JP5719628B2 - Spindle unit - Google Patents
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Description
本発明は、回転するスピンドルを有するスピンドルユニットに関する。 The present invention relates to a spindle unit having a rotating spindle.
IC、LSI等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウェーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに形成された後、切削装置、レーザー加工装置等によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器等に利用されている。 Wafers that are formed on the front surface by dividing devices such as IC and LSI by dividing lines are ground on the back surface by a grinding device to a predetermined thickness, and then each device is cut by a cutting device, laser processing device, etc. And is used for various electronic devices.
ウェーハの裏面研削に使用される研削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウェーハを研削する研削手段とを備えている。この研削手段は、スピンドルと、スピンドルを回転可能に支持するベアリングを備えたハウジングと、スピンドルを回転駆動する駆動部と、研削工具を装着するための工具マウントとを有するスピンドルユニットを備えており、チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面に回転する研削工具を接触させて研削を行うことにより、ウェーハを所望の厚みに加工することができる(例えば特許文献1参照)。 A grinding apparatus used for backside grinding of a wafer includes a chuck table that holds a wafer and a grinding unit that grinds the wafer held on the chuck table. The grinding means includes a spindle unit having a spindle, a housing including a bearing that rotatably supports the spindle, a drive unit that rotationally drives the spindle, and a tool mount for mounting a grinding tool. The wafer can be processed to a desired thickness by performing grinding by bringing a rotating grinding tool into contact with the back surface of the wafer held on the chuck table (see, for example, Patent Document 1).
しかし、スピンドルの回転数がスピンドルユニットの共振点と一致すると、スピンドルが振動して高精度な加工ができないため、スピンドルの回転数は、スピンドルユニットの共振点を避けるように設定されている。したがって、スピンドルの回転数を所望の値に設定できないことがあるという問題がある。このような問題は、研削装置に限らず、スピンドルユニットを備えた他の加工装置においても生じる。 However, if the rotation speed of the spindle matches the resonance point of the spindle unit, the spindle vibrates and high-precision machining cannot be performed. Therefore, the rotation speed of the spindle is set so as to avoid the resonance point of the spindle unit. Therefore, there is a problem that the rotation speed of the spindle may not be set to a desired value. Such a problem occurs not only in the grinding apparatus but also in other processing apparatuses having a spindle unit.
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、スピンドルの回転数を所望の回転数に設定しても共振が起こらないスピンドルユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been considered in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a spindle unit in which resonance does not occur even if the rotational speed of the spindle is set to a desired rotational speed.
本発明は、スピンドルと、スピンドルを支持するベアリングが配設されたハウジングと、スピンドルの一方の端部に装着された駆動部と、スピンドルの他方の端部に工具を装着する工具マウントとから少なくとも構成されたスピンドルユニットに関するもので、スピンドルの一方の端部は駆動部から所定長さ突出した突出ロッドを備え、突出ロッドには軸心方向に移動可能でかつ固定可能な単一の錘が配設されており、突出ロッドの軸心方向における錘の位置を調整してスピンドルの回転数に起因する共振を解除することを特徴とする。 The present invention includes at least a spindle, a housing in which a bearing for supporting the spindle is disposed, a drive unit mounted on one end of the spindle, and a tool mount for mounting a tool on the other end of the spindle. One end of the spindle is provided with a protruding rod that protrudes a predetermined length from the drive unit, and a single weight that can move and be fixed in the axial direction is arranged on the protruding rod. It is provided, and the position of the weight in the axial direction of the protruding rod is adjusted to release the resonance caused by the rotational speed of the spindle.
本発明に係るスピンドルユニットは、駆動部から突出した突出ロッドを備え、突出ロッドには軸心方向に移動可能でかつ固定可能な錘が配設され、錘の位置を調整することによりスピンドルの回転数に起因する共振を解除することができる。したがって、所望の回転数でスピンドルを回転させた際に振動が生じる場合は、突出ロッドの軸心方向に錘を適宜移動させることにより共振が起こらないようにすることができる。 The spindle unit according to the present invention includes a projecting rod projecting from the drive unit, and the projecting rod is provided with a weight that can be moved and fixed in the axial direction, and the spindle can be rotated by adjusting the position of the weight. The resonance caused by the number can be canceled. Therefore, when vibration is generated when the spindle is rotated at a desired number of rotations, resonance can be prevented from occurring by appropriately moving the weight in the axial direction of the protruding rod.
図1に示すスピンドルユニット1は、スピンドル2がハウジング3によって回転可能に支持されて構成されている。スピンドル2の下端はハウジング3から突出しており、突出した部分には工具を装着するための工具マウント7が装着されている。工具マウント7には、各種工具を取り付けてネジ70によって固定することができる。図1の例では、基台100aと基台100aに固着された複数の砥石100bとからなる研削ホイール100が工具マウント7に固定されている。
The
図2に示すように、ハウジング3には、スピンドル2をスラスト方向に支持するスラストベアリング4と、スピンドル2をラジアル方向に支持するラジアルベアリング5とが配設されている。
As shown in FIG. 2, the
スピンドル2の一方の端部(図における上端部)には、スピンドル2を回転駆動する駆動部6が装着されている。駆動部6は、スピンドル2に連結されたロータ60とロータ60を回転させるステータ61とを備えたモータであり、ロータ60にはハウジング3から軸心方向に突出する突出ロッド8が延設されており、駆動部6から突出ロッド8が突出した構成となっている。一方、スピンドル2の他方の端部(図における下端部)には、工具を装着するための工具マウント7が装着されている。
A
スピンドル2には、軸心方向に対して直交する平面を有する円板状のスラストプレート2aが形成されている。ハウジング3はほぼ円筒状に形成されており、スラストプレート2aが収容される位置におけるハウジング3の内径は、スラストプレート2aの外径に対応させて拡径されている。ハウジング3において、スラストプレート2aの両平面に対面する位置には、スラストプレート2aのそれぞれの平面に向けてエアを噴出する噴出口40、41が環状に複数形成されており、噴出口40と噴出口41とで、スピンドル2をスラスト方向に支持するスラストベアリング4が構成されている。
The
ハウジング3の内周面、すなわちスピンドル2の側面に対面する面には、スピンドル2の軸心に向けてエアを噴出する噴出口50が複数形成されており、これらの噴出口50は、噴出されるエアによってスピンドル2をラジアル方向に支持するラジアルベアリング5を構成している。
On the inner peripheral surface of the
スラストベアリング4を構成する噴出口40、41及びラジアルベアリング5を構成する噴出口50は、ハウジング3の内部に形成されたエア流路30を介してエア供給口31に連通しており、エア供給口31から導入されたエアがエア流路30を通って噴出口40、41、50から噴出されることにより、スピンドル2を非接触状態で回転可能に支持している。また、噴出口40、41、50から噴出されたエアは、ハウジング3の両端に設けられた排出口320、321から排出される。
The
突出ロッド8には、軸心方向に移動可能な錘9が配設されている。錘9は、リング状に形成されており、その内周側には突出ロッド8が挿通され、突出ロッド8に対して錘9が摺動可能となっている。錘9の側面からは、先端が突出ロッド8の軸心に向いた複数のネジ90が挿通されており、ネジ90を緩めた状態では、突出ロッド8に沿って図1、2における矢印A,Bの方向に錘9を移動可能であり、ネジ90を締めるとその位置で錘9を突出ロッド8に固定することができる。突出ロッド8のハウジング3からの突出量は、錘9の可動範囲を考慮して決定される。
The protruding
図2に示すように、スピンドルユニット1においては、駆動部6によって駆動されてスピンドル2が回転することにより、工具マウント7に装着された工具が回転する構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
スピンドル2を所望の回転数で回転させた場合に、その回転数がスピンドルユニット1の共振点と一致すると、スピンドル2が振動する。このようにして共振が生じると、例えば工具マウント7に装着された工具が研削ホイール100である場合は、研削ホイールが振動して高精度な研削ができなくなる。そこで、そのような場合は、錘9を突出ロッド8に沿って摺動させて移動させ、ネジ90を締めて錘9を固定する。そうすると、スピンドル2を当該所望の回転数で回転させても共振が起こらなくなり、共振を解除することができる。
When the
図1及び図2に示したスピンドルユニット1は、例えば図3に示す研削装置10に搭載される。この研削装置10は、ウェーハを保持して回転可能な複数のチャックテーブル11と、各チャックテーブル11に保持されたウェーハに対して粗研削を施す第一の研削手段12と、第一の研削手段12によって粗研削されたウェーハの被研削面を仕上げ研削する第二の研削手段13と、第一の研削手段12を垂直方向に研削送りする第一の研削送り手段14と、第二の研削手段13を垂直方向に研削送りする第二の研削送り手段15とを備えている。
The
研削装置10には、研削前のウェーハを収容する第一のカセット16aと研削済みのウェーハを収容する第二のカセット16bとを備えている。第一のカセット16a及び第二のカセット16bの近傍には、第一のカセット16aから研削前のウェーハを搬出すると共に、研削済みのウェーハを第二のカセット16bに搬入する機能を有する搬出入手段17が配設されている。
The
搬出入手段17は、屈曲自在なアーム部170の先端にウェーハを保持する保持部171が設けられた構成となっており、保持部171の可動域には、加工前のウェーハの位置合わせをする位置合わせ手段18及び研削済みのウェーハを洗浄する洗浄手段19が配設されている。
The carry-in / out means 17 has a configuration in which a
位置合わせ手段18の近傍には第一の搬送手段20aが配設され、洗浄手段19の近傍には第二の搬送手段20bが配設されている。第一の搬送手段20aは、位置合わせ手段18に載置された研削前のウェーハをいずれかのチャックテーブル11に搬送する機能を有し、第二の搬送手段20bは、いずれかのチャックテーブル11に保持された研削済みのウェーハを洗浄手段19に搬送する機能を有する。複数のチャックテーブル11は、ターンテーブル21によって自転及び公転可能に支持されており、ターンテーブル21の回転によって、いずれかのチャックテーブル11が第一の搬送手段20a及び第二の搬送手段20bの近傍に位置付けされる構成となっている。
A
第一の研削手段12及び第二の研削手段13は、図1及び図2に示したスピンドルユニット1を備えている。第一の研削手段12を構成するスピンドル2には、工具マウント7を介して粗研削用の研削ホイール101が装着されている。一方、第二の研削手段13を構成するスピンドルユニット2には、工具マウント7を介して仕上げ研削用の研削ホイール102が装着されている。
The first grinding means 12 and the second grinding means 13 include the
研削ホイール101は、基台101aに粗研削用の砥石101bが複数固着されて構成されており、駆動部6によって駆動されてスピンドル2が回転することにより研削ホイール101も回転する構成となっている。また、研削ホイール102は、基台102aに仕上げ研削用の砥石102bが複数固着されて構成されており、駆動部6によって駆動されてスピンドル2が回転することにより研削ホイール102も回転する構成となっている。
The
第一の研削送り手段14は、垂直方向の軸心を有するボールネジ140と、ボールネジ140と平行に配設された一対のガイドレール141と、ボールネジ140に連結されボールネジ140を回動させるパルスモータ142と、内部のナットがボールネジ140に螺合すると共に側部がガイドレール141に摺接する昇降部143とから構成され、パルスモータ142に駆動されてボールネジ140が回動するのに伴い昇降部143がガイドレール141にガイドされて昇降する構成となっている。昇降部143は第一の研削手段12を支持しており、昇降部143の昇降によって第一の研削手段12も昇降する。
The first grinding feed means 14 includes a
第二の研削送り手段15は、垂直方向の軸心を有するボールネジ150と、ボールネジ150と平行に配設された一対のガイドレール151と、ボールネジ150に連結されボールネジ150を回動させるパルスモータ152と、内部のナットがボールネジ150に螺合すると共に側部がガイドレール151に摺接する昇降部153とから構成され、パルスモータ152に駆動されてボールネジ150が回動するのに伴い昇降部153がガイドレール151にガイドされて昇降する構成となっている。昇降部153は第二の研削手段13を支持しており、昇降部153の昇降によって第二の研削手段13も昇降する。
The second grinding feed means 15 includes a
次に、図3に示した研削装置10を用いて、第一のカセット16aに収容されたウェーハWの面を研削する場合について説明する。まず、第一のカセット16aに収容されたウェーハWは、搬出入手段17によって取り出されて位置合わせ手段18に搬送される。そして、位置合わせ手段18においてウェーハWが一定の位置に位置合わせされた後に、ウェーハWがチャックテーブル11に保持され、被研削面が露出した状態となる。
Next, the case where the surface of the wafer W accommodated in the
次に、ターンテーブル21が反時計回りに所定角度(図示の例では120度)回転することによってウェーハWが第一の研削手段12の下方に移動する。そして、チャックテーブル11の回転に伴ってウェーハWが回転するとともに、スピンドル2の回転に伴って研削ホイール101が回転し、第一の研削送り手段14によって第一の研削手段12が下方に研削送りされて下降する。そうすると、回転する研削砥石101bがウェーハWの被研削面に接触して当該被研削面が粗研削される。
Next, the
粗研削終了後は、ターンテーブル21が所定角度回転することにより、粗研削されたウェーハWが第二の研削手段13の下方に移動する。そして、チャックテーブル11の回転に伴ってウェーハWが回転するとともに、スピンドル2の回転に伴って研削ホイール102が回転し、第二の研削送り手段15によって第二の研削手段13が下方に研削送りされて下降する。そうすると、回転する研削砥石102bがウェーハWの被研削面に接触して当該被研削面が仕上げ研削される。
After the rough grinding is finished, the
仕上げ研削の終了後は、ターンテーブル21が所定角度回転することにより、研削されたウェーハWを保持するチャックテーブル11が第二の搬送手段20bの近傍に移動する。そして、ウェーハWが第二の搬送手段20bによって保持されて洗浄手段19に搬送され、ウェーハWが洗浄されて、被研削面に付着した研削屑が除去される。
After the finish grinding is finished, the
洗浄後のウェーハWは、搬出入手段17によって保持されて第二のカセット16bに収容される。以上のような一連の工程を、第一のカセット16aに収容されたすべてのウェーハに対して行う。
The cleaned wafer W is held by the loading / unloading means 17 and accommodated in the
第一の研削手段12による粗研削及び第二の研削手段13による仕上げ研削では、スピンドル2の回転数が各スピンドルユニット1の共振点と一致すると、スピンドル2が振動するため、研削精度が低下することになる。そこで、各研削手段において、錘9を鉛直方向に移動させて固定することによりスピンドル2の回転数に起因する共振を解除し、スピンドル2に振動が生ずるのを防止する。
In the rough grinding by the first grinding means 12 and the finish grinding by the second grinding means 13, if the rotation speed of the
スピンドルユニットには個性があり、同じ構造のスピンドルユニットであっても個々に共振点は異なるため、個々のスピンドルユニットごとに錘9の位置を調整して振動が発生するのを防ぐ。このようにして共振が生じるのを防ぐことにより、高精度な研削が可能となり、ウェーハの厚さ精度、面粗度等を向上させることができる。
The spindle unit has individuality, and even the spindle units having the same structure have different resonance points. Therefore, the position of the
なお、上記実施形態ではスピンドルユニット1を搭載した装置として研削装置を例に挙げて説明したが、スピンドルユニット1を搭載した装置には、例えば切削装置など、他の装置もあり、本発明は、他の装置にも適用することができる。
In the above-described embodiment, the grinding apparatus is described as an example of the apparatus on which the
1:スピンドルユニット
2:スピンドル 2a:スラストプレート
3:ハウジング
30:エア流路 31:エア供給口
320,321:排出口
4:スラストベアリング 40,41:噴出口
5:ラジアルベアリング
50:噴出口
6:駆動部 60:ロータ 61:ステータ
7:工具マウント 70:ネジ
8:突出ロッド
9:錘 90:ネジ
10:研削装置
11:チャックテーブル
12:第一の研削手段 13:第二の研削手段
14:第一の研削送り手段
140:ボールネジ 141:ガイドレール 142:パルスモータ 143:昇降部
15:第二の研削送り手段
150:ボールネジ 151:ガイドレール 152:パルスモータ 153:昇降部
16a:第一のカセット16a
16b:第二のカセット16b
17:搬出入手段 170:アーム部 171:保持部
18:位置合わせ手段 19:洗浄手段
20a:第一の搬送手段 20b:第二の搬送手段
21:ターンテーブル
100:研削ホイール 100a:基台 100b:砥石
101:研削ホイール 101a:基台 101b:砥石
102:研削ホイール 102a:基台 102b:砥石
1: Spindle unit 2:
16b:
17: carrying-in / out means 170: arm part 171: holding part 18: positioning means 19: cleaning means 20a: first conveying
Claims (1)
該スピンドルの一方の端部は該駆動部から突出した突出ロッドを備え、該突出ロッドには軸心方向に移動可能でかつ固定可能な単一の錘が配設されており、
該突出ロッドの軸心方向における該錘の位置を調整して該スピンドルの回転数に起因する共振を解除する
スピンドルユニット。 A spindle, a housing in which a bearing for supporting the spindle is disposed, a drive unit mounted on one end of the spindle, and a tool mount for mounting a tool on the other end of the spindle; A configured spindle unit,
One end of the spindle includes a projecting rod projecting from the drive unit, and the projecting rod is provided with a single weight movable and fixed in the axial direction.
A spindle unit that adjusts the position of the weight in the axial direction of the projecting rod to release resonance caused by the rotational speed of the spindle.
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