JP2023154464A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物を研削するための研削装置に関する。 The present invention relates to a grinding device for grinding a workpiece.
半導体ウェーハ等の被加工物を研削する際には、研削装置が使用される。例えば、被加工物に対してインフィード研削を行う研削装置は、被加工物を吸引保持した状態で回転可能なチャックテーブルを有する。 A grinding device is used when grinding a workpiece such as a semiconductor wafer. For example, a grinding device that performs infeed grinding on a workpiece has a chuck table that can rotate while holding the workpiece under suction.
チャックテーブルの上方には、長手方向がZ軸方向に沿って配置されたスピンドルを有する切削ユニットが配置されている。スピンドルの下端部には、円盤状のマウントが固定されており、マウントの下面側には環状の研削ホイールが装着されている。 A cutting unit having a spindle whose longitudinal direction is arranged along the Z-axis direction is arranged above the chuck table. A disk-shaped mount is fixed to the lower end of the spindle, and an annular grinding wheel is attached to the lower surface of the mount.
被加工物の研削時には、チャックテーブル及び研削ホイールを加工室カバーの内部に配置した状態で研削を行う。研削時には、純水等の研削水を加工点に供給しながら研削を行うので、加工室カバーの内壁には、研削屑を含んだ研削水が飛散して付着する。また、一部の研削水は、霧状になり研削屑を含んだ状態で加工室カバー内を漂う。 When grinding a workpiece, the chuck table and the grinding wheel are placed inside the processing chamber cover. During grinding, since grinding is performed while supplying grinding water such as pure water to the processing point, the grinding water containing grinding debris scatters and adheres to the inner wall of the processing chamber cover. In addition, some of the grinding water becomes mist and floats inside the processing chamber cover while containing grinding debris.
加工室カバーに研削屑を含んだ研削水が付着して比較的大きな水滴が形成されると、重力により落下することがある。チャックテーブルは加工室カバーの内部空間(即ち、加工室)に入出可能であるが、加工室に移動する際又は移動した後に、チャックテーブルで吸引保持された被加工物に上述の水滴が落下して付着するのは好ましくない。 If grinding water containing grinding debris adheres to the processing chamber cover and relatively large water droplets are formed, they may fall due to gravity. The chuck table can enter and exit the internal space of the machining chamber cover (i.e., the machining chamber), but when it is moved into the machining chamber or after it is moved, the above-mentioned water droplets may fall onto the workpiece that is suction-held by the chuck table. It is undesirable for it to stick to the surface.
これに対して、被加工物を研削する前のウォームアップ時において、研削ホイールに形成されている複数の貫通孔から純水等の研削水を供給し、この研削水をスピンドルの遠心力を利用して飛散させることにより、加工室カバーの内壁を洗浄する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, during warm-up before grinding the workpiece, grinding water such as pure water is supplied from multiple through holes formed in the grinding wheel, and this grinding water is utilized by the centrifugal force of the spindle. A method has been proposed in which the inner wall of the processing chamber cover is cleaned by scattering the particles (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上述の洗浄方法では、研削ホイールの各貫通孔から研削水を飛散させるので、研削前のウォームアップ時には加工室カバーの内壁を洗浄できるが、一方で、研削時には研削水が加工点へ供給されるので、内壁を洗浄することはほぼできない。 However, in the above-mentioned cleaning method, since grinding water is scattered from each through hole of the grinding wheel, the inner wall of the processing chamber cover can be washed during warm-up before grinding, but on the other hand, during grinding, grinding water is supplied to the processing point. Because of this, it is almost impossible to clean the inner walls.
本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、ウォームアップ時及び研削時の両方で加工室カバーの内部を洗浄可能な研削装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a grinding device that can clean the inside of a processing chamber cover both during warm-up and during grinding.
本発明の一態様によれば、被加工物を研削する研削装置であって、該被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルと、該スピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの下方に突出する該スピンドルの下端部に固定されたマウント部と、を有し、該チャックテーブルで保持された該被加工物を該マウント部の下面側に装着される研削ホイールで研削する研削ユニットと、該チャックテーブルを第1方向に沿って移動させる第1移動機構と、該研削ユニットを該第1方向に直交する第2方向に沿って移動させる第2移動機構と、該スピンドルハウジングの下端部を挿入可能な開口部を頂部に有し、該チャックテーブル及び該マウント部が内部に配置される加工室カバーと、該マウント部よりも上方に配置され且つ該マウント部の上面及び側面又は該マウント部の該上面に向かって液体を供給するノズルを有する液体供給ユニットと、を備え、回転する該マウント部に接触することにより該マウント部の回転による遠心力を少なくとも利用して、該加工室カバーの内部に該ノズルから供給される該液体を飛散させる研削装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a grinding device for grinding a workpiece includes a chuck table that holds the workpiece, a spindle, a spindle housing that rotatably holds the spindle, and the spindle housing. and a mount fixed to the lower end of the spindle protruding downward, and grinding the workpiece held by the chuck table with a grinding wheel attached to the lower surface of the mount. a first moving mechanism that moves the chuck table along a first direction; a second moving mechanism that moves the grinding unit along a second direction orthogonal to the first direction; a processing chamber cover having an opening at the top into which the lower end can be inserted, and in which the chuck table and the mount are arranged; a liquid supply unit having a nozzle that supplies liquid toward the upper surface of the mount, the processing is performed by making contact with the rotating mount and utilizing at least the centrifugal force caused by the rotation of the mount. A grinding device is provided that splashes the liquid supplied from the nozzle into the interior of the chamber cover.
好ましくは、該ノズルは、該加工室カバーの内部に配置される該スピンドルハウジングの該下端部の周囲に設けられている。 Preferably, the nozzle is provided around the lower end of the spindle housing, which is located inside the processing chamber cover.
また、好ましくは、該ノズルは、該加工室カバーの外に配置され、該ノズルから供給された該液体が該スピンドルハウジングと該開口部との隙間から該加工室カバーの内部へ供給されることにより、該スピンドルハウジングと該開口部との隙間が該液体で封止される。 Preferably, the nozzle is arranged outside the processing chamber cover, and the liquid supplied from the nozzle is supplied into the processing chamber cover from a gap between the spindle housing and the opening. As a result, the gap between the spindle housing and the opening is sealed with the liquid.
また、好ましくは、研削装置は、該加工室カバーに接続されたダクトと、該加工室カバーの内部空間の圧力よりも低い圧力を発生させるための吸引源を有し、該ダクトを介して該加工室カバーの該内部空間を吸引する吸引ユニットと、を更に備え、該ダクトは、該第1方向と、該第1方向及び該第2方向に直交する第3方向と、で規定される平面において、該被加工物を研削する際に該被加工物と該研削ホイールとが接触する円弧状の研削領域での該研削ホイールの接ベクトルが該加工室カバーの側板と交わる領域で、該側板に接続されている。 Preferably, the grinding device includes a duct connected to the machining chamber cover and a suction source for generating a pressure lower than the pressure in the internal space of the machining chamber cover, and the The duct further includes a suction unit that sucks the internal space of the processing chamber cover, and the duct is arranged in a plane defined by the first direction and a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. In the area where the tangent vector of the grinding wheel intersects with the side plate of the processing chamber cover in the arc-shaped grinding area where the workpiece and the grinding wheel come into contact when grinding the workpiece, the side plate It is connected to the.
本発明の一態様に係る研削装置では、マウント部よりも上方に配置されたノズルから供給された液体を、マウント部の回転による遠心力を少なくとも利用して加工室カバーの内部に飛散させるので、ウォームアップ時だけでなく、ウォームアップ時及び研削時の両方で加工室カバーの内部を洗浄できる。 In the grinding device according to one aspect of the present invention, the liquid supplied from the nozzle arranged above the mount part is scattered inside the processing chamber cover using at least the centrifugal force caused by the rotation of the mount part. The inside of the processing chamber cover can be cleaned not only during warm-up, but also during both warm-up and grinding.
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態に係る研削装置2の斜視図であり、図2は、研削装置2の一部断面側面図である。図1及び図2に示すX軸方向(前後方向、第1方向)、Y軸方向(第3方向)、及び、Z軸方向(上下方向、第2方向)は互いに直交する。
Embodiments according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
図1及び図2に示す研削装置2は、被加工物11の搬入、搬出等が作業者により行われるマニュアル式であるが、研削装置2は、被加工物11の搬入及び搬出に加えて、研削及び洗浄を自動的に行うフルオート式であってもよい。
The
被加工物11は、例えば、表面11a側に複数のデバイス(不図示)が形成された円盤状のシリコン単結晶基板(ウェーハ)を有する。被加工物11の表面11a側には、デバイスへのダメージを低減するための樹脂製の保護テープ13が貼り付けられる。
The
但し、被加工物11は、炭化ケイ素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)等の化合物で形成された単結晶基板(ウェーハ)を有してもよく、樹脂等の他の材料で形成された板状物を有してもよい。被加工物11には、デバイスが形成されていなくてもよい。
However, the
研削装置2は、その構成要素を支持する基台4を有する。基台4の上面には、長手部がX軸方向に沿って配置された矩形状の開口4aが形成されている。開口4aの下部には、ボールねじ式のX軸方向移動機構(第1移動機構)6が設けられている。
The
なお、図1では、X軸方向移動機構6の位置が示されており、具体的な構造は省略されている。ここで、図2を参照して、X軸方向移動機構6等について説明する。X軸方向移動機構6は、X軸方向に略平行に配置された一対のガイドレール8を有する。図2では、片方のガイドレール8が図示されている。
In addition, in FIG. 1, the position of the X-axis
一対のガイドレール8上には、X軸移動板10がスライド可能に取り付けられている。X軸移動板10の下面側には、ナット部12が設けられている。ナット部12には、一対のガイドレール8の間においてX軸方向と略平行に配置されたボールねじ14が、ボール(不図示)を介して回転可能に連結されている。
An
ボールねじ14の一端部には、モータ16が連結されている。モータ16を動作させると、X軸移動板10はX軸方向に沿って移動する。X軸移動板10の上部には、チャックテーブル22を回転させるための回転駆動ユニット18が設けられている。
A
回転駆動ユニット18は、モータと、モータの出力軸に固定された駆動プーリと、チャックテーブル22の回転軸18aに固定された従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリにかけられた無端ベルトと、を含む。
The
回転軸18aは、テーブルベース20の貫通孔(不図示)を介して円盤状のチャックテーブル22の下面側に連結されている。また、チャックテーブル22は、ベアリング(不図示)を介して、テーブルベース20に対して回転可能に支持されている。
The rotating
テーブルベース20は、X軸移動板10の上方において傾き調整機構により支持されている。傾き調整機構は、1つの固定軸18bと、各々Z軸方向に沿って長さを変えることができる2つの可動軸18cとを、有し、テーブルベース20の傾きを調整可能である。なお、図2では、1つの可動軸18cが示されている。
The
傾き調整機構によりテーブルベース20の傾きが変化すると、この傾きに追従して、チャックテーブル22の底面の傾きも変化する。チャックテーブル22は、非多孔質のセラミックス等で形成された円盤状の枠体24を有する。枠体24の上面側には、円盤状の凹部が形成されている。
When the inclination of the
枠体24の凹部の底面には、放射状に複数の流路(不図示)が形成されている。また、枠体24には、枠体24の底面の中心を貫通する様に、中央流路(不図示)が形成されている。凹部の底面の各流路は、中央流路の一端に接続しており、中央流路の他端は、真空ポンプ等の吸引源(不図示)に接続している。
A plurality of channels (not shown) are formed radially on the bottom surface of the recessed portion of the
枠体24の凹部には多孔質セラミックスで形成された円盤状の多孔質板26が固定されている。多孔質板26は、略平坦な底面と、外周部に比べて中央部が僅かに突出する円錐状の上面と、を有する。
A disc-shaped
多孔質板26の上面と、枠体24の上面とは、略面一になっており、被加工物11を吸引保持する保持面22aを構成する。保持面22aの一部は、例えばX‐Y平面と略平行になる様に、上述の傾き調整機構により調整される。
The upper surface of the
被加工物11を保持面22aに配置した状態で吸引源から多孔質板26の上面に負圧を伝達させると、被加工物11は、保持面22aの形状に倣って保持面22aで吸引保持される。本実施形態の被加工物11は、その裏面11b側が上方に露出する態様で、表面11a側が保護テープ13を介して保持面22aで吸引保持される。
When negative pressure is transmitted from the suction source to the upper surface of the
チャックテーブル22は、X軸方向移動機構6によりX軸方向に沿って移動する。チャックテーブル22は、開口4aの前方(X軸方向の一方)に位置する搬入搬出領域A1と、開口4aの後方(X軸方向の他方)に位置する研削領域A2と、の間を移動する。
The chuck table 22 is moved along the X-axis direction by the X-axis
チャックテーブル22の周囲には、上面視で矩形状のテーブルカバー28が設けられている。テーブルカバー28のX軸方向の両端部には、X軸方向に伸縮可能な蛇腹状のカバー30が設けられている。
A
基台4の後方側には、四角柱状のコラム32が設けられている。コラム32の前方側面には、Z軸方向移動機構(第2移動機構)34が設けられている。Z軸方向移動機構34は、研削送り機構として機能する。
A
Z軸方向移動機構34は、コラム32の前方側面に固定された一対のレール36を有する。各レール36には、スライダ38(図2参照)を介して矩形状のZ軸移動板40がスライド可能に取り付けられている。
The Z-axis
Z軸移動板40の後面には、ナット部42が設けられている。ナット部42には、一対のレール36の間においてZ軸方向に沿って設けられたボールねじ44が、ボール(不図示)を介して回転可能に連結されている。
A
ボールねじ44の上端部には、モータ46が連結されている。モータ46でボールねじ44を回転させれば、Z軸移動板40は、レール36に沿ってZ軸方向に移動する。Z軸移動板40の前面には、円筒状の保持部材48が固定されている。
A
保持部材48には、研削ユニット50が固定されている。研削ユニット50は、保持部材48に固定されたスピンドルハウジング52を有する。スピンドルハウジング52は、その長手方向がZ軸方向に略平行に配置されている。
A grinding
スピンドルハウジング52内には、その長手方向がZ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル54の一部が収容されている。スピンドル54の一部は、スピンドルハウジング52の内部に、空気層(不図示)を介して回転可能に保持されている。
Inside the
スピンドル54の上側の一部には、モータ等の回転駆動源54aが設けられている。スピンドル54の下端部は、スピンドルハウジング52の下端よりも下方に突出しており、この下端部には、円盤状のホイールマウント(マウント部)56が固定されている。
A
ホイールマウント56の下面側には、ねじ等の固定部材(不図示)を利用して、環状の研削ホイール58が装着されている。研削ホイール58は、アルミニウム合金等の金属材料で形成された円環状のホイール基台58aを有する。
An
ホイール基台58aの下面側には、複数の研削砥石58bが固定されている。複数の研削砥石58bは、ホイール基台58aの下面の周方向に沿って環状に、且つ、略等間隔に配列されている。
A plurality of grinding
研削砥石58bは、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンド、cBN(cubic Boron Nitride)等の砥粒を混合した後、成型、焼成等を経て形成される。焼成を経て形成される研削砥石58bでは、例えば、ダイヤモンド砥粒がビトリファイドボンドで固定されている。
The
研削ユニット50の下方には、純水等の研削水を研削領域11c(図5参照)に供給するための研削水供給ノズル(不図示)が設けられている。研削水供給ノズルには、所定の導管(不図示)を介して、研削水供給源(不図示)が接続されている。
A grinding water supply nozzle (not shown) is provided below the grinding
本実施形態の研削水供給ノズルは、研削ユニット50の直下に配置される所謂、内部ノズルであるが、研削水供給ノズルは、研削の態様によっては、X‐Y平面視において研削ユニット50よりも外側に配置される所謂、外部ノズルであってもよい。また、研削水供給ノズルに代えて、研削ホイール58に設けられた複数の貫通孔(不図示)から研削水を供給してもよい。
The grinding water supply nozzle of the present embodiment is a so-called internal nozzle placed directly under the grinding
図2に示す様に、ホイールマウント56よりも上方におけるスピンドルハウジング52の下端部52aの周囲には、リング状の水返し板60が固定されている。下端部52aは、例えば、研削時において加工室カバー72(後述)の内部に配置されるスピンドルハウジング52の一部の領域である。
As shown in FIG. 2, a ring-shaped
水返し板60の下面には、水返し板60よりも小径の環状のノズル固定リング62が、水返し板60と同心状に固定されている。ノズル固定リング62の下面側には、複数のノズル64がノズル固定リング62の周方向に沿って略等間隔に設けられている(図3参照)。
An annular
図3は、ノズル64等の下面図である。スピンドルハウジング52は、ノズル固定リング62の中央部に位置するが、図3では説明の便宜上、スピンドルハウジング52の位置を破線で示した上で、スピンドル54、ホイールマウント56、研削ホイール58等を省略している。
FIG. 3 is a bottom view of the
図2に戻って、各ノズル64は、ホイールマウント56よりも上方に配置されている。各ノズル64の下端部は、ホイールマウント56の上面56aから所定距離だけ離れている。また、図2に示す例では、各ノズル64は、ホイールマウント56の上面56aの縁部の直上に位置する。
Returning to FIG. 2, each
各ノズル64は、少なくとも一部がフレキシブルチューブで構成された導管66を介して、液体供給源68に接続されている。但し、各ノズル64は、スピンドルハウジング52に対して固定されており、研削ユニット50と共にZ軸方向に沿って移動する。
Each
それゆえ、導管66は、その一部又は全部がフレキシブルチューブで構成されていることが好ましい。なお、図1では、導管66、液体供給源68等を省略している。
Therefore, it is preferable that the
本実施形態の液体供給源68は、研削装置2の研削水供給ノズルに純水(研削水)を供給する機能と、ホイールマウント56上方の各ノズル64に純水(液体)64b(図6参照)を供給する機能と、を有する。
The
液体供給源68は、純水を貯めるタンク(不図示)と、タンクから導管66に純水を供給するポンプ(不図示)と、を含む。本実施形態において、ノズル固定リング62、複数のノズル64、導管66及び液体供給源68は、液体供給ユニット70を構成する。
研削時には、上述の研削水供給ノズルから研削砥石58bへ研削水が供給されるので、研削屑を含んだ霧状の研削水が周囲に飛散する。この霧状の研削水の飛散範囲を低減するために、研削領域A2には直方体状の加工室カバー72が設けられている。
During grinding, since grinding water is supplied from the above-mentioned grinding water supply nozzle to the
図4は、加工室カバー72等の斜視図である。加工室カバー72は、上面視で矩形状の天板(頂部)74を有する。天板74には、スピンドルハウジング52の下端部52aを挿入可能な径を有する開口部74aが形成されている。
FIG. 4 is a perspective view of the
本実施形態の開口部74aの径は、水返し板60の径よりも僅かに大きい(例えば、1mm以上5mm以下の所定値だけ大きい)。この様に、水返し板60と開口部74aとの間の隙間を小さくすることで、加工室カバー72の外側に飛散する霧状の研削水や純水64b(図6等参照)の量を低減できる。
The diameter of the
天板74の外周部には、天板74から下方に垂下する態様で、前板76、側板78a、78b及び背板80が設けられている。なお、側板78aはY軸方向の一方側に位置し、側板78bはY軸方向の他方側に位置する。
A
側板78a、78bと、前板76とは、互いに接続されており、側板78a、78bと、背板80とも、互いに接続されている。前板76には、チャックテーブル22の出入を可能にするための矩形状の切り欠き76aが形成されている。
The
切り欠き76aの上端は、表面11a側が保持面22aで吸引保持された被加工物11の裏面11bよりも高い位置にある。加工室カバー72、蛇腹状のカバー30、テーブルカバー28等で規定される加工室カバー72の内部空間は、加工室72a(図2参照)となる。
The upper end of the
加工室72aには、ホイールマウント56、研削ホイール58、チャックテーブル22等が配置される。なお、加工室72aは、研削ホイール58の交換時や研削装置2のメンテナンス時に開放可能に構成されている。
A
具体的には、加工室カバー72は、天板74、前板76及び背板80の各々におけるY軸方向の中央部(図4の破線参照)を境に開放可能である。加工室カバー72を開放するとき、加工室カバー72は略二分割され、各分割体は、側板78a、78bの各下端部を支点として回転移動する。
Specifically, the
加工室カバー72の側板78bにおける前方側の所定位置には、ダクト82の一端部82aが接続されている(図5参照)。図5は、ダクト82の位置を説明する加工室72aの上面図である。
One end 82a of the duct 82 is connected to a predetermined position on the front side of the
図5に示す様に、ダクト82の一端部82aは、研削領域11cでの研削ホイール58の接ベクトルBが側板78bと交わる領域で、側板78bに接続されている。図5では、研削領域11cに位置する研削砥石58bにグレーの色を付している。
As shown in FIG. 5, one end 82a of the duct 82 is connected to the
研削領域11cは、X軸方向及びY軸方向で規定されるX‐Y平面において、被加工物11を研削する際に被加工物11の裏面11bと研削ホイール58とが接触する円弧状の領域である。
The grinding region 11c is an arc-shaped region where the
なお、白抜きで示す研削砥石58bは、被加工物11に接触していない。つまり、チャックテーブル22上において白抜きで示す研削砥石58bの直下に位置する保持面22aは、グレーの色が付された研削砥石58bの直下に位置する保持面22aよりも低い位置にある。
Note that the
図5において、被加工物11の研削は、研削ホイール58がチャックテーブル22の外側から内側に向かって進み(所謂、外内研削)、且つ、研削砥石58bの内刃で被加工物11が研削される(所謂、内刃研削)。
In FIG. 5, the
図5に示す例では、研削領域11cに位置する研削砥石58bのうち最も先頭に位置する研削砥石58b1において、その底面の内刃側の先頭の位置C1における接ベクトルB1は、側板78bと略直交する。
In the example shown in FIG. 5, the tangent vector B 1 at the top position C 1 on the inner blade side of the bottom surface of the
また、図5に示す例では、研削領域11cに位置する研削砥石58bのうち先頭側の2番目に位置する研削砥石58b2において、底面の内刃側の先頭の位置C2における接ベクトルB2は、側板78bと斜めに交わる。
Further, in the example shown in FIG. 5, for the
同様に図5に示す例では、研削領域11cに位置する研削砥石58bのうち先頭側の3番目に位置する研削砥石58b3において、底面の内刃側の先頭の位置C3における接ベクトルB3は、側板78bと交らずに、前板76と交わる。
Similarly, in the example shown in FIG. 5, for the grinding wheel 58b3 located third on the leading side among the grinding
更に同様に図5に示す例では、研削領域11cに位置する研削砥石58bのうち最も後尾に位置する研削砥石58b4において、底面の内刃側のうち研削領域11cの最外端の位置C4における接ベクトルB4は、接ベクトルB3の場合よりも側板78a側において前板76と交わる。
Furthermore, in the example shown in FIG. 5, in the rearmost grinding wheel 58b4 of the grinding
ダクト82の一端部82aは、加工室カバー72を平面視した場合に、接ベクトルB1と接ベクトルB3との間(図5に示す例では、接ベクトルB2と接ベクトルB3との間)において、側板78bと接続する。つまり、一端部82aは、接ベクトルB1が側板78bと交わる位置から前板76までの範囲において、側板78bと接続する。
One end 82a of the duct 82 is located between the tangent vector B1 and the tangent vector B3 (in the example shown in FIG. 5, between the tangent vector B2 and the tangent vector B3 ) when the
ダクト82の他端部82bには、真空ポンプ等の吸引源84aが設けられている。吸引源84aが加工室72aの圧力(例えば、略0.1MPa)よりも低い圧力(即ち、負圧)を発生させることにより、研削屑を含む研削水はダクト82を介して吸引される。
The other end 82b of the duct 82 is provided with a suction source 84a such as a vacuum pump. The grinding water containing grinding waste is sucked through the duct 82 by the suction source 84a generating a pressure (ie, negative pressure) lower than the pressure in the
ダクト82、吸引源84a等は、加工室72aを吸引する吸引ユニット84を構成する。ダクト82は、特に、研削屑を含んだ研削水を吸引するのに適した位置に配置されている。
The duct 82, the suction source 84a, and the like constitute a suction unit 84 that suctions the
図5に示す例では、被加工物11の研削時に、研削屑を含んだ研削水は、研削ホイール58の回転方向に従って、接ベクトルBと側板78b及び前板76とが交わる領域に主に飛散する。それゆえ、接ベクトルBが側板78bと交わる領域にダクト82の一端部82aを配置することで、研削屑を含む研削水を直接的に効率良く回収できる。
In the example shown in FIG. 5, when grinding the
なお、図5では、外内研削の場合を示すが、研削ホイール58がチャックテーブル22の内側から外側に向かって進む内外研削を行う場合には、ダクト82の一端部82aは、側板78aに設けられる。
Although FIG. 5 shows the case of external and internal grinding, when performing internal and external grinding in which the
内外研削の場合も、研削領域11cに位置する研削砥石58bのうち研削に主として作用する刃におけるの接ベクトル(不図示)と、側板78aと、が交わる領域にダクト82の一端部82aを配置することで、研削屑を含む研削水を直接的に効率良く回収できる。
Also in the case of internal and external grinding, one end 82a of the duct 82 is arranged in a region where the tangent vector (not shown) of the blade that mainly acts on the grinding of the
なお、外内研削及び内外研削において、研削砥石58bのうち研削に主として作用する刃は、内刃であっても外刃であってもよい。研削の態様に応じて、研削砥石58bの接ベクトルと、側板78a又は側板78bと、が交わる領域にダクト82の一端部82aが配置される。
In addition, in the external and internal grinding and the internal and external grinding, the blade of the
図1に戻って、研削装置2には、制御部86が設けられている。制御部86は、X軸方向移動機構6、回転駆動ユニット18、チャックテーブル22、Z軸方向移動機構34、研削水供給ノズル、ノズル64、吸引ユニット84等の動作を制御する。
Returning to FIG. 1, the grinding
制御部86は、例えば、CPU(Central Processing Unit)に代表されるプロセッサと、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の主記憶装置と、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。
The
補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従いプロセッサ等を動作させることによって、制御部86の機能が実現される。
The auxiliary storage device stores software including a predetermined program. The functions of the
次に、被加工物11を研削する研削手順の一例を説明する。1又は複数の被加工物11を実際に研削する前には、まず、研削装置2のウォームアップが行われる。
Next, an example of a grinding procedure for grinding the
ウォームアップ時には、水返し板60を天板74と略同じ高さ位置に配置すると共に、研削水供給ノズルから第1の流量で研削水を供給し、且つ、複数のノズル64の各々から第2の流量で純水64bを供給しながら、被加工物11を研削するときと同じ回転速度でスピンドル54を回転させる。
During warm-up, the
例えば、第1の流量は、2L/min以上5L/min以下である。また、第2の流量は、2L/min以上4L/min以下の所定値をノズル64の数で除した値となる。具体的には、24個のノズル64の合計で3.6L/minの純水64bが供給される場合、第2の流量は、0.15L/minとなる。
For example, the first flow rate is 2 L/min or more and 5 L/min or less. Further, the second flow rate is a value obtained by dividing a predetermined value of 2 L/min or more and 4 L/min or less by the number of
また、ウォームアップ時には、2500rpm以上5000rpm以下の所定値でスピンドル54を回転させる。ウォームアップに要する所定時間は、例えば、30分であり、この間、研削水及び純水64bの供給と、スピンドル54の回転と、を継続する。
Further, during warm-up, the
図6は、ウォームアップ時における研削ユニット50等の一部断面側面図であり、図7は、ホイールマウント56に向かって純水64bを供給するノズル64の拡大側面図である。
FIG. 6 is a partially sectional side view of the grinding
各ノズル64の開口64aは、ホイールマウント56の上面56aの縁部の直上に配置されているので、ウォームアップ時には、各ノズル64からホイールマウント56の上面56a及び側面56bに向かって純水64bが供給される。
The
回転するホイールマウント56に純水64bが接触すると、純水64bの一部は、ホイールマウント56の回転による遠心力を少なくとも利用して、研削ホイール58の径方向の外側に飛散する。
When the
また、純水64bの他の一部は、ホイールマウント56の上面56aにより反射され、上方に向かって飛散する。この様にして、各ノズル64からの純水64bを加工室カバー72の内部に飛散させる。
Further, another part of the
所定時間のウォームアップの後、被加工物11を実際に研削する。なお、各ノズル64からの純水64bの供給は、ウォームアップ時に加えて被加工物11の研削中も継続される。
After warming up for a predetermined period of time, the
被加工物11は、搬入搬出領域A1に配置されたチャックテーブル22に、裏面11bが上方に露出する様に載置される。載置後、被加工物11の表面11a側を保持面22aで吸引保持する。そして、チャックテーブル22を研削領域A2に移動させると共に(図2参照)、チャックテーブル22を回転軸18aの周りに回転させる。
The
更に、研削水供給ノズルから研削水を供給しながらスピンドル54を回転させると共に、Z軸方向移動機構34で研削ユニット50を所定の研削送り速度でZ軸方向に沿って下方向に移動させる(即ち、研削送り)。
Furthermore, while supplying grinding water from the grinding water supply nozzle, the
研削砥石58bが裏面11b側に接すると、裏面11b側が研削される。研削時には、研削屑を含んだ霧状の研削水が加工室72aに飛散するが、上述のダクト82を介して吸引源84aへ吸引されるので、飛散する研削水を加工室72aから吸引除去しない場合に比べて、加工室カバー72の内壁への付着量を低減できる。
When the
特に、本実施形態では、ノズル64からホイールマウント56へ純水64bを供給し、ホイールマウント56の回転による遠心力を少なくとも利用して加工室カバー72の内部に飛散させるので、ウォームアップ時だけでなく、ウォームアップ時及び研削時の両方で加工室カバー72の内部を洗浄できる。
Particularly, in this embodiment, the
なお、本実施形態では、前板76、側板78a、78b及び背板80の内面を純水64bで洗浄できるだけでなく、ホイールマウント56の上面56aにより反射され上方に向かって飛散する純水64bによって、天板74の内面を洗浄することもできる。また、研削中も加工室カバー72の内面を継続して洗浄することにより、加工屑を含んだ研削水が当該内面に付着する量を低減できる。
In this embodiment, not only can the inner surfaces of the
1又は複数の被加工物11を研削し、研削装置2の稼働を停止する直前に研削された被加工物11が、搬入搬出領域A1に配置されたチャックテーブル22から搬出された後、各ノズル64からの純水64bの供給を停止する。
After one or
(第1の変形例)次に、図8を用いて第1の実施形態の変形例について説明する。図8は、変形例に係るノズル64の拡大側面図である。変形例では、各ノズル64が、第1の実施形態(図7)に比べてノズル固定リング62の径方向の内側に固定されている。
(First Modification) Next, a modification of the first embodiment will be described using FIG. 8. FIG. 8 is an enlarged side view of a
より具体的には、各ノズル64の開口64aは、ホイールマウント56の径方向において、上面56aの縁部よりも内側の位置の直上に位置する。それゆえ、ウォームアップ中及び研削中において、各ノズル64からの純水64bは、上面56aに向かって供給される。
More specifically, the
但し、上面56aに供給された純水64bは、側面56bに達することもある。また、上面56aに供給された純水64bは、ホイールマウント56の回転に伴ってホイールマウント56の径方向の外側に飛散する。当該変形例においても、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
However, the
(第2の実施形態)次に、図9及び図10を用いて第2の実施形態について説明する。図9は、第2の実施形態に係る研削装置90における天板74の開口部74b近傍の一部断面側面図である。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described using FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a partially sectional side view of the vicinity of the
研削装置90の加工室カバー72の開口部74bの径は、図4に示す開口部74aの径よりも小さい。より具体的には、図10に示す開口部74bの径は、スピンドルハウジング52の径よりは大きいが、研削ホイール58の径よりは小さい。
The diameter of the
図9に示す様に、開口部74bにスピンドルハウジング52が挿入された状態で、開口部74bの内周縁と、スピンドルハウジング52の外周側面と、により、環状の隙間92が形成される。
As shown in FIG. 9, when the
第2の実施形態において、天板74上には、開口部74aの径と略等しい内径を底面94aに有するリング94が固定されている。図10は、加工室カバー72及びリング94を拡大して示す分解斜視図である。
In the second embodiment, a
リング94の内周面は、リング94の上端94bから底面94aに進むにつれて径方向の内側に傾いた傾斜面94cである。これに対して、リング94の外周側面は、底面94aに略直交する円筒状である。底面94aから上端94bまでの長さ(高さ)は、例えば、20mmである。
The inner peripheral surface of the
リング94の上端94bと、スピンドルハウジング52の外周側面と、の距離は、例えば、16mmとなる。また、リング94の底面94aの内周縁と、スピンドルハウジング52の外周側面との距離は、例えば、2mmとなる。
The distance between the
リング94の直上には、複数のノズル96が設けられている。第2の実施形態における複数のノズル64は、加工室72a内ではなく加工室カバー72の外に配置されており、リング94の傾斜面94cの直上において、スピンドルハウジング52の周方向に沿って略等間隔に配置されている。
A plurality of
複数のノズル64は、スピンドルハウジング52に対して固定されていてもよく、固定されていなくてもよい。各ノズル96には、導管66を介して液体供給源68に接続されており、各ノズル96は、第1の実施形態と同様に、その開口96aから純水96bを供給する。
The plurality of
リング94の傾斜面94cと、スピンドルハウジング52の外周側面と、で構成される環状の空間は、ノズル96から供給された純水96bを一時的に貯める貯水槽を構成する。貯水槽の底部には、環状の隙間92が形成されている。
An annular space formed by the
ノズル96から供給された純水96bは、スピンドルハウジング52の外周側面と天板74の開口部74bとの隙間92から加工室72aへ供給され、隙間92は純水96bにより封止される。
第2の実施形態では、開口部74bの内周縁とスピンドルハウジング52との隙間92が純水96bで封止されているので、第1の実施形態に比べて、研削屑を含んだ霧状の研削水が隙間92から加工室72aの外に漏れることをより確実に防止できる。
In the second embodiment, since the
なお、隙間92から加工室72aに供給される純水96bは、ホイールマウント56の上面56a及び側面56b、又は、上面56aに向かって供給されるので、遠心力等により加工室72aにおいて飛散する。
Note that since the
それゆえ、第2の実施形態においても第1の実施形態と同様に、ウォームアップ時だけでなく、ウォームアップ時及び研削時の両方で、飛散する純水96bにより加工室カバー72の内部を洗浄できる。
Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment, the inside of the
(第2の変形例)次に、図11を用いて第2の変形例について説明する。図11は、第2の変形例に係る研削装置100の一部断面側面図である。研削装置100は、加工室72aに配置されたホイールマウント56及び研削ホイール58を覆う略円筒状の加工工具カバー102を有する。第2の変形例は、主に係る点が第2の実施形態と異なる。
(Second Modification) Next, a second modification will be described using FIG. 11. FIG. 11 is a partially sectional side view of a grinding
加工工具カバー102は、例えば、アクリル樹脂等の合成樹脂で形成されている。加工工具カバー102は、円形の上壁102aを有する。上壁102aの径は、チャックテーブル22の外径よりも大きく、チャックテーブル22を研削領域A2に配置した状態で、保持面22a及び研削ホイール58の全体を覆うことができる。
The
上壁102aの外周部には、上壁102aよりも下方に突出する態様で円筒状の側壁102bが設けられている。側壁102bは、略一様な高さを有するが、側壁102bの下端部の一部には、チャックテーブル22及び被加工物11の入出を可能とする切り欠き102cが形成されている。
A
これに対して、側壁102bのうち切り欠き102cが設けられていない領域の下端の高さ位置は、保持面22aよりも下方に位置する。また、側壁102bの一部には、加工室カバー72の側板78bにおける前方側の所定位置に設けられたダクト82がX軸方向に延伸する態様で接続されている。
On the other hand, the height position of the lower end of the region of the
つまり、ダクト82の一端部82aは、側板78bを貫通し、側壁102bに接続されている。上壁102aには、天板74の開口部74aと略同径の開口部102dが形成されている。開口部102dの外周部には円筒状の接続部102eが形成されている。接続部102eは、リング94の底面94aに連結されている。
That is, one end 82a of the duct 82 passes through the
なお、リング94及び加工工具カバー102は、例えば、X‐Z平面において上壁102aを二等分する様に分解可能である。例えば、研削装置100のメンテナンス時には、加工室カバー72と同様に、リング94及び加工工具カバー102も略二等分に分解可能である。
Note that the
リング94の傾斜面94c、接続部102eの内周面、及び、上壁102aの開口部102dの内周縁と、スピンドルハウジング52の外周側面と、で形成される隙間104には、各ノズル96から純水96bが供給される。
A
なお、純水96bは、ホイールマウント56の上面56a及び側面56b、又は、上面56aに向かって供給されるので、遠心力等により飛散する。それゆえ、第2の変形例でも、ウォームアップ時及び研削時の両方で加工工具カバー102の内部を洗浄できる。
Note that since the
また、第2の変形例では、加工室カバー72の内部に別途独立して加工工具カバー102を配置して研削ホイール58を覆うので、加工工具カバー102を設けない場合に比べて、研削屑を含む研削水の飛散範囲を更に制限できる。
In addition, in the second modification, since the
その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。上述の実施形態及び変形例では、複数のノズル64又は複数のノズル96を設ける例を説明した。
In addition, the structure, method, etc. according to the above-described embodiments can be modified and implemented as appropriate without departing from the scope of the objective of the present invention. In the above-described embodiments and modifications, examples in which a plurality of
ノズル64、96の数は、複数に限定されない。ノズル64、96の数は、1つであってもよい。1つのノズル64、96から供給される純水64b、96bの流量は、ノズル64、96の個数に応じて適宜調整される。
The number of
また、上述の実施形態及び変形例では、インフィード研削を行う研削装置の場合について説明したが、クリープフィード研削を行う研削装置についても適用可能である。なお、クリープフィード研削を行う場合は、X軸方向移動機構6が研削送り機構として機能する。
Furthermore, in the above-described embodiments and modified examples, the case of a grinding device that performs in-feed grinding has been described, but it is also applicable to a grinding device that performs creep-feed grinding. Note that when creep feed grinding is performed, the X-axis
2、90、100:研削装置、4:基台、4a:開口
6:X軸方向移動機構(第1移動機構)、8:ガイドレール、10:X軸移動板
11:被加工物、11a:表面、11b:裏面、11c:研削領域、13:保護テープ
12:ナット部、14:ボールねじ、16:モータ、18:回転駆動ユニット
18a:回転軸、18b:固定軸、18c:可動軸
20:テーブルベース、22:チャックテーブル、22a:保持面、24:枠体
26:多孔質板、28:テーブルカバー、30:カバー
32:コラム、34:Z軸方向移動機構(第2移動機構)
36:レール、38:スライダ、40:Z軸移動板
42:ナット部、44:ボールねじ、46:モータ、48:保持部材
50:研削ユニット、52:スピンドルハウジング、52a:下端部
54:スピンドル、54a:回転駆動源
56:ホイールマウント(マウント部)、56a:上面、56b:側面
58:研削ホイール、58a:ホイール基台
58b、58b1、58b2、58b3、58b4:研削砥石、60:水返し板
62:ノズル固定リング、64:ノズル、64a:開口、64b:純水
66:導管、68:液体供給源、70:液体供給ユニット
72:加工室カバー、72a:加工室、74:天板(頂部)、74a、74b:開口部
76:前板、76a:切り欠き、78a、78b:側板、80:背板
82:ダクト、82a:一端部、82b:他端部、84:吸引ユニット、84a:吸引源
86:制御部
92:隙間、94:リング、94a:底面、94b:上端、94c:傾斜面
96:ノズル、96a:開口、96b:純水
102:加工工具カバー、102a:上壁、102b:側壁、102c:切り欠き
102d:開口部、102e:接続部、104:隙間
A1:搬入搬出領域、A2:研削領域
B、B1、B2、B3、B4:接ベクトル
C1、C2、C3、C4:位置
2, 90, 100: Grinding device, 4: Base, 4a: Opening 6: X-axis direction movement mechanism (first movement mechanism), 8: Guide rail, 10: X-axis movement plate 11: Workpiece, 11a: Front surface, 11b: Back surface, 11c: Grinding area, 13: Protective tape 12: Nut part, 14: Ball screw, 16: Motor, 18: Rotary drive
36: Rail, 38: Slider, 40: Z-axis moving plate 42: Nut portion, 44: Ball screw, 46: Motor, 48: Holding member 50: Grinding unit, 52: Spindle housing, 52a: Lower end portion 54: Spindle, 54a: Rotary drive source 56: Wheel mount (mount part), 56a: Top surface, 56b: Side surface 58: Grinding wheel, 58a: Wheel base 58b, 58b 1 , 58b 2 , 58b 3 , 58b 4 : Grinding wheel, 60: Water return plate 62: nozzle fixing ring, 64: nozzle, 64a: opening, 64b: pure water 66: conduit, 68: liquid supply source, 70: liquid supply unit 72: processing chamber cover, 72a: processing chamber, 74: ceiling Plate (top), 74a, 74b: opening 76: front plate, 76a: notch, 78a, 78b: side plate, 80: back plate 82: duct, 82a: one end, 82b: other end, 84: suction unit , 84a: Suction source 86: Control part 92: Gap, 94: Ring, 94a: Bottom surface, 94b: Top end, 94c: Inclined surface 96: Nozzle, 96a: Opening, 96b: Pure water 102: Machining tool cover, 102a: Top Wall, 102b: Side wall, 102c: Notch 102d: Opening, 102e: Connection, 104: Gap A1: Carrying in/out area, A2: Grinding area B, B 1 , B 2 , B 3 , B 4 : Tangent vector C 1 , C 2 , C 3 , C 4 :Position
Claims (4)
該被加工物を保持するチャックテーブルと、
スピンドルと、該スピンドルを回転可能に保持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの下方に突出する該スピンドルの下端部に固定されたマウント部と、を有し、該チャックテーブルで保持された該被加工物を該マウント部の下面側に装着される研削ホイールで研削する研削ユニットと、
該チャックテーブルを第1方向に沿って移動させる第1移動機構と、
該研削ユニットを該第1方向に直交する第2方向に沿って移動させる第2移動機構と、
該スピンドルハウジングの下端部を挿入可能な開口部を頂部に有し、該チャックテーブル及び該マウント部が内部に配置される加工室カバーと、
該マウント部よりも上方に配置され且つ該マウント部の上面及び側面又は該マウント部の該上面に向かって液体を供給するノズルを有する液体供給ユニットと、を備え、
回転する該マウント部に接触することにより該マウント部の回転による遠心力を少なくとも利用して、該加工室カバーの内部に該ノズルから供給される該液体を飛散させることを特徴とする研削装置。 A grinding device for grinding a workpiece,
a chuck table that holds the workpiece;
The workpiece, which has a spindle, a spindle housing that rotatably holds the spindle, and a mount portion that protrudes below the spindle housing and is fixed to the lower end of the spindle, is held by the chuck table. a grinding unit that grinds an object with a grinding wheel attached to the lower surface of the mount;
a first moving mechanism that moves the chuck table along a first direction;
a second moving mechanism that moves the grinding unit along a second direction orthogonal to the first direction;
a processing chamber cover having an opening at the top into which the lower end of the spindle housing can be inserted, and in which the chuck table and the mount are disposed;
a liquid supply unit having a nozzle that is disposed above the mount and supplies liquid toward the top and side surfaces of the mount or the top surface of the mount;
A grinding device characterized in that the liquid supplied from the nozzle is scattered inside the processing chamber cover by at least using centrifugal force due to the rotation of the mount by contacting the rotating mount.
該ノズルから供給された該液体が該スピンドルハウジングと該開口部との隙間から該加工室カバーの内部へ供給されることにより、該スピンドルハウジングと該開口部との隙間が該液体で封止されることを特徴とする請求項1記載の研削装置。 the nozzle is located outside the processing chamber cover;
The liquid supplied from the nozzle is supplied into the processing chamber cover from the gap between the spindle housing and the opening, thereby sealing the gap between the spindle housing and the opening with the liquid. The grinding device according to claim 1, characterized in that:
該加工室カバーの内部空間の圧力よりも低い圧力を発生させるための吸引源を有し、該ダクトを介して該加工室カバーの該内部空間を吸引する吸引ユニットと、
を更に備え、
該ダクトは、該第1方向と、該第1方向及び該第2方向に直交する第3方向と、で規定される平面において、該被加工物を研削する際に該被加工物と該研削ホイールとが接触する円弧状の研削領域での該研削ホイールの接ベクトルが該加工室カバーの側板と交わる領域で、該側板に接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の研削装置。 a duct connected to the processing chamber cover;
a suction unit having a suction source for generating a pressure lower than the pressure in the internal space of the processing chamber cover and sucking the internal space of the processing chamber cover through the duct;
further comprising;
The duct connects the workpiece and the grinding member when grinding the workpiece in a plane defined by the first direction and a third direction perpendicular to the first direction and the second direction. Any one of claims 1 to 3, characterized in that the grinding wheel is connected to the side plate of the processing chamber cover in an area where a tangential vector of the grinding wheel in the arc-shaped grinding area where the grinding wheel contacts the side plate intersects with the side plate of the processing chamber cover. The grinding device described in .
Priority Applications (1)
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