(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金と、
前記台金の表面に形成された超砥粒層とを備え、前記超砥粒層では超砥粒がめっきにより前記台金に固定されており、さらに
前記超砥粒層のめっき厚を測定するために前記台金の表面に設けられた測定部とを備えた、電着超砥粒工具。
【請求項２】
前記測定部はめっきを含む、請求項１に記載の電着超砥粒工具。
【請求項３】
前記測定部のめっきは前記超砥粒層のめっきと同一工程で製造される、請求項２に記載の電着超砥粒工具。
【請求項４】
前記測定部はめっきのみで構成される、請求項２または３に記載の電着超砥粒工具。
【請求項５】
前記測定部は超砥粒を含む、請求項２または３に記載の電着超砥粒工具。
【請求項６】
前記測定部は前記超砥粒層と同一工程で製造される、請求項５に記載の電着超砥粒工具。
【請求項７】
前記測定部は前記超砥粒層から離隔して設けられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の電着超砥粒工具。
【請求項８】
前記電着超砥粒工具は、超砥粒ホイール、ロータリードレッサ、パッドドレッサおよびＣＭＰコンディショナのいずれかから選択される一つである、請求項１から７のいずれか１項に記載の電着超砥粒工具。
【請求項９】
前記超砥粒層では超砥粒が１層のみ固定されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の電着超砥粒工具。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の電着超砥粒工具の製造方法であって、
前記測定部と前記超砥粒層とが設けられる前記台金の部分を露出させるマスキングを形成する工程と、
前記マスキング上からめっきにより前記台金上に前記測定部と前記超砥粒層とを同時に形成する工程とを備えた、電着超砥粒工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電着超砥粒工具およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、電着超砥粒工具の超砥粒層のめっき厚みを精度良く管理することにより、めっき厚みのバラツキが極めて少ない、性能の安定した超砥粒工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
電着超砥粒工具とは、所要の形状に加工された鋼、超硬合金、銅合金などの台金の表面に電気めっき法及び／又は化学めっき法によってダイヤモンド又はＣＢＮ等の超砥粒を保持し、固定した工具のことである。
【０００３】
電着超砥粒工具は、超砥粒の突出が良好で極めて切れ味に優れており、焼き入れ鋼のような金属材料、非鉄金属材料、超硬合金、サーメット、半導体材料、セラミックス、ガラス、カーボン、ゴム、プラスチック、ＦＲＰの他、各種材料の研削加工に用いられる。さらに、極めて切れ味に優れる特性を有するので、ＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリシング）、その他のポリシングなどに用いられる発泡ポリウレタン製などの研磨パッドをコンディショニングするパッドドレッサ、ＣＭＰコンディショナにも用いられる。
【０００４】
さらに、所要の形状に加工された台金さえ準備出来れば、総型ホイール等の複雑形状な工具であっても容易にしかも短期間で製造できる特長がある。
【０００５】
電気めっき法とは、電解液中で台金を陰極、ニッケル板を陽極にして電解液中で両極間に適切な電流を通じ、台金表面にニッケル層を析出させることによって、超砥粒を保持し、固定する電着超砥粒工具の製造方法をいう。
【０００６】
化学めっき法とは、めっき液中に含まれる還元剤によってニッケルイオンを還元析出させることによって、超砥粒を保持し、固定する電着超砥粒工具の製造方法をいう。
【０００７】
電着超砥粒工具において、超砥粒層のめっき厚測定方法に関する先行技術文献は、本件出願時において、知られていない。
【０００８】
さらに、めっき厚測定方法としては、ＪＩＳ  Ｈ  ８５０１「めっきの厚さ試験方法」（非特許文献１）において規定されている。
【０００９】
このＪＩＳには、めっき厚測定方法として、顕微鏡断面試験方法、電解式試験方法、渦電流式試験方法、磁力式試験方法、蛍光Ｘ線式試験方法、β線式試験方法、多重干渉式試験方法、走査電子顕微鏡試験方法、側微器による試験方法、質量計測によるめっき付着量試験方法、が規定されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】日本規格協会  ＪＩＳ  Ｈ  ８５０１「めっきの厚さ試験方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
電着超砥粒工具のダイヤモンド電着部のめっきの厚みを測定するには、ダミーチップを用いる方法がある。この方法では、電着超砥粒工具のめっき工程で台金にめっきをすると同時にダミーチップにもめっきし、そのめっき厚みを測定する方法を用いると、電着超砥粒工具とは異なる固体のため代用特性としての信頼性が低い。
【００１２】
電着超砥粒工具の完成時点において、目視によるダイヤモンドの埋まり検査をすることによりめっきの厚みを推定する方法もあるが、人の目に頼る検査方法であるため定量化は不可能であり、検査結果に個人差も生じやすい。
【００１３】
そこで、この発明は上記の問題点を解決するためなされたものであり、電着超砥粒工具の台金部でめっきの厚みを測定して、固体別に正確な測定値を得られる電着超砥粒ホイールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に従った電着超砥粒工具は、台金と、台金の表面に形成された超砥粒層とを備え、超砥粒層では超砥粒がめっきにより台金に固定されており、さらに超砥粒層のめっき厚を測定するために台金の表面に設けられた測定部とを備える、電着超砥粒工具。
【００１５】
このように構成された電着超砥粒工具においては、超砥粒層とは別の測定部が台金の表面に設けられており、この測定部において、めっきの厚さを測定することができる。その結果、正確なめっきの厚みを測定することができる。
【００１６】
好ましくは、測定部はめっきを含む。
好ましくは、測定部のめっきは超砥粒層のめっきと同一工程で製造される。
【００１７】
好ましくは、測定部はめっきのみで構成される。
好ましくは、測定部は超砥粒を含む。
【００１８】
好ましくは、測定部は超砥粒層と同一工程で製造される。
好ましくは、測定部は超砥粒層から離隔して設けられる。
【００１９】
好ましくは、電着超砥粒工具は、超砥粒ホイール、ロータリードレッサ、パッドドレッサおよびＣＭＰコンディショナのいずれかから選択される一つである。
【００２０】
好ましくは、超砥粒層では超砥粒が１層のみ固定されている。
この発明に従った電着超砥粒工具の製造方法は、上記のいずれかの電着超砥粒工具の製造方法であって、測定部と超砥粒層とが設けられる台金の部分を露出させるマスキングを形成する工程と、マスキング上からめっきにより台金上に測定部と超砥粒層とを同時に形成する工程とを備える。
【００２１】
これにより、電着超砥粒工具の台金部でめっきの厚みを測定して、固体別に正確な測定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１に従った電着超砥粒工具としてのＣＭＰコンディショナの断面図である。
【図２】図１で示す実施の形態１に従ったＣＭＰコンディショナの製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図３】図１で示す実施の形態１に従ったＣＭＰコンディショナの製造方法の第２工程を示す断面図である。
【図４】図１で示す実施の形態１に従ったＣＭＰコンディショナの製造方法の第３工程を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に従った電着超砥粒工具としてのＣＭＰコンディショナの断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。
【図９】試作品１における超砥粒層の表面を示す写真である。
【図１０】試作品２における超砥粒層の表面を示す写真である。
【図１１】試作品３における超砥粒層の表面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
発明を実施するための最良の形態については、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った電着超砥粒工具としてのＣＭＰコンディショナの断面図である。図１を参照して、ＣＭＰコンディショナ１は、回転軸２を中心に回転する工具である。
【００２４】
金属製の台金１０は、中央部１１と、その中央部１１を取り囲むドーナツ形状の外周部１２とを有する。中央部１１の厚みは、外周部１２よりも薄く構成されている。そのため、台金１０は、中央部が凹んだ構造を有する。
【００２５】
中央部１１には島状のめっき厚測定部３０が設けられる。めっき厚測定部３０はニッケルめっき層３１を有する。この実施の形態では、めっき厚測定部３０は、ニッケルめっき層３１のみで構成されている。
【００２６】
外周部１２には、超砥粒層２０が設けられている。超砥粒層２０は、ニッケルめっき層
２１と、ニッケルめっき層２１に保持されている超砥粒としてのダイヤモンド砥粒２２とを有する。ニッケルめっき層２１は、ニッケルめっき層３１と同一工程で製造される。超砥粒としては、ダイヤモンドだけでなくＣＢＮを用いることができる。
【００２７】
すなわち、ＣＭＰコンディショナ１は、台金１０と、台金１０の表面に形成された超砥粒層２０とを備え、超砥粒層２０ではダイヤモンド砥粒２２がニッケルめっき層２１により台金１０に固定されており、さらに超砥粒層２０のめっき厚を測定するために台金１０の表面に設けられためっき厚測定部３０を備える。めっき厚測定部３０は、ニッケルめっき層３１のみで構成されている。めっき厚測定部３０は、超砥粒層２０から離隔して設けられる。
【００２８】
図１で示すＣＭＰコンディショナの製造方法について説明する。図２から４は、図１で示す実施の形態１に従ったＣＭＰコンディショナの製造方法を示す断面図である。図２を参照して、台金１０の表面にマスキング層５１を形成する。マスキング層５１には、めっき厚測定部３０および超砥粒層２０が形成される部分の台金１０を露出させる開口５２，５３が設けられる。
【００２９】
図３を参照して、開口５３を覆うように別のマスキング層６１を形成する。
図４を参照して、外周部１２にダイヤモンド砥粒２２を仮固定する。その後、マスキング層６１を除去する。
【００３０】
図１を参照して、マスキング層５１で覆われていない部分にニッケルめっき層２１，３１を形成する。これにより、ダイヤモンド砥粒２２がニッケルめっき層２１により固定される。さらに、ニッケルめっき層３１によりめっき厚測定部３０が形成される。
【００３１】
（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２に従った電着超砥粒工具としてのＣＭＰコンディショナの断面図である。実施の形態２に従ったＣＭＰコンディショナ１では、超砥粒であるダイヤモンド砥粒３２がめっき厚測定部３０に設けられている点で、実施の形態１に従ったＣＭＰコンディショナ１と異なる。
【００３２】
このようなＣＭＰコンディショナ１を形成するには、図３で示す工程においてマスキング層６１を設けずに、開口５３にもダイヤモンド砥粒３２を仮固定し、その後、ダイヤモンド砥粒３２をニッケルめっき層３１で固定する。
【００３３】
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態３に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。図６を参照して、電着ホイール３の外周部が尖った形状をしており、その部分において、台金１０上に超砥粒層２０が設けられる。台金１０には、めっき厚測定部３０が設けられている。
【００３４】
（実施の形態４）
図７は、この発明の実施の形態４に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。図７を参照して、電着ホイール３の外周部が凹んだ形状をしており、その部分において、台金１０上に超砥粒層２０が設けられる。台金１０には、めっき厚測定部３０が設けられている。
【００３５】
（実施の形態５）
図８は、この発明の実施の形態５に従った電着超砥粒工具としての砥石の断面図である。図８を参照して、電着ホイール３の外周部が凸形状をしており、その部分において、台金１０上に超砥粒層２０が設けられる。台金１０には、めっき厚測定部３０が設けられている。
【００３６】
上記の実施の形態に従った電着超砥粒工具では、超砥粒層２０とは別にめっき厚測定部３０を設けているため、このめっき厚測定部３０の厚みを測定することで、超砥粒層２０のニッケルめっき層２１の厚みを推測することができる。
【００３７】
さらに、めっき厚測定部３０にダイヤモンド砥粒３２を保持することにより、電着超砥粒工具を使用した後であっても、ダイヤモンド砥粒２２，３２の品質を検査することができる。
【００３８】
次に、この発明の実施例を以下に示す。
（実施例１）
以下のような本発明の実施例１のＣＭＰコンディショナを実施の形態１に従って製作して、本発明の効果を実験により確認した。
【００３９】
外径（Ｄ寸法）φ１００ｍｍ、超砥粒層の幅（Ｗ寸法）１０ｍｍ、全体厚み（Ｔ寸法）２０ｍｍ、取り付け部の厚み（Ｅ寸法）１５ｍｍ、穴径（Ｈ寸法）２５．４ｍｍのステンレス製の台金（ＪＩＳ  Ｂ  ４１４０  カップ形ホイール相当）１０を準備した。
【００４０】
次に、この台金１０を超音波洗浄機で洗浄し、さらに脱脂処理をしてマスキング前の台金処理を完了した。
【００４１】
次に、台金１０にマスキング用粘着テープ等を用いて、マスキング（マスキング層５１）を施した。ただし、ダイヤモンド電着部とめっき厚測定部位にはマスキングを施さず、台金が露出したままの状態とした。
【００４２】
次に、めっき厚測定部位は、直径５ｍｍの円内の台金１０表面が露出するようにし、ダイヤモンド電着部との最小すき間を１０ｍｍとった位置に設けた。
【００４３】
次に、台金１０表面が露出しためっき測定部位を、ダイヤモンドが通過しない大きさの気孔が形成されたスポンジ（マスキング層６１）で表面を覆い、ダイヤモンドを電着固定する工程で、ダイヤモンドがめっき測定部位に固着されないようにした。その後、ダイヤモンド砥粒２２を台金１０に仮固定した。
【００４４】
次に、台金１０に電極を取り付け、電気めっき法により、めっき液中で台金１０を陰極、ニッケル板を陽極にしてめっき液中で両極間に最適な電流を所定時間だけ通じ、台金１０表面にニッケルめっき層２１，３１を析出させることによって、ダイヤモンド砥粒２２を台金１０に固着した。
【００４５】
次に、台金１０をめっき液から取り出してマスキングを除去した。
次に、めっき厚測定部３０に析出したニッケルめっき層３１の厚みを測定した。触針が被測定物の表面を倣って走行する方式の表面形状測定器のテーブル上に、めっきを完了した上記の台金１０を乗せて、台金１０露出部とめっき厚測定部３０の段差を計測して、この段差をめっきの厚みとした。なお、ダイヤモンド電着部（超砥粒層２０）にも同じ条件でめっきが施されているので、めっき測定部位のめっき厚みと、ダイヤモンド電部位のめっきの厚みは同じと考えられる。実際にめっきの完了した台金を切断して、その断面から、ダイヤモンド電着部とめっき厚測定部３０のめっきの厚みをそれぞれ測定して、その数値を比較したが厚みに差が認められなかった。以下に本発明品である試作品１から３の電気めっきを継続した時間と、めっき厚測定部３０のめっき厚みを示す。
【００４６】
試作品１  めっきを継続した時間：Ｔ１時間、めっきの厚み：０．１２８ｍｍ
試作品２  めっきを継続した時間：Ｔ２時間、めっきの厚み：０．１１８ｍｍ
試作品３  めっきを継続した時間：Ｔ３時間、めっきの厚み：０．１０４ｍｍ
ただし、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３である。
【００４７】
このように、めっきの厚みを０．０１ｍｍの単位で制御することが容易であるので、電着超砥粒工具のダイヤモンド電着部のめっきの厚みを極めて精度良く制御することが可能である。これにより、特に、電着超砥粒工具のダイヤモンドがめっき層から突出する高さを精度良く制御することが出来る。従って、電着超砥粒工具の完成時点における切れ味を制御することが出来る。特に、完成時点において、研磨パッドをドレッシングするドレッシング速度のバラツキを無くすことが要求される、パッドドレッサ、ＣＭＰコンディショナに本発明を用いると顕著な効果が得られる。
【００４８】
試作品１から３の超砥粒層２０の表面を観察した結果を図９から図１１で示す。図９から図１１で示すように、いずれのサンプルであっても、ニッケルめっき層２１からダイヤモンド砥粒２２が露出している。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、各種の電着超砥粒工具に用いられる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＣＭＰコンディショナ、２  回転軸、３  電着ホイール、１０  台金、１１  中央部、１２  外周部、２０  超砥粒層、２１，３１  ニッケルめっき層、２２，３２  ダイヤモンド砥粒、５１，６１  マスキング層、５２，５３  開口。
【図１】
0005372117.tif 000002
【図２】
0005372117.tif 000003
【図３】
0005372117.tif 000004
【図４】
0005372117.tif 000005
【図５】
0005372117.tif 000006
【図６】
0005372117.tif 000007
【図７】
0005372117.tif 000008
【図８】
0005372117.tif 000009
【図９】
0005372117.tif 000010
【図１０】
0005372117.tif 000011
【図１１】
0005372117.tif 000012