Creation of grinding wheels using carbon dioxide molding technology at room temperature with chemical soaking and verification of their machining performance

本研究では，申請者が研究を行ってきた研削中の熱による砥粒再設定(Reconfiguration)，研削後に加熱して砥粒再投入(Restoration)，使用済み砥石の再生(Recycle)ができる機能を持つ熱可塑性樹脂砥石で脆性材料をCMPと同等の表面性状にする基盤技術を築くことを目的としている．申請者は，これまでに石英・水晶を乾式研削で工作物の表面を鏡面にする研削条件，及び砥石再生条件を見出してきた．さらに，産総研と共同し二酸化炭素(CO2)による熱可塑性樹脂の可塑化 技術を応用して砥石成型が可能であるという知見を得た．そこで本研究では，CO2による砥石成型の確立を端緒として，化学的な表面活性反応が付加した砥石を開発し，その研削研磨メカニズムの解明を目指している．また，本技術を用いて，パワー半導体ウエハを用いて熱と化学反応による効果と超平坦化を実証する予定である．当該年度に実施した研究成果は，2022年度は共同研究の産総研殿保有の装置を拝借して実験を行った．大学移転に伴い2023年3月にCO2による砥石成型装置およびこれを操作するに必要となる周辺機器を新キャンパスに設置して，4月に運用開始した．実験によって得られた知見としては，従来砥石より表面性状が優れている面もあるが，表面の粗さのばらつきが大きく，その制御因子がいまだに判明していない．また，不織布表面の砥粒量のムラの制御をする課題も残っている．従来からの集中度では砥粒量を表せないため，学術的に定義する必要があることがわかった．これらの内容を2022年度は加工系学会において円形形状の砥石に限定した不織布砥石に関して3件口頭発表（砥粒加工学会，機械学会）した．また，精密工学会会誌に不織布砥石の現状と展望というテーマ（5月掲載予定）で解説論文を寄稿した．

本研究では，申請者が研究を行ってきた研削中の熱による砥粒再設定(Reconfiguration)，研削後に加熱して砥粒再投入(Restoration)，使用済み砥石の再生(Recycle)ができる機能を持つ熱可塑性樹脂砥石で脆性材料をCMPと同等の表面性状にする基盤技術を築くことを目的としている．申請者は，これまでに石英・水晶を乾式研削で工作物の表面を鏡面にする研削条件，及び砥石再生条件を見出してきた．さらに，産総研と共同し二酸化炭素(CO2)による熱可塑性樹脂の可塑化 技術を応用して砥石成型が可能であるという知見を得た．そこで本研究では，CO2による砥石成型の確立を端緒として，化学的な表面活性反応が付加した砥石を開発し，その研削研磨メカニズムの解明を目指している．また，本技術を用いて，パワー半導体ウエハを用いて熱と化学反応による効果と超平坦化を実証する予定である．当該年度に実施した研究成果は，2022年度は共同研究の産総研殿保有の装置を拝借して実験を行った．大学移転に伴い2023年3月にCO2による砥石成型装置およびこれを操作するに必要となる周辺機器を新キャンパスに設置して，4月に運用開始した．実験によって得られた知見としては，従来砥石より表面性状が優れている面もあるが，表面の粗さのばらつきが大きく，その制御因子がいまだに判明していない．また，不織布表面の砥粒量のムラの制御をする課題も残っている．従来からの集中度では砥粒量を表せないため，学術的に定義する必要があることがわかった．これらの内容を2022年度は加工系学会において円形形状の砥石に限定した不織布砥石に関して3件口頭発表（砥粒加工学会，機械学会）した．また，精密工学会会誌に不織布砥石の現状と展望というテーマ（5月掲載予定）で解説論文を寄稿した．