JPS62199354A - 結晶板等の自動ラツプ仕上方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結晶板等の自動ラップ仕上方法及びその装置に
関し１％に結晶板等のラップ作業が極めて容易で、しか
も結晶板等の巻止りが著しく向上するとともに、目標厚
みに対する精度も良く、さらに生産性も向上することを
特徴とするものである。

〔従来の技術〕

ＩＣ等の制作に使用される結晶板等においては、厚みか
精度良く所望の一定値で、しかも表面が完全な平面であ
ることが望ましい。このため、結晶体等からスライスし
た結晶板等のワークをラップ仕上することが行われてい
る。

かかるラップ仕上装置は従来から種々提供されているが
、基本的には対向させて設けた回転及びワークに加圧自
在のラップ板からなるものであり、ワークをラップ板間
に保持し、加圧して回転させることによってラップ仕上
をするものであった。

しかしながら、上記従来のラップ仕上装置は、いずれも
単に回転計及び圧力計等の計測器を備えているだけであ
り、ラップ仕上中の回転数及び圧力は操作者の操作によ
って決定されるものであったので、操作者は経験と勘に
頼って圧力及び回転数を変化させてラップ作業を行って
いた。このため、熟練を要するとともに再現性が悪く、
目標厚みに対するｙ＊度及び歩止りが悪いという欠点が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記従来技術の欠点を除去するもので、結晶板
等のラップ作業が極めて容易で、しかも結晶板等の歩止
りが著しく向上するとともに、目標厚みに対する精度も
良く、さらに生産性も向上する自動ラップ仕上方法及び
その装置を提供しようとするものである、 〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、牙ｌの発明の自動ラップ仕
上方法は、まず、結晶板等のワークを対向した回転及び
ワークに加圧自在のラップ板間に保持する。次に予め設
定したラップパターンで、ワークＫかかる圧力及びラッ
プ板の回転数を、ラップ開始時から時間経過につれて順
次立ち上けた後設定した一定値に維持する。その後ワー
クの厚みが設定値に達したときから該ワークの厚みが薄
くなるにつれて上記圧力及び回転数を順次立ち下げ、ワ
ークの厚みが目標値ｗ：ａしたときにラップ仕上を終了
せしめる。

また、第２の発明の自動ラップ仕上装置は、第１の発明
の方法を実施するための装置であって、対向させて設け
た回転及びワークに加圧自在のラップ板と、ラップ開始
時からの経過時間を計測するタイマー手段と、ワークの
厚み計測手段とが設けられる。、さらに、設定器、記憶
装置、指令手段及び制御手段を設けて構成される。

設定器は各立上げ時間、定常運転及び各立下げ厚みに対
する回転数及び圧力情報からなるラップパターンを設定
するものであり、設定されたラップパターンは記憶装置
に記憶される。ま走、指令手段は、上記タイマー手段及
び厚み計測手段の出力信号が入力され、経過時間及びワ
ークの厚みを判別してその状態に対応した回転数及び圧
力情報を上記記憶装置から取り出して出力するものであ
る。さらに、制御手段は該指令手段の出力信号を受けて
対応した回転数及び圧力に制御するものであ、る。

〔作用〕

本発明によれば、予め設定したラップパターンで、ワー
クにかかる圧力及びラップ板の回転数がラップ開始時か
ら時間経過につれて順次立ち上がった後設定した一定値
に維持される。

このため、ラップ開始轟初に発生しやすいワークの損傷
が防止されるとともに、ラップ仕上にかかる時間が短縮
されて生産性が向上するものである。

すなわち、ラップ開始時には、スライスされたワークの
表面は粗れており微細な突起があるので、高圧力を加え
ると該突起に応力が集中してしまい、ワークが破損して
しまう。しかし、本発明ではラップ開始時は低圧力とさ
れるのでワークの損傷が防止されるものである。また、
ラップが進行するに従って上記突起が徐々に削られてい
き、ラップ板とワークとの接触面積が拡大していくため
、ワークは徐々に高圧力に耐え得るようになること、及
び一般的にワークは回転数が高いほど高圧力に耐え得る
ことから。

本発明では圧力及び回転数か順次立ち上り、その後比較
的高い圧力及び回転数の定常運転に移行するため、ワー
クが破損しない範囲で可能な限りラップ仕上にかかる時
間が短縮されるものである。

さらに、本発明によれば、上記定常運転が続けられワー
クの厚みが設定値に達すると、該ワークの厚みが薄くな
るにつれて圧力及び回転数が順次立ち下がり、ワークの
厚みが目標値に達するとラップ仕上が終了するため、ワ
ークの目標厚みに対する精度が上がるとともに、ワーク
の破損も防止されるものである。すなわち、ワークの厚
みが目標値に達する直前には回転数が十分に下げられて
いるため、目標値に達し九時点で即ラップ板の回転を停
止させることができるので、ラップ板の慣性力によって
ラップし過ぎてしまうこと等がなく、ワークの目標厚み
に対する精度が向上するものである。また、ワークは低
回転数では高圧力に耐えられずに破損してしまうが、本
発明では回転数と同時に圧力も下げるものであるから、
ワークの破損も防止されるものである。

そして、本発明では、以上の如き圧力及び回転数の変化
が、予め設定されたラップパターンに従って自動的に行
われるため、再現性が良く操作も簡単となるものである
。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の方法及びその
装置を説明する。

第１図は本発明の装置の基本的な構成を示すブロック図
である。本発明の装置では、第２図示のごとく、対向さ
せて設けた回転及び結晶板等のワークＩＫ加圧自在のラ
ップ板２と、ラップ開始時からの経過時間を開側するタ
イマー手段３と、ワーク１の厚み計測手段４とが設けら
れる。さらに設定器５、記憶装置６、指令手段７及び制
御手段８を設けて構成される。上記設定器５は各立上は
時間、定祁運転及び各立下は厚みに対する回転数及び圧
力情報からなるラップパターンを設定するものであり、
設定されたラップパターンは記憶装置６１ｃ記憶される
。また、上記指令手段７は、上記タイマー手段３及び厚
みｉｔ　ｍａ」手段４の出力信号か入力され、経過時間
及びワーク１の厚みを判別してその状態に対応した回転
数及び圧力情報を上記記憶装置６から取り出して出力す
るものである。さらに１±上記御手段８は該指令手段７
の出力信号を受けて対応した回転数及び圧力に制御する
ものである。

劃・２図乃至第６図は本発明の装置のさらに具体的な実
施例を示すものである。

２はラップ板で、上ラップ板２αと下ラップ板２ｈが対
向させて設けられている。該上下ラップ板２α、２ｂは
主モータ９によって各ギヤーボックスＩＯＷ　、　ＩＯ
ｂを介してそれぞれ所定の比率の回転数で回転するよう
に構成されている。

また、上ラップ板２αは連結部１１を介してシリンダー
１２のピストンロッド１３に連結されており、上下ラッ
プ板２α、２ｂの間に保持したワーク１に加圧自在とな
っている。すなわち、エアーコンプレッサー１４から１
１ＨＢ＊１５を介してシリンダー１２のヘッドカバー側
隔室１６及びロッドカバー側隔室１７に高圧のエアーを
供給できるようになっているとともｌｃ、ｔ、磁弁１５
を介してヘッドカバー側隔室１６及びロッドカバー側隔
室１７を大気に開放できるようになってｂる。し念がっ
て、電ａｌ１５を制御するだけで、ヘッドカバー側隔室
１６及びロッドカバー側隔室１７内の気圧を変化させる
ことかでき、その気圧差によってピストン１８及び該ピ
ストン１８に連結された上ラップ板２αを上下動させる
ことができるとともに、上ラップ板２αがワークに加え
る圧力を自在に制御できるものである。なお、上記連結
部１１とピストンロッド１３との連結は、上ラップ板２
αの回転を妨げぬようにボールベアリング等（図示せず
）か使用されている。

表お、図面実施例の場合、ワーク１は単に上下ラップ板
２α、２ｂＩ′１ＪＩＫ、保持されるだけでなく、遊星
運動するように構成され、さらに均一に研磨できるよう
になっている。すなわち、第２図及び第３図示の如く、
固定された外ギヤ１９と、該外ギヤ１９の中心部に設け
られ、副モータ２０により回転させられる内ギヤ２１と
、上記外ギヤ１９及び内ギヤ２１に噛合わされた適数の
ワーク保持ギヤ板２２とか設けられている。

そして、ワーク保持ギヤ板２２！？：はワーク保持孔２
３が構成されており、ワーク１を嵌合できるようになっ
ている。したかって、ワークｌは。

副モータ２０により遊星運動させられる屯のである。も
つとも、必ずしもワークｌを遊星運動させる必要はない
ものである。なお、上記ワーク保持ギヤ板２２の厚みは
ワークｌの目標厚みより薄くされており、ラップ中は常
にワークｌの両面が上下ラップ板２α、２ｂに当接する
ようになっている。

次に、第４図について説明すると、２４はクロック発生
器、２５は該クロック発生器２４の出力が入力されるカ
ウンタであり、該カウンタ２５の出力側はマイクロコン
ピュータ２６のインターフェイス２９に接続されている
。そして。

カウンタ２５はラップ開始時にリセットされるようにな
っている。したがって、カウンタ２５からラップ開始時
からの経過時間は対応する信号が出力されることとなる
。上記クロック発生器２４及びカウンタ２５が２１図に
おけるタイマー手段３に相当する。

また、３０は固定部３０αと可動部３０ｂとからなるリ
ニアスケールで、固定部３０αに対する可動部３０Ａの
移動距離に対応した数のパルス信号を出力するものであ
る。そして、上記固定部３０αはシリンダー１２の本体
に取付けられ、可動部３０ｂはシリンダー１２のピスト
ンロッド１３に取付けられている。また、リニアスケー
ル３０の出力はカウンタ３１に入力され、該カウンタ３
１の出力側はマイクロコンピュータ２６のインターフェ
イス２９に接続されている。

したがって、予め較正しておけば、ワーク１に圧力を加
えたときの上下ラップ板２α、２ｂ間の距離、す々わち
ワーク１の淳みに対応する出力信号かカウンタ３１から
出力されるものである。

つまり、リニアスケール３０及びカウンタ３１が第１図
におけるワーク１の厚み計測手段４に相当するものであ
る。

また、３２はキーボード、３３は表示器で。

それぞれマイクロコンピュータ２６のインターフェイス
２９に接続されており、マイクロコンピュータ２６とと
もに、２１図における設定器５を構成している。すなわ
ち、ラップパターンを構成する各立上げ時間、定常運転
及び各立下げ厚みに対する回転数及び圧力情報を各々問
う表示がマイクロコンピュータ２６から信号を受けた表
示器３３に表示され、その表示を見ながら操作者がキー
ボード３２からラップパターンを入力することができる
ものである。そして、入力されたラップパターン（１マ
イクロコンピユータ２６のメモリ２８の所定番地に記憶
されるものである。つまり、図面実施例の場合、マイク
ロコンピュータ２６は第１図における記憶装置ｉ！６と
しても機能するものである。

なお、マイクロコンピュータ２６は主にマイクロプロセ
ッサ（中央演算装置）２７と、メモリ（記憶装置）２８
とインターフェイス（入出力信号処理回路）２９とから
構成されており、図面実施例の場合、上述の如き設定器
５の一部及び記憶装置６として機能する他、後に説明す
るように、指令手段７及び制御手段８の一部等としても
機能するものである。

今、上記キーボード３２によって、例えば第５図示の如
きラップパターンを設定し、該ラップパターンかメモリ
２８の所定番地に記憶されているもの“とする。このラ
ップパターンは、各立上げ時間Ｔｏ−，’ｌ’　７−ｙ
　’！’コ、各立王立下みＩ）２−　Ｄ／　＃Ｄｏ１’
Ｊ：０に対する圧力？、及び回転数Ｎ、　、　Ｔ１に対
する圧力゛Ｐ２及び回転数Ｎ２．１１２に対する圧力Ｐ
Ｊ及び回転数Ｎ！　（このラップパターンの場合、定常
運転である）、立下げ厚みＤｉに対すなお、図中？０は
ラップ開始時を示し、厚みり。

はワーク１の最終的な目標厚みを示すものである。なお
、このラップパターンの場合、当然に、ＴＯ＜１７＜Ｔ
２　、Ｄ２＞Ｄｉ＞Ｄ□　、　Ｐｉ＜Ｐｒ＜ＰＪ−ＰＪ
＞ＰＪ＞Ｐ、ｇ　、　Ｎｉ　＜Ｎ２＜Ｎ３．　ＮＪ＞Ｎ
弘＞Ｎ、の関係が成立しており、その具体的な値はワー
ク１の特性を考慮して決定される。なお、第５図示のラ
ップパターンの場合、圧力及び回転数は、３段階に立上
がり及び立下がるものであるが、さらに多くの段階で立
上がり及び立下がるものにしてもよく、その段数をキー
ボードの入力により変更自在とすることもできる。また
、第５図示のラップパターンの場合、圧力及び回転数が
同時に立上がり及び立下がるものであるが、必ずしも同
時にする必要はない、さらに、定常運転時は一定の圧力
Ｐ３及び回転数ＮＪとしているが、必要に応じて定常運
転中に第５図中の破線の如く適当時間経過ととに短時間
だけ圧力を下げるようなラップパターンとすれば、圧力
を下げた際にラップ剤がラップ板２とワーク１の接触面
全体にいきわたりやすくなるものである。

次に、指令手段７としてのマイクロコンピュータ２６の
機能を、上記第５図示のラップパターンとした場合にお
いて説明する。第６図は該機能を実行するフローチャー
トである。なお、図中［相］〜＠はフローチャートの各
ステップ奪示す・ ワーク１を上下ラップ板２α、２Ａ間に保持し。

ラップパターンの設定が終了した後、図示なきスイッチ
をＯＮすると、あるいは他から供給され九ラップパター
ン設定終了信号を受けると、ステップ［相］でスタート
する。

■でメモリ２８からＰハＮ／　ｓ　ｒ／データが読み出
され、＠でＰ／、Ｎ、データが出力される。次に＠でカ
ウンタ２５からラップ開始時からの経過時間Ｔが読み込
まれ、■で経過時間ＴがＴＩデータと比較される。ＴＩ
を経過していなければ＠及び■が繰り返される。１１１
を経過すると＠に移行する。

＠でＰ１Ｎコ、Ｔ−データが読み出され、＠でＰ２　、
　Ｎ−データが出力される。次に＠で再び経過時間Ｔが
読み込まれ、＠で経過時間ＴがＴ２データと比較される
。Ｔ２を経過していなげれば＠及び＠が繰り返される。

Ｔ−を経過すると＠に移行する。

＠でＰｊ　、　Ｎ３　、　Ｄλデータが読み出され、［
相］でＰＪ　、　ＮＪデータが出力される。次に［相］
でカウンタ３１からワークｌの厚みＤが読み込まれ、＠
で厚みＤがＤコデータと比較される。

Ｄコより厚ければ■及び＠が繰り返される。

Ｄ−に達すると６）に移行する。

［相］でＰ弘＃　Ｎ４ｃ　−Ｄ／データが読み出され、
■でｐｌＡａ　Ｎ４ｃデータが出力される、次に［相］
でカウンタ３１からワーク１の厚みＤが読み込まれ。

■で厚みＤがＤ／データと比較される。ＤＩより厚けれ
ば［相］及び■が繰り返される。Ｄ、にでＰｊ、　Ｈｚ
データが出力される。次に■でカウンタ３１からワーク
１の厚みＤが読み込まれ、［相］で厚みＤがＤｏデータ
と比較される。ＤＯより厚ければ［相］及び［相］が繰
り返される。Ｄｏに達すると＠に移行する。

を０にする信号が出力され、＠で指令手段７としての機
能が終了する。

また、図面実施例の場合、上記シリンダー１２のヘッド
カバー側隔室１６及びロッドカバー側隔室１７の気圧を
それぞれ検出する圧力センサー７０．７１が設けられて
いる。該圧力センサー７０．７１は増巾器７２．７３及
びム／Ｄ変換器７４．７５を介してマイクロコンピュー
タ２６のインターフェイス２９に接続されている。そし
て、これらがワークＩＶｃかかる圧力を計測する圧力計
測手段７６を！ｊｌｉ！ｌ、ており、ヘッドカバー側隔
室１６及びロッドカバー側隔室１７の気圧に対応する信
号がマイクロコンピュータ２６に入力され、マイクロコ
ンピュータ２６で上記圧力に換算されるものである。

また、マイクロコンピュータ２６のインターフェイス２
９には電磁弁駆動装置７７が接続され、核電磁弁駆動装
置７７の出力側は電磁弁１５に接続されている。そして
、マイクロコンピュータ２６は上記指令手段７としての
機能により順次出力された圧カデータＰ、、Ｐ２−−−
−（実際にはインターフェイス２９から出力されるわけ
ではなく、マイクロコンピュータ２６内で処理されるも
のである）と上記実際に計測した現実の圧力とを比較し
て、その差分に相当する信号をインターフェイス２９か
ら出力し、電磁弁駆動装置７７はその信号を受けて電磁
弁１５を駆動するものである。すなわち、ワークＩＫか
かる圧力はいわゆるフィードバック制御されて各圧力デ
ータｐ、　、　ｐλ−一一一によって定まる圧力に保た
れるものであり、マイクロコンピュータ２６はオ１図に
おける制御手段８の一部としても機能するようになって
いる。もつとも。

他の加圧手段を採用すれは、必ずし本フィードバック制
御する必要はなく、オーブンループ制御としてもよい。

さらに、マイクロコンピュータ２６のインターフェイス
２９にはモータ速度制御装置７８が接続され、該モータ
速度制御装置７８の出力側は主モータ９及び副モータ２
０に接続されている。したがって、マイクロコンピュー
タ２６のインターフェイス２９から上記指令手段として
の機能により順次出力された回転数データＮｌ。

ＮＪ−−−一かモータ速度制御装置７８に入力される。

該モータ速度制御装置７８は例えばＤ／Ａ変換器、イン
バータ等から構成され、上記回転数データＮ、　、　Ｎ
Ｊ−ｋ対応した回転数で主モータ９及び副モータ２０を
回転させるものである。すなわち、図面実施例の場合、
回転数についてはオーブンループ制御とされている本の
である。

なお、図中７９はラップ剤収用タンク、８０は攪拌モー
タ、８１はポンプモータであり、攪拌モータ８０によっ
て攪覚されたラップ剤がポンプモータ８１によってラッ
プ板２とワーク１との間に供給されるようになっている
。

上記構成の本発明によれば、まず、結晶板等のワーク１
が上下ラップ板２α、２ｈ間に保持される。

次に、キーボード３２によってラップパターンが設定さ
れる。なお、この設定にあたってはその都度各立上げ時
間、定常運転及び各立下げ厚みに対する回転数及び圧力
情報を設定するのではなく、予め設定しておいた数種類
のラップパターンの中から選択してもよいものである。

その後１図示なきスイッチをＯＮすると、あるいはラッ
プパターン設定終了使号を受けて。

マイクロコンピュータ２６は上述の矛６図示のフローチ
ャートを実行する。

したがって、設定したラップパターンで、ワーク１にか
かる圧力及びラップ板２の回転数が。

ラップ開始時から時間経過につれて順次立ち上がった後
、一定値（定常運転）Ｋ維持されることとなる。

このため、ラップ開始当初に発生しやすいワーク１の損
傷が防止されるとともに、ラップ仕上にかかる時間が短
縮されて生産性が向上するものである。

すなわち、ラップ開始時には、スライスされたワーク１
の表面は粗れており微細な突起があるので、高圧力を加
えると該突起に応力が集中してしまい、ワーク１が破損
してしまう。しかし１本発明ではラップ開始時は低圧力
とされるのでワーク１の損傷が防止されるものであるｉ
また。ラップが進行するに従って上記突起が徐々に削ら
れていき、ラップ板２とワーク１との接触面積が拡大し
ていくため、ワーク１は徐々に高圧力に耐え得るように
なること、及び一般的にワーク１は回転数が高いほど高
圧力に耐え得ることから１本発明では圧力及び回転数が
順次立ち上り、その後比較的高い圧力及び回転数の定常
運転に移行するため、ワークｌが破損しない範囲で可能
な限りラップ仕上にかかる時間が短縮されるものである
。

さらに１本発明によれば、上記定常運転が続けられ、ワ
ーク１の厚みが設定値に達すると。

該ワーク１の厚みが薄くなるにつれて圧力及び回転数が
順次立ち下がり、ワーク１の厚みが目標値に達するとラ
ップ仕上が終了することとなる。このため、ワーク１の
目標厚みに対する精度が上がるとともにワーク１の破損
も防止されるものである。

すなわち、ワーク１の厚みが目標値に達する直前には回
転数が十分忙下げられているため。

目標値に達した時点で即ラップ板の回転を停止させるこ
とができるので、ラップ板１の慣性力によってラップし
過ぎてしまうこと等がなく。

ワーク１の目標厚みに対する精度が向上するものである
。また、ワーク１は低回転数では高圧力に耐えられずに
破損してしまうが１本発明では回転数と同時に圧力も下
げるものであるから。

ワーク１の破損も防止されるものである。

そして１本発明では１以上の如き圧力及び回転数の変化
が、予め設定されたラップパターンに従って自動的に行
われるため、再現性が良く操作も簡単となるものである
。

なお、ワークｌの仕上げ厚みを問題とせず。

単に表面仕上げのみ行う場合には、定常運転中にワーク
１の厚みが設定値に達したときから薄くなるにつれて圧
力及び回転数を順次立ち下げ。

ワーク１の厚みが目標値に達したときにラップ仕上げを
終了させていた代りに、定常運転を設定した時間だけ行
い、その後時間経過につれて圧力及び回転数を順次立ち
下げ、ラップ仕上げを終了せしめればよいものである。

このｊ合のラップ仕上げ装置としては、ラップパターン
の設定及び指令手段７におけるフローチャートを若干変
更すればよいことは明白であり１両者の機能を備えたラ
ップ仕上げ装置とすることもできるものである。

なお、上記図面実施例の説明においては、厚み計測手段
４及び圧力計測手段７６の読み込み値が実際の厚みある
いは圧力に直接対応するものとしたが、実際には、その
読み込み値は圧力あるいはラップ板の減り具合等の状態
によって異なるため、予め補正値データをメモリ２８に
記憶させ、その計測状態に応じて補正した値を使用する
ことが望ましい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ラップ作業が極めて容易で。

しかも結晶板等の巻止りが著しく向上するとともに、目
標厚みに対する精度もよく、ラップ時間を短縮でき生産
性が向上する効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、矛１図はブロッ
ク図、矛２図は構成図、矛３図は牙２図におげろムーＡ
線断面図、、１％４図は回路図。 、？５図はラップパターンの説明図、矛６図はフローチ
ャートである。 １・・・ワーク、２・・−ラップ板、３・・・タイマー
手段、４・・・厚み計測手段、５・・・設定器、６・・
・記憶装置、７・・・指令手段、８・・・制御手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶板等のワークを対向した回転及びワークに加
   圧自在のラップ板間に保持し、予め設定したラップパタ
   ーンで、ワークにかかる圧力及びラップ板の回転数を、
   ラップ開始時から時間経過につれて順次立ち上げた後設
   定した一定値に維持し、その後ワークの厚みが設定値に
   達したときから該ワークの厚みが薄くなるにつれて順次
   立ち下げ、ワークの厚みが目標値に達したときにラップ
   仕上を終了せしめることを特徴とする結晶板等の自動ラ
   ップ仕上方法。
2. （２）対向させて設けた回転及びワークに加圧自在のラ
   ップ板と、ラップ開始時からの経過時間を計測するタイ
   マー手段と、ワークの厚み計測手段と、各立上げ時間、
   定常運転及び各立下げ厚みに対する回転数及び圧力情報
   からなるラップパターンを設定する設定器と、該設定器
   により設定されたラップパターンを記憶する記憶装置と
   、上記タイマー手段及び厚み計測手段の出力信号が入力
   され、経過時間及びワークの厚みを判別してその状態に
   対応した回転数及び圧力情報を上記記憶装置から取り出
   して出力する指令手段と、該指令手段の出力信号を受け
   て対応した回転数及び圧力に制御する制御手段とからな
   ることを特徴とする結晶板等の自動ラップ仕上装置。