JP2015013321A - Grinding wheel - Google Patents

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昌史 青木
Masashi Aoki
昌史 青木
隆俊 増田
Takatoshi Masuda
隆俊 増田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent glazing and clogging from occurring at grinding whetstones by reducing the load applied on the grinding whetstones.SOLUTION: A grinding wheel 30 at least includes: an annular wheel base 31 having a mounting surface 33 to be mounted on a wheel mount 20; grinding whetstones 40 annularly disposed on a whetstone mounting surface 38 opposite to the mounting surface 33; and an annular ultrasonic transducer 50 disposed inside the wheel base 31. The grinding whetstones 40 are fixed in a non-circular shape around the center of the wheel base 31 as the center of gravity. When a plate-like workpiece is ground by the grinding whetstones 40, ultrasonic vibration emitted from the ultrasonic transducer 50 is transmitted to the grinding whetstones 40, and the grinding whetstones 40 can grind the plate-like workpiece W while vibrating in a horizontal direction. Thus, the load applied on the grinding whetstones 40 when the plate-like workpiece W is ground is reduced, thereby glazing and clogging can be suppressed and the life of the grinding wheel 30 can be prolonged.

Description

本発明は、被加工物に対して研削を施す研削ホイールに関する。   The present invention relates to a grinding wheel for grinding a workpiece.

板状ワークなどの被加工物を研削する研削装置は、板状ワークを保持し自転可能なチャックテーブルと、環状の研削砥石が固着された研削ホイールとにより少なくとも構成されている。研削砥石は、砥粒とボンド材とにより形成されており、サファイア基板やＳｉＣ基板などの硬質単結晶基板を研削するためには、ボンド材を柔らかくしている。これにより、研削加工中に研削砥石が目つぶれを起こす前に砥粒を脱落させ、順次新しい砥粒を表出させて被加工物を研削できるように構成している。   BACKGROUND ART A grinding apparatus for grinding a workpiece such as a plate-like workpiece is constituted at least by a chuck table that holds a plate-like workpiece and can rotate, and a grinding wheel to which an annular grinding wheel is fixed. The grinding wheel is formed of abrasive grains and a bond material. In order to grind a hard single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate, the bond material is softened. Accordingly, the abrasive grains are dropped before the grinding wheel is clogged during the grinding process, and new workpieces are successively exposed to grind the workpiece.

研削装置において硬質単結晶基板により構成される板状ワークを研削する研削ホイールとして、例えば、図８に示す研削ホイールがある。図８（ａ）に示す研削ホイール６０は、略長方体のセグメントにより構成される複数の研削砥石６３を円盤基台６１の中心Ｏを重心として真円状となるように砥石装着面６２に配設した構成となっている。また、図８（ｂ）に示す研削ホイール７０は、複数の研削砥石７３の一方側を円盤基台７１の中心Ｏ側に傾けて水車のように研削砥石７３を砥石装着面７２に配設した構成となっている。   As a grinding wheel for grinding a plate-like workpiece composed of a hard single crystal substrate in a grinding apparatus, for example, there is a grinding wheel shown in FIG. The grinding wheel 60 shown in FIG. 8 (a) has a plurality of grinding wheels 63 composed of substantially rectangular segments on the grinding wheel mounting surface 62 so as to be round with the center O of the disk base 61 as the center of gravity. The arrangement is arranged. Further, in the grinding wheel 70 shown in FIG. 8B, one side of the plurality of grinding wheels 73 is inclined toward the center O side of the disk base 71, and the grinding wheel 73 is disposed on the grinding wheel mounting surface 72 like a water wheel. It has a configuration.

特開平５−００４１７２号公報JP-A-5-004172 特開２０１２−１２５８５０号公報JP 2012-125850 A

しかしながら、上記のような研削ホイールに固着された硬質単結晶基板研削用の研削砥石は、砥粒が脱落しやすいようにして目つぶれや目詰まりを抑制する観点から、ボンド材が柔らかく構成されているため、研削砥石の磨耗の進行が速く、研削砥石の寿命が短くなるという問題がある。   However, the grinding wheel for grinding a hard single crystal substrate fixed to the grinding wheel as described above has a soft bond material from the viewpoint of preventing clogging and clogging by making it easy for the abrasive grains to fall off. Therefore, there is a problem that the grinding wheel progresses rapidly and the life of the grinding wheel is shortened.

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、砥粒の磨耗の進行を抑制することにより、研削砥石の寿命を長くすることに発明の解決すべき課題を有している。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a problem to be solved by extending the life of a grinding wheel by suppressing the progress of abrasive wear.

本発明は、チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する研削手段を構成するスピンドルの先端に接続されるホイールマウントに装着する研削ホイールであって、該研削ホイールは、該ホイールマウントに装着する装着面を有する環状のホイール基台と、該装着面の反対面となる砥石装着面に環状に配設される研削砥石と、該ホイール基台の内部に配設される環状の超音波振動子と、から少なくとも構成され、該環状に配設される該研削砥石は、該ホイール基台の中心を重心とした非真円状に配設される。   The present invention is a grinding wheel attached to a wheel mount connected to a tip of a spindle constituting a grinding means for grinding a plate-like work held on a chuck table, and the grinding wheel is attached to the wheel mount. An annular wheel base having a mounting surface, a grinding wheel disposed annularly on a grindstone mounting surface opposite to the mounting surface, and an annular ultrasonic transducer disposed inside the wheel base The grinding wheel disposed at least in an annular shape is disposed in a non-circular shape with the center of the wheel base as the center of gravity.

また、環状に配設される上記研削砥石は、上記ホイール基台の中心を重心とした多角形状に配設されることが望ましい。   Further, it is desirable that the grinding wheel disposed in an annular shape is disposed in a polygonal shape with the center of the wheel base as the center of gravity.

本発明にかかる研削ホイールは、複数の研削砥石がホイール基台の中心を重心として非真円状となるようにホイール基台の砥石装着面に配設された構成となっているため、研削ホイールが回転する際の研削砥石の軌道には径方向の振幅がある。また、ホイール基台の内部に環状の超音波振動子を備えており、研削砥石によって板状ワークを研削するときに、超音波振動子から発振される超音波振動が研削砥石に伝播され、研削砥石を振動させながら板状ワークを研削することができる。すなわち、研削砥石は、その軌道の径方向の振幅と、超音波振動による振動とによる複合的な動きをともなって板状ワークを研削するため、硬質単結晶基板のような板状ワークの研削時に研削砥石にかかる負荷を小さくすることができる。したがって、柔らかいボンド材を使用しなくても研削砥石に目つぶれや目詰まりの発生を抑制することができ、研削ホイールの寿命を長くすることが可能となる。   The grinding wheel according to the present invention has a configuration in which a plurality of grinding wheels are arranged on the grinding wheel mounting surface of the wheel base so as to be non-circular with the center of the wheel base as the center of gravity. There is a radial amplitude in the trajectory of the grinding wheel as it rotates. In addition, an annular ultrasonic vibrator is provided inside the wheel base, and when a plate-shaped workpiece is ground by the grinding wheel, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator is propagated to the grinding wheel and is ground. A plate-like workpiece can be ground while vibrating the grindstone. In other words, the grinding wheel grinds a plate-like workpiece with a combined movement due to the radial amplitude of the trajectory and the vibration caused by ultrasonic vibration, so when grinding a plate-like workpiece such as a hard single crystal substrate. The load applied to the grinding wheel can be reduced. Therefore, the grinding wheel can be prevented from clogging or clogging without using a soft bond material, and the life of the grinding wheel can be extended.

また、研削ホイールは、複数の研削砥石が、ホイール基台の中心を重心として多角形状となるようにホイール基台の砥石装着面に配設された構成となっているため、研削砥石によって板状ワークを研削するときに、複数の研削砥石と板状ワークとが接触する部分に幅ができるとともに、超音波振動子から発振される超音波振動が研削砥石に伝播されて研削砥石を水平方向に振動させながら板状ワークを研削することができる。これにより、研削砥石にかかる負荷を分散させて目つぶれや目詰まりの発生をより効果的に抑制でき、研削ホイールの寿命が長くなる。   In addition, the grinding wheel has a configuration in which a plurality of grinding wheels are arranged on the grinding wheel mounting surface of the wheel base so as to have a polygonal shape with the center of the wheel base as the center of gravity. When grinding a workpiece, there is a width at the part where multiple grinding wheels and plate-shaped workpieces come into contact, and the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic transducer is propagated to the grinding wheel to move the grinding wheel horizontally. A plate-like workpiece can be ground while vibrating. As a result, the load applied to the grinding wheel can be dispersed to prevent crushing and clogging more effectively, and the life of the grinding wheel can be extended.

研削装置の一例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an example of a grinding device. ホイールマウントの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a wheel mount. 研削ホイールの構成を示す斜視図及び断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show the structure of a grinding wheel. 研削ホイールがホイールマウントに装着された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state with which the grinding wheel was mounted | worn with the wheel mount. 研削ホイールによって被加工物を研削する状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state which grinds a workpiece with a grinding wheel. 研削時における研削手段の位置及び研削送り速度の変化と、超音波振動の振幅の変化とを示すグラフである。It is a graph which shows the change of the position of the grinding means at the time of grinding, a grinding feed rate, and the change of the amplitude of an ultrasonic vibration. 研削砥石をホイール基台の中心を重心として多角形状に配置された研削ホイールの複数の例を示す底面図である。It is a bottom view showing a plurality of examples of a grinding wheel in which a grinding wheel is arranged in a polygonal shape with the center of the wheel base as the center of gravity. 従来の研削ホイールの構成を示す底面図である。It is a bottom view which shows the structure of the conventional grinding wheel.

図１に示す研削装置１は、硬質単結晶基板により構成される被加工物を研削する研削ホイールを備える研削装置の一例である。研削装置１は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース２と、装置ベース２のＹ軸方向後部側に立設されたコラム３と、を有している。装置ベース２の上面には、矩形のスペース２ａが形成されており、スペース２ａにおいてＹ軸方向に移動可能な移動基台４が配設されている。移動基台４には、被加工物を吸引保持する保持面６を有するチャックテーブル５が配設されている。移動基台４が蛇腹７の伸縮をともなってＹ軸方向に移動することにより、チャックテーブル５を同方向に移動させることができる。   A grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is an example of a grinding apparatus including a grinding wheel that grinds a workpiece formed of a hard single crystal substrate. The grinding device 1 includes a device base 2 extending in the Y-axis direction, and a column 3 erected on the rear side of the device base 2 in the Y-axis direction. A rectangular space 2 a is formed on the upper surface of the apparatus base 2, and a movable base 4 that can move in the Y-axis direction is disposed in the space 2 a. The moving base 4 is provided with a chuck table 5 having a holding surface 6 for sucking and holding a workpiece. When the movable base 4 moves in the Y-axis direction with the expansion and contraction of the bellows 7, the chuck table 5 can be moved in the same direction.

コラム３のＹ軸方向前方においては、被加工物に研削を施す研削手段１０と、チャックテーブル５に対し接近及び離反する研削送り方向（Ｚ軸方向）に研削手段１０を昇降させる研削送り手段１４とが配設されている。研削送り手段１４は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ１５と、ボールネジ１５の一端に接続されたモータ１６と、ボールネジ１５と平行にのびる一対のガイドレール１７と、内部に備えたナットがボールネジ１５に螺合するとともに側部がガイドレール１７に摺接する昇降板１８と、を備えている。研削送り手段１４は、モータ１６によって駆動されてボールネジ１５が回動すると、一対のガイドレール１７に沿って昇降板１８がＺ軸方向に移動するとともに、昇降板１８に連結された研削手段１０をＺ軸方向に昇降させることができる。   In front of the column 3 in the Y-axis direction, a grinding means 10 that grinds the workpiece, and a grinding feed means 14 that moves the grinding means 10 up and down in a grinding feed direction (Z-axis direction) that approaches and separates from the chuck table 5. Are arranged. The grinding feed means 14 includes a ball screw 15 extending in the Z-axis direction, a motor 16 connected to one end of the ball screw 15, a pair of guide rails 17 extending in parallel to the ball screw 15, and nuts provided therein are screwed onto the ball screw 15. And a lifting plate 18 whose side portion is in sliding contact with the guide rail 17. When the ball screw 15 is rotated by being driven by a motor 16, the grinding feeding means 14 moves the lifting plate 18 along the pair of guide rails 17 in the Z-axis direction and the grinding means 10 connected to the lifting plate 18. It can be moved up and down in the Z-axis direction.

研削手段１０は、Ｚ軸方向に軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１の外周を囲繞するスピンドルハウジング１２と、スピンドル１１の一端に取り付けられたモータ１３と、スピンドル１１の下端にホイールマウント２０を介して装着された研削ホイール３０とを備えている。研削手段１０は、モータ１３による駆動により研削ホイール３０を所定の回転速度で回転させることができる。   The grinding means 10 includes a spindle 11 having an axial center in the Z-axis direction, a spindle housing 12 surrounding the outer periphery of the spindle 11, a motor 13 attached to one end of the spindle 11, and a wheel mount 20 at the lower end of the spindle 11. And a grinding wheel 30 mounted thereon. The grinding means 10 can rotate the grinding wheel 30 at a predetermined rotational speed by driving by the motor 13.

図２に示すように、ホイールマウント２０は、円盤状に形成されており、スピンドル１１の下端に連結されている。スピンドル１１の内部には、鉛直方向に貫通した開口部１９が形成されている。ホイールマウント２０には、ボルト８を挿入するためのねじ穴２１がホイールマウント２０の上下面を貫通して少なくとも４箇所に形成されている。   As shown in FIG. 2, the wheel mount 20 is formed in a disc shape and is connected to the lower end of the spindle 11. An opening 19 penetrating in the vertical direction is formed inside the spindle 11. In the wheel mount 20, screw holes 21 for inserting the bolts 8 are formed in at least four places through the upper and lower surfaces of the wheel mount 20.

図３（ａ）に示す研削ホイール３０は、図２に示したホイールマウント２０に装着する環状のホイール基台３１と、ホイール基台３１の下部に環状に固着される研削砥石４０と、ホイール基台３０の内部に配設される環状の超音波振動子５０と、を少なくとも備えている。ホイール基台３１には、図２に示したボルト８が挿入され締結されるねじ穴３４が少なくとも４箇所に形成されている。研削砥石４０は、略長方体のセグメント砥石である。   A grinding wheel 30 shown in FIG. 3A includes an annular wheel base 31 attached to the wheel mount 20 shown in FIG. 2, a grinding wheel 40 that is annularly fixed to the lower portion of the wheel base 31, and a wheel base. And an annular ultrasonic transducer 50 disposed inside the table 30. The wheel base 31 has at least four screw holes 34 into which the bolts 8 shown in FIG. 2 are inserted and fastened. The grinding wheel 40 is a substantially rectangular segment grindstone.

図３（ｂ）に示すように、ホイール基台３１は、図２に示したホイールマウント２０の下面２２と連結する装着面３３を有する装着プレート３２と、研削砥石４０を装着するための砥石プレート３７と、装着プレート３２と砥石プレート３７とに連結される側壁３６とを備えている。装着プレート３２の中央には、円径の第１の開口部３５が形成されている。また、砥石プレート３７の中央には、第１の開口部３５よりも小径の第２の開口部３９が形成されている。   As shown in FIG. 3B, the wheel base 31 includes a mounting plate 32 having a mounting surface 33 connected to the lower surface 22 of the wheel mount 20 shown in FIG. 37 and a side wall 36 connected to the mounting plate 32 and the grindstone plate 37. A first opening 35 having a circular diameter is formed in the center of the mounting plate 32. A second opening 39 having a smaller diameter than the first opening 35 is formed at the center of the grindstone plate 37.

砥石プレート３７の下面の外周側は、砥石装着面３８となっており、複数の研削砥石４０が環状に固着されている。ここで、複数の研削砥石４０は、ホイール基台３１の中心を重心として非真円状となるように砥石プレート３７の砥石装着面３８に固着されている。例えば、砥石装着面３８において複数の研削砥石４０を楕円形状となるように固着してもよい。また、ホイール基台３１の中心を重心として多角形状となるように複数の研削砥石４０を砥石プレート３７の砥石装着面３８に固着した構成でもよい。   The outer peripheral side of the lower surface of the grindstone plate 37 is a grindstone mounting surface 38, and a plurality of grinding grindstones 40 are fixed in an annular shape. Here, the plurality of grinding wheels 40 are fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the grinding wheel plate 37 so as to be non-circular with the center of the wheel base 31 as the center of gravity. For example, a plurality of grinding wheels 40 may be fixed on the grinding wheel mounting surface 38 so as to have an elliptical shape. Alternatively, a configuration may be adopted in which a plurality of grinding wheels 40 are fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the grinding wheel plate 37 so as to have a polygonal shape with the center of the wheel base 31 as the center of gravity.

このように構成される研削ホイール３０をホイールマウント２０に装着するためには、図３（ａ）に示すホイール基台３１の装着面３３に図２に示すホイールマウント２０の下面２２を密着させた状態で、ホイールマウント２０のねじ穴２１にボルト８を挿入するとともにホイール基台３１のねじ穴３４でボルト８を締結する。これにより、研削ホイール３０は、図４に示すように、研削ホイール３０がホイールマウント２０に装着された状態となる。   In order to mount the grinding wheel 30 configured in this manner on the wheel mount 20, the lower surface 22 of the wheel mount 20 shown in FIG. 2 is brought into close contact with the mounting surface 33 of the wheel base 31 shown in FIG. In this state, the bolt 8 is inserted into the screw hole 21 of the wheel mount 20 and the bolt 8 is fastened by the screw hole 34 of the wheel base 31. Thereby, the grinding wheel 30 will be in the state with which the grinding wheel 30 was mounted | worn with the wheel mount 20, as shown in FIG.

図４に示すように、ホイールマウント２０に研削ホイール３０を装着するとともに、砥石プレート３７の上面に配設された環状の超音波振動子５０は、発振周波数及び振幅を可変とする超音波電源部５１に導電線５２を介して接続される。導電線５２は、図２に示したスピンドル１１の内部に形成された開口部１９に配設されており、コネクタ５３が導電線５２に接続されている。超音波電源部５１において発振する信号が導電線５２及びコネクタ５３を通じて超音波振動子５０に供給されると、超音波振動子５０が水平方向（研削ホイール３０の回転軸に対して直交する方向）に超音波振動する。   As shown in FIG. 4, while attaching the grinding wheel 30 to the wheel mount 20, the annular ultrasonic vibrator 50 disposed on the upper surface of the grindstone plate 37 includes an ultrasonic power supply unit that can vary the oscillation frequency and amplitude. 51 is connected through a conductive line 52. The conductive wire 52 is disposed in the opening 19 formed inside the spindle 11 shown in FIG. 2, and the connector 53 is connected to the conductive wire 52. When a signal oscillated in the ultrasonic power supply unit 51 is supplied to the ultrasonic vibrator 50 through the conductive wire 52 and the connector 53, the ultrasonic vibrator 50 is in a horizontal direction (a direction orthogonal to the rotation axis of the grinding wheel 30). Vibrates ultrasonically.

次に、研削装置１を用いて被加工物に対する研削の一例を説明する。図５に示す板状ワークＷは、被加工物の一例であって、例えばサファイア基板やＳｉＣ基板などの硬質単結晶基板により構成されている。板状ワークＷの上面Ｗａが研削される面となっており、上面Ｗａと反対側にある面がチャックテーブル５の保持面６に載置される下面Ｗｂとなっている。この板状ワークＷをチャックテーブル５の保持面６に載置し、保持面６において板状ワークＷを吸引保持する。   Next, an example of grinding of a workpiece using the grinding apparatus 1 will be described. The plate-like workpiece W shown in FIG. 5 is an example of a workpiece, and is constituted by a hard single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate. An upper surface Wa of the plate-like workpiece W is a surface to be ground, and a surface opposite to the upper surface Wa is a lower surface Wb placed on the holding surface 6 of the chuck table 5. The plate-like workpiece W is placed on the holding surface 6 of the chuck table 5, and the plate-like workpiece W is sucked and held on the holding surface 6.

（１）第１の研削工程
図５に示すように、チャックテーブル５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら研削手段１０の下方に移動させた後、研削手段１０は、例えば１０００ｒｐｍの回転速度でスピンドル１１を回転させて研削ホイール３０を例えば矢印Ｂ方向に回転させつつ、図１に示した研削送り手段１４が研削手段１０を所定の研削送り速度で板状ワークＷの上面Ｗａに向けて下降させていく。 (1) First Grinding Step As shown in FIG. 5, after moving the chuck table 5 below the grinding means 10 while rotating it in the direction of arrow A, for example, the grinding means 10 rotates the spindle at a rotational speed of 1000 rpm, for example. 11, the grinding feed means 14 shown in FIG. 1 lowers the grinding means 10 toward the upper surface Wa of the plate-like workpiece W at a predetermined grinding feed speed while rotating the grinding wheel 30 in the direction of arrow B, for example. To go.

研削手段１０が下降しながら、図４に示した超音波電源部５１が、所定の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）で、かつ第１の出力（例えば、１５ｗ）で、超音波信号を発振し、超音波振動子５０を振動させる。そして、研削砥石４０が板状ワークＷに接触するときの衝撃を弱めて研削砥石４０に過負荷をかけないために、研削手段１０の下降速度を図６に示す第１の速度Ｓ１（例えば、２．０μｍ／ｓｅｃ）に減速して研削手段１０を研削送りし、研削手段１０の位置を下げていくことにより、回転する研削砥石４０によって板状ワークＷの上面Ｗａを押圧しながら研削する。これにより、超音波振動子５０から発振される超音波振動が研削砥石４０に伝播されて研削砥石４０を水平方向に振動させつつ、この研削砥石４０によって板状ワークＷの上面Ｗａを押圧しながら研削する。第１の研削工程において用いる超音波信号は、図６においてＡ１で示す信号である。   While the grinding means 10 is lowered, the ultrasonic power source 51 shown in FIG. 4 oscillates an ultrasonic signal at a predetermined frequency (for example, 20 kHz) and at a first output (for example, 15 w), The sonic transducer 50 is vibrated. And in order to weaken the impact when the grinding wheel 40 contacts the plate-like workpiece W and not overload the grinding wheel 40, the lowering speed of the grinding means 10 is set to the first speed S1 shown in FIG. The grinding means 10 is decelerated to 2.0 μm / sec), and the grinding means 10 is ground and fed to lower the position of the grinding means 10, whereby the upper surface Wa of the plate-like workpiece W is pressed by the rotating grinding wheel 40. Thereby, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibrator 50 is propagated to the grinding wheel 40 to vibrate the grinding wheel 40 in the horizontal direction, and the upper surface Wa of the plate-like workpiece W is pressed by the grinding wheel 40. Grind. The ultrasonic signal used in the first grinding step is a signal indicated by A1 in FIG.

（２）第２の研削工程
第１の研削工程の後、板状ワークＷの研削効率を高めるために、図６に示す第１の速度Ｓ１より速い第２の速度Ｓ２（例えば、３．０μｍ／ｓｅｃ）で研削手段１０を研削送りし、研削手段１０の位置をさらに下げていく。この間、図４に示した超音波電源部５１は、所定の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）で、かつ上記第１の出力よりも大きい第２の出力（例えば、２０ｗ）の超音波信号を発振して超音波振動子５０を振動させる。これにより、超音波振動子５０の超音波振動が研削砥石４０に伝播されて研削砥石４０を水平方向に大きく振動させつつ、この研削砥石４０によって板状ワークＷの上面Ｗａを押圧しながら研削する。図６に示すように、第２の研削工程における超音波信号Ａ２は、その振幅が、第１の研削工程における超音波信号Ａ１よりも、が大きくなっている。 (2) Second Grinding Step After the first grinding step, in order to increase the grinding efficiency of the plate-like workpiece W, a second speed S2 (for example, 3.0 μm) higher than the first speed S1 shown in FIG. / Sec), the grinding means 10 is ground and fed, and the position of the grinding means 10 is further lowered. During this time, the ultrasonic power supply unit 51 shown in FIG. 4 oscillates an ultrasonic signal having a predetermined frequency (for example, 20 kHz) and a second output (for example, 20 w) larger than the first output. The ultrasonic vibrator 50 is vibrated. As a result, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 50 is propagated to the grinding wheel 40 and greatly vibrates the grinding wheel 40 in the horizontal direction, and the grinding wheel 40 performs grinding while pressing the upper surface Wa of the plate-like workpiece W. . As shown in FIG. 6, the amplitude of the ultrasonic signal A2 in the second grinding step is larger than that of the ultrasonic signal A1 in the first grinding step.

（３）仕上げ研削工程
第２の研削工程の後、板状ワークＷの仕上げ品質を良くするために、図６に示す第１の速度Ｓ１よりも遅い第３の速度Ｓ３（例えば、１．０μｍ／ｓｅｃ）で研削手段１０を研削送りし、研削手段１０の位置をゆっくり下げていく。この間、超音波電源部５１は、所定の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）で、かつ第１の出力よりも小さい第３の出力（例えば、１０ｗ）の超音波信号を発振して超音波振動子５０を振動させる。これにより、超音波振動子５０の超音波振動が研削砥石４０に伝播されて研削砥石４０を水平方向に小さく振動させつつ、この研削砥石４０によって板状ワークＷの上面Ｗａを所望の厚みに至るまで仕上げ研削する。図６に示すように、仕上げ研削工程における超音波信号Ａ３の振幅は、超音波信号Ａ１よりも小さくなっている。そして、板状ワークＷが所望の厚みに研削された時点で、図１に示した研削送り手段１４によって研削手段１０を上昇させ、仕上げ研削工程が完了する。このようにして一連の研削が終了する。この一連の研削では、研削送り速度を変化させることで、研削品質を低下させずに板状ワークＷを効率よく研削することができ、研削時間を短縮することが可能となる。 (3) Finishing grinding step After the second grinding step, in order to improve the finishing quality of the plate-like workpiece W, a third speed S3 (for example, 1.0 μm) which is slower than the first speed S1 shown in FIG. / Sec), the grinding means 10 is ground and fed, and the position of the grinding means 10 is slowly lowered. During this time, the ultrasonic power supply unit 51 oscillates an ultrasonic signal having a predetermined frequency (for example, 20 kHz) and a third output (for example, 10 w) smaller than the first output to Vibrate. Thereby, the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 50 is propagated to the grinding wheel 40 to vibrate the grinding wheel 40 in the horizontal direction, and the grinding wheel 40 allows the upper surface Wa of the plate-like workpiece W to reach a desired thickness. Grind until finish. As shown in FIG. 6, the amplitude of the ultrasonic signal A3 in the finish grinding process is smaller than the ultrasonic signal A1. When the plate-like workpiece W is ground to a desired thickness, the grinding means 10 is raised by the grinding feed means 14 shown in FIG. 1, and the finish grinding process is completed. In this way, a series of grinding is completed. In this series of grinding, by changing the grinding feed rate, the plate-like workpiece W can be efficiently ground without deteriorating the grinding quality, and the grinding time can be shortened.

図３に示した研削砥石４０の配置構成が多角形状となるように研削ホイールに固着された複数の例について説明する。図７（ａ）に示す研削ホイール３０ａは、研削ホイール３０ａの中心Ｏを重心として、複数の研削砥石４０が三角形状に配置されるように砥石プレート３７の砥石装着面３８に固着された構成となっている。また、図７（ｂ）に示す研削ホイール３０ｂは、研削ホイール３０ｂの中心Ｏを重心として、複数の研削砥石４０が四角形状に配置されるように砥石プレート３７の砥石装着面３８に固着された構成となっている。さらに、図７（ｃ）に示す研削ホイール３０ｃは、研削ホイール３０ｃの中心Ｏを重心として、研削砥石４０が五角形状に配置されるように砥石プレート３７の砥石装着面３８に固着された構成となっている。なお、研削砥石４０の配置構成が真円状にならなければよく、多角形状の辺の数は適宜変更してもよい。   A plurality of examples fixed to the grinding wheel so that the arrangement configuration of the grinding wheels 40 shown in FIG. 3 is a polygonal shape will be described. The grinding wheel 30a shown in FIG. 7A has a configuration in which a plurality of grinding wheels 40 are fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the grinding wheel plate 37 so that the center O of the grinding wheel 30a is the center of gravity and the grinding wheels 40 are arranged in a triangular shape. It has become. Further, the grinding wheel 30b shown in FIG. 7B is fixed to the grindstone mounting surface 38 of the grindstone plate 37 so that a plurality of grinding stones 40 are arranged in a square shape with the center O of the grinding wheel 30b as the center of gravity. It has a configuration. Further, the grinding wheel 30c shown in FIG. 7C has a configuration in which the grinding wheel 40 is fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the grinding wheel plate 37 so that the grinding wheel 40 is arranged in a pentagonal shape with the center O of the grinding wheel 30c as the center of gravity. It has become. It should be noted that the arrangement configuration of the grinding wheels 40 does not have to be a perfect circle, and the number of polygonal sides may be changed as appropriate.

以上のとおり、研削ホイール３０は、複数の研削砥石４０が、ホイール基台３１の中心を重心として非真円状となるようにホイール基台３１の砥石装着面３８に固着された構成となっているため、研削ホイール３０が回転する際の研削砥石４０の軌道には径方向の振幅がある。また、研削砥石４０によって板状ワークを研削するときに、超音波振動子５０から発振される超音波信号が研削砥石４０に伝播され、研削砥石４０が水平方向に振動しながら板状ワークＷを研削することができる。したがって、研削砥石は４０は、その軌道の径方向の振幅と、超音波振動による振動とによる複合的な動きをともなって板状ワークを研削するため、柔らかいボンド材を使用しなくても、硬質単結晶基板により構成される板状ワークＷの研削時に研削砥石４０にかかる負荷を小さくして目つぶれや目詰まりの発生を抑制することができ、研削ホイール３０の寿命を長くすることが可能となる。   As described above, the grinding wheel 30 has a configuration in which the plurality of grinding wheels 40 are fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the wheel base 31 so as to be non-circular with the center of the wheel base 31 as the center of gravity. Therefore, the orbit of the grinding wheel 40 when the grinding wheel 30 rotates has a radial amplitude. Further, when a plate-like workpiece is ground by the grinding wheel 40, an ultrasonic signal oscillated from the ultrasonic vibrator 50 is transmitted to the grinding wheel 40, and the plate-like workpiece W is moved while the grinding wheel 40 vibrates in the horizontal direction. Can be ground. Therefore, the grinding wheel 40 grinds a plate-like workpiece with a combined movement due to the radial amplitude of the trajectory and the vibration caused by ultrasonic vibration, so that even if a soft bond material is not used, it is hard. It is possible to reduce the load applied to the grinding wheel 40 during grinding of the plate-like workpiece W constituted by the single crystal substrate, thereby suppressing crushing and clogging, and extending the life of the grinding wheel 30. Become.

また、研削ホイール３０ａ〜３０ｃでは、複数の研削砥石４０がホイール基台３１の中心を重心として多角形状となるようにホイール基台３１の砥石装着面３８に固着された構成となっているため、研削砥石４０によって板状ワークを研削するときに、複数の研削砥石４０と板状ワークＷとが接触する部分に幅ができるとともに、超音波振動子５０から発振される超音波振動が研削砥石４０に伝播されて研削砥石４０を水平方向に振動させながら板状ワークＷを研削することができる。これにより、研削砥石４０にかかる負荷を分散させて目つぶれや目詰まりが発生することをより効果的に抑制することができる。   Further, in the grinding wheels 30a to 30c, the plurality of grinding wheels 40 are fixed to the grinding wheel mounting surface 38 of the wheel base 31 so as to have a polygonal shape with the center of the wheel base 31 as the center of gravity. When a plate-shaped workpiece is ground by the grinding wheel 40, a width can be formed at a portion where the plurality of grinding wheels 40 and the plate-shaped workpiece W are in contact with each other, and ultrasonic vibrations oscillated from the ultrasonic vibrator 50 are caused by the grinding wheel 40. Accordingly, the plate-like workpiece W can be ground while the grinding wheel 40 is vibrated in the horizontal direction. Thereby, it can suppress more effectively that the load concerning the grinding stone 40 is disperse | distributed and crushing and clogging generate | occur | produce.

１：研削装置 ２：装置ベース ２ａ：スペース ３：コラム ４：移動基台
５：チャックテーブル ６：保持面 ７：蛇腹 ８：ボルト
１０：研削手段 １１：スピンドル １２：スピンドルハウジング １３：モータ
１４：研削送り手段 １５：ボールネジ １６：モータ １７：ガイドレール
１８：昇降板 １９：開口部
２０：ホイールマウント ２１：ねじ穴 ２２：下面
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：研削ホイール ３１：ホイール基台
３２：装着プレート ３３：装着面 ３４：ねじ穴 ３５：第１の開口部 ３６：側壁
３７：砥石プレート ３８：砥石装着面 ３９：第２の開口部 ４０：研削砥石
５０：超音波振動子 ５１：超音波電源部 ５２：導電線 ５３：コネクタ
６０：研削ホイール ６１：円盤基台 ６２：砥石装着面 ６３：研削砥石
７０：研削ホイール ７１：円盤基台 ７２：砥石装着面 ７３：研削砥石 1: Grinding device 2: Device base 2a: Space 3: Column 4: Moving base 5: Chuck table 6: Holding surface 7: Bellows 8: Bolt 10: Grinding means 11: Spindle 12: Spindle housing 13: Motor 14: Grinding Feeding means 15: Ball screw 16: Motor 17: Guide rail 18: Lift plate 19: Opening 20: Wheel mount 21: Screw hole 22: Lower surface 30, 30a, 30b, 30c: Grinding wheel 31: Wheel base 32: Mounting plate 33: Mounting surface 34: Screw hole 35: First opening 36: Side wall 37: Grinding wheel plate 38: Grinding wheel mounting surface 39: Second opening 40: Grinding wheel 50: Ultrasonic vibrator 51: Ultrasonic power supply unit 52: Conductive wire 53: Connector 60: Grinding wheel 61: Disk base 62: Grinding wheel mounting surface 63: Grinding wheel 70: Grinding wheel 71: disc base 72: grindstone mounting surface 73: grinding wheel

Claims (2)

チャックテーブルに保持された板状ワークを研削する研削手段を構成するスピンドルの先端に接続されるホイールマウントに装着する研削ホイールであって、
該研削ホイールは、
該ホイールマウントに装着する装着面を有する環状のホイール基台と、
該装着面の反対面となる砥石装着面に環状に配設される研削砥石と、
該ホイール基台の内部に配設される環状の超音波振動子と、
を少なくとも備え、
該環状に配設される該研削砥石は、該ホイール基台の中心を重心とした非真円状に配設される研削ホイール。 A grinding wheel attached to a wheel mount connected to the tip of a spindle constituting a grinding means for grinding a plate-like workpiece held on a chuck table,
The grinding wheel
An annular wheel base having a mounting surface to be mounted on the wheel mount;
A grinding wheel disposed in an annular shape on a grinding wheel mounting surface opposite to the mounting surface;
An annular ultrasonic transducer disposed inside the wheel base;
Comprising at least
The grinding wheel disposed in an annular shape is a grinding wheel disposed in a non-circular shape with the center of the wheel base as the center of gravity. 環状に配設される前記研削砥石は、前記ホイール基台の中心を重心とした多角形状に配設される請求項１記載の研削ホイール。   The grinding wheel according to claim 1, wherein the grinding wheel disposed in an annular shape is disposed in a polygonal shape with the center of the wheel base as a center of gravity.
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