JP2020093338A - Grinding device - Google Patents

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Abstract

To prevent ground chips from adhering to an innermost segment grindstone when grinding a work-piece using a grinding wheel in which positions of segment grindstones are changed in a radial direction.SOLUTION: A grinding device 1 comprises: a wheel 35 in which a gap is formed between annularly adjacent segment grindstones 350 and the adjacent grindstones 350 are displaced in a radial direction; means 31 for grinding a work-piece with the grindstones 350; and a grinding water supply path 180 that opens to a free end face center of a mount 313, which further comprises a nozzle 37, fitted to the mount 313, which discharges grinding water toward a grindstone 350a arranged closest to a center of the wheel 35. The nozzle 37 comprises an inlet 372 for receiving grinding water through the grinding water supply path 180, a water-discharge port 373 formed equiangularly with the center of the mount 313 as a center, and a communication path 375 through which the inlet 372 communicates with the water-discharge port 373, where the water discharge port 373 is positioned so that grinding water receiving centrifugal force by rotation of a spindle 310 is supplied to the grindstone 350a arranged closest to the center of the wheel 35.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を研削する研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device that grinds a workpiece such as a semiconductor wafer.

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェーハ等の板状の被加工物は、研削水が供給されつつ回転する研削砥石で研削されて所望の厚みに薄化される。そして、特許文献１に開示されているように、径方向においてセグメント砥石の配置位置を変えた研削ホイールを用いて被加工物を研削すると、被加工物の中心に接触するセグメント砥石が、周方向にセグメント砥石が円環状に均一に配置された研削ホイールと比べて少なくなるため、被加工物の中心を研削しすぎる事を防止できると共に加工熱の上昇を抑えて被加工物を均一な厚みに研削することが可能である。 In a semiconductor device manufacturing process, a plate-shaped workpiece such as a semiconductor wafer is ground by a grinding wheel that rotates while being supplied with grinding water to be thinned to a desired thickness. Then, as disclosed in Patent Document 1, when a workpiece is ground using a grinding wheel in which the arrangement position of the segment wheels in the radial direction is changed, the segment wheels contacting the center of the workpiece are Since the number of segment wheels is smaller than that of a grinding wheel that is evenly arranged in an annular shape, it is possible to prevent over-grinding of the center of the work piece and suppress the rise in processing heat to make the work piece a uniform thickness. It is possible to grind.

特開２０１７−０４７５２０号公報JP, 2017-047520, A

しかし、柔らかい材質の被加工物、即ち、例えば板状の樹脂を研削すると、セグメント砥石に十分に研削水が行きわたらないため、最も内側の各セグメント砥石の縁に研削屑（樹脂屑）が付着し、付着した研削屑により加工熱が蓄熱されたり、セグメント砥石の研削面とウェーハの被研削面との間に研削屑が入り込み被研削面が粗くなったり、被加工物を均一な厚みに研削できなかったりするという研削不良が発生する。 However, when grinding a soft work piece, that is, for example, a plate-shaped resin, grinding water does not reach the segment grindstone sufficiently, so grinding debris (resin debris) adheres to the edge of each innermost segment grindstone. However, the processing heat is accumulated by the attached grinding dust, the grinding dust enters between the grinding surface of the segment grindstone and the surface of the wafer to be ground, and the surface to be ground becomes rough, and the workpiece is ground to a uniform thickness. Grinding failure such as not being possible occurs.

よって、径方向においてセグメント砥石の配置位置を変えた研削ホイールを用いて被加工物を研削する場合には、特に最も内側のセグメント砥石に研削屑が付着しないようにするという課題がある。 Therefore, when a workpiece is ground using a grinding wheel in which the arrangement position of the segment grindstones is changed in the radial direction, there is a problem in that grinding dust is prevented from adhering to the innermost segment grindstone.

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、環状に配設され隣接するセグメント砥石間に隙間が設けられ、かつ隣接する該セグメント砥石が径方向に位置をずらされ階段状に配設された研削ホイールと、スピンドルの先端に接続したマウントの自由端面に該研削ホイールを装着し該スピンドルを回転させ被加工物を該セグメント砥石で研削する研削手段と、少なくとも該マウントの中心を貫通させ該マウントの自由端面中心に開口する研削水供給路と、を備えた研削装置であって、該マウントの中心と中心を一致させて該マウントの自由端面に装着され、該研削ホイールの中心に最も近い該セグメント砥石に向かって該研削水を放水する放水ノズルを備え、該放水ノズルは、該研削水供給路の開口から出る該研削水を受け入れる入口と、該マウントの中心を中心として等角度で複数形成された放水口と、該入口と該放水口とを内部で連通させる連通路と、を備え、所定の回転数で該スピンドルが回転することで遠心力を受けた該研削水が該研削ホイールの中心に最も近い該セグメント砥石に供給されるように該放水口が位置づけられている研削装置である。 The present invention for solving the above problems, a chuck table for holding a workpiece, a gap is provided between adjacent segment grindstones arranged annularly, and the adjacent segment grindstones are displaced in the radial direction. A grinding wheel arranged in a stepped manner, a grinding means for mounting the grinding wheel on a free end surface of a mount connected to a tip of a spindle, and rotating the spindle to grind a workpiece with the segment grindstone; A grinding water supply path that penetrates through the center of the mount and opens at the center of the free end surface of the mount, the grinding device being mounted on the free end surface of the mount with the center of the mount aligned with the center, A spray nozzle for spraying the grinding water towards the segmented grindstone closest to the center of the grinding wheel, the spray nozzle comprising an inlet for receiving the grinding water from an opening of the grinding water supply passage and a center of the mount; A plurality of water outlets formed at an equal angle with respect to the center and a communication passage that internally connects the inlet and the water outlet are provided, and the spindle is rotated at a predetermined rotation speed to receive a centrifugal force. A grinding device in which the water outlet is positioned so that the grinding water is supplied to the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel.

本発明に係る研削装置は、前記セグメント砥石の外側から研削水を供給する第２の研削水供給手段を備えると好ましい。 The grinding apparatus according to the present invention preferably comprises a second grinding water supply means for supplying grinding water from the outside of the segment grindstone.

本発明に係る研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、環状に配設され隣接するセグメント砥石間に隙間が設けられ、かつ隣接するセグメント砥石が径方向に位置をずらされ階段状に配設された研削ホイールと、スピンドルの先端に接続したマウントの自由端面に研削ホイールを装着しスピンドルを回転させ被加工物をセグメント砥石で研削する研削手段と、少なくともマウントの中心を貫通させマウントの自由端面中心に開口する研削水供給路と、を備え、マウントの中心と中心を一致させてマウントの自由端面に装着され、研削ホイールの中心に最も近いセグメント砥石に向かって研削水を放水する放水ノズルを備え、放水ノズルは、研削水供給路の開口から出る研削水を受け入れる入口と、マウントの中心を中心として等角度で複数形成された放水口と、入口と放水口とを内部で連通させる連通路と、を備え、所定の回転数でスピンドルが回転することで遠心力を受けた研削水が研削ホイールの中心に最も近いセグメント砥石に供給されるように放水口が位置づけられているため、研削水によって研削ホイールの中心に最も近いセグメント砥石に研削屑（樹脂屑）を付着させないようにすることが可能となる。また、セグメント砥石および被加工物に加工熱を蓄熱させないため、被加工物を所望の厚みに研削する事ができ、且つ、被加工物の被研削面が粗くなるという研削不良の発生を防ぐことができる。 The grinding apparatus according to the present invention has a chuck table for holding a workpiece, a gap is provided between adjacent segment grindstones arranged in an annular shape, and the adjacent segment grindstones are displaced in the radial direction in a stepwise manner. The grinding wheel provided and the grinding means that attaches the grinding wheel to the free end surface of the mount connected to the tip of the spindle and rotates the spindle to grind the work piece with the segment grindstone, and at least the center of the mount to penetrate the mount. A grind water supply passage that opens to the center of the free end surface, and is attached to the free end surface of the mount by aligning the center of the mount with the center of the mount and discharging the grinding water toward the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel. The water discharge nozzle is provided with an inlet, which receives the grinding water discharged from the opening of the grinding water supply passage, a plurality of water discharge openings formed at equal angles around the center of the mount, and the communication between the inlet and the water discharge opening inside. A communication passage is provided, and since the water outlet is positioned so that the grinding water that has been subjected to centrifugal force by rotating the spindle at a predetermined rotation speed is supplied to the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel, The grinding water makes it possible to prevent grinding debris (resin debris) from adhering to the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel. Further, since the processing heat is not stored in the segment grindstone and the work piece, the work piece can be ground to a desired thickness, and the occurrence of a grinding defect in which the work surface of the work piece becomes rough is prevented. You can

本発明に係る研削装置は、セグメント砥石の外側から研削水を供給する第２の研削水供給手段を備えることで、研削ホイールの中心に最も近いセグメント砥石以外のセグメント砥石にも効率的に研削水を供給することができ、セグメント砥石に対する研削屑の付着の防止や加工点の冷却等をより効果的になし得る。 The grinding apparatus according to the present invention is provided with the second grinding water supply means for supplying the grinding water from the outside of the segment grindstone, so that the grinding water can be efficiently supplied to the segment grindstone other than the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel. Can be supplied, and the adhesion of grinding debris to the segment grindstone can be prevented and the processing point can be cooled more effectively.

研削装置の一例を示す全体斜視図である。It is the whole perspective view showing an example of a grinding device. チャックテーブル及びターンテーブルの構造の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the structure of a chuck table and a turntable. チャックテーブルと仕上げ研削手段と放水ノズルとを示す断面図である。It is sectional drawing which shows a chuck table, a finish grinding means, and a water discharge nozzle. 研削ホイールの下面側を示す底面図である。It is a bottom view which shows the lower surface side of a grinding wheel. 所定の回転数でスピンドルが回転することで遠心力を受けた研削水が放水口から研削ホイールの中心に最も近いセグメント砥石に供給され、また、研削水噴射ノズルから噴射された研削水がその他のセグメント砥石に外側から供給されている状態を説明する底面図である。The centrifugal water is supplied to the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel from the water outlet as the spindle rotates at the specified rotation speed, and the grinding water injected from the grinding water injection nozzle is It is a bottom view explaining the state supplied to the segment grindstone from the outside. 第２の研削水供給手段である研削水噴射ノズルから噴射された研削水が、図５の状態からさらに回転したセグメント砥石に外側から供給されている状態を説明する底面図である。It is a bottom view explaining the state where the grinding water sprayed from the grinding water spray nozzle which is the second grinding water supply means is supplied from the outside to the segment grindstone further rotated from the state of FIG. 第２の研削水供給手段である研削水噴射ノズルから噴射された研削水が、図６の状態からさらに回転したセグメント砥石に外側から供給されている状態を説明する底面図である。It is a bottom view explaining the state where the grinding water sprayed from the grinding water spraying nozzle which is the second grinding water supply means is supplied from the outside to the segment grindstone further rotated from the state of FIG.

図１に示す研削装置１は、チャックテーブル３０によって吸引保持された被加工物Ｗに研削加工を施す装置である。
研削装置１のベース１０上の前方（−Ｘ方向側）は、チャックテーブル３０に対して被加工物Ｗの着脱が行われる領域となっており、ベース１０上の後方（＋Ｘ方向側）は、粗研削を施す粗研削手段３１又は仕上げ研削を施す仕上げ研削手段３２によってチャックテーブル３０上に保持された被加工物Ｗの研削が行われる領域となっている。 The grinding device 1 shown in FIG. 1 is a device that grinds a workpiece W sucked and held by a chuck table 30.
The front (-X direction side) of the base 10 of the grinding apparatus 1 is an area where the workpiece W is attached to and detached from the chuck table 30, and the rear (+X direction side) of the base 10 is This is an area where the workpiece W held on the chuck table 30 is ground by the rough grinding means 31 for performing rough grinding or the finish grinding means 32 for performing finish grinding.

図１に示す被加工物Ｗは、例えば、他の種類の基板よりも軟質の樹脂基板であり、図１において下方を向いている被加工物Ｗの表面Ｗａは、例えば図示しない保護テープが貼着されて保護されている。上方を向いている被加工物Ｗの裏面Ｗｂは、研削加工が施される被研削面となる。なお、被加工物Ｗは、サファイア基板及びＳｉＣ基板等の硬質材からなる基板、シリコン基板、又はセラミックス基板等であってもよい。 The workpiece W shown in FIG. 1 is, for example, a resin substrate that is softer than other types of substrates, and the front surface Wa of the workpiece W facing downward in FIG. It is worn and protected. The back surface Wb of the workpiece W facing upward is a surface to be ground that is ground. The workpiece W may be a substrate made of a hard material such as a sapphire substrate and a SiC substrate, a silicon substrate, or a ceramic substrate.

研削装置１の前方側には、作業者が研削装置１に対して加工条件等を入力するための入力手段１９が配設されている。また、ベース１０上の前方側には、研削前の被加工物Ｗを収容する第一のカセット３３１及び研削済みの被加工物Ｗを収容する第二のカセット３３２が配設されている。第一のカセット３３１と第二のカセット３３２との間には、第一のカセット３３１から研削前の被加工物Ｗを搬出すると共に、研削済みの被加工物Ｗを第二のカセット３３２に搬入する多関節アームを備えるロボット３３０が配設されている。 On the front side of the grinding device 1, an input means 19 is provided for an operator to input processing conditions and the like to the grinding device 1. Further, on the front side of the base 10, a first cassette 331 for accommodating the workpiece W before grinding and a second cassette 332 for accommodating the workpiece W after grinding are arranged. Between the first cassette 331 and the second cassette 332, the workpiece W before grinding is carried out from the first cassette 331, and the ground workpiece W is carried into the second cassette 332. A robot 330 having a multi-joint arm is installed.

ロボット３３０の可動域には、加工前の被加工物Ｗを仮置きする仮置きテーブル３３３ａが設けられており、仮置きテーブル３３３ａには位置合わせ手段３３３ｂが配設されている。位置合わせ手段３３３ｂは、第一のカセット３３１から搬出され仮置きテーブル３３３ａに載置された被加工物Ｗを、縮径する位置合わせピンで所定の位置に位置合わせ（センタリング）する。 In the movable range of the robot 330, a temporary placing table 333a for temporarily placing the workpiece W before processing is provided, and the temporary placing table 333a is provided with a positioning means 333b. The alignment means 333b aligns (centers) the workpiece W, which has been unloaded from the first cassette 331 and placed on the temporary placement table 333a, at a predetermined position with a diameter-adjusting alignment pin.

ロボット３３０の可動域には、研削済みの被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段３３４が配設されている。洗浄手段３３４は、例えば、枚葉式のスピンナー洗浄装置である。 In the movable range of the robot 330, cleaning means 334 for cleaning the ground workpiece W is arranged. The cleaning unit 334 is, for example, a single-wafer type spinner cleaning device.

位置合わせ手段３３３ｂの近傍には第一の搬送手段３３５が配設され、洗浄手段３３４の近傍には第二の搬送手段３３６が配設されている。第一の搬送手段３３５は、仮置きテーブル３３３ａに載置されセンタリングされた研削前の被加工物Ｗを図１に示すいずれかのチャックテーブル３０に搬送する機能を有し、第二の搬送手段３３６は、いずれかのチャックテーブル３０に保持された研削済みの被加工物Ｗを洗浄手段３３４に搬送する機能を有する。 A first transfer means 335 is arranged near the alignment means 333b, and a second transfer means 336 is arranged near the cleaning means 334. The first carrying means 335 has a function of carrying the workpiece W before grinding, which is placed on the temporary placement table 333a and centered, to one of the chuck tables 30 shown in FIG. 336 has a function of transporting the ground workpiece W held by one of the chuck tables 30 to the cleaning unit 334.

ベース１０上の第一の搬送手段３３５の後方側には、平面視が矩形の凹状部分が形成されており、この凹状部分にターンテーブル３４が配設されている。この凹状部分は、チャックテーブル３０及びターンテーブル３４から流下する使用済みの研削水を受け止める研削水収容部１３となる。研削水収容部１３には、図示しない排水口が形成されている。 On the rear side of the first conveying means 335 on the base 10, a concave portion having a rectangular shape in plan view is formed, and the turntable 34 is arranged in this concave portion. The concave portion serves as a grinding water storage portion 13 for receiving the used grinding water flowing down from the chuck table 30 and the turntable 34. A drainage port (not shown) is formed in the grinding water container 13.

このターンテーブル３４は、図１、２に示すように中心部に開口３４０が設けられた円環状に形成され、その下面側にはエアを供給する図示しないエア供給源が接続されている。該エア供給源が供給するエアをターンテーブル３４の下面に吹きつけることにより、ターンテーブル３４を浮上させ、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能な状態にすることができる。ターンテーブル３４の開口３４０を挿通して支持台３４４がＺ軸方向に立設されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the turntable 34 is formed in an annular shape having an opening 340 in the center thereof, and an air supply source (not shown) for supplying air is connected to the lower surface side thereof. By blowing the air supplied from the air supply source onto the lower surface of the turntable 34, the turntable 34 can be levitated and can be rotated about the axis in the Z-axis direction. A support base 344 is erected in the Z-axis direction through the opening 340 of the turntable 34.

ターンテーブル３４を回転させる駆動源は、例えば、図２に示すターンテーブル３４の前方に配設されたターンテーブルモータ３４２であり、ターンテーブルモータ３４２の生み出す駆動力が図２に示すプーリ機構３４３を介してターンテーブル３４に伝えられることで、ターンテーブル３４はＺ軸方向の軸心周りに回転する。 The drive source for rotating the turntable 34 is, for example, a turntable motor 342 arranged in front of the turntable 34 shown in FIG. 2, and the driving force generated by the turntable motor 342 causes the pulley mechanism 343 shown in FIG. By being transmitted to the turntable 34 via the turntable 34, the turntable 34 rotates about the axis in the Z-axis direction.

このように形成されたターンテーブル３４の上面には、例えば図２に示すように５つのチャックテーブル３０が、開口３４０の周囲に周方向に等間隔を空けて位置するように配設されている。図１に示すターンテーブル３４の回転により、いずれかのチャックテーブル３０が第一の搬送手段３３５及び第二の搬送手段３３６の近傍に位置づけされる。 On the upper surface of the turntable 34 thus formed, for example, as shown in FIG. 2, five chuck tables 30 are arranged so as to be located around the opening 340 at equal intervals in the circumferential direction. .. By rotating the turntable 34 shown in FIG. 1, one of the chuck tables 30 is positioned in the vicinity of the first transfer means 335 and the second transfer means 336.

チャックテーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、被加工物Ｗを吸着するポーラス板３００と、ポーラス板３００を支持する枠体３０１とを備える。ポーラス板３００は真空発生装置等の図示しない吸引源に連通し、吸引源が吸引することで生み出された吸引力が、ポーラス板３００の露出面である保持面３００ａに伝達されることで、チャックテーブル３０は保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持面３００ａは、その回転中心を頂点とする極めて緩やか傾斜を備える円錐面に形成されている。 The chuck table 30 has, for example, a circular outer shape, and includes a porous plate 300 that attracts the workpiece W, and a frame 301 that supports the porous plate 300. The porous plate 300 communicates with a suction source (not shown) such as a vacuum generator, and the suction force generated by the suction of the suction source is transmitted to the holding surface 300a, which is the exposed surface of the porous plate 300, so that the chuck The table 30 sucks and holds the workpiece W on the holding surface 300a. The holding surface 300a is formed as a conical surface having an extremely gentle inclination with the center of rotation as the apex.

チャックテーブル３０は、ターンテーブル３４上でＺ軸方向の軸心周りに回転可能である。また、チャックテーブル３０の下方には、図示しない傾き調整機構が配設されている。傾き調整機構は、チャックテーブル３０の保持面３００ａの水平面（Ｘ軸Ｙ軸平面）に対する傾きを調整することができる。 The chuck table 30 is rotatable on the turntable 34 about the axis in the Z-axis direction. A tilt adjusting mechanism (not shown) is arranged below the chuck table 30. The tilt adjusting mechanism can adjust the tilt of the holding surface 300a of the chuck table 30 with respect to the horizontal plane (X-axis Y-axis plane).

図示の実施形態における研削装置１は、図１、２に示すようにターンテーブル３４に配設された４個のチャックテーブル３０に保持された被加工物Ｗに研削加工を施す２つの粗研削手段３１及び２つの仕上げ研削手段３２を支持するための４つの研削手段支持機構７０を具備している。４個の研削手段支持機構７０は、それぞれ上記ターンテーブル３４の周囲に正方形の隅部にそれぞれ立設された第１の支持柱７０１と、上記支持台３４４上に立設された図示しない第２の支持柱と、該第１の支持柱７０１と該第２の支持柱との上部に取り付けられた支持部材７０３とからなっている。
なお、研削装置１は、例えば、研削対象の被加工物Ｗがサファイア等の硬質材である場合には、粗研削手段３１を１つ備え、仕上げ研削手段３２を３つ備える構成であってもよい。または、全ての研削手段が仕上げ研削手段３２となっていてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the grinding apparatus 1 in the illustrated embodiment has two rough grinding means for grinding the workpiece W held by the four chuck tables 30 arranged on the turntable 34. It comprises four grinding means support mechanisms 70 for supporting 31 and two finishing grinding means 32. The four grinding means support mechanisms 70 are respectively provided with a first support column 701 that is erected at each corner of the square around the turntable 34, and a second support column (not shown) that is erected on the support table 344. Support pillar 703, and a support member 703 attached to the upper part of the first support pillar 701 and the second support pillar.
It should be noted that the grinding apparatus 1 may include one rough grinding means 31 and three finish grinding means 32 when the workpiece W to be ground is a hard material such as sapphire. Good. Alternatively, all the grinding means may be the finish grinding means 32.

該第１の支持柱７０１と図示しない第２の支持柱との下端にはそれぞれ取り付け部７０４が設けられており、この取り付け部７０４に設けられた挿通孔を挿通して配設された締結ボルト７０４ａをベース１０の研削水収容部１３及び支持台３４４にそれぞれ螺合することにより、該第１の支持柱７０１と第２の支持柱とは研削水収容部１３および支持台３４４に立設される。 Attachment portions 704 are provided at the lower ends of the first support pillar 701 and a second support pillar (not shown), respectively, and a fastening bolt arranged by inserting through an insertion hole provided in the attachment portion 704. The first support column 701 and the second support column are erected on the grinding water storage unit 13 and the support base 344 by screwing 704a into the grinding water storage unit 13 and the support base 344 of the base 10, respectively. It

図１に示す２つの仕上げ研削手段３２は、Ｘ軸方向に並ぶように配設されており、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル３１０と、スピンドル３１０を回転可能に支持する円柱状のハウジング３１１と、スピンドル３１０を回転駆動するモータ３１２と、スピンドル３１０の先端（下端）に接続されたマウント３１３と、マウント３１３の自由端面（下端面）に着脱可能に装着された研削ホイール３５とを備える。 The two finish grinding means 32 shown in FIG. 1 are arranged side by side in the X-axis direction, and a spindle 310 whose axial direction is the vertical direction (Z-axis direction) and a circle which rotatably supports the spindle 310. A columnar housing 311, a motor 312 for driving the spindle 310 to rotate, a mount 313 connected to the tip (lower end) of the spindle 310, and a grinding wheel 35 detachably attached to a free end surface (lower end surface) of the mount 313. With.

図３に示すように、スピンドル３１０の内部には、研削水の通り道となる流路３１０ａが、スピンドル３１０の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して形成されており、流路３１０ａは、さらにマウント３１３の中心に貫通形成された流路３１３ａに連通している。流路３１０ａの上流には、研削水を供給する研削水供給源１８が連通している。そして流路３１０ａと流路３１３ａとによって、少なくともマウント３１３の中心を貫通させマウント３１３の自由端面（下端面）中心に開口する研削水供給路１８０が形成される。 As shown in FIG. 3, a flow path 310a serving as a passage for grinding water is formed inside the spindle 310 so as to penetrate in the axial direction (Z-axis direction) of the spindle 310. It communicates with a flow path 313 a formed through the center of the mount 313. A grinding water supply source 18 that supplies grinding water is in communication with the upstream of the flow path 310a. The flow path 310a and the flow path 313a form a grinding water supply passage 180 that penetrates at least the center of the mount 313 and opens at the center of the free end surface (lower end surface) of the mount 313.

図４に示すように、研削ホイール３５は、環状に配設され隣接する仕上げ研削セグメント砥石３５０間に隙間が設けられ、かつ隣接する仕上げ研削セグメント砥石３５０が径方向に位置をずらされ階段状になっている。 As shown in FIG. 4, the grinding wheel 35 is annularly arranged with a gap provided between the adjacent finish grinding segment grindstones 350, and the adjacent finish grinding segment grindstones 350 are displaced in the radial direction to form a step shape. Is becoming

具体的には、図３、４に示すように研削ホイール３５は、ステンレス、アルミニウム等からなる円環状のホイール基台３５１を備えている。ホイール基台３５１は、図３に示すスピンドル３１０の先端側にマウント３１３を介して装着する平坦な装着面３５１ａを備えており、装着面３５１ａと反対側の面は、仕上げ研削セグメント砥石３５０が固定される平坦な砥石固定面３５１ｂとなる。装着面３５１ａと砥石固定面３５１ｂとは、互いに平行となっている。ホイール基台３５１の中央には、ホイール基台３５１を装着面３５１ａから砥石固定面３５１ｂまで貫通する円形状の開口３５１ｃが形成されている。 Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the grinding wheel 35 includes an annular wheel base 351 made of stainless steel, aluminum or the like. The wheel base 351 is provided with a flat mounting surface 351a to be mounted via the mount 313 on the tip side of the spindle 310 shown in FIG. 3, and the surface opposite to the mounting surface 351a is fixed with the finish grinding segment grindstone 350. It becomes the flat grindstone fixing surface 351b. The mounting surface 351a and the grindstone fixing surface 351b are parallel to each other. At the center of the wheel base 351 is formed a circular opening 351c that penetrates the wheel base 351 from the mounting surface 351a to the grindstone fixing surface 351b.

ホイール基台３５１の砥石固定面３５１ｂには、複数の仕上げ研削セグメント砥石３５０が配列されている。各仕上げ研削セグメント砥石３５０は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材（ボンド材）に、ダイヤモンド、ＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等の砥粒を混合して略同一の大きさの直方体状に形成されている。なお、結合材や砥粒に制限はなく、被加工物Ｗの種類等に応じて適切に選択、変更できる。また、ホイール基台３５１に配列される仕上げ研削セグメント砥石３５０の数量も、ホイール基台３５１や被加工物Ｗの大きさ等に合わせて適切に設定できる。仕上げ研削セグメント砥石３５０は、例えば、砥石中に含まれる砥粒が比較的小さな砥石である。 A plurality of finish grinding segment grindstones 350 are arranged on the grindstone fixing surface 351b of the wheel base 351. Each of the finish-grinding segment grindstones 350 is, for example, a binder (bond material) such as metal, ceramics, and resin mixed with abrasive grains such as diamond and CBN (Cubic Boron Nitride) to have a rectangular parallelepiped shape having substantially the same size. Has been formed. The binder and the abrasive grains are not limited and can be appropriately selected and changed according to the type of the workpiece W and the like. Further, the number of finish-grinding segment grindstones 350 arranged on the wheel base 351 can be appropriately set according to the size of the wheel base 351 and the workpiece W. The finish grinding segment grindstone 350 is, for example, a grindstone in which the abrasive grains contained in the grindstone are relatively small.

図４に示すように、ホイール基台３５１の周方向において隣接する任意の２個の仕上げ研削セグメント砥石３５０は、ホイール基台３５１の径方向において異なる位置にずらされて配置されている。言い換えれば、隣接する任意の２個の仕上げ研削セグメント砥石３５０は、ホイール基台３５１の回転中心を中心として、半径が異なる同心円上に配置されており、本実施形態においては、−Ｚ方向側から見た場合に例えば６段の階段状に配置されている。そして、例えば、６段の階段状の仕上げ研削セグメント砥石３５０の一群は周方向において等間隔で６群配設されている。 As shown in FIG. 4, arbitrary two finish grinding segment grindstones 350 that are adjacent to each other in the circumferential direction of the wheel base 351 are displaced and arranged at different positions in the radial direction of the wheel base 351. In other words, the arbitrary two adjacent finish grinding segment grindstones 350 are arranged on concentric circles with different radii about the rotation center of the wheel base 351. In the present embodiment, from the −Z direction side. When viewed, they are arranged in, for example, 6 steps. Then, for example, a group of 6 stepwise finishing grinding segment grindstones 350 is arranged in 6 groups at equal intervals in the circumferential direction.

仕上げ研削セグメント砥石３５０をこのように配置することで、研削の際に被加工物Ｗと仕上げ研削セグメント砥石３５０とが接触する領域を分散できる。つまり、仕上げ研削セグメント砥石３５０から被加工物Ｗへの応力は、被加工物Ｗの特定の領域（例えば、中央領域）に集中し難くなる。これにより、特定の領域（中央領域）の研削量を低減して、被加工物Ｗをより平坦に研削できる。 By arranging the finish grinding segment grindstones 350 in this way, it is possible to disperse the regions where the workpiece W and the finish grinding segment grindstones 350 come into contact during grinding. That is, the stress from the finish-grinding segment grindstone 350 to the workpiece W is less likely to be concentrated in a specific region (for example, the central region) of the workpiece W. As a result, the grinding amount in a specific area (central area) can be reduced, and the workpiece W can be ground more flatly.

また、この複数の仕上げ研削セグメント砥石３５０は、研削の際に形成される任意の仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡の一部と、径方向に隣接する別の仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡の一部と、が重なるように配列されている。即ち、例えば図４に示す径方向において最も外側に位置する仕上げ研削セグメント砥石３５０（６段目の仕上げ研削セグメント砥石３５０）の軌跡の内側の一部が、径方向において内側に位置する仕上げ研削セグメント砥石３５０（５段目の仕上げ研削セグメント砥石３５０）の軌跡の外側の一部と重なっている。以下同様に、隣接する各段の仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡の一部が重なっている。即ち、ある仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡と、別の隣接する仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡と、の間に被加工物Ｗを研削しない領域ができることはなく、ある仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡と別の仕上げ研削セグメント砥石３５０の軌跡との隙間で被加工物Ｗの研削量が減少することはない。これにより、被加工物Ｗの全面をより平坦に研削できる。 Further, the plurality of finish grinding segment grindstones 350 include a part of the locus of an arbitrary finish grinding segment grindstone 350 formed at the time of grinding and a part of the locus of another finish grinding segment grindstone 350 adjacent in the radial direction. And are arranged so that they overlap. That is, for example, a part of the inside of the trajectory of the finish grinding segment grindstone 350 (sixth stage finish grinding segment grindstone 350) located on the outermost side in the radial direction shown in FIG. It overlaps with a part of the outside of the locus of the grindstone 350 (the finishing grinding segment grindstone 350 of the fifth step). Similarly, a part of the loci of the finish grinding segment grindstones 350 of the adjacent stages overlap each other. That is, there is no region where the workpiece W is not ground between the locus of one finish grinding segment grindstone 350 and the locus of another adjacent finish grinding segment grindstone 350. The amount of grinding of the workpiece W does not decrease in the gap with the path of another finish grinding segment grindstone 350. As a result, the entire surface of the workpiece W can be ground more evenly.

図３に示すように、研削装置１は、マウント３１３の中心と中心を一致させてマウント３１３の自由端面（下面）に装着され、研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａ（図４における１段目の仕上げ研削セグメント砥石３５０ａ）に向かって研削水を放水する放水ノズル３７を備えている。 As shown in FIG. 3, the grinding device 1 is mounted on the free end surface (lower surface) of the mount 313 such that the center of the mount 313 is aligned with the center of the mount 313, and the finish grinding segment grindstone 350a (FIG. The water discharge nozzle 37 for discharging the grinding water toward the first stage finish grinding segment grindstone 350a) is provided.

放水ノズル３７は、例えば、円柱状の外形の本体部３７１を備えており、その上端側には拡径したフランジ部３７０が形成されている。放水ノズル３７の上端面には、研削水供給路１８０のマウント３１３の下端面における開口から出る研削水を受け入れる入口３７２が形成されている。 The water discharge nozzle 37 includes, for example, a cylindrical main body 371, and a flange portion 370 having an enlarged diameter is formed on the upper end side thereof. On the upper end surface of the water discharge nozzle 37, an inlet 372 for receiving the grinding water discharged from the opening at the lower end surface of the mount 313 of the grinding water supply passage 180 is formed.

例えば、マウント３１３の自由端面（下端面）には、研削水供給路１８０の開口を囲むようにしてマウント３１３の中心を中心に等角度で配設される複数（例えば３つ）の雌ねじ孔３１３ｃが形成されている。
なお、マウント３１３の自由端面には、放水ノズル３７が嵌合する凹み又は凸み若しくは放水ノズル３７を合わせるマークが形成されていてもよい。この場合には、放水ノズル３７の上端面に、マウント３１３の自由端面に形成された凹み又は凸みに嵌合する凸部又は凹部が形成されている。 For example, on the free end surface (lower end surface) of the mount 313, a plurality of (for example, three) female screw holes 313c are formed at equal angles around the center of the mount 313 so as to surround the opening of the grinding water supply passage 180. Has been done.
In addition, the free end surface of the mount 313 may be formed with a recess or a protrusion into which the water discharge nozzle 37 is fitted or a mark for aligning the water discharge nozzle 37. In this case, the upper end surface of the water discharge nozzle 37 is formed with a convex portion or a concave portion that fits into the concave portion or the convex portion formed on the free end surface of the mount 313.

図４に示すように、例えば、放水ノズル３７のフランジ部３７０には、周方向に弧を描くように伸長する長穴３７０ｃが例えば３つ貫通形成されている。そして、マウント３１３の雌ねじ孔３１３ｃと放水ノズル３７の長穴３７０ｃとを重ね合わせて、固定ボルト３７４を長穴３７０ｃに通して雌ねじ孔３１３ｃに螺合させることにより、マウント３１３に対して放水ノズル３７を固定できる。また、放水ノズル３７の中心とマウント３１３の中心とは合致した状態になる。なお、固定ボルト３７４の円形の頭部の径は、長穴３７０ｃの幅よりも大きく、固定ボルト３７４の雄ねじが切られている首部の径は長穴３７０ｃの幅よりも僅かに小さくなっている。したがって、放水ノズル３７の上端面にマウント３１３の自由端面に形成された凹み又は凸みに嵌合する凸部又は凹部が形成されていない場合であっても、放水ノズル３７が径方向にずれて入口３７２と研削水供給路１８０とがずれてしまうことはない。 As shown in FIG. 4, for example, the flange portion 370 of the water discharge nozzle 37 is formed with, for example, three elongated holes 370c that extend so as to draw an arc in the circumferential direction. Then, the female screw hole 313c of the mount 313 and the elongated hole 370c of the water discharge nozzle 37 are overlapped with each other, and the fixing bolt 374 is passed through the elongated hole 370c and screwed into the female screw hole 313c. Can be fixed. In addition, the center of the water discharge nozzle 37 and the center of the mount 313 are in a matched state. The diameter of the circular head portion of the fixing bolt 374 is larger than the width of the long hole 370c, and the diameter of the neck portion of the fixing bolt 374 where the male screw is cut is slightly smaller than the width of the long hole 370c. .. Therefore, even if the upper end surface of the water discharge nozzle 37 is not formed with the concave portion or the convex portion or the concave portion that fits into the convex portion formed on the free end surface of the mount 313, the water discharge nozzle 37 is displaced in the radial direction. The inlet 372 and the grinding water supply passage 180 will not be displaced.

放水ノズル３７の本体部３７１の側面には、マウント３１３の中心を中心として等角度で複数（例えば、６つ）形成された放水口３７３が形成されている。各放水口３７３は、本体部３７１の内部において例えばＺ軸方向と直交する方向に延びており、放水ノズル３７内をＺ軸方向に延びる連通路３７５によって入口３７２と連通している。
例えば、放水口３７３は、仕上げ研削セグメント砥石３５０よりも上方に位置しており、放水口３７３から噴射された研削水は放物線を描いて研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａに到達する。 On the side surface of the main body portion 371 of the water discharge nozzle 37, a plurality of (eg, six) water discharge ports 373 are formed at equal angles with the center of the mount 313 as the center. Each water discharge port 373 extends, for example, in a direction orthogonal to the Z-axis direction inside the main body 371, and communicates with the inlet 372 in the water discharge nozzle 37 by a communication passage 375 extending in the Z-axis direction.
For example, the water discharge port 373 is located above the finish grinding segment grindstone 350, and the grinding water sprayed from the water discharge port 373 draws a parabola to reach the finish grinding segment grindstone 350a closest to the center of the grinding wheel 35. To do.

研削装置１は、仕上げ研削セグメント砥石３５０の径方向外側から研削水を供給する第２の研削水供給手段を備えている。第２の研削水供給手段は、例えば、チャックテーブル３０の外側に配設され、図３に示す仕上げ研削セグメント砥石３５０の外周面に向かって横方向から研削水を噴射する研削水噴射ノズル１７Ａである。または、第２の研削水供給手段は、例えば、チャックテーブル３０の中央領域の上方に配設され、仕上げ研削セグメント砥石３５０の外周面に向かって斜め上方から研削水を噴射する研削水噴射ノズル１７Ｂであってもよい。なお、第２の研削水供給手段として、研削水噴射ノズル１７Ａまたは研削水噴射ノズル１７Ｂのいずれか一方が配設されていればよい。研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂから噴射される研削水は、研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａの内側面には接触しにくいが、その他の仕上げ研削セグメント砥石３５０に対しては、その内側面と外側面との両面に接触する。 The grinding device 1 includes a second grinding water supply unit that supplies the grinding water from the outer side in the radial direction of the finish grinding segment grindstone 350. The second grinding water supply means is, for example, a grinding water injection nozzle 17A which is disposed outside the chuck table 30 and injects the grinding water laterally toward the outer peripheral surface of the finish grinding segment grindstone 350 shown in FIG. is there. Alternatively, the second grinding water supply means is arranged, for example, above the central region of the chuck table 30, and sprays the grinding water obliquely from above toward the outer peripheral surface of the finish grinding segment grindstone 350. May be It should be noted that either the grinding water injection nozzle 17A or the grinding water injection nozzle 17B may be provided as the second grinding water supply means. The grinding water jetted from the grinding water jet nozzle 17A or the grinding water jet nozzle 17B does not easily contact the inner surface of the finish grinding segment grindstone 350a closest to the center of the grinding wheel 35, but to the other finish grinding segment grindstones 350. On the other hand, it contacts both the inner surface and the outer surface.

図１に示す２つの粗研削手段３１は、Ｘ軸方向に並ぶように配設されており、砥石中に含まれる砥粒が比較的大きな粗研削セグメント砥石３５３を備えており、その他の構成は仕上げ研削手段３２と同様となっている。即ち、粗研削手段３１の研削ホイール３５は、粗研削セグメント砥石３５３が径方向に位置をずらされ階段状に配設されており、マウント３１３の自由端面には放水ノズル３７が装着されている。なお、粗研削手段３１のマウント３１３には、放水ノズル３７が装着されていなくてもよい。 The two rough grinding means 31 shown in FIG. 1 are arranged so as to be lined up in the X-axis direction, and are equipped with a rough grinding segment grindstone 353 in which the abrasive grains contained in the grindstone are relatively large. It is similar to the finish grinding means 32. That is, in the grinding wheel 35 of the rough grinding means 31, the rough grinding segment grindstones 353 are arranged in a stepwise manner with their positions displaced in the radial direction, and the water discharge nozzle 37 is attached to the free end surface of the mount 313. The water discharge nozzle 37 may not be attached to the mount 313 of the rough grinding means 31.

このように構成された２つの粗研削手段３１及び２つの仕上げ研削手段３２は、図１に示す４つの研削手段支持機構７０の内側面にそれぞれ配設された研削送り手段７１によってＺ軸方向に往復移動可能となっている。
研削送り手段７１は、研削手段支持機構７０の支持部材７０３の内側面に設けられＺ軸方向に延在する案内溝７１１と、この案内溝７１１にＺ軸方向に摺動可能に嵌合する被案内レールを備える可動部材７１２と、可動部材７１２をＺ軸方向に研削送りする駆動力を生み出すボールスクリュー式の移動機構７１３とからなっている。そして、可動部材７１２の内側面には、各研削手段のハウジング３１１の側面が固定されている。
各移動機構７１３は、それぞれに備えるサーボモータを正転又は逆転駆動することにより、可動部材７１２即ち各粗研削手段３１又は仕上げ研削手段３２をＺ軸方向に往復に移動可能とする。
なお、図示の実施形態においては、２つの粗研削手段３１及び２つの仕上げ研削手段３２は、それぞれスピンドル３１０の回転軸心が第１の支持柱７０１と支持台３４４に立設された図示しない第２の支持柱とを結ぶ線上に位置づけられている。 The two rough grinding means 31 and the two finish grinding means 32 thus configured are moved in the Z-axis direction by the grinding feed means 71 arranged on the inner side surfaces of the four grinding means support mechanisms 70 shown in FIG. It can be moved back and forth.
The grinding feed means 71 includes a guide groove 711 provided on the inner surface of the support member 703 of the grinding means support mechanism 70 and extending in the Z-axis direction, and an object to be slidably fitted in the guide groove 711 in the Z-axis direction. It is composed of a movable member 712 having a guide rail, and a ball screw type moving mechanism 713 that produces a driving force for grinding and feeding the movable member 712 in the Z-axis direction. The side surface of the housing 311 of each grinding means is fixed to the inner side surface of the movable member 712.
Each moving mechanism 713 makes it possible to reciprocate the movable member 712, that is, each of the rough grinding means 31 or the finish grinding means 32 in the Z-axis direction by driving the servo motor provided therein in the forward or reverse direction.
In the illustrated embodiment, the two rough grinding means 31 and the two finish grinding means 32 respectively have a spindle 310 whose rotation axis is erected on the first support column 701 and the support base 344 (not shown). It is located on the line connecting the two support pillars.

研削位置まで降下した状態の各粗研削手段３１及び各仕上げ研削手段３２にそれぞれ隣接する位置には、例えば、図２に示すように被加工物Ｗの厚みを接触式にて測定する粗研削厚み測定手段３８Ａと仕上げ研削厚み測定手段３８Ｂとがそれぞれ配設されている。粗研削厚み測定手段３８Ａと仕上げ研削厚み測定手段３８Ｂとは、同一の構造を備えているため、以下に、粗研削厚み測定手段３８Ａについてのみ説明する。粗研削厚み測定手段３８Ａは、例えば、一対の厚み測定器（ハイトゲージ）、即ち、チャックテーブル３０の保持面３００ａの高さ位置測定用の第１の高さ測定器３８１と、チャックテーブル３０に保持された被加工物Ｗの裏面Ｗｂの高さ位置測定用の第２の高さ測定器３８２とを備えている。 At a position adjacent to each of the rough grinding means 31 and each of the finish grinding means 32 in the state of being lowered to the grinding position, for example, a rough grinding thickness for measuring the thickness of the workpiece W by a contact method as shown in FIG. Measuring means 38A and finish grinding thickness measuring means 38B are provided respectively. Since the rough grinding thickness measuring means 38A and the finish grinding thickness measuring means 38B have the same structure, only the rough grinding thickness measuring means 38A will be described below. The rough grinding thickness measuring means 38A holds, for example, a pair of thickness measuring devices (height gauges), that is, a first height measuring device 381 for measuring the height position of the holding surface 300a of the chuck table 30 and the chuck table 30. And a second height measuring device 382 for measuring the height position of the back surface Wb of the processed workpiece W.

第１の高さ測定器３８１及び第２の高さ測定器３８２は、その各先端に、上下方向に昇降し各測定面に接触するコンタクトを備えている。粗研削厚み測定手段３８Ａは、第１の高さ測定器３８１により、基準面となる枠体３０１の上面の高さ位置を測定し、第２の高さ測定器３８２により、チャックテーブル３０に保持された被加工物Ｗの裏面Ｗｂの高さ位置を測定し、両者の測定値の差を算出することで、被加工物Ｗの厚みを研削中等に随時測定できる。なお、粗研削厚み測定手段３８Ａは、接触式のものに限定されず、投光部と受光部とを備え非接触で被加工物Ｗの厚みを測定できる反射型の光センサであってもよい。 The first height measuring device 381 and the second height measuring device 382 are provided at their tips with contacts that vertically move up and down to come into contact with the respective measurement surfaces. The rough grinding thickness measuring means 38A measures the height position of the upper surface of the frame 301 serving as the reference surface by the first height measuring device 381, and holds it on the chuck table 30 by the second height measuring device 382. By measuring the height position of the back surface Wb of the processed workpiece W and calculating the difference between the two measured values, the thickness of the processed workpiece W can be measured at any time during grinding or the like. The rough grinding thickness measuring means 38A is not limited to the contact type, but may be a reflection type optical sensor that includes a light projecting portion and a light receiving portion and can measure the thickness of the workpiece W in a non-contact manner. ..

ここで、被加工物Ｗに研削加工が施される際の２つの粗研削手段３１及び２つの仕上げ研削手段３２と５個のチャックテーブル３０との関係について、図２を参照して説明する。ターンテーブル３４に配設された５個のチャックテーブル３０が図２に示す位置に位置づけられた状態においては、２つのチャックテーブル３０が２つの粗研削手段３１の研削ホイール３５の下方に位置づけられ、２つのチャックテーブル３０が２つの仕上げ研削手段３２の研削ホイール３５の下方に位置づけられる。そして１つの余りのチャックテーブル３０は、被加工物Ｗを搬入・搬出するため図１に示す第一の搬送手段３３５又は第二の搬送手段３３６の可動範囲内に位置づけられる。 Here, the relationship between the two rough grinding means 31 and the two finish grinding means 32 and the five chuck tables 30 when the workpiece W is ground will be described with reference to FIG. In a state where the five chuck tables 30 arranged on the turntable 34 are positioned at the positions shown in FIG. 2, the two chuck tables 30 are positioned below the grinding wheels 35 of the two rough grinding means 31, Two chuck tables 30 are positioned below the grinding wheels 35 of the two finishing grinding means 32. Then, one extra chuck table 30 is positioned within the movable range of the first transporting means 335 or the second transporting means 336 shown in FIG. 1 for loading/unloading the workpiece W.

以下に、上記図１に示す研削装置１を用いて被加工物Ｗに研削加工を施す場合の研削装置１の動作について説明する。 The operation of the grinding device 1 when the workpiece W is ground using the grinding device 1 shown in FIG. 1 will be described below.

被加工物Ｗの研削を開始する前に、２つの粗研削手段３１及び２つの仕上げ研削手段３２のセッティングが作業者によって行われる。例えば仕上げ研削手段３２のセッティングでは、所定の回転数（例えば、１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ）でスピンドル３１０が回転することで遠心力を受けた研削水が、研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａ（図３、４参照）に供給されるように放水ノズル３７の放水口３７３が所定位置に位置づけられる。即ち、図３、４に示す固定ボルト３７４を緩めて長穴３７０ｃを移動可能とし、放水ノズル３７を周方向に回転させて各放水口３７３の位置を移動させて、図４に示すように研削ホイール３５の回転方向に対して、研削ホイール３５の中心に最も近い各仕上げ研削セグメント砥石３５０ａの所定距離上流側に各放水口３７３を位置づける。その後、固定ボルト３７４を締めて放水口３７３の位置を固定する。
なお、例えば、放水口３７３の上記位置づけは、主にスピンドル３１０の回転数と放水ノズル３７に対する水の供給量（例えば、２．０Ｌ／分）とを考慮して決定される。したがって、予め、過去の被加工物Ｗの研削加工から経験的に得られ、本加工を行うに当たって設定するスピンドル３１０の回転数と放水ノズル３７に対する水の供給量とにおける好適な放水口３７３の位置づけ位置を、例えばマウント３１３の自由端面（下面）に目盛で表示しておき、作業者が該目盛を用いて容易に放水口３７３の位置づけを行えるようにしてもよい。 Before starting the grinding of the workpiece W, the operator sets the two rough grinding means 31 and the two finish grinding means 32. For example, in the setting of the finish grinding means 32, the grinding water subjected to the centrifugal force by the rotation of the spindle 310 at a predetermined rotation speed (for example, 1000 rpm to 2000 rpm) is the finish grinding segment grindstone 350a closest to the center of the grinding wheel 35. The water discharge port 373 of the water discharge nozzle 37 is positioned at a predetermined position so as to be supplied (see FIGS. 3 and 4). That is, the fixing bolt 374 shown in FIGS. 3 and 4 is loosened so that the elongated hole 370c can be moved, and the water discharge nozzle 37 is rotated in the circumferential direction to move the positions of the respective water discharge ports 373 to perform grinding as shown in FIG. The water outlets 373 are positioned on the upstream side by a predetermined distance from the finish grinding segment grindstones 350a closest to the center of the grinding wheel 35 with respect to the rotation direction of the wheel 35. Then, the fixing bolt 374 is tightened to fix the position of the water discharge port 373.
Note that, for example, the positioning of the water discharge port 373 is determined mainly in consideration of the rotation speed of the spindle 310 and the amount of water supplied to the water discharge nozzle 37 (for example, 2.0 L/min). Therefore, a suitable position of the water discharge port 373 is empirically obtained in advance from the grinding process of the workpiece W in the past and is set in performing the main process, and the rotation speed of the spindle 310 and the water supply amount to the water discharge nozzle 37 are set. The position may be displayed on the free end surface (lower surface) of the mount 313 with a scale so that the operator can easily position the water outlet 373 using the scale.

被加工物Ｗが実際に研削されるにあたり、まず、図１に示すターンテーブル３４が自転することで、被加工物Ｗが載置されていない状態のチャックテーブル３０が公転し、チャックテーブル３０が第一の搬送手段３３５の近傍まで移動する。ロボット３３０が第一のカセット３３１から一枚の被加工物Ｗを引き出し、被加工物Ｗを仮置きテーブル３３３ａに移動させる。次いで、位置合わせ手段３３３ｂにより被加工物Ｗがセンタリングされた後、第一の搬送手段３３５が、センタリングされた被加工物Ｗをチャックテーブル３０上に移動させる。そして、図３に示すように、チャックテーブル３０の中心と被加工物Ｗの中心とが略合致するように、被加工物Ｗが裏面Ｗｂを上に向けた状態で保持面３００ａ上に載置される。 When the workpiece W is actually ground, first, the turntable 34 shown in FIG. 1 rotates to revolve the chuck table 30 on which the workpiece W is not placed, and the chuck table 30 is rotated. It moves to the vicinity of the first transport means 335. The robot 330 pulls out one work piece W from the first cassette 331 and moves the work piece W to the temporary placement table 333a. Next, after the workpiece W is centered by the alignment means 333b, the first transfer means 335 moves the centered workpiece W onto the chuck table 30. Then, as shown in FIG. 3, the workpiece W is placed on the holding surface 300a with the back surface Wb facing upward so that the center of the chuck table 30 and the center of the workpiece W substantially coincide with each other. To be done.

そして、図示しない吸引源が作動して生み出された吸引力が保持面３００ａに伝達されることで、チャックテーブル３０により被加工物Ｗが保持される。また、緩やかな円錐面である保持面３００ａが粗研削セグメント砥石３５３及び仕上げ研削セグメント砥石３５０の研削面（下面）に対して平行になるように、チャックテーブル３０の傾きが調整されることで、円錐面である保持面３００ａにならって吸引保持されている被加工物Ｗの裏面Ｗｂが、研削面に対して平行になる。 Then, the suction force generated by operating a suction source (not shown) is transmitted to the holding surface 300a, so that the workpiece W is held by the chuck table 30. Further, the inclination of the chuck table 30 is adjusted so that the holding surface 300a, which is a gentle conical surface, is parallel to the grinding surfaces (lower surface) of the rough grinding segment grindstone 353 and the finish grinding segment grindstone 350. The back surface Wb of the workpiece W suction-held following the conical holding surface 300a becomes parallel to the grinding surface.

図１に示すターンテーブル３４が＋Ｚ方向から見て時計回り方向に自転することで、被加工物Ｗを吸引保持した状態のチャックテーブル３０が公転し、粗研削手段３１の研削ホイール３５とチャックテーブル３０に保持された被加工物Ｗとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール３５の径方向において最も外側に配設された粗研削セグメント砥石３５３の回転軌跡が、被加工物Ｗの回転中心を通るように行われる。 When the turntable 34 shown in FIG. 1 rotates in the clockwise direction when viewed from the +Z direction, the chuck table 30 with the workpiece W sucked and held revolves, and the grinding wheel 35 of the rough grinding means 31 and the chuck table 30. The workpiece W held by 30 is aligned with the workpiece W. The alignment is performed, for example, such that the rotation locus of the rough grinding segment grindstone 353 arranged on the outermost side in the radial direction of the grinding wheel 35 passes through the rotation center of the workpiece W.

図３に示すように、スピンドル３１０が＋Ｚ方向から見て例えば時計回り方向に所定の回転速度で回転され、これに伴って研削ホイール３５が回転する。また、粗研削手段３１が−Ｚ方向へと所定の速度で研削送りされ、回転する粗研削セグメント砥石３５３が被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接することで研削が行われる。研削中は、チャックテーブル３０が＋Ｚ方向から見て時計回り方向に所定の回転速度で回転するのに伴って、保持面３００ａ上に保持された被加工物Ｗも回転するので、粗研削セグメント砥石３５３が裏面Ｗｂ全面の研削加工を行う。階段状に配設された粗研削セグメント砥石３５３は、中央領域の研削量を低減して、被加工物Ｗを平坦に研削できる。研削加工中においては、被加工物Ｗと粗研削セグメント砥石３５３との接触部位に研削水が供給されて洗浄・冷却が行われる。そして、被加工物Ｗを所望の仕上げ厚み至る手前まで研削した後、粗研削手段３１が＋Ｚ方向へと移動し被加工物Ｗから離間する。 As shown in FIG. 3, the spindle 310 is rotated at a predetermined rotation speed, for example, in the clockwise direction when viewed from the +Z direction, and the grinding wheel 35 is rotated accordingly. Further, the rough grinding means 31 is ground and fed in the −Z direction at a predetermined speed, and the rotating rough grinding segment grindstone 353 comes into contact with the back surface Wb of the workpiece W to perform grinding. During the grinding, the workpiece W held on the holding surface 300a also rotates as the chuck table 30 rotates in the clockwise direction when viewed from the +Z direction at a predetermined rotation speed. 353 grinds the entire back surface Wb. The rough-grinding segment grindstones 353 arranged in steps can reduce the amount of grinding in the central region and can grind the workpiece W flatly. During the grinding process, grinding water is supplied to the contact portion between the workpiece W and the rough grinding segment grindstone 353 to perform cleaning and cooling. Then, after the work W is ground up to a desired finish thickness, the rough grinding means 31 moves in the +Z direction and is separated from the work W.

そして、図１に示すターンテーブル３４が＋Ｚ方向から見て時計回り方向に回転して、被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル３０が仕上げ研削手段３２の下方まで移動する。図１に示す仕上げ研削手段３２の仕上げ研削セグメント砥石３５０とチャックテーブル３０で吸引保持された被加工物Ｗとの位置合わせが粗研削加工の場合と略同様に行われる。即ち、研削ホイール３５の径方向において最も外側に配設された仕上げ研削セグメント砥石３５０の回転軌跡が、被加工物Ｗの回転中心を通るように行われる。 Then, the turntable 34 shown in FIG. 1 rotates in the clockwise direction when viewed from the +Z direction, and the chuck table 30 that suction-holds the workpiece W moves to below the finishing grinding means 32. Positioning of the finish grinding segment grindstone 350 of the finish grinding means 32 shown in FIG. 1 and the workpiece W sucked and held by the chuck table 30 is performed in substantially the same manner as in the case of rough grinding. That is, the rotation trajectory of the finish grinding segment grindstone 350 arranged on the outermost side in the radial direction of the grinding wheel 35 is performed so as to pass through the rotation center of the workpiece W.

仕上げ研削手段３２が研削送り手段７１により下方へと送られ、回転する階段状に配設された仕上げ研削セグメント砥石３５０が被加工物Ｗの裏面Ｗｂに当接し、また、チャックテーブル３０が回転することに伴って保持面３００ａに保持された被加工物Ｗが回転して、被加工物Ｗの裏面Ｗｂの全面が仕上げ研削される。 The finishing grinding means 32 is fed downward by the grinding feeding means 71, the rotating finishing grinding segment grindstones 350 arranged in a stepwise manner contact the back surface Wb of the workpiece W, and the chuck table 30 rotates. As a result, the workpiece W held by the holding surface 300a rotates, and the entire back surface Wb of the workpiece W is finish ground.

研削加工中において、図３に示す研削水供給源１８から研削水供給路１８０を通して研削水が放水ノズル３７に供給され、所定の回転数でスピンドル３１０が回転することで遠心力を受けつつ放水口３７３から噴出する該研削水が、図３、５に示す研削ホイール３５の回転方向に対して下流側に位置し研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａの特に内側面に供給され、仕上げ研削セグメント砥石３５０ａと被加工物Ｗの裏面Ｗｂとの接触部位が冷却・洗浄される。そのため、仕上げ研削を行っている最中に仕上げ研削セグメント砥石３５０ａに研削屑（樹脂屑）を付着させないようにすることが可能となる。また、仕上げ研削セグメント砥石３５０ａおよび被加工物Ｗに加工熱を蓄熱させないため、被加工物Ｗを所望の厚みに研削する事ができ、且つ、被加工物Ｗの裏面Ｗｂが粗くなるという研削不良の発生を防ぐことができる。 During the grinding process, the grinding water is supplied from the grinding water supply source 18 shown in FIG. 3 to the water discharge nozzle 37 through the grinding water supply passage 180, and the spindle 310 rotates at a predetermined rotation speed to receive the centrifugal force and to discharge the water. The grinding water ejected from 373 is supplied particularly to the inner surface of the finish grinding segment grindstone 350a which is located on the downstream side with respect to the rotation direction of the grinding wheel 35 shown in FIGS. The contact portion between the finish grinding segment grindstone 350a and the back surface Wb of the workpiece W is cooled and washed. Therefore, it becomes possible to prevent the grinding debris (resin debris) from adhering to the finish grinding segment grindstone 350a during the finish grinding. Further, since the finishing grinding segment grindstone 350a and the workpiece W do not store the heat of machining, the workpiece W can be ground to a desired thickness, and the back surface Wb of the workpiece W becomes rough. Can be prevented.

また、研削加工中において、図３、図５に示すように、第２の研削水供給手段である研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂが、仕上げ研削セグメント砥石３５０に対して外側から研削水を供給する。研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂから噴射される研削水は、研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａの内側面には供給されにくいが、それ以外の仕上げ研削セグメント砥石３５０には効率的に研削水が供給され、研削屑の付着の防止や加工点の冷却が効果的になされる。図６は、研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂから噴射された研削水が、図５の状態からさらに回転した仕上げ研削セグメント砥石３５０に外側から供給されている状態を説明しており、図７は、研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂから噴射された研削水が、図６の状態からさらに回転した仕上げ研削セグメント砥石３５０に外側から供給されている状態を説明している。即ち、図５〜図７に示すように、仕上げ研削加工中において、研削水噴射ノズル１７Ａ又は研削水噴射ノズル１７Ｂから噴射された研削水は、研削ホイール３５の径方向において最も外側に配設された仕上げ研削セグメント砥石３５０ａの内側面にはほとんど供給されないが、それ以外の仕上げ研削セグメント砥石３５０に対してはその内側面及び外側面に供給される。 Further, during the grinding process, as shown in FIGS. 3 and 5, the grinding water injection nozzle 17A or the grinding water injection nozzle 17B, which is the second grinding water supply means, grinds the finish grinding segment grindstone 350 from the outside. Supply water. The grinding water jetted from the grinding water jet nozzle 17A or the grinding water jet nozzle 17B is difficult to be supplied to the inner surface of the finish grinding segment grindstone 350a closest to the center of the grinding wheel 35, but other finishing grinding segment grindstones 350 The grinding water is efficiently supplied to the device to effectively prevent the adhesion of grinding dust and cool the processing point. FIG. 6 illustrates a state in which the grinding water jetted from the grinding water jet nozzle 17A or the grinding water jet nozzle 17B is supplied from the outside to the finish grinding segment grindstone 350 further rotated from the state of FIG. FIG. 7 illustrates a state in which the grinding water jetted from the grinding water jet nozzle 17A or the grinding water jet nozzle 17B is supplied from the outside to the finish grinding segment grindstone 350 further rotated from the state of FIG. That is, as shown in FIGS. 5 to 7, during finish grinding, the grinding water jetted from the grinding water jet nozzle 17A or the grinding water jet nozzle 17B is disposed on the outermost side in the radial direction of the grinding wheel 35. The final grinding segment grindstone 350a is hardly supplied to the inner surface thereof, but the other finishing grinding segment grindstones 350 are supplied to the inner surface and outer surface thereof.

上記仕上げ研削加工の加工条件の一例は、以下の通りである。
仕上げ研削セグメント砥石３５０に含まれる砥粒の番手 ：♯６０００〜♯８０００
仕上げ研削手段３２の研削送り速度 ：０．３μｍ／秒〜０．５μｍ／秒
仕上げ研削手段３２のスピンドル３１０の回転数 ：１０００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ
チャックテーブル３０の回転数 ：２００ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ
放水ノズル３７に対する水の供給量 ：２．０Ｌ／分
研削水噴射ノズル１７Ａ（研削水噴射ノズル１７Ｂ）に対する水供給量：３．０Ｌ／分
研削ホイール３５の外径 ：φ３００ｍｍ
チャックテーブル３０の保持面３００ａの最外径 ：φ２００ｍｍ
被加工物Ｗの外径 ：φ１００ｍｍ〜φ２００ｍｍ An example of the processing conditions of the finish grinding process is as follows.
Finishing Grinding Segment Grain count included in the grindstone 350: #6000 to #8000
Grinding feed rate of finish grinding means 32: 0.3 μm/sec to 0.5 μm/sec Rotation speed of spindle 310 of finish grinding means 32: 1000 rpm to 2000 rpm
Rotation speed of chuck table 30: 200 rpm to 300 rpm
Water supply amount to water discharge nozzle 37: 2.0 L/min Water supply amount to grinding water injection nozzle 17A (grinding water injection nozzle 17B): 3.0 L/min Outer diameter of grinding wheel 35: φ300 mm
Outermost diameter of holding surface 300a of chuck table 30: φ200 mm
Outer diameter of workpiece W: φ100 mm to φ200 mm

上記のように、研削ホイール３５の中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石３５０ａ及びその他の仕上げ研削セグメント砥石３５０に研削水を供給しつつ、被加工物Ｗを所望の仕上げ厚みまで研削した後、仕上げ研削手段３２が＋Ｚ方向へと移動し被加工物Ｗから離間する。 As described above, after the grinding water is supplied to the finish grinding segment grindstone 350a closest to the center of the grinding wheel 35 and the other finish grinding segment grindstones 350, the workpiece W is ground to the desired finish thickness, and then the finish grinding is performed. The means 32 moves in the +Z direction and separates from the workpiece W.

ターンテーブル３４が＋Ｚ方向から見て時計回り方向に自転することで、仕上げ研削後の被加工物Ｗを保持するチャックテーブル３０が公転し、チャックテーブル３０が第二の搬送手段３３６の近傍まで移動する。第二の搬送手段３３６がチャックテーブル３０から洗浄手段３３４へと被加工物Ｗを搬送し、洗浄手段３３４で被加工物Ｗの洗浄が行われる。洗浄が行われた被加工物Ｗは、ロボット３３０により第二のカセット３３２に収容される。 When the turntable 34 rotates in the clockwise direction when viewed from the +Z direction, the chuck table 30 that holds the workpiece W after the finish grinding revolves, and the chuck table 30 moves to the vicinity of the second transfer unit 336. To do. The second transfer means 336 transfers the workpiece W from the chuck table 30 to the cleaning means 334, and the cleaning means 334 cleans the workpiece W. The cleaned workpiece W is accommodated in the second cassette 332 by the robot 330.

本発明に係る研削装置１は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている研削装置１の各構成要素の外形等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。 It goes without saying that the grinding device 1 according to the present invention is not limited to the above-described embodiment and may be carried out in various different forms within the scope of its technical idea. Further, the outer shape and the like of each component of the grinding device 1 shown in the accompanying drawings is not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effects of the present invention can be exhibited.

Ｗ：被加工物 Ｗａ：被加工物の表面 Ｗｂ：被加工物の裏面
１：研削装置 １０：ベース １３：研削水収容部 １９：入力手段
３３１：第一のカセット ３３２：第二のカセット ３３０：ロボット
３３３ａ：仮置きテーブル ３３３ｂ：位置合わせ手段 ３３４：洗浄手段
３３５：第一の搬送手段 ３３６：第二の搬送手段
３４：ターンテーブル ３４０：開口 ３４２：ターンテーブルモータ ３４３：プーリ機構 ３４４：支持台
３０：チャックテーブル ３００：ポーラス板 ３００ａ：保持面 ３０１：枠体
３２：仕上げ研削手段 ３１０：スピンドル ３１１：ハウジング ３１２：モータ ３１３：マウント ３１３ｃ：雌ねじ孔
３５：研削ホイール ３５０：仕上げ研削セグメント砥石 ３５０ａ：研削ホイールの中心に最も近い仕上げ研削セグメント砥石 ３５１：ホイール基台
１８：研削水供給源 １８０：研削水供給路
３１：粗研削手段 ３５３：粗研削セグメント砥石
３７：放水ノズル ３７０：フランジ部 ３７０ｃ：長穴 ３７１：本体部 ３７２：入口 ３７３：放水口 ３７４：固定ボルト ３７５：連通路
７０：研削手段支持機構 ７０１：第１の支持柱 ７０３：支持部材 ７０４：取り付け部 ７０４ａ：締結ボルト
１７Ａ、１７Ｂ：研削水噴射ノズル
７１：研削送り手段 ７１１：案内溝 ７１２：可動部材 ７１３：移動機構
３８Ａ：粗研削厚み測定手段 ３８Ｂ：仕上げ研削厚み測定手段 W: Work piece Wa: Front surface of work piece Wb: Back surface of work piece 1: Grinding device 10: Base 13: Grinding water container 19: Input means 331: First cassette 332: Second cassette 330: Robot 333a: Temporary placement table 333b: Positioning means 334: Cleaning means 335: First transfer means 336: Second transfer means 34: Turntable 340: Opening 342: Turntable motor 343: Pulley mechanism 344: Support table 30 : Chuck table 300: Porous plate 300a: Holding surface 301: Frame body
32: Finishing grinding means 310: Spindle 311: Housing 312: Motor 313: Mount 313c: Female screw hole 35: Grinding wheel 350: Finishing grinding segment grindstone 350a: Finishing grinding segment grindstone closest to the center of the grinding wheel 351: Wheel base 18 : Grinding water supply source 180: Grinding water supply path 31: Rough grinding means 353: Rough grinding segment grindstone 37: Water discharge nozzle 370: Flange part 370c: Long hole 371: Main body part 372: Inlet 373: Water discharge port 374: Fixing bolt 375 : Communication path 70: Grinding means support mechanism 701: First support column 703: Support member 704: Mounting portion 704a: Fastening bolts 17A, 17B: Grinding water injection nozzle 71: Grinding feed means 711: Guide groove 712: Movable member 713 : Moving mechanism 38A: Rough grinding thickness measuring means 38B: Finish grinding thickness measuring means

Claims (2)

被加工物を保持するチャックテーブルと、環状に配設され隣接するセグメント砥石間に隙間が設けられ、かつ隣接する該セグメント砥石が径方向に位置をずらされ階段状に配設された研削ホイールと、スピンドルの先端に接続したマウントの自由端面に該研削ホイールを装着し該スピンドルを回転させ被加工物を該セグメント砥石で研削する研削手段と、少なくとも該マウントの中心を貫通させ該マウントの自由端面中心に開口する研削水供給路と、を備えた研削装置であって、
該マウントの中心と中心を一致させて該マウントの自由端面に装着され、該研削ホイールの中心に最も近い該セグメント砥石に向かって該研削水を放水する放水ノズルを備え、
該放水ノズルは、該研削水供給路の開口から出る該研削水を受け入れる入口と、該マウントの中心を中心として等角度で複数形成された放水口と、該入口と該放水口とを内部で連通させる連通路と、を備え、
所定の回転数で該スピンドルが回転することで遠心力を受けた該研削水が該研削ホイールの中心に最も近い該セグメント砥石に供給されるように該放水口が位置づけられている研削装置。 A chuck table for holding a workpiece, a grinding wheel provided in a ring shape with a gap provided between adjacent segment grindstones, and the adjoining segment grindstones are displaced in the radial direction and arranged stepwise. A grinding means for mounting the grinding wheel on a free end surface of a mount connected to a tip of a spindle and rotating the spindle to grind a workpiece with the segment grindstone; and a free end surface of the mount penetrating at least the center of the mount. A grinding device having a grinding water supply passage opening at the center,
A mount nozzle mounted on the free end face of the mount so as to match the center of the mount and discharging the grinding water toward the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel;
The water discharge nozzle has an inlet for receiving the grinding water discharged from the opening of the grinding water supply passage, a plurality of water discharge ports formed at equal angles around the center of the mount, and the inside of the inlet and the water discharge port. And a communication passage for communicating,
A grinding device in which the water discharge port is positioned so that the grinding water, which has been subjected to a centrifugal force by the rotation of the spindle at a predetermined rotation speed, is supplied to the segment grindstone closest to the center of the grinding wheel. 前記セグメント砥石の外側から研削水を供給する第２の研削水供給手段を備えた請求項１記載の研削装置。 The grinding apparatus according to claim 1, further comprising a second grinding water supply unit that supplies grinding water from the outside of the segment grindstone.
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