(57)【要約】【課題】強度の方向性における偏りが小さく、均一な厚さのシリコンウェハを効率的に製造するのに有効で、大型化、薄型化に対応したラッピングキャリアを提供する。【解決手段】円盤状の支持部２と、その外周に設けられた歯車３と、支持部２に貫通孔で形成された研磨物配置穴４と、ラッピングキャリア１の回転の中心となる固定部５と、からなり、このラッピングキャリア１は、両最外層に炭素繊維強化型プリプレグ６Ａと、中間層として炭素繊維強化型プリプレグ６Ｂの複数枚と、が積層されて構成されたラッピングキャリア１。【選択図】図１Ｂ
2007326156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラッピング装置の上定盤と下定盤との間に装着してウェハの研磨工程に用いる、炭素繊維強化型プリプレグを複数枚積層して形成されたウェハ研磨用ラッピングキャリアにおいて、
前記ラッピングキャリアの最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向に配向された炭素繊維部分とこれに直交する方向に配向された炭素繊維部分とを含み、この炭素繊維の配向方向が前記ラッピングキャリアの円盤の中心点を対称の中心として点対称であることを特徴とするウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項２】
前記ラッピングキャリアの最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向炭素繊維プリプレグから同一の大きさに切り出された複数の二等辺三角形状のプリプレグを接合して正多角形状に形成し、炭素繊維の配向方向が、その接する前記正多角形の辺に対して垂直に配向されているプリプレグ材料から形成されることを特徴とする請求項１記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項３】
前記プリプレグ材料が、同一の大きさ及び形状を有する頂角が９０度の二等辺三角形状のプリプレグを８枚接合して正四角形状に形成されたものであることを特徴とする請求項２記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項４】
前記プリプレグ材料が、同一の大きさ及び形状を有する複数枚の二等辺三角形状のプリプレグを、頂角が正多角形状の中心にくるように放射状に並べた放射型プリプレグであることを特徴とする請求項２記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項５】
前記ラッピングキャリアの最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向炭素繊維プリプレグの一部を切り出し、この切り出されたプリプレグを９０度回転させて切り出し部分に戻して接合したプリプレグ材料から形成されることを特徴とする請求項１記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項６】
前記炭素繊維の質量比率が、５５質量％以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項７】
厚さが０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項８】
直径が２５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【請求項９】
炭素繊維強化型プリプレグを複数枚積層する積層工程と、前記積層工程で積層されたプリプレグを加熱加圧して互いに接着させて積層板とする接着工程と、を有するウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法であって、
前記ラッピングキャリアにおける最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向に配向された炭素繊維部分とこれに直交する方向に配向された炭素繊維部分とを含み、この炭素繊維の配向方向が前記ラッピングキャリアの円盤の中心点を対称の中心として点対称であることを特徴とするウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法。
【請求項１０】
前記ラッピングキャリアにおける最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向炭素繊維プリプレグから同一の大きさ及び形状に切り出された複数枚の二等辺三角形状のプリプレグを接合して正多角形状に形成し、炭素繊維の方向が、その接する前記正多角形の辺に対して垂直に配向されているプリプレグ材料から形成されることを特徴とする請求項９記載のウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法。
【請求項１１】
前記プリプレグ材料が、同一の大きさ及び形状を有する頂角が９０度の二等辺三角形状のプリプレグを８枚接合して正四角形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１０記載のウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法。
【請求項１２】
前記プリプレグ材料が、同一の大きさ及び形状を有する複数枚の二等辺三角形状のプリプレグを、頂角が正多角形の中心にくるように放射状に並べた放射型プリプレグであることを特徴とする請求項１０記載のウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法。
【請求項１３】
前記ラッピングキャリアにおける最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向炭素繊維プリプレグの一部を切り出し、この切り出されたプリプレグを９０度回転させて切り出し部分に戻して接合したプリプレグ材料から形成されることを特徴とする請求項９記載のウェハ研磨用ラッピングキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップに用いられるシリコンウェハ等を両面極微細研磨によって均一な厚みの板に加工するラッピング装置に用いられるラッピングキャリア及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラッピングキャリアは、周囲に歯車を有する円盤からなっており、その円盤には研磨物を配置するための穴が形成されている。この研磨物配置穴にシリコンウェハをセットして研磨を行い、精密な厚さのシリコンウェハに加工する。
【０００３】
シリコンウェハは、金属の不純物が付着すると重大な動作不良を起こすため、このとき用いられるラッピングキャリアは、通常、樹脂製の複合材であり、強度を確保するために、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、全芳香族ポリエステル繊維等の繊維により補強したプリプレグを材料としていた（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００４】
また、炭素繊維により強度を高めたプリプレグとしては、炭素繊維の配向方向を一方向に整列した一方向炭素繊維強化型プリプレグも知られており（例えば、特許文献３参照。）、これがラッピングキャリアの材料として用いられる例もあった。
【特許文献１】特開平１１−１０４９５３号公報
【特許文献２】特開２００１−３８６０９号公報
【特許文献３】特開２００５−１４６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年のシリコンウェハの薄型化、大型化への対応や、さらには、効率向上のために、薄く、大きなサイズのラッピングキャリアを使用する必要が出てきており、この場合、これまで知られていた樹脂製のラッピングキャリアでは強度が不足していた。
【０００６】
すなわち、繊維基材として不織布を用いた場合には、繊維が短繊維であるため基材自体の強度が不足し、また、織布を用いた場合にも、縦方向と横方向の繊維が重なっており繊維が湾曲しているため、基材自体の強度は結局それほど高くならなかった。
【０００７】
一方、一方向炭素繊維強化型プリプレグは、繊維の配向方向に優れた強度を示し、ラッピングキャリアを薄型化、大型化する場合にも、好ましい強度を有しているが、繊維が一方向に配向しているため、繊維方向に垂直な方向には強度が極端に低くなってしまう問題点があった。
【０００８】
すなわち、ラッピングキャリアの強度が不足すると、ラッピングキャリアが回転のトルクと研磨材との摩擦抵抗により、撓んだり、反ったりしてしまい、シリコンウェハの平坦度が悪化したり、ラッピングキャリア自体の寿命が極端に短くなったりしてしまう。また、ラッピングキャリアは、円盤状のものが回転しながら全方向に応力が加わるため、一方向にのみ剛性が高くても、方向性の偏りにより強度の相違が大きくなると研磨精度に影響が出るため、好ましいものではない。
【０００９】
そのため一部の用途では、唯一、金属で許容される純チタン製のディスクが一般的に用いられているが、この場合にはラッピングキャリアの製造コストが高くなってしまう点が問題であった。
【００１０】
そこで、本発明は、従来の樹脂製のラッピングキャリアの欠点を解消するためになされたものであり、強度の方向性における偏りが小さく、均一な厚さのシリコンウェハを効率的に製造するのに有効で、大型化、薄型化に対応した樹脂製のラッピングキャリアを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意、検討した結果、特定の炭素繊維強化型のプリプレグをラッピングキャリアの最外層に用いることでチタンよりも曲げ強度が高い樹脂製の積層板を得ることができ、これを加工することで、ラッピング加工時に撓んだり反ったりすることなくシリコンウェハの表面を均一に鏡面研磨することが可能なラッピングキャリアを得ることができることを見出し、本発明を完成させたものである。
【００１２】
すなわち、本発明のウェハ研磨用ラッピングキャリアは、ラッピング装置の上定盤と下定盤との間に装着してウェハの研磨工程に用いる、炭素繊維強化型プリプレグを複数枚積層して形成されたウェハ研磨用ラッピングキャリアにおいて、ラッピングキャリアの最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向に配向された炭素繊維部分とこれに直交する方向に配向された炭素繊維部分とを含み、この炭素繊維の配向方向がラッピングキャリアの円盤の中心点を対称の中心として点対称であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のウェハ研磨用ラッピングキャリアの製造方法は、炭素繊維強化型プリプレグを複数枚積層する積層工程と、積層工程で積層されたプリプレグを加熱加圧して互いに接着させて積層板とする接着工程と、を有するラッピングキャリアの製造方法であって、ラッピングキャリアにおける最外層の炭素繊維強化型プリプレグが、一方向に配向された炭素繊維部分とこれに直交する方向に配向された炭素繊維部分とを含み、この炭素繊維の配向方向がラッピングキャリアの円盤の中心点を対称の中心として点対称であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のラッピングキャリアによれば、純チタン製のラッピングキャリアより曲げ強度が高いため、ラッピング加工時にキャリアが撓んだり反ったりすることなく、研磨対象であるウェハの表面を均一に鏡面研磨することを可能とし、ラッピングキャリアの寿命も長く、ウェハの製造コストを抑えることができる。
【００１５】
また、本発明のラッピングキャリアの製造方法によれば、半導体基板等の積層板の製造技術を利用して、チタン製のものより曲げ強度の高い樹脂製のラッピングキャリアを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１Ａは、本発明のラッピングキャリアの平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのラッピングキャリアのＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
本発明のラッピングキャリア１は、図１Ａ及びＢに示したように、例えば、従来と同様に、円盤状の支持部２と、その外周に設けられた歯車３と、支持部２に貫通孔で形成された研磨物配置穴４と、ラッピングキャリア１の回転の中心となる固定部５と、からなり、このラッピングキャリア１は、最外層に炭素繊維強化型プリプレグ６Ａと、中間層として炭素繊維強化型プリプレグ６Ｂの複数枚と、が積層されて構成されたものである。
【００１９】
この炭素繊維強化型プリプレグ６Ａ及び６Ｂは、高剛性の炭素繊維を所望の配向となるように炭素繊維を配置して樹脂組成物に含浸し、この樹脂組成物をＢ−ステージ化するか、このＢ−ステージ化したものを加工して繊維方向を適宜調整することで得ることができる。
【００２０】
ここで、ラッピングキャリア１の最外層の炭素繊維強化型プリプレグ６Ａとしては、一方向に配向された炭素繊維部分とこれに直交する方向に配向された炭素繊維部分とを含み、この炭素繊維の配向方向がラッピングキャリアの円盤の中心点を対称の中心として点対称となっている。このような構成とすることでラッピングキャリアの強度の偏りを小さくし、全方向に高強度を維持することができるようになる。
【００２１】
このときの強度は、縦方向及び横方向における曲げ強度が良好で、縦方向と横方向の強度の差が小さいため、方向による撓みや反りを有効に低減することができる。
【００２２】
これに対して、通常、加工していない一方向炭素繊維強化型プリプレグは、繊維の配向方向には優れた強度を示すが、繊維方向に垂直な方向においては曲げ強度が極端に低くなってしまい、縦方向と横方向における曲げ強度の差が大きくなっている。また、クロスタイプの炭素繊維強化型プリプレグは、繊維方向による強度の差は小さいものの、繊維が湾曲しており、一方向炭素繊維と比較してプリプレグ自体の強度は低いものである。
【００２３】
この曲げ方向による影響を少なくするために、一方向繊維強化型プリプレグの繊維方向を縦横交互に積み重ねるようにして積層板を形成することで改善する方法もあるが、もっとも影響が大きいのは曲げ方向と逆面の最外層の繊維であり、２層目から下が曲げ方向に沿った繊維方向であったとしても十分な曲げ剛性は得られない。
【００２４】
ラッピングキャリアは、外側のギヤ部分を軸に組み合わせて駆動を伝達、ウェハをラッピングキャリアに明けられた穴にセットした状態で回転し、さらに軸の周りをラッピングキャリア自体が回ることにより、上下に接触している研磨穴にセットした状態で回転し、さらに軸の周りをラッピングキャリア自体が回ることにより、上下に接触している研磨材によって均一に磨かれる。
【００２５】
このため、曲げ剛性が不十分だと、軸から伝えられたトルクと摩擦による抵抗によって、ラッピングキャリアが撓む、反るといった変形を引き起こし、ウェハが均一に鏡面加工されず、端部が薄くなったり、片側だけ粗くなったりしてしまう。また、ラッピングキャリア自体も部分的に磨耗してしまい、短いサイクルで交換しなくてはいけない。
【００２６】
したがって、本発明のように、最外層に全方向に曲げ強度が強く、耐磨耗性が高い材料のプリプレグを用いてラッピングキャリアを作ることにより、均一な鏡面加工を効率よく行うことができ、ラッピングキャリアの交換頻度も少なくすることによるウェハ研磨のコストダウン効果も奏する。
【００２７】
そして、この炭素繊維強化型プリプレグ６Ａは、例えば、次のように一方向炭素繊維プリプレグを加工して得られたプリプレグ材料から得ることができる。
【００２８】
まず、一方向炭素繊維プリプレグから同一の大きさに切り出された複数の二等辺三角形状のプリプレグを接合して正多角形状に形成し、炭素繊維の方向が、その接する正多角形の辺に対して垂直に配向されているプリプレグ材料の形成方法について、以下、図２Ａ〜Ｃ及び図３Ａ〜Ｂにより、２通りの具体例に基づいて説明する。
【００２９】
まず、図２Ａに示したように、正方形状の一方向炭素繊維プリプレグ１０を、破線のとおりに切断して同一の大きさ及び形状に切り出された二等辺三角形状のプリプレグを８枚作成する。このプリプレグは、炭素繊維の配向方向が、その接する正方形の辺に対して垂直方向に交わっている二等辺三角形状プリプレグ１１と、その接する正方形の辺に対して平行になっている二等辺三角形状プリプレグ１２と、からなっている。
【００３０】
次に、切断された二等辺三角形プリプレグのうち、炭素繊維の配向方向が、その接する正方形の辺に対して平行になっている二等辺三角形プリプレグ１２を、図２Ｂに示したように、頂角から底辺に下ろした垂線を軸として回転させて、繊維方向を変える。
【００３１】
これを元の位置に戻し、繊維方向が正方形の接する辺に対して垂直に交わるようにして、切断された二等辺三角形プリプレグ１１及び１２を接合することで、図２Ｃに示したラッピングキャリアの最外層に用いる炭素繊維強化型プリプレグ材料１３を得ることができる。
【００３２】
また、二等辺三角形状のプリプレグから正多角形状のプリプレグ材料を形成する他の方法としては、図３Ａに示したように、一方向炭素繊維強化型プリプレグ２０を、破線のとおりに切断して同一の大きさ及び形状に切り出された複数枚の二等辺三角形状プリプレグ２１を、図３Ｂに示したように頂角が中心にくるように放射状に並べて正多角形状とし、隣接する二等辺三角形の接する辺を接合して放射型プリプレグ２２を製造する方法が挙げられる。なお、図３Ｂでは、下部３枚の三角プリプレグのみ炭素繊維を可視的に示したが、正多角形の全ての辺において、その接する炭素繊維が辺に対して垂直方向に交わる状態となっている。
【００３３】
このような接合型プリプレグは、二等辺三角形状に限定されるものではなく、一方向炭素繊維強化型プリプレグから任意の形状に切り出されたプリプレグをそれぞれ任意の形状となるように接合すればよく、このとき、接合した後に得られるプリプレグがラッピングキャリアに用いることができる曲げ強度を有し、縦横方向の曲げ強度の差が上記した範囲を満たすように、全方向に対して極端な強度差が生じないものであればよい。
【００３４】
放射型プリプレグの場合には、内部の炭素繊維の並びも放射状に類似した放射状炭素繊維強化型のプリプレグとなり、このようにすることで、放射型プリプレグの強度を全体としてほぼ均一に、高い強度で維持することを可能とし、また、反りを極力低減することができ、好ましいものである。
【００３５】
また、このとき放射型プリプレグの材料となる三角プリプレグ２１は、放射型プリプレグの強度を高い水準で保つ観点から、その頂角を５〜９０°とすることが好ましく、５〜３０℃であることが方向による強度の差を小さくすることができる点で特に好ましい。このとき放射型プリプレグは、正４〜７２角形状に製造される。
【００３６】
また、炭素繊維強化型プリプレグ６Ａの他の形態としては、図４に示したような、一方向炭素繊維強化型プリプレグ３０の中央部を破線部で示したような円形プリプレグ３１を切り出し、これを９０度回転させて元の位置に戻して接合した炭素繊維強化型プリプレグ３２、図５に示したような、一方向炭素繊維強化型プリプレグ４０の中央部を破線部で示したような正方形プリプレグ４１を切り出し、これを９０度回転させて元の位置に戻して接合した炭素繊維強化型プリプレグ４２が挙げられる。ここでは、切り出したものを回転させているが、他のプリプレグから同一形状で、繊維方向が周囲とは直交する方向のプリプレグをもってきてもよい。
【００３７】
次に、ここで用いられるラッピングキャリアの内層に用いられる炭素繊維強化型プリプレグ６Ｂとしては、炭素繊維を強化繊維として有するプリプレグであれば特に限定されずに用いることができる。ラッピングキャリアの曲げ強度に一番影響があるのは最外層のプリプレグであるため、内層においては、例えば、加工していない一方向炭素繊維強化型プリプレグでもよいし、また、炭素繊維強化型プリプレグ６Ａで例示した一方向炭素繊維強化型プリプレグを加工したものを用いてもよい。
【００３８】
ここで炭素繊維強化型プリプレグ６Ａ、６Ｂに用いられる炭素繊維としては、通常強化繊維として用いられるものであれば特に限定されずに用いることができるが、例えば、炭素繊維強化型プリプレグの引張弾性率が２３０ＧＰａ以上、好ましくは４００ＧＰａ以上のものであることが好ましい。この炭素繊維としては、例えば、東レ株式会社製のトレカ系、東邦テナックス株式会社製の炭素繊維等が挙げられる。また、この炭素繊維は、プリプレグ中の質量比率が５５質量％以上であることが好ましく、６５〜７５質量％であることが特に好ましい。
【００３９】
このとき、炭素繊維以外の成分は樹脂成分となるため、樹脂成分は、質量比率が４５質量％以下であることが好ましく、３５〜２５質量％であることが特に好ましい。この比率があまりに低いと、積層した後に表面平滑性が低下するおそれがある。そして、この樹脂成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、変性ポリイミド樹脂等の熱硬化型樹脂が挙げられ、なかでもエポキシ樹脂であることが好ましい。
【００４０】
炭素繊維強化型プリプレグ６Ａ，６Ｂの厚さは、これを複数枚積層してラッピングキャリアの積層板とするため、１枚当たり２００μｍ以下であり、５０〜１８０μｍであることが好ましい。
【００４１】
また、本発明のラッピングキャリアは、平面方向だけではなく、積層方向についても強度の差をなくすことが好ましいため、積層する炭素繊維強化型プリプレグは、積層板の積層方向における中心線において対称になるようにすることが好ましい。
【００４２】
すなわち、最外層の炭素繊維強化型プリプレグとしては、例えば、上記した６Ａのような加工したものを用いるが、そのとき、両最外層で、炭素繊維方向を一致させることが好ましい。さらに、内層において一方向炭素繊維強化型プリプレグを用いた場合の具体例として、例えば、その炭素繊維方向を順に、横−縦−縦−横、横−縦−横−縦−横等のように対称的になるように積層して、積層方向においても強度のバランスを保つようにすることが好ましい。
【００４３】
そして、ラッピングキャリアの厚さは、被研磨物の厚さによって適宜調整すればよいが、通常、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましく、また、そのラッピングキャリアの大きさは支持部となる円盤の直径が２５０ｍｍ以上であると本発明の効果が有効に発揮される。
【００４４】
本発明のラッピングキャリアは、上記説明したような炭素繊維強化型のプリプレグを複数枚積層して形成されるものであり、その製造は、炭素繊維強化型プリプレグを複数枚積層する積層工程と、この積層工程により積層されたプリプレグを加熱加圧して互いに接着させて積層板とする接着工程と、により行うことができる。
【００４５】
ラッピングキャリアの形状は、得られた積層板から不要な部分をプレス又は裁断加工してラッピングキャリアの形状とするか、積層する個々のプリプレグを積層する前に、予めプレス又は裁断加工しておいて平面的にラッピングキャリア形状としておき、これを位置合わせして金型に投入し、加熱、加圧により接着して積層板とし、ラッピングキャリアの形状とすることができる。
【００４６】
なお、この接着工程は、高精度の加熱、加圧ができるプレス機であれば特に限定されずに用いることができ、成形条件は用いる樹脂によって適宜選択すればよく、例えば、メーカーの推奨条件に従えばよく、一般的には、１２０〜１６０℃、５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２で２〜３時間加熱、加圧して積層板とすることが好ましい。また、完全硬化の前に、減圧工程等による脱気工程を入れることが好ましい。
【００４７】
本発明のラッピングキャリアの製造方法によれば、所望とするラッピングキャリアの厚みを積層するプリプレグの厚さや、枚数により容易に調整することができ、また、積層材料の加工により所望のラッピングキャリアの形状とすることができることから、これまでの金属材料により製造されていたラッピングキャリアに比べて製造コストを低減することができる。
【００４８】
このとき、積層する組み合わせとしては、例えば、内層について、一方向炭素繊維強化型プリプレグ、接合型プリプレグ等から選ばれる一種の炭素繊維強化型プリプレグを用いてもよいし、これらを任意に組み合わせて用いてもよい。また、接合型プリプレグを複数枚用いる場合には、それぞれ接合線が重ならないようにずらして積層することが好ましい。
【００４９】
また、最外層の炭素繊維強化型プリプレグとしては、一方向に配向された炭素繊維部分と、これに直交する方向に配向された炭素繊維部分と、からなるものであり、これは、上記のラッピングキャリアのときに説明した炭素繊維強化型プリプレグと同一のプリプレグを用いるものである。
【００５０】
これらの組み合わせとしては、積層板の積層方向における中心線において対称に炭素繊維強化型プリプレグが積層されていることが好ましく、このように対称となるように積層することでラッピングキャリアの強度のバランスをとることができ、ラッピング加工時の撓みや反りを抑えることができる。
【００５１】
このような積層方法について、最外層の炭素繊維強化型プリプレグとしては、例えば、上記した６Ａのような加工したものを用いるが、そのとき、その繊維方向を互いに同一の方向となるように積層させることが好ましい。また、内層には一方向炭素繊維強化型プリプレグを用いた場合の具体例を挙げると、例えば、横−縦−縦−横、横−縦−横−縦−横等のように対称的になるように積層して、積層方向においても強度のバランスを保つようにすることが好ましい。
【００５２】
このように炭素繊維強化型プリプレグを用いたラッピングキャリアは、特定の炭素繊維で強化されたプリプレグから製造されるため、全方向に曲げ強度が強い高剛性のものであって、耐磨耗性が高い材料で製造されているため、ウェハの均一な鏡面加工を効率よく行うことができ、ラッピングキャリアの交換頻度も少なくすることができるため、ウェハ研磨のコストを低減することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、本発明のラッピングキャリア及びその製造方法について、実施例及び比較例に基づいて説明する。なお、実施例に用いる最外層の炭素繊維強化型プリプレグの製造について参考例により説明する。
【００５４】
（参考例１）最外層に用いる炭素繊維強化型プリプレグＡの製造：
一方向炭素繊維強化型プリプレグとしてＣＳテープ（三菱レイヨン株式会社製、商品名：ＴＲ３５０Ｅ１５０ＳＢ４ＺＦＷＳ；一枚当たりの重量は２１５ｇ、樹脂比率が３０質量％）を、５５０ｍｍ×５５０ｍｍに切断し、さらに、これを図２Ａに示したように頂角９０度の同一形状の二等辺三角形状に８等分し、図２Ｃに示したように、全ての炭素繊維の方向がその接する正方形の辺に対して垂直になるようにして接合し、炭素繊維強化型プリプレグＡを作成した。
【００５５】
（参考例２）最外層に用いる炭素繊維強化型プリプレグＢの製造：
参考例１と同じＣＳテープの５５０ｍｍ×５５０ｍｍの一方向炭素繊維強化型プリプレグに、図４に示したように、その中心から直径３５０ｍｍの円形のプリプレグを切り出し、これを９０度回転して、炭素繊維の配向方向が周囲とは直交する方向にして接合し、炭素繊維強化型プリプレグＢを作成した。
【００５６】
（参考例３）最外層に用いる炭素繊維強化型プリプレグＣの製造：
参考例１と同じＣＳテープの５５０ｍｍ×５５０ｍｍの一方向炭素繊維強化型プリプレグに、図５に示したように、その中心から２５０ｍｍ×２５０ｍｍの正方形のプリプレグを切り出し、これを９０度回転して、炭素繊維の配向方向が周囲とは直交する方向にして接合し、炭素繊維強化型プリプレグＣを作成した。
【００５７】
（実施例１）
一方向炭素繊維強化型プリプレグとしてＣＳテープ（三菱レイヨン株式会社製、商品名：ＴＲ３５０Ｅ１５０ＳＢ４ＺＦＷＳ；一枚当たりの重量は２１５ｇ、樹脂比率が３０質量％）を、５５０ｍｍ×５５０ｍｍに切断し、これを横−縦−縦−横に４枚重ね、さらに両最外層には参考例１で作成した炭素繊維強化型プリプレグＡを積層して、離型フィルムで挟み、１０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をかけながら、昇温１℃／２分の条件で１９０分かけて成形温度の１５０℃まで昇温して、これを３０分間保持し、加熱、加圧成形した。その後、３０分かけて冷却し、各プリプレグを接着して積層板を得た。
【００５８】
このようにして得られた厚さ０．７５ｍｍの積層板に、円盤の外径５３０ｍｍ、内穴径２００ｍｍで、図１の歯車型に切断、打ち抜き加工を施すことでラッピングキャリアを製造した。このとき、最外層のプリプレグを切断、並び替えをするときに中心となった部分を円盤の中心となるようにした。
【００５９】
（実施例２）
最外層の炭素繊維強化型プリプレグとして、参考例２で作成した炭素繊維強化型プリプレグＢを用いた以外は実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。
【００６０】
（実施例３）
最外層の炭素繊維強化型プリプレグとして、参考例２で作成した炭素繊維強化型プリプレグＣを用いた以外は実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。
【００６１】
（実施例４）
内層の一方向炭素繊維強化型プリプレグの方向を、横−横−横−横と全て同一方向にした以外は実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。
【００６２】
（比較例１）
最外層のプリプレグとして一方向炭素繊維強化型プリプレグを用いた以外は、実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。このとき、炭素繊維の方向は、縦−横−縦−縦−横−縦とした。
【００６３】
（比較例２）
炭素繊維の方向を、縦−横−縦−横−縦−横とした以外は、比較例１と同様にラッピングキャリアを製造した。ここでは、最外層のプリプレグが互いに炭素繊維の方向が異なり、積層方向における対称性を有しない。
【００６４】
（比較例３）
最外層のプリプレグとして、織布タイプのプリプレグ（東邦テナックス株式会社製、商品名：Ｗ−３１０１；平織り、一枚当たりの重量  ２５０ｇ、樹脂比率  ４１質量％）を用いた以外は、実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。
【００６５】
（比較例４）
最外層のプリプレグとして、一方向炭素繊維強化型プリプレグを半裁し、一方の炭素繊維の配向方向を９０度回転させて、左右で互いに直交するような方向としたプリプレグを用いた以外は実施例１と同様にしてラッピングキャリアを製造した。
【００６６】
（比較例５）
材質を９９．９９％の純チタン製とした以外は、実施例１と同一の大きさに打ち抜き加工を施し、ラッピングキャリアを製造した。
【００６７】
（試験例）
実施例１〜４及び比較例１〜５で得られたラッピングキャリアについて、反り及び強度について試験を行い、その結果を表１に示した。ここで、強度とは、応力に対する撓みの発生のしにくさを示す。
【００６８】
【表１】
2007326156.tif 000003
【００６９】
＊１：製造したラッピングキャリアの平坦度を測るため、円盤の反りを測定した。
＊２：円盤の中心を支点として、両端に加重した際の変形量を、まず、最外層の繊維方向にあわせた位置から順に１５度づつ回転させながら、円盤の２４方向で値を測定したときの平均値と最大値を示した。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明のラッピングキャリアの平面図ある。
【図１Ｂ】図１ＡのラッピングキャリアのＡ−Ａ断面図である。
【図２Ａ】加工前の一方向炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【図２Ｂ】三角形状のプリプレグの繊維方向を変更する方法を示した図である。
【図２Ｃ】最外層に用いる炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【図３Ａ】加工前の一方向炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【図３Ｂ】最外層に用いる他の炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【図４】最外層に用いるさらに他の炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【図５】最外層に用いるさらに他の炭素繊維強化型プリプレグの平面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…ラッピングキャリア、２…支持部、３…歯車、４…研磨物配置穴、５…固定部、６Ａ，６Ｂ…炭素繊維強化型プリプレグ、１０…一方向炭素繊維プリプレグ、１１，１２…二等辺三角形状プリプレグ、２０…一方向炭素繊維強化型プリプレグ、２１…二等辺三角形状プリプレグ、３０…一方向炭素繊維強化型プリプレグ、３１…円形プリプレグ、３２…炭素繊維強化型プリプレグ、４０…一方向炭素繊維強化型プリプレグ、４１…正方形プリプレグ、４２…炭素繊維強化型プリプレグ
【図１Ａ】
2007326156.tif 000004
【図１Ｂ】
2007326156.tif 000005
【図２Ａ】
2007326156.tif 000006
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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