ラップ研磨

ラップ研磨とは

ラップ研磨とは、主に精密性が要求される加工物に用いられる研磨方法のひとつです。ラップ研磨は、平面台(ラップ)と加工物との間に砥粒(ラップ剤)を入れてすり動かし、両者間の摩耗作用を利用して加工物表面の凸部を取り除きます。

ラップ研磨は、研削加工などと比べて加工効率は低いですが、寸法精度の高い非常に滑らかな面が形成されますので、加工物の仕上げ工程で用いられます。

通常、ラップ研磨の専用装置(ラッピング装置)によって研磨加工をしますが、ラッピング装置では加工が難しい形状や寸法の微調整には手作業、いわゆるハンドラッピングも行われます。ただし、非常に高い技術が要求されます。

ラップ研磨の使用用途

ラップ研磨は、厳しい加工精度が求められる製品や部品の仕上げ工程に用いられます。

ラップ研磨を施すことで、高い寸法精度を出すことができ、さらに表面を鏡面のように滑らかに仕上げることができます。つまり、摩擦抵抗を減らすことで、はめ合い部や摺動部におけるトラブルを抑えることができます。このような効果があることから、光学部品、ゲージ類、ベアリングといった精密部品や摺動部品に広く利用されています。

特に半導体ウエハーは、難削材であるウエハーの両面を平行かつ滑らかに仕上げなければならず、加えて、一定した高品質性を維持しつつ大量生産しなければなりません。そのような半導体ウエハー製造において、ラップ研磨は重要な一工程を担っています。

ラップ研磨の原理

ラップ研磨の概要は、ハンドラッピングを例にとると、駆動している平面台(ラップ)に砥粒(ラップ剤)を介して加工物を押し付けます。ラップと加工物が相対運動するなかでラップ剤は圧力を受けながら徐々に加工物表面を削り取ります。その結果、表面粗さが均一で歪みのない平面が得られるというものです。

通常、ラップ研磨は、ラッピング装置を用いて行われ、加工物の材質や形、加工条件に応じてラップの形状や数、駆動方法、およびラップ剤の種類等を変えて対応します。

ラップ研磨は、ラップ剤の性状の違いによって湿式と乾式とに分けられます。湿式は、砥粒とラップ液(油など)を混ぜたスラリーをラップ剤として用いるものです。ラップ液中を砥粒が転動して加工物表面を削るので、加工量が大きく、表面は方向性のない梨地面になります。一方、乾式は、ラップ剤をラップ上に半固定した状態で用いる方法で、ラップ剤が加工物表面を滑り、引っかき作用によって加工物表面を削っていきます。湿式に比べ加工量が小さく、表面は鏡面になります。

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