合することにより、図４に示すように、キャリア３３が自転しつつ、内側ギア体３５の周囲を、キャリア３３の中心が、キャリア３３の中心と内側ギア体３５の中心の距離を半径ｒとして公転し、キャリア３３の収容孔４１内に収容された被研磨体３９を砥石盤３１ａ、３１ｂの研磨面にて研磨する。キャリア３３の厚みは研磨後の被研磨体３９の厚みより小さく設定されている。
【００２３】
この場合、内側ギア体３５及び外側ギア体３７が同一方向に回転し、内側ギア体３５の角速度よりも外側ギア体３７の角速度が大きくされている。
【００２４】
そして、本発明の研磨装置では、図１に示したように、キャリア３３に形成された半径が異なる収容孔群の数、即ち上側の砥石盤３１ａが同心円状に３つに分割されて、中央側砥石部３１ａ１と、外側リング部３１ａ２、３１ａ３が形成されており、回転速度は、外側の砥石部ほどキャリア３３に対する相対的な回転速度が遅くなるように形成されている。
【００２５】
即ち、図５に示すように、砥石盤３１ａは、内側から中央側砥石部３１ａ１と、外側リング部３１ａ２、３１ａ３に順次分割されており、外側リング部３１ａ２の幅と、外側リング部３１ａ３の幅は同一幅Ｂとされており、収容孔４１の内径よりも大きく形成されている。
【００２６】
外側リング部３１ａ２、３１ａ３の幅Ｂは、キャリア３３の最も外側に同心円状に配設される収容孔群の収容孔４１の被研磨体３９は、砥石盤３１ａ、３１ｂの中心から最も遠ざかった時に外側リング部３１ａ３の研磨面のみで、中央部（２列目）に同心円状に配設された収容孔群の収容孔４１の被研磨体３９は、砥石盤３１ａ、３１ｂの中心から最も遠ざかった時に外側リング部３１ａ２の研磨面のみで研磨される研磨工程を有するように、決定されている。尚、外側リング部３１ａ２、３１ａ３の幅Ｂは必ずしも同一とする必要はない。
【００２７】
中央側砥石部３１ａ１と、外側リング部３１ａ２、３１ａ３のキャリア３３に対する相対的な回転速度は、中央側砥石部３１ａ１、外側リング部３１ａ２、外側リング部３１ａ３の順で小さくなるように制御されている。
【００２８】
このような研磨装置では、被研磨体３９は薄い円板状のキャリア３３の板面を貫通して形成された収容孔４１内に収容され、中央側砥石部３１ａ１、外側リング部３１ａ２、外側リング部３１ａ３の順でキャリア３３に対する相対的な回転速度が小さくなるように制御される。研磨工程中は、砥石盤３１ａ、３１ｂ間に、水と研磨剤が供給される。
【００２９】
外側ギア体３７、内側ギア体３５は各々独立に回転でき、それぞれの回転速度の相違によってキャリア３３を自転させる。キャリア３３に対する相対的な回転速度が小さくなるとは、内側ギア体３５と外側ギア体３７が同一方向に回転し、内側ギア体３５よりも外側ギア体３７の角速度が大きい場合であって、砥石盤３１ａ、３１ｂの回転がキャリア３３の公転方向と逆の場合には、中央側砥石部３１ａ１、外側リング部３１ａ２、外側リング部３１ａ３の順で角速度が小さくなることを意味する。
【００３０】
被研磨体３９は、キャリア３３の自転に伴いキャリア３３の中央を中心として半径ｒ（ｊ）で回転しながら、同時に内側ギア体３５の中心から半径ｒの位置を公転するキャリア３３とともに砥石盤３１ａ、３１ｂ間を公転するという二重公転をしながら研磨される。尚、半径ｒ（ｊ）は、図２に示したように、キャリア３３の収容孔４１の中心と、キャリア３３の中心との距離ｒ１、ｒ２、ｒ３を示すものである。
【００３１】
以上のように構成された研磨装置では、従来ならば研磨が進行しやすくなっていた半径ｒ（ｊ）が大きい位置に設置された被研磨体３９ほど、接触できる分割砥石盤が多くなるようになっており、より半径ｒ（ｊ）が大きい被研磨体３９が接触できる外側の砥石盤３１ａ２、３１ａ３の回転速度を順次遅くし、被研磨体３９と砥石盤３１ａ、３１ｂの相対速度が小さくなるようにし、半径ｒ（ｊ）が大きい被研磨体３９の研磨の進行を抑制する。これにより、キャリア３３の外周に位置する収容孔４１と内側に位置する収容孔４１に収容された被研磨体３９が同時に研磨されても、研磨後の厚みが均一な被研磨体３９を得ることができる。
【００３２】
尚、上記形態では、上側の砥石盤３１ａが同心円状に３つに分割した例について記載したが、下側の砥石盤を分割してもよく、上下の砥石盤を分割しても良いことは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の研磨装置では、キャリアには複数の収容孔を環状に設けた収容孔群が略同心円状に設けられるとともに、砥石盤が同心円状に複数に分割されて中央側砥石部と外側リング部が形成されており、中央側砥石部よりも外側リング部の方がキャリアに対する相対的な回転速度が遅いため、キャリアに同心円状に形成された収容孔群のうち、外側に存在する収容孔群に収容された被研磨体の研磨量が抑制され、キャリアの複数の収容孔に収容された被研磨体の厚みバラツキを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨装置を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は上側研磨盤を省略した平面図である。
【図２】キャリアの平面図である。
【図３】下側砥石盤と内側ギア体と外側ギア体の関係を示す平面図である。
【図４】砥石盤に対する被研磨体の運動を説明するための説明図である。
【図５】キャリアと上側砥石盤との関係を示す説明図である。
【図６】従来の研磨装置を示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は上側研磨盤を省略して示す平面図である。
【符号の説明】
３１ａ、３１ｂ・・・砥石盤
３１ａ１・・・中央側砥石部
３１ａ２、３１ａ３・・・外側リング部
３３・・・キャリア
３５・・・内側ギア体
３７・・・外側ギア体
３９・・・被研磨体
４１・・・収容孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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