JP2001277084A

JP2001277084A - 両頭研削盤

Info

Publication number: JP2001277084A
Application number: JP2000089159A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kobayashi; 茂雄小林
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ワーク厚の実測値と目標基準値との差分値に基
づいて、砥石の送り移動量を適切に補正し、ワークを高
精度に研削加工することができる両頭研削盤を提供す
る。【解決手段】砥石１７，１８の位置を補正量に基づいて
修正してワーク２４の厚さを特定の寸法に管理するため
の定寸装置２を有する両頭研削盤１であり、ワーク厚の
実測値と目標基準値との差分値に補正率を掛けたものを
補正量とし（ＳＴＥＰ３）、砥石１７，１８の送り移動
量を補正する。また、砥石１７，１８のそれぞれの摩耗
量に基づいて補正量を振分け分配し（ＳＴＥＰ４）、砥
石１７，１８の送り移動量をそれぞれ補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両頭研削盤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１１に示すように従来からワ
イヤソーにより切断された硬脆材料からなるウエーハ状
のワーク２４等の両面を一対の砥石１７，１８により研
削する両頭研削盤１が知られている。この両頭研削盤１
は、一対の砥石１７，１８の対向する端面である二つの
研削面１７ａ，１８ａを有し、それぞれの研削面１７
ａ，１８ａはほぼ平行の状態で対向配置されている。そ
して、両砥石１７，１８は回転しながら、ワーク２４に
向かって両砥石または片方の砥石が送り移動させられ
て、それら二つの研削面１７ａ，１８ａに接触したワー
ク２４の両面が同時に研削されるようになっている。

【０００３】このワーク２４の研削に際して、ワーク２
４を所定の厚さに加工するためには、例えば研削加工が
終了した時点でワーク２４の実際の寸法を測定し、その
測定寸法に基づいて両砥石１７，１８の切込み量を決定
して、荒研削加工や仕上げ研削加工を行っている。図１
８に示すように、切込み量とは、研削加工を施すワーク
の加工前の表面である被削面と、研削加工後の表面であ
る仕上げ面との距離をいう。砥石の切込み量が多い程ワ
ーク２４の厚さ（幅）は薄く加工され、一般的に、加工
中のワークの厚さは砥石の切込み量で管理されている。

【０００４】また、両頭研削盤１のメンテナンスを行っ
ている間等の研削加工中以外のときは、砥石１７、１８
は退避位置にあり、研削加工の際には退避位置からワー
クの被削面まで送り移動させられる。この移動量を砥石
の送り移動量といい、例えば縦型の両頭研削盤において
は、上側の砥石１８がワーク２４の被削面に向かって下
降する距離と、下側の砥石１７がワーク２４の被削面に
向かって上昇する距離とをいう。

【０００５】しかしながら、砥石を長時間使用している
と、その砥石が摩耗するため、上下砥石１７，１８の研
削面１７ａ，１８ａの位置が変化する。また、砥石１
７，１８は一定時間使用するごとに、研削面１７ａ，１
８ａのドレッシングを必要とする場合がある。このドレ
ッシングによっても砥石１７，１８が削除されるため研
削面１７ａ，１８ａの位置が変化する。よって、砥石１
７，１８を退避位置からワーク２４の被削面まで送り移
動させても、砥石１７，１８の摩耗，ドレッシングによ
る研削面１７ａ，１８ａの変位のため、ワーク２４の被
削面まで到達しない。そして、その位置から切込み量分
切り込んだ場合にも、砥石１７，１８の実際の切込み量
は、研削面１７ａ，１８ａの位置変化による影響を受け
て、その変位量分だけワーク２４の厚さが変化する。

【０００６】このため、ワーク研削加工時の加工誤差を
最小にするには、砥石１７，１８の摩耗等に伴う研削面
１７ａ，１８ａの位置変化を検出して、その検出結果に
基づいて砥石１７，１８の送り移動量を補正する必要が
ある。特に、ワイヤソーにより切断されたウエーハ状の
ワーク２４を研削する場合には、ワーク２４が薄板状で
あって高精度の研削加工が要求されるため、上下砥石１
７，１８の研削面１７ａ，１８ａの摩耗等に伴う位置変
化を一層正確に検出して、砥石１７，１８の送り移動量
に適切にフィードバックさせる必要がある。

【０００７】上記問題点に着目した両頭研削盤について
図１１〜図１３を用いて説明する。両頭研削盤１は、ワ
ーク２４の表裏面を研削する研削盤に、ワーク２４の厚
さを特定の寸法に管理するための定寸装置２を有する。

【０００８】図１２は定寸装置２の概念図である。図１
２に示すように、定寸装置２は、測定装置７０とアンプ
３と演算部５４とを有し、測定装置７０におけるワーク
厚の測定結果を両頭研削盤１にフィードバックさせて、
ワーク２４の仕上げ厚を特定の寸法にするものである。

【０００９】測定装置７０には種々のものがあるが、差
動トランス式の一例を簡潔に示すと、測定装置７０は、
ワーク２４を挟むコンタクト部６１を先端に設けた二本
のフィンガー６２と、両フィンガー６２が装設される本
体６３と、その本体６３に設置されている差動トランス
６４とからなる。二本のフィンガー６２は支軸６７部に
おいて本体６３に回転可動に設置されている。一方のフ
ィンガー６２の本体６３側端部には差動トランス６４が
連結されており、他方のフィンガー６２の本体６３側端
部には、支軸６８を連結軸としてコア６５が回動可能に
連結されている。差動トランス６４は電源に接続された
一次コイル６９を有し、その一次コイル６９に対向する
位置には二本の二次コイル６６が配置されている。一次
コイル６９と二次コイル６６の間にはコア６５が配置さ
れており、コア６５は一次コイル６９と二本の二次コイ
ル６６の間を両コイルにほぼ平行してスライド移動でき
る仕組みになっている。

【００１０】ワーク２４の厚さを測定するときには、二
本のフィンガー６２を開いてからコンタクト部６１でワ
ーク２４を挟むようにする。そのとき、両フィンガー６
２の間隔若しくは角度の変位からフィンガー６２に連結
された差動トランス６４のコア６５と二次コイル６６が
相対的に移動し、発生した誘起電圧に基づいてワーク２
４の厚さを測定するものである。測定結果は、アンプ３
にアナログまたはデジタル表示される。

【００１１】両頭研削盤１において研削されたウエーハ
状のワーク２４の厚さを所望の値に収めるため、測定装
置７０により両面を研削加工したワーク２４の厚さを一
枚ごとに実測する。そして、その測定装置７０により測
定されたワーク２４の厚さを製品出荷合格基準となる目
標基準値と比較するために差分（（実測値）−（目標基
準値））を算出する。算出された差分値が製品として出
荷が可能な許容値の範囲内に入っているか否かを検出す
る。

【００１２】図１３を用いて上記許容値について詳述す
る。図１３に示すアンプ３は、説明の便宜上、上述の測
定装置７０により測定されたワーク２４の厚さをそのま
ま表示するものではなく、製品出荷合格基準となる目標
基準値とワーク実測値の差分値を表示するものを使用し
ている。上記の許容値には、目標範囲値７１と補正範囲
値７２とがある。目標範囲値７１（図１３の右上がり斜
線範囲部）とは、目標基準値とほぼ同一であると認めら
れる範囲の値をいう。補正範囲値７２（図１３の左上が
り斜線範囲部）とは、目標範囲値７１内ではないが目標
基準値の誤差の範囲内にあり製品として出荷しても全く
問題がないと認められる範囲の値をいう。そして、差分
値が目標範囲値７１と補正範囲値７２とをあわせた許容
値の範囲を超えた場合（ＮＧ範囲値７３の部分）には、
そのワーク２４は製品として出荷することができない。

【００１３】図８は上記両頭研削盤１における送り移動
量補正のためのフローチャートを示している。まず、両
頭研削盤１において研削加工が終わったウエーハ状のワ
ーク２４を一枚ずつ測定装置７０に送る。そして、測定
装置７０においてワーク２４の厚さを測定し（ＳＴＥＰ
１）、目標基準値との差分値を求めた後に、差分値が許
容値の範囲内にあるか否かを検出する（ＳＴＥＰ２）。差分値が目標範囲値内７１にある場合は、そのワーク
２４の加工は終了し、次のワーク２４の研削加工を開始
する。また、差分値が目標範囲値７１及び補正範囲値７２
外、即ち許容値の範囲内に入っていない場合（ＮＧ範囲
値７３内にある場合）は、両頭研削盤１に故障等が発生
していると考えられるため両頭研削盤１を停止する。さらに、差分値が目標範囲値７１外であるが補正範囲
値７２内にある場合は、そのワーク２４の加工は終了す
るが、次のワーク２４’の研削加工に移る前に砥石１
７，１８の送り移動量を補正する（ＳＴＥＰ３）。次の
ワーク２４’の研削加工時には送り移動量は補正されて
いるため、目標範囲値７１内に収まるように研削加工が
おこなわれる。

【００１４】上下砥石１７，１８の送り移動量の補正方
法としては、上記の場合に、ワークの実測値と目標基
準値との差分を算出し、その差分値だけ上側の砥石１８
の送り移動量のみを増加または減少させたり、上部砥石
１８と下部砥石１７の送り移動量をそれぞれ差分値の１
／２ずつ増加または減少させたりする方法がある。この
方法によれば、実測値と目標基準値との差分を砥石１
７，１８の送り移動量にフィードバックさせているた
め、原則として、次のワーク２４’は目標基準値に一致
する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の両頭研
削盤において、差分値が補正範囲値７２内に入った場合
に、砥石１７，１８の送り移動量を増加または減少させ
ても、必ずしも次のワーク２４’の差分値を目標範囲値
７１内に収めることができず、目標基準値に収束するの
に数回の補正が必要となる場合があった。

【００１６】また、研削加工を繰り返すことにより、ワ
ーク２４の研削加工の精度に誤差を生じることがあっ
た。

【００１７】更に、砥石の送り移動量を補正する場合
に、上記研削盤のように上部砥石１８の送り移動量のみ
を補正する方法では、下部砥石１７の摩耗が考慮されて
いなかったため、上部砥石１８の送り移動量の補正だけ
では、ワーク２４が基準位置よりも下降してしまうとい
う問題点があった。一方、砥石の送り移動量の補正方法
として上下両砥石１７，１８の送り移動量を均等に増減
させる方法では、上部砥石１８と下部砥石１７の送り移
動量を共に差分値の１／２ずつ増加させた場合に、上下
両砥石１７，１８の減り量の違い分だけ基準位置よりも
ずれるという問題点があった。

【００１８】本出願に係る発明は、上記のような問題点
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、研削盤自体の機械的な精度誤差や測定装置の
測定誤差等による誤差を補正して、ワークを高精度に研
削加工することができる両頭研削盤を提供することにあ
る。

【００１９】また、本出願に係る発明の他の目的は、研
削加工を繰り返すことにより生じる、ワーク研削加工の
精度誤差を補正できる両頭研削盤を提供することにあ
る。

【００２０】更に、本出願に係る発明の他の目的は、砥
石の送り移動量を補正する場合に、上側の砥石と下側の
砥石の送り移動量をそれぞれに適切に補正する機能を有
する両頭研削盤を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、研削加工された被研削
物を測定し、砥石位置を修正する定寸装置を有する両頭
研削盤において、前記被研削物の測定結果と被研削物の
所望の厚さとの差分値に対して予め定められた補正率を
掛けた値に基づいて補正量を検出し、前記砥石の送り移
動量を前記補正量分増加または減少させることを特徴と
する両頭研削盤である。

【００２２】また、本出願に係る第２の発明は、研削加
工された被研削物を測定し、砥石位置を修正する定寸装
置を有する両頭研削盤において、既に研削加工が終了し
た前記被研削物の測定結果と被研削物の所望の厚さとの
差分値を用いて適宜補正率を算出し、該補正率に基づい
て補正量を検出し、前記砥石の送り移動量を前記補正量
分増加または減少させることを特徴とする両頭研削盤で
ある。

【００２３】更に、本出願に係る第３の発明は、両砥石
の研削面の計測手段を有し、前記計測手段の計測による
研削面のそれぞれの摩耗量に基づいて前記補正量を振分
け分配して、前記両砥石の送り移動量をそれぞれ増加ま
たは減少させることを特徴とする前記第１又は第２に記
載された両頭研削盤である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本出願に係る発明の一実施
の形態を図１〜図１０に基づいて詳細に説明する。

【００２５】本発明の実施の形態の両頭研削盤１は、ワ
ーク２４の表裏面を研削する研削盤に、砥石位置を修正
してワーク２４の厚さを特定の寸法に管理するための定
寸装置２を有する。

【００２６】図１は、両頭研削盤１の概略図である。下
部フレーム１１の上に中間フレーム１２が固定され、そ
の中間フレーム１２の上には上部フレーム１３が固定さ
れている。下部フレーム１１には下部砥石送り装置１４
及びワーク支持機構１５が装設され、上部フレーム１３
には上部砥石送り装置１６が装設されている。

【００２７】下部砥石送り装置１４は、下部砥石１７の
回転中心軸となる下部砥石回転軸１４ａを備え、下部砥
石回転軸１４ａの上端にはフランジ部１４ｂが設けられ
ている。フランジ部１４ｂには下部砥石１７が装備され
ており、その下部砥石１７の上面は研削面１７ａとなっ
ている。同様に、上部砥石送り装置１６には、上部砥石
１８の回転中心軸となる上部砥石回転軸１６ａを備え、
上部砥石回転軸１６ａの下端にはフランジ部１６ｂが設
けられている。フランジ部１６ｂには上部砥石１８が装
備されており、その上部砥石１８の下面は研削面１８ａ
となっている。そして、前記下部砥石１７の回転軸線が
上部砥石１８の回転軸線の延長線上に配置されるととも
に、下部砥石１７の研削面１７ａが上部砥石１８の研削
面１８ａとほぼ平行に対向配置されている。

【００２８】上部砥石送り装置１６には昇降用サーボモ
ータ５６が装備されており、その昇降用サーボモータ５
６は制御部５３に接続されている。また、下部砥石送り
装置１４にも昇降用サーボモータ５５が装備されてお
り、その昇降用サーボモータ５５は制御部５２に接続さ
れている。制御部５３，５２はそれぞれ昇降用サーボモ
ータ５５，５６の回転を制御する部位であり、昇降用サ
ーボモータ５５，５６の回転により上下両砥石１８，１
７の回転軸が軸線方向に移動する。即ち、制御部５３，
５２により上下両砥石１８，１７の送り移動が制御され
るようになっている。また、中間フレーム１２には上部
砥石送り装置１６を中心として左右対称の位置に変位検
出機構５０と砥石修正機構５１が配置されている。

【００２９】次に前記ワーク支持機構１５について説明
すると、図２に示すように、支持台２１は上下両砥石送
り装置１６，１４間において、下部フレーム１１上に配
設されている。支持台２１上には移動枠２２が、一対の
ガイドレール２３を介して移動可能に支持されている。
そして、この移動枠２２が図示しない移動用モータによ
り、図２に実線で示すワーク２４を着脱交換するための
ワーク搬入搬出位置Ｐ１と、同図に鎖線で示すワーク２
４を研削するための加工位置Ｐ２とに移動するようにな
っている。

【００３０】前記移動枠２２にはワークホルダ２５が回
転可能に支持され、その中央にはワーク２４を着脱可能
にセットするためのセット孔２６が形成されている。セ
ット孔２６内には係合突起２７が突設され、セット孔２
６内にワーク２４がセットされるとき、そのワーク２４
の外周面の切欠部２４ａがこの係合突起２７に係合す
る。移動枠２２上には回転用モータ２８が配設され、ワ
ーク２４の研削加工時に、この回転用モータ２８から図
示されない回転力伝達手段を介してワークホルダ２５に
回転が付与されて、ワーク２４が回転させられる。

【００３１】図２に示すように、前記支持台上２１には
一対の取付けプレート２９が、移動枠２２の移動方向に
並設されている。各取付けプレート２９上には、複数の
エアパッド３０ａ，３０ｂがほぼ一列に並べて配設され
ている。各エアパッド３０ａ，３０ｂは図３に示すよう
に取付けプレート２９上に取り付けられた円板状部材３
１を備え、その円板状部材３１の中心にはエア噴出孔３
２が形成されている。図３に示すように前記各エアパッ
ド３０ａ，３０ｂのエア噴出孔３２には、ノズル３３が
接続され、これらのノズル３３には図示しないエアコン
プレッサ等のエア供給源が接続されている。そして、こ
のエア供給源より供給されるエアが、各エアパッド３０
ａ，３０ｂのノズル３３からエア噴出孔３２を介してワ
ーク２４の下面に噴出することにより、ワーク２４がセ
ット孔２６内において浮上した状態で保持され、移動枠
２２の移動に伴ってワーク搬入搬出位置Ｐ１と加工位置
Ｐ２の間を浮上した状態で搬送させられる。

【００３２】図２、図３に示すように、加工位置Ｐ２に
おいて、ワーク２４は下部砥石１７上に載置され、下部
砥石１７よりはみ出した部分２４ｂは複数（図２では４
個）の基準部材としてのエアパッド３０ｂに対向してい
る。そして、図４に示すようにワーク２４が下部砥石１
７の研削面１７ａに傾斜して載置されることのないよう
に、エア供給源からエアをワーク２４の下面に噴出し、
ワーク２４を下部砥石１７の研削面１７ａと平行状態に
維持する。その結果、図３のように下部砥石１７の研削
面１７ａすなわちワーク２４の下面と、基準部材となる
エアパッド３０ｂの上面との距離がＬ１に保持される。

【００３３】次に、前記上下両砥石１８，１７の変位検
出機構５０について説明する。

【００３４】図６に示すように、前記加工位置Ｐ２の近
傍において、中間フレーム１２には支持筒３６が垂下固
定され、その内部には回動軸３７が一対のベアリング３
８を介して回転可能に支持されている。支持筒３６の上
端にはロータリシリンダ３９が配設され、その駆動軸４
０が回動軸３７に回転を伝えるように連結されている。
回動軸３７の下端には検出アーム４１が固定されてお
り、ロータリシリンダ３９により回動軸３７が回転させ
られることにより、検出アーム４１が図５に実線で示す
退避位置Ｐ３と、同図に鎖線で示す検出位置Ｐ４との間
を回転移動する。前記検出アーム４１の先端の下面及び
上面には一対の接触センサ４２，４３が配設されてお
り、検出アーム４１が検出位置Ｐ４に回転移動した状態
で、これらの接触センサ４２，４３が両砥石１７，１８
の研削面１７ａ，１８ａに対向配置される。各接触セン
サ４２，４３は、接触子４２ａ，４３ａと、接触子４２
ａ，４３ａが研削面１７ａ，１８ａに接触して変位した
量を検出する検出手段としての差動トランス４２ｂ，４
３ｂとから構成されている。

【００３５】そして、図７に示すように、検出アーム４
１が検出位置Ｐ４に回動配置された状態で、両砥石１
７，１８を退避位置から砥石厚測定基準位置Ｐ５，Ｐ６
まで所定送り移動量Ｌ２，Ｌ３だけ送り移動するとき、
各接触センサ４２，４３の接触子４２ａ，４３ａが研削
面１７ａ，１８ａとの接触によって移動させられる。こ
のとき、各接触センサ４２，４３の差動トランス４２
ａ，４３ａにより、接触子４２ａ，４３ａの移動量の変
化が研削面１７ａ，１８ａの変位量として検出されて、
電圧変化として出力される。

【００３６】上下砥石１７，１８が退避位置から砥石厚
測定基準位置Ｐ５，Ｐ６まで送り移動させられたとき
に、接触センサ４２，４３の接触子４２ａ，４３ａが研
削面１７ａ，１８ａとの接触により所定量だけ移動させ
られるように設定しておき、その状態を初期状態として
差動トランス４２ｂ，４３ｂの出力が０Ｖとなるように
設定する。作業を行う場合には、例えば一日の作業を開
始する前に、初期状態の設定を行う。そして、ワーク２
４を複数枚研削加工した後の砥石厚測定の際には、上下
砥石１７，１８は摩耗や熱変位等により研削面１７ａ，
１８ａが変位しており、その変位に伴い研削面１７ａ，
１８ａとの接触による接触子４２ａ，４３ａの移動量が
変位する。接触子４２ａ，４３ａの移動量の変位量に応
じて差動トランス４２ｂ，４３ｂから０Ｖ以外の電圧が
検出される。

【００３７】さらに、これらの差動トランス４２ｂ，４
３ｂからの出力が図１に示す演算部５４に入力されて、
上下両砥石１７，１８の送り移動量を調節する制御信号
に換算される。その制御信号は制御部５２，５３に入力
され、制御部５２，５３が下砥石回転軸１４ａと上砥石
回転軸１６ａの回転量を調節し、以後の上下砥石１７，
１８の送り移動量が補正される。

【００３８】図５〜図７に示すように、前記検出アーム
４１の先端付近の下面には、近接センサ等からなる位置
センサ４４が配設されている。そして、ワーク２４の研
削加工後に、検出アーム４１が検出位置Ｐ４に回転移動
させられた状態で、この位置センサ４４が加工位置Ｐ２
にある１つのエアパッド３０ｂの上面に対向配置され
る。

【００３９】この状態で、位置センサ４４によりエアパ
ッド３０ｂの上面と位置センサ４４との間隔Ｌ４が検出
される。そして、エアパッド３０ｂや研削盤フレームの
熱変位等により、検出間隔Ｌ４が増減して変化したと
き、エアパッド３０ｂの上面の位置変化量に応じて以後
の各砥石１７，１８の送り移動量を補正したり、各砥石
１７，１８の基準位置のオフセットを行ったりする。

【００４０】すなわち、エアパッド３０ｂの上面が研削
盤フレームの熱膨張により、上昇した場合には、その上
昇量に応じて下部砥石１７の送り移動量を増大させると
ともに、上部砥石１８の送り移動量を減少させる。これ
に対して、エアパッド３０ｂの上面が研削盤フレームの
熱収縮変化により、ワーク２４の浮上保持位置が下降し
た場合には、その下降量に応じて下部砥石１７の送り移
動量を減少させるとともに、上部砥石１８の送り移動量
を増大させる。

【００４１】次に、前記のように構成された両頭研削盤
１の動作を説明する。

【００４２】この両頭研削盤１にワーク２４を搬入搬出
する場合には、移動枠２２が図２に実線で示すワーク搬
入搬出位置Ｐ１に移動させられた状態となる。未加工の
ワーク２４が複数枚収められたワークカセット（図示し
ない）から、図示しないロボットアーム等により、ワー
クホルダ２５のセット孔２６内にワーク２４が挿入セッ
トされ、そのワーク２４の切欠部２４ａが係合突起２７
に係合する。

【００４３】そして、このワーク２４のセット状態にお
いて、図３に示すようにエア供給源より供給させるエア
が、各エアパッド３０ａ，３０ｂのノズル３３からエア
噴出孔３２を介してワーク２４の下面に噴出される。こ
れにより、ワーク２４がセット孔２６内において、浮上
した状態に保持される。

【００４４】その後、図２に鎖線で示すように、移動枠
２２が移動用モータ（図示しない）により、ワーク２４
が浮上した状態のままワーク搬入搬出位置Ｐ１から加工
位置Ｐ２に搬送される。同時に、ワークホルダ２５はモ
ータ２８から図示されない回転伝達手段を介して回転さ
せられ、ワーク２４も回転する。そして、この加工位置
Ｐ２では、下部砥石１７が、ワーク２４の下部被削面ま
で回転しながら送り移動されて上昇することにより、ワ
ーク２４が下部砥石１７に載置される。次に、上部砥石
１８が、ワーク２４の上部被削面まで回転しながら送り
移動されて下降する。そして、上砥石１８を切込み量だ
け切込むことにより、上下両砥石１７，１８の回転とワ
ーク２４の回転送りに基づいて、それらの研削面１７
ａ，１８ａによりワーク２４の上下両面に研削加工が施
される。

【００４５】図２及び図３に示すように、上部砥石１８
と下部砥石１７の直径はウエーハ状のワーク２４の直径
よりも小さいので、ワーク２４の上下面を均等に研削す
るために、ワークホルダ２５が回転をする。このとき、
ワーク２４はワークホルダ２５に形成されたセット孔２
６内に浮上した状態で保持されているが、ワーク２４の
切欠部２４ａが係合突起２７に係合しているため、ワー
ク２４がワークホルダ２５の回転に追従できずに空回り
をするということはない。すなわち、自転をしている上
下砥石１７，１８が、ワーク２４の表裏面上に相対的に
円を描くように回ることによって、ワーク２４は平坦に
研削される。

【００４６】所定の切込み位置まで上砥石１８が切込み
移動され、ワーク２４が所望の厚みになるまで研削され
た後、上下砥石１７，１８を退避位置まで戻し、ワーク
２４をワーク搬入搬出位置Ｐ２まで搬送する。ワーク搬
入搬出位置Ｐ２では、図示しないロボットアーム等が研
削加工後のワーク２４を取り出し、測定装置７０へ搬送
する。

【００４７】図１２に示すように、測定装置７０におい
ては、二本のフィンガー６２の先端に設けられたコンタ
クト部６１で研削加工後のワーク２４の厚さを測定す
る。測定装置本体６３内に設置された差動トランス６４
からの出力が、アンプ３上に表示され、その情報が演算
部５４に送られる。測定装置７０で測定するのは、加工
後のワーク２４の実際の厚さでも良いし、目標基準値と
ワーク厚との差分値であっても良い。前者のように、測
定装置７０において実際のワーク厚を測定する場合は、
演算部５４で実測値と目標基準値との差分値を求める演
算を行う。また、後者のように、測定装置７０において
目標基準値との差分値を直接求める場合は、基準となる
見本ウエハをコンタクト部６１で挟んだときに、差動ト
ランス６４の出力が０Ｖになるように基準合わせをして
おき、加工後の実際のワーク２４を測定したときには、
差動トランス６４からは差分の電圧が出力されるように
しておけば良い。また、後者の場合には、特定枚数のワ
ーク２４を測定する毎に見本ウエーハを用いて基準合わ
せを行うのが好ましい。

【００４８】測定装置７０による加工後のワーク厚の測
定は、加工されたワーク２４の総てについて１枚毎に行
うのを原則としている。

【００４９】次に、図９に示すフローチャートに基づい
て、ワーク厚測定後の砥石送り移動量の補正について説
明する。

【００５０】まず、上述のように、測定装置７０で加工
後のワーク２４の厚さの測定を行う（ＳＴＥＰ１）。

【００５１】ＳＴＥＰ２で、上記測定結果に基づいて、
砥石送り移動量の補正が必要か否かを判断する。目標基準値と実測値との差分値が、図１３に示す目標
範囲値７１内にある場合は、補正は不要であるため、そ
のワーク２４の研削加工は終了して、次のワーク２４’
の研削加工に継続する。次のワーク２４’を両頭研削盤
１で研削したら、ＳＴＥＰ１に戻り、測定装置７０でワ
ーク２４’の厚さを測定する。差分値が目標範囲値７１及び補正範囲値７２を超えて
ＮＧ範囲値７３内に入ってしまった場合には、両頭研削
盤１に故障等が生じている可能性があるため、研削盤を
停止して研削作業を終了し、次のワーク２４’の研削加
工には継続しない。研削盤や定寸装置２のメンテナンス
を行い、両頭研削盤１が正常に可動可能であると判断さ
れた場合には、運転を再開する。差分値が目標範囲値７１内にはないが、補正範囲値７
２内にある場合は、そのワーク２４自体は出荷可能であ
るため研削加工を終了するが、次に研削されるワーク２
４’がＮＧ範囲値７３に入ってしまう可能性があるた
め、砥石送り移動量の補正を行う。

【００５２】上記の場合にはＳＴＥＰ３に進む。ＳＴ
ＥＰ３においては、実測値と目標基準値との差分値に基
づいて、砥石の送り移動量の補正量を求める。この作業
は、図１及び図１２に示す演算部５４で行う。

【００５３】従来技術として説明したように、一般的に
は、実測値と目標基準値との差分値（（実測値）−（目
標基準値））を補正量として砥石１７，１８の送り移動
量の補正が行われている。しかし、測定装置７０で求め
た実測値と目標基準値との差分値をそのまま補正量とし
て補正をすると、一回の補正で目標範囲値７１内に入ら
ない場合がある。

【００５４】例えば、図１４に示すように、差分値が＋
（−）の補正範囲値７２内に入っている場合（図１４の
８１）に砥石１７，１８の送り移動量を増加（減少）さ
せると、今度は送り移動量が増加（減少）し過ぎてしま
い、目標範囲値７１を超えて−（＋）の補正範囲値７２
内に入ってしまうことがあった（図１４の８２）。すな
わち、一回の送り移動量補正では、差分値を目標範囲値
７１内に収めることができず、目標基準値に収束するの
に数回の補正が必要となる場合があった。この原因とし
て、両頭研削盤１自体の機械的な精度誤差、測定装置７
０のフィンガー６２の撓みや熱変位による測定誤差等の
要因が考えられる。

【００５５】そこで実験を行ったところ、両頭研削盤１
や測定装置７０特有の機械的精度の誤差（装置の癖）等
が原因である場合には、差分値をダイレクトに補正量と
するのではなく、差分値に特定の補正率をかけることに
より上記不都合を回避できる場合があることに想到し
た。

【００５６】以下、上記の思想について、図１４に示す
グラフを用いて詳細に説明する。ワーク２４の研削が終
了し、差分値を検出したところ、差分値（（実測値）−
（目標基準値））は＋０．９μｍ（プロット８１）であ
り補正範囲値７２内にあるので、次のワーク２４’を研
削する前に砥石１７，１８の送り移動量の補正をする必
要がある。そして、差分値である＋０．９μｍに基づい
て砥石１７，１８の送り移動量を＋０．９μｍだけ補正
して次のワーク２４’を研削したところ、差分値は−
０．７μｍ（プロット８２）となり目標範囲値７１を超
えて再び補正範囲値７２内に入ってしまっている。すな
わち、両頭研削盤１の砥石送り移動量を＋０．９μｍだ
け増やす補正をしたところ、結果的には１．６μｍ（｜
＋０．９｜＋｜−０．７｜）も研削量が増加してしまっ
たということになる。

【００５７】そこで、本実施の形態においては、上記の
ような装置特有の誤差等を補正するために、差分値
（（実測値）−（目標基準値））に、更に補正率をかけ
て求めた値を補正量とするものである。例えば、差分値
である＋０．９μｍに補正率０．５をかけた値を補正量
として、砥石１７，１８の送り移動量を補正すると、次
のワーク２４’がプロット８２’のように目標範囲値７
１内に入る場合がある。この補正率の大きさは経験値的
なもので良く、また、顧客側の要求にあわせて決めても
良い。補正率は１以下である必要はなく、当然１以上の
値もとりうる。

【００５８】補正率は図１及び図１２に示す演算部５４
（演算部５４内の記憶部または演算部５４に接続されて
いる記憶部）で記憶しておき、測定装置７０で求めた差
分値の情報に基づき、演算部５４でその差分値と補正率
との掛け算を行う。演算部５４で求めた補正量を図１に
示す制御部５２，５３に伝送し、制御部５２及び５３は
それぞれ下部砥石１７及び上部砥石１８の送り移動量を
補正する。補正率は、手入力で入力することもでき、作
業時の状況に応じて日ごとに変化させても良い。また、
演算部５４においては、複数の補正率を記憶しておくこ
ともでき、顧客毎に対応させて予め複数の補正率を用意
しておき、顧客毎に異なる補正率を用いて研削加工を行
うことも可能である。

【００５９】このように予め用意した一定の補正率を差
分値にかけて補正量を求めることにより、両頭研削盤１
自体の精度誤差（装置の癖）等を補正して、高精度に研
削加工をすることができる。

【００６０】次に、図１５に示す両頭研削盤１自体の熱
変位による誤差等を補正するための補正率について説明
する。両頭研削盤１も研削加工を繰り返すことにより発
熱するため、両頭研削盤１自体が熱変位を生じ、ワーク
２４の研削加工の精度に誤差を生じることが考えられ
る。図１５は、砥石の送り移動量を補正せずにワーク２
４を研削加工した場合の仕上がりワーク厚の差分値を縦
軸に、時間の経過を横軸にとった場合の時間的変化の一
例を示したグラフである。

【００６１】図１５の実線で示すグラフを見ると、両頭
研削盤１の立ち上げ時には熱膨張による変化が大きく、
時間変化に伴って差分値が大きくなり、ある時間経過後
からはほぼ一定の値をとっているのがわかる。両頭研削
盤１を立ち上げた時点と、ワーク２４を複数枚研削した
時点とでは、両頭研削盤１自体の温度が異なっており、
熱膨張による精度の誤差が生じているためと考えられ
る。従って、作業時間の変化に伴って補正率を変化させ
ることが考えられる。

【００６２】図１５の実線で示すグラフの両頭研削盤１
は、立ち上げ時は差分値の変化率が大きく（プロット８
５）、時間の経過に伴って変化率は小さくなる（プロッ
ト８６及び８７）。従って、砥石１７，１８の送り移動
量の補正量を求める補正率は、立ち上げ時には大きく
（又は、小さく）、時間の経過に伴って小さく（又は、
大きく）すれば良い。補正率の変化は演算部５４に予め
記憶させておき、時間の経過とともに自動的に変化する
ようにしておくのが好ましい。また、図１５の破線で示
すグラフのように、両頭研削盤１の立ち上げ時は差分値
の変化率が小さく、時間の経過に伴って大きくなる場合
は、補正率は立ち上げ時には小さく（又は、大きく）、
時間の経過に伴って大きく（又は、小さく）なるように
設定すれば良い。その他、図１５の二点鎖線で示すグラ
フのように、グラフがＳ字を描く場合等には、そのグラ
フにあうように補正率を時間の経過とともに変化させれ
ば良い。

【００６３】他に、補正率を適宜自動的に求めて補正を
行う方法について、図１４に示すグラフを用いて説明す
る。例えば、ワーク２４の研削が終了し、差分値を検出
したところ、差分値は＋０．９μｍ（プロット８１）で
あり補正範囲値７２内にあるので、砥石１７，１８の送
り移動量を補正して、次のワーク２４’を研削する必要
がある。このときの補正は、差分値をそのまま補正量と
して用いる方法と、差分値に補正率をかけて求めた補正
量を用いる方法とを、問わない。砥石１７，１８の送り
移動量を補正して次のワーク２４’を研削加工し、測定
装置７０で測定したところ、差分値は−０．７μｍ（プ
ロット８２）となり、目標範囲値７１を超えて再び補正
範囲値７２内に入っている。更に次のワーク２４”を研
削した場合にも、まだ、補正範囲値７２内に入る場合が
ある（プロット８３）。このままワークの研削を続けれ
ば、差分値はいずれ目標範囲値７１内に入るが、収束効
率が悪く、高精度でないワークが大量に生産される可能
性がある。

【００６４】そこで、ワーク２４”を研削する前に、そ
のすぐ直前のワーク２４’の補正量及び差分値を用いて
新たな補正率を求め、逐次補正量を補正することによ
り、収束効率を高めるようにする。

【００６５】補正率の具体的な演算方法について、図１
４を用いて説明する。図１４においては、プロット８１
の差分値＋０．９μｍを０にするために、両頭研削盤１
の砥石送り移動量の補正をしたところ、結果的には１．
６μｍ（｜＋０．９｜＋｜−０．７｜）も研削量が増加
したことになる。すなわち、予定していたよりも約１．
８倍（１．６／０．９）も研削量が増加している。従っ
て、その次のワーク２４”を研削するときには更に新た
な補正率を掛けて補正量を減少させるのである（プロッ
ト８３’）。プロット８２から次のワーク２４”の加工
を行うときには、プロット８２の差分値である−０．７
μｍを用いるのではなく、−０．７μｍに更に補正率
０．５６（０．９／１．６）を掛けた値を差分値として
用いて補正量の演算を行う。その結果、加工後のワーク
の差分値は補正範囲値７２ではなく、急速に収束して目
標範囲値７１内に入る（プロット８３’）。

【００６６】前記補正率の演算は演算部５４が行うた
め、演算部５４は少なくとも直前二つのワークの差分値
と、補正率を求める演算式を記憶しておく必要がある。

【００６７】この方法は、研削加工するワーク直前二つ
のワークの差分値をフィードバックさせるものであり、
両頭研削盤１の温度変化のみならず、時々刻々と変化す
る外部要因等にも適応して、補正率を適宜変化させなが
ら加工を行うことができる。また、必ずしも、研削加工
するワーク直前二つのワークの差分値を用いる必要はな
く、順方向と逆方向の送り移動量に違いがある場合は、
二つ前及び三つ前のワークの差分値をフィードバックさ
せても良い。補正率の算出方法は前記の方法に限られ
ず、過去の実測値を元に算出するものであれば他の算出
方法でも構わない。

【００６８】図９に示すフローチャートに説明を戻す
と、上記ＳＴＥＰ３で求めた補正量に基づいて、今度は
上下両砥石１８，１７の砥石送り移動量を補正する（Ｓ
ＴＥＰ４）。

【００６９】従来技術で説明したように、ＳＴＥＰ３で
求めた補正量に従って上部砥石１８の送り移動量のみを
補正する場合でも、補正量を均等に二分して上下両砥石
１７，１８の送り移動量を補正する場合でも不都合が生
じていた。この不都合について、図１６及び１７を用い
て詳細に説明する。

【００７０】図１６に示すように、砥石の送り移動量を
補正する場合に、従来の両頭研削盤１のように上側の砥
石１８の送り移動量のみを補正する方法では、下側の砥
石１７の摩耗が考慮されていなかった。例えば、上側の
砥石１８が５μｍ摩耗し、下側の砥石１７が５μｍ摩耗
した場合には、上側の砥石１８の送り移動量を１０μｍ
（５μｍ＋５μｍ）増加させるため、上側砥石１８の研
削面１８ａがワーク２４の上研削表面より５μｍだけ下
降してしまうという問題点があった。

【００７１】一方、図１７に示すように、砥石の送り移
動量の補正方法として上下の砥石１７，１８の送り移動
量を均等に増減させる方法では、例えば、上側の砥石１
８の摩耗量が多く（例えば、３０μｍ）、下側の砥石１
７の摩耗量が少ない（例えば、２０μｍ）場合に、上側
の砥石１８と下側の砥石１７の送り移動量を共に差分値
の１／２（２５μｍ）ずつ増加させた場合には、下側の
砥石１７の研削面１７ａがワーク２４の下研削面より
（５μｍだけ）上昇してしまうという問題点があった。

【００７２】そこで、本実施の形態においては、上下両
砥石１７，１８の研削面１７ａ，１８ａの変位量を測定
し、その測定値に基づいて補正量を上部砥石１８と下部
砥石１７の送り移動量に振り分けるようにしている。

【００７３】図９を用いて、補正量の振り分け分配につ
いて説明する。まず、ＳＴＥＰ２においてに該当する
場合には、ワーク２４の研削加工が終了しても、すぐに
次のワーク２４’の研削を継続せず、上部砥石１８及び
下部砥石１７の摩耗量や熱変位等を上部砥石研削面１８
ａおよび下部砥石研削面１７ａの変位量として測定す
る。

【００７４】図５に示すように、ロータリシリンダ３９
により検出アーム４１が退避位置Ｐ３から検出位置Ｐ４
に回動する。これにより、接触センサ４２，４３が両砥
石１７，１８の研削面１７ａ，１８ａに対向配置され
る。この状態で、図７に示すように、両砥石１７，１８
が基準位置Ｐ５，Ｐ６まで送り移動され、両接触センサ
４２，４３により、砥石１７，１８の研削面１７ａ，１
８ａの変位量が検出される。砥石の変位量は、初期状態
の砥石１７，１８の厚さから研削後の砥石１７，１８の
厚さの実測値を引くことによっても算出することができ
る。図１０に示す例においては、上部砥石１８の研削面
１８ａの変位量は３０μｍであり、下部砥石１７の研削
面１７ａの変位量は２０μｍである。両接触センサ４
２，４３により検出された変位量の情報は演算部５４に
送られる。

【００７５】次に、演算部５４は、上部砥石１８と下部
砥石１７の変位量に比例させて補正量を分配する演算を
行う。例えば、ＳＴＥＰ３で、差分値が１０μｍ、補正
率が８０％で補正量を８μｍ（１０μｍ×８０％）とし
て算出した場合には、補正量８μｍを上部砥石研削面１
８ａと下部砥石研削面１７ａの変位量の比に分配する。
演算部５４は上部砥石１８の変位量（３０ｍｍ）と下部
砥石１７の変位量（２０ｍｍ）の情報に基づいて、補正
量８μｍを３０：２０に分配演算し、上部砥石１８の補
正量を４．８μｍ、下部砥石１７の補正量を３．２μｍ
と算出する。

【００７６】図９フローチャートのＳＴＥＰ５におい
て、上記のように演算部５４で求めた上部砥石１８の補
正量４．８μｍを図１に示す制御部５３伝送し、下部砥
石１７の補正量３．２μｍを制御部５２に伝送する。そ
して、制御部５３は上部砥石回転軸１６ａの砥石送り移
動量を４．８μｍ補正し、制御部５２は下部砥石回転軸
１４ａの砥石送り移動量を３．２μｍ補正する。

【００７７】上記のように、上部砥石１８と下部砥石１
７の研削面１８ａ，１７ａの変位量の比に基づいて補正
量を比例配分するため、従来のように上部砥石１８の研
削面１８ａがワーク２４より下降したり、下部砥石１７
の研削面１７ａがワーク２４より上昇したりするという
不都合を回避することができる。

【００７８】このようにして、特定枚数（例えば、１０
００枚ごと）のワーク２４の研削加工が終了すると、上
下砥石１７，１８の基準位置のオフセットを行う。図５
に示すように、ロータリシリンダ３９により検出アーム
４１が退避位置Ｐ３から検出位置Ｐ４に回動する。これ
により、接触センサ４２，４３が両砥石１７，１８の研
削面１７ａ，１８ａに対向配置されるとともに、位置セ
ンサ４４が１つのエアパッド３０ｂの上面に対向配置さ
れる。この状態で、図７に示すように、両砥石１７，１
８が基準位置Ｐ５，Ｐ６まで送り移動され、両接触セン
サ４２，４３により、砥石１７，１８の研削面１７ａ，
１８ａの変位量が検出される。また、位置センサ４４に
よりエアパッド３０ｂの上面位置を検出する。そして、
これらの研削面１７ａ，１８ａの検出変位量及びエアパ
ッド３０ｂの上面位置の検出結果に基づいて、各砥石１
７，１８の基準位置のオフセットを行う。上記オフセッ
トを行う際には、上下砥石１７，１８の送り移動量の補
正量は維持したままで、全体的に行う。このオフセット
により、砥石の送り移動量補正により累積的に蓄積され
る砥石の基準位置からのずれを修正でき、ワークが目標
厚みに正確に加工される。

【００７９】なお、上記の実施の形態においては、上下
両砥石１７，１８の送り移動量を補正する例を示した
が、送り移動量はそのまま補正せず、図１８に示す切込
み量を補正する方法でも構わない。差分値を切込み量に
フィードバックさせた場合でも同様の効果が得られる。

【００８０】前記の実施の形態によって期待できる効果
について、以下に記載する。

【００８１】本実施の形態においては、１枚毎のワーク
の研削加工終了時等において、ワークの厚さを実測して
いるため、ワークの厚さを高精度に保つことができる。
また、ワーク厚の実測値と目標基準値との差分値が許容
範囲を超えた場合に、上下砥石の研削面１７ａ，１８ａ
の変位量を測定するため、１枚のワークを研削加工する
度に研削面１７ａ，１８ａの変位量を測定する方法に比
べて、高速に加工することができる。

【００８２】ワーク厚の実測値と目標基準値との差分値
に、予め用意した一定の補正率を掛けて補正量を算出す
ることにより、研削盤自体の機械的な精度等による誤差
に柔軟に対応して、砥石の送り移動量を補正し、ワーク
を高精度に加工することができる。また、実際に測定し
た差分値に基づいて補正率を算出し、以後のワーク研削
の砥石送り移動量を補正することにより、逐次適切な補
正量によって研削加工を行うことができ、ワーク厚の実
測値を目標基準値に速やかに収束することができる。上
下の砥石１７，１８の研削面１７ａ，１８ａの摩耗等に
伴う位置変化を検出し、上部砥石１８と下部砥石１７の
研削面１８ａ，１７ａの変位量に比例させて、上下砥石
１８，１７それぞれの送り移動量の補正量を算出するた
め、ワークを高精度に研削加工することができる。

【００８３】

【発明の効果】本願発明は、補正量の算出に補正率を用
いることにより、砥石の送り移動量を適切に補正し、ワ
ークを高精度に加工することができる。

【００８４】また、補正量を両砥石研削面の変位値に基
づいて振分け分配することにより、両砥石の送り移動量
をそれぞれ適切に補正することができ、ワークの被削面
を高精度に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の研削盤の一実施の形態を示す正面図
である。

【図２】ワーク支持機構を拡大して示す平面図である。

【図３】図２の３−３線における部分拡大断面図であ
る。

【図４】図２の３−３線における部分拡大断面図であ
る。

【図５】上下両砥石の変位検出機構を示す要部平面図で
ある。

【図６】変位検出機構の要部断面図である。

【図７】変位検出機構の検出動作を示す説明図である。

【図８】従来装置の研削作業の流れを示すフローチャー
ト図である。

【図９】本実施の形態の研削作業の流れを示すフローチ
ャート図である。

【図１０】上下砥石の研削面の変位の様子を示す図であ
る。

【図１１】従来の研削盤の一実施の形態を示す正面図で
ある。

【図１２】ワークの厚さを測定している定寸装置の概略
図である。

【図１３】差分値を表示するアンプの概略図である。

【図１４】差分値の時間的な変化を示すグラフである。

【図１５】熱変化に伴う差分値の時間的な変化を示すグ
ラフである。

【図１６】従来装置の上部砥石送り移動量のみを補正し
た場合を示す図である。

【図１７】従来装置の上下砥石送り移動量を均等に補正
した場合を示す図である。

【図１８】送り移動量と切込み量を示す説明図である。

【符号の説明】

１…両頭研削盤２…定寸装置３…アンプ１１…下部フレーム１２…中間フレーム１３…上部フレーム１４…下部砥石送り装置１５…ワーク支持機構１６…上部砥石送り装置１７…下部砥石１７ａ…研削面１８…上部砥石１８ａ…研削面２１…支持台２２…移動枠２３…ガイドレール２４…ワーク２５…ワークホルダ２６…セット孔２７…係合突起２８…回転用モータ２９…取付けプレート３０ａ，３０ｂ…エアパッド３１…円板状部材３２…エア噴出孔３３…ノズル３６…支持筒３７…回動軸３８…ベアリング３９…ロータリシリンダ４０…駆動軸４１…検出アーム４２…接触センサ４２ａ…接触子４２ｂ…差動トラ
ンス４３…接触センサ４３ａ…接触子４３ｂ…差動トラ
ンス４４…位置センサ５０…変位検出機構５１…砥石修正機構５２，５３…制御部５４…演算部５５，５６…昇降用サーボモータ６１…コンタクト部６２…フィンガー６３…測定装置本体６４…差動トランス６５…コア６６…二次コイル６７，６８…支軸６９…一次コイル７０…測定装置７１…目標範囲値７２…補正範囲値７３…ＮＧ範囲値８１，８２，８３，８５，８６，８７…プロットＰ１…ワーク搬入搬出位置Ｐ２…加工位置Ｐ３…退避位置Ｐ４…検出位置Ｐ５，Ｐ６…基準位置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研削加工された被研削物を測定し、砥石
位置を修正する定寸装置を有する両頭研削盤において、前記被研削物の測定結果と被研削物の所望の厚さとの差
分値に対して予め定められた補正率を掛けた値に基づい
て補正量を検出し、前記砥石の送り移動量を前記補正量
分増加または減少させることを特徴とする両頭研削盤。
【請求項２】研削加工された被研削物を測定し、砥石
位置を修正する定寸装置を有する両頭研削盤において、既に研削加工が終了した前記被研削物の測定結果と被研
削物の所望の厚さとの差分値を用いて適宜補正率を算出
し、該補正率に基づいて補正量を検出し、前記砥石の送
り移動量を前記補正量分増加または減少させることを特
徴とする両頭研削盤。
【請求項３】両砥石の研削面の計測手段を有し、前記
計測手段の計測による研削面のそれぞれの摩耗量に基づ
いて前記補正量を振分け分配して、前記両砥石の送り移
動量をそれぞれ増加または減少させることを特徴とする
請求項１又は２に記載された両頭研削盤。