TWI569921B - Circular grinding device for circular plate workpiece - Google Patents
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Description
本發明是關於:用來研磨「形成於圓板形工件的表面及背面之外周部分的傾斜面狀」之邊緣的外周研磨裝置。
圓板形工件之其中一種的半導體晶圓(以下稱為「工件」)W,如第7圖的局部放大圖所示,在表面及背面的外周緣部形成有經倒角加工的傾斜面狀邊緣Ea、Eb,該邊緣Ea、Eb是由外周研磨裝置所研磨。在專利文獻1中,揭示了用來研磨這種邊緣的外周研磨裝置。
就研磨背面側邊緣Eb的場合而言,如同第7圖及第8圖所概略地顯示,前述外周研磨裝置是以下所述的裝置:具有「藉由將研磨墊102貼著於墊承座101之呈弧狀的墊貼著面101a而形成」的研磨構件100,使由前述研磨墊102所形成的弧狀作業面103,以與前述邊緣Eb形成平行的方式而形成傾斜,並對該邊緣Eb形成面接觸,在該狀態下,使前述工件W繞著垂直軸線的周圍旋轉,而利用前述作業面103來研磨前述邊緣Eb。此時,前述研磨構件100是沿著與前述邊緣Eb平行的直線(搖
動直線)L,藉由圖面中未顯示的搖動機構而形成緩慢的搖動,而利用整個前述作業面103來執行邊緣Eb的研磨。
由於前述的外周研磨裝置,是使前述研磨構件100的弧狀作業面103對工件W的邊緣Eb形成面接觸而執行研磨的裝置,因此研磨效率出色,但由於相對於「前述作業面103及搖動直線L之水平面S」的傾斜角度α被固定成一定的角度,因此僅能研磨「具有與該傾斜角度α相同的斜角δ(邊緣與工件的表面或者背面間所形成角度)」的工件,仍存在改良的空間。亦即,由於邊緣的斜角並非整個工件皆為一致,因為不同的工件而形成有各種不同的尺寸,因而期待:可藉由配合工件的斜角來調整前述作業面103及搖動直線L的傾斜角度α,以對應於不同斜角的各種工件。
另外,在專利文獻2及3中則揭示:構成「研磨具可對工件形成相對性的傾動」,藉由改變該研磨具對工件的接觸角度,而可對整個邊緣執行研磨的研磨裝置。
但是該研磨裝置,是在依序改變前述研磨具對工件的接觸角度的同時,執行對邊緣的研磨,基本上其構造與作用與前述專利文獻1所記載的外周研磨裝置大不相同,因此其技術無法直接應用於該外周研磨裝置(指專利文獻1)。
[專利文獻1] 日本特開2002-144201號公報
[專利文獻2] 日本特開2004-154880號公報
[專利文獻3] 日本特開2009-297842號公報
本發明的目的在於:針對「使研磨構件的作業面平行地朝向工件的邊緣並面接觸於該邊緣,在該狀態下藉由使該研磨構件沿著與前述邊緣平行的搖動直線形成搖動,而對該邊緣執行研磨」的外周研磨裝置,藉由可配合工件的斜角來調整前述作業面及搖動直線的傾斜角度,而可對應不同斜角的各種工件。
為了達成上述目的,根據本發明可提供一種外周研磨裝置,該外周研磨裝置具有:保持圓板形的工件,並繞著軸線的周圍旋轉的夾頭手段;及利用研磨構件之形成弧狀的作業面,對前述工件的表面側及背面側邊緣進行研磨的表面側及背面側邊緣研磨單元。
前述邊緣研磨單元具有:可交換地安裝有前述研磨構件的研磨構件安裝體;和將該該研磨構件安裝體支承成自由傾動的安裝體支承部;和用來調整前述研磨構件安裝體的傾斜角度,使前述研磨構件作業面與工件的邊緣形成平行的安裝體用角度調整機構;和將前述研磨構件的作業面
按壓於前述工件的邊緣,並施加研磨荷重的荷重施加手段;和將前述安裝體支承部支承成可沿著「對前述軸線形成傾斜的直線(搖動直線)」自由移動的搖動支承基座;和使前述安裝體支承部沿著前述直線搖動的搖動機構;和將前述搖動支承基座支承成可自由傾動的基座支承部;和用來調整前述搖動支承基座的傾斜角度,使前述直線對前述工件的邊緣形成平行的基座用角度調整機構;及將前述基座支承部支承成可在垂直方向及水平方向上修正位置的底座部。
在本發明中,前述研磨構件最好是構成:該研磨構件的基準面與前述作業面所形成的角度,也就是指作業面角度,形成與工件的斜角相等的等角度,藉由將該研磨構件安裝於前述研磨構件安裝體並水平地面向前述基準面,使前述作業面與工件的邊緣形成平行。
在本發明中,最好前述研磨構件安裝體是以「與工件的軸線形成直交的第1樞軸」作為中心而可自由傾動地由前述安裝體支承部所支承,且前述搖動支承基座是以「與前述第1樞軸形成平行的第2樞軸」作為中心而可自由傾動地由前述基座支承部所支承。
在該場合中,最好前述安裝體支承部具有:可沿著前述直線自由移動地由前述搖動支承基座所支承的搖動滑動基座、及可在「與前述直線直交的方向」上自由移動地由該搖動滑動基座所承的滑動構件,且該滑動構件連結於前述荷重施加手段,並由該滑動構件支承前述研磨構件安裝
體。
此外,在本發明中,前述底座部最好具有:被配置於固定位置的第1底座部分;和可在水平方向上自由移動地由該第1底座部分所支承,並且將前述基座支承部支承成可自由移動於垂直方向的第2底座部分;和用來修正該第2底座部分之水平方向位置的水平位置修正機構;及用來修正前述基座支承部對該第2底座部分之垂直方向位置的垂直位置修正機構。
本發明的外周研磨裝置,可藉由調整「用來使研磨構件沿著與工件邊緣平行的搖動直線形成搖動」之搖動支承基座的傾斜角度,而使前述搖動直線與工件的邊緣形成平行,並調整「安裝有前述研磨構件之研磨構件安裝體」的傾斜角度,使該研磨構件的作業面與工件的邊緣形成平行,而以1台研磨裝置來研磨不同斜角之各種工件的邊緣。
1‧‧‧夾頭手段
2A‧‧‧表面側邊緣研磨單元
2B‧‧‧背面側邊緣研磨單元
10‧‧‧研磨構件
10a‧‧‧作業面
10b‧‧‧基準面
11‧‧‧研磨構件安裝體
12‧‧‧安裝體支承部
13‧‧‧安裝體用角度調整機構
14‧‧‧荷重施加手段
15‧‧‧搖動支承基座
16‧‧‧搖動機構
17‧‧‧基座支承部
18‧‧‧基座用角度調整機構
19‧‧‧底座部
21‧‧‧第1樞軸
29‧‧‧搖動滑動基座
30‧‧‧滑動構件
43‧‧‧第2樞軸
51‧‧‧第1底座部分
52‧‧‧第2底座部分
53‧‧‧水平位置修正機構
54‧‧‧垂直位置修正機構
W‧‧‧工件
Ea‧‧‧表面側邊緣
Eb‧‧‧背面側邊緣
L1‧‧‧軸線
L2‧‧‧搖動直線
γ‧‧‧作業面角度
β、δ‧‧‧傾斜角度
θ、θ 1‧‧‧斜角(bevel angle)
第1圖:是顯示本發明的外周研磨裝置,為省略了夾頭手段之局部的前視圖。
第2圖:為背面側邊緣研磨單元的放大圖。
第3圖:是將第2圖所示之背面側邊緣研磨單元的局
部予以截斷,且從左側觀視的部分截斷側視圖。
第4圖:是顯示在研磨構件的位置將第2圖放大,且更進一步放大工件之比例的重要部位放大圖。
第5圖:是顯示第2圖的背面側邊緣研磨單元中,為了研磨不同斜角的工件,而對搖動支承基座及研磨構件支承體的傾斜角度進行調整之過渡階段的側視圖。
第6圖:是顯示第5圖的背面側邊緣研磨單元中,前述搖動支承基座及研磨構件支承體之傾斜角度的調整已結束之狀態的側視圖。
第7圖:是示意地顯示利用習知外周研磨裝置來研磨工件的背面側邊緣之狀態的重要部位放大剖面圖。
第8圖:為第7圖的俯視圖。
以下,根據圖面詳細地說明本發明中圓板形工件用外周研磨裝置的其中一種實施形態。
第1圖所示的外周研磨裝置,是用來研磨「形成於如同半導體晶圓般圓板形工件W的表背兩面之外周緣部」的傾斜面狀邊緣Ea、Eb(請參考第4圖)的裝置,具有「將前述工件W保持成水平,並使其繞著垂直軸線L1的周圍旋轉」的夾頭手段1、和用來研磨前述工件W之表面(上面)側邊緣Ea的表面側邊緣研磨單元2A、及用來研磨前述工件W之背面(下面)側邊緣Eb的背面側邊緣研磨單元2B。在第1圖中,顯示利用前述邊緣研磨單元
2A、2B來研磨邊緣Ea、Eb的狀態。
前述夾頭手段1,在形成垂直之主軸5的上端,具有形成外徑略小於前述工件W之圓盤形的夾頭平台6,在該夾頭平台6上,前述工件W是在「外周從該夾頭平台6朝側邊突出」的狀態下,利用真空吸附之類的方法保持成水平。因此,在前述夾頭平台6的上表面,開口形成有複數個吸附孔,該吸附孔是通過前述主軸5內的流路而連接於圖面中未顯示的真空泵。此外,前述主軸5是連接於圖面中未顯示的馬達,並以所需的速度朝所需的正反方向驅動旋轉。
而將前述工件W夾取於前述夾頭平台6上的方法,並不侷限於上述的真空吸附,也可以採用利用靜電之附著力的靜電夾頭、或者其他適當的方法。
前述表面側邊緣研磨單元2A與背面側邊緣研磨單元2B,是隔著前述工件W的軸線L1而配置在形成相對的位置。上述的2個邊緣研磨單元2A、2B,雖然並未具有完全相同的構造,但也因為彼此的關係位置,僅有部分的零件形狀和方向彼此不同,除此之外的構造及機能則實質上相同。因此,為了說明上的方便,在此針對背面側邊緣研磨單元2B具體地說明其構造,針對前述表面側邊緣研磨單元2A與該背面側邊緣研磨單元2B間的構造差異,則於稍後做簡單的說明。
如第2圖及第3圖所示,前述背面側邊緣研磨單元2B具有:可交換地安裝有研磨構件10的研磨構件
安裝體11;和將該研磨構件安裝體11支承成可自由傾動的安裝體支承部12;和用來調整前述研磨構件安裝體11的傾斜角度,而使前述研磨構件10的作業面10a與工件W的背面側邊緣Eb形成平行的安裝體用角度調整機構13;和將前述研磨構件10的作業面10a按壓於前述工件W的邊緣Eb並施加研磨荷重的荷重施加手段14;和將前述安裝體支承部12支承成可沿著「對前述軸線L1形成傾斜的直線(搖動直線)L2」自由移動的搖動支承基座15;和使前述安裝體支承部12沿著前述搖動直線L2形成搖動的搖動機構16;和將前述搖動支承基座15支承成可自由傾動的基座支承部17;和用來調整前述搖動支承基座15的傾斜角度,而使前述搖動直線L2與邊緣Eb形成平行的基座用角度調整機構18;及將前述基座支承部17支承成可在垂直方向及水平方向上修正位置的底座部19。
前述研磨構件安裝體11具有:朝向前述工件W的外周並朝向橫向,最好是朝向水平延伸的橫臂部11a;和從該橫臂部11a的基端朝向下方,最好是朝向垂直延伸的縱臂部11b;及從該縱臂部11b的下端朝向橫向,最好是朝向水平延伸的調整臂部11c,在該調整臂部11c的位置,前述研磨構件安裝體11是將與前述軸線L1直交的第1樞軸21作為中心,而被從前述安裝體支承部12伸出的托架20支承成可自由傾動,且可交換地將前述研磨構件10安裝於前述橫臂部11a前端的研磨構件安裝
頭11d。
從第4圖可清楚得知,前述研磨構件10,是較由將具有彈性的薄片狀研磨墊26彎曲成弧狀,並貼著於「由合成樹脂、和金屬或者陶瓷等硬質素材所形成的墊承座25」之彎曲成弧狀的墊貼著面25a而形成,藉由該研磨墊26的表面而形成:用來研磨前述工件W的邊緣Eb,且彎曲成弧狀的作業面10a。接著,該研磨構件10是採用「當研磨工件W時,前述作業面10a對水平面形成與邊緣Eb的斜角θ相等角度之傾斜」的姿勢,換言之,是前述作業面10a與邊緣Eb形成平行的姿勢,而可自由裝卸地安裝於前述研磨構件安裝頭11d。
在該場合中,前述研磨構件10最好是預先構成:前述作業面10a、與「形成於該研磨構件10的上表面又或者下表面等處之適宜位置」的平坦基準面10b所形成的角度(作業面角度)γ,是與前述斜角θ相等的角度,並且當前述研磨構件安裝頭11d位於研磨位置時,是以「該研磨構件10的基準面10b朝向水平」的姿勢佔據於研磨位置,如此一來,藉由將該研磨構件10安裝於前述研磨構件安裝頭11d,並調整前述研磨構件安裝體11的傾斜角度而使該研磨構件10的基準面10b朝向水平,可使前述作業面10a平行地朝向前述邊緣Eb。
在前述作業面10a,亦可形成有助於研磨材漿液流動的複數個漿液溝。
前述安裝體支承部12具有:被前述搖動支承
基座15支承成可沿著前述搖動直線L2自由移動的搖動滑動基座29;和被該搖動滑動基座29支承成可沿著導引件29a而自由移動於「與前述搖動直線L2直交之方向」的滑動構件30,前述托架20是從該滑動構件30延伸而出。
在前述搖動滑動基座29固定有壓力缸31,該壓力缸31的桿31a是與前述導引件29a平行地延伸,該桿31a的前端連結於前述滑動構件30,而藉由該桿31a的伸縮使前述滑動構件30在「與前述工件W的邊緣Eb直交的方向」上形成上下移動。接下來,藉由該滑動構件30朝向上方的位移,使前述研磨構件10的作業面10a抵接按壓於前述工件W的邊緣Eb,並施加對應於前述壓力缸31所供給之空氣壓的研磨荷重。因此,前述壓力缸31構成「用來對前述研磨構件10施加特定研磨荷重」的前述荷重施加手段14。而在本實施例中,雖然是由前述壓力缸31兼任「使前述研磨構件10朝向工件W的抵接.分離動作」、及施加研磨荷重的動作,但亦可另外設置抵接.分離專用的壓力缸。
前述安裝體用角度調整機構13具有:將與前述第1樞軸21平行的第1支軸32作為中心,而可自由傾動地安裝於前述托架20之前端部的筒狀固定螺帽(Clamp Nut)33;和可自由進退地鎖合於於該固定螺帽33的棒狀調整螺桿34;及將與前述第1支軸32平行的第2支軸35作為中心,而可自由傾動地安裝於前述調整臂部11c的卡
止構件36,前述調整螺桿34的前端部卡止於該卡止構件36,而形成可相對性地自由旋轉、或者在該調整螺桿34的軸線方向上彼此固定。接著,一旦操作手柄37而使前述調整螺桿34朝正反方向旋轉時,該調整螺桿34將形成進退移動而改變前述調整臂部11c與托架20之間的角度(間隔),前述研磨構件安裝體11將前述第1樞軸21作為中心而形成傾動並調整其傾斜角度。藉此,當前述研磨構件10的作業面10a並未與工件W的邊緣Eb形成平行時,可藉由利用前述安裝體用角度調整機構13來調整前述研磨構件安裝體11的傾斜角度,而使前述作業面10a平行地朝向邊緣Eb。
「前述作業面10a與邊緣Eb是否形成平行」的確認,譬如可採用水平儀之類的偵測器執行。亦即,當前述研磨構件10的基準面10b朝向水平時,前述作業面10a的傾斜角度便形成與斜角相等的角度而構成與前述邊緣Eb平行,只需調整前述研磨構件安裝體11的傾斜角度,以使放置於前述研磨構件10之基準面10b上的上述偵測器顯示水平即可。也可以使用形成於前述研磨構件安裝頭11d上面的其他基準面,來取代前述研磨構件10的基準面10b。
為了支承前述搖動滑動基座29,在前述搖動支承基座15的上面設有左右一對的導軌38,並將前述搖動滑動基座29下面的滑動部29b載置於該導軌38上,透過該滑動部29b前述搖動滑動基座29形成可沿著前述導
軌38自由移動。前述的一對導軌38是彼此平行,並且也與前述搖動直線L2形成平行。
前述搖動機構16具有:前端部與基端部可自由旋轉地由形成於前述搖動支承基座15的軸承部15a所支承的搖動用滾珠螺桿40;和用來驅動該搖動用滾珠螺桿40朝正反兩方向旋轉的搖動用馬達41;及鎖合於前述搖動用滾珠螺桿40的搖動用螺帽構件42。前述搖動用滾珠螺桿40與前述搖動直線L2形成平行,前述搖動用馬達41被安裝於前述搖動支承基座15,且前述搖動用螺帽構件42被安裝於前述搖動滑動基座29。接著,一旦利用前述搖動用馬達41使前述搖動用滾珠螺桿40朝向正、反方向旋轉時,前述搖動用螺帽構件42將沿著該搖動用滾珠螺桿40移動,並使前述安裝體支承部12全體沿著前述搖動直線L2形成往復移動。
前述基座支承部17具有:左右的縱框構件17a、及將該左右的縱框構件17a連結成一體的橫框構件17b,且由前述左右的縱框構件17a將「與前述第1樞軸21平行的第2樞軸43」支承成可自由旋轉,在該第2樞軸43固定有前述搖動支承基座15。
前述基座用角度調整機構18具有:在左右的其中任一個縱框構件17a的外面支承成水平的水平蝸桿軸46;和被安裝於該水平蝸桿軸46之其中一端的旋轉操作用手柄47;和被設在靠近前述水平蝸桿軸46之另一端的蝸桿48;及被固定於前述第2樞軸43的其中一端,且嚙
合於前述蝸桿48的蝸輪49,一旦利用前述手柄47使前述水平蝸桿軸46旋轉時,便由前述蝸桿48促使蝸輪49旋轉進而使前述第2樞軸43旋轉,並藉由前述搖動支承基座15的傾動,調整前述搖動用滾珠螺桿40對水平面S的傾斜角度β,也就是將前述搖動直線L2的傾斜角度調整成目標的角度。
「前述搖動直線L2的傾斜角度β是否形成作為目標之角度」的確認,譬如可使用數位分度器之類的偵測器執行。亦即,預先在前述搖動支承基座15形成與前述搖動直線L2平行的測量面,並且在前述基座支承部17形成水平的基準面,將前述偵測器配置在上述基準面與測量面交叉的位置,一邊觀視該偵測器,並同時調整前述搖動支承基座15的傾斜角度,而使測量面對前述基準面的傾斜角度形成目標角度即可。
前述底座部19具有:被配置在裝置之固定位置的第1底座部分51;及被該第1底座部分51支承成可自由移動於水平方向的第2底座部分52,且在該第2底座部分52將前述基座支承部17支承成可自由移動於垂直方向。此外,該底座部19具有:用來修正前述第2底座部分52之水平方向位置的水平位置修正機構53;及用來修正前述基座支承部17相對於該第2底座部分52之垂直方向位置的垂直位置修正機構54。以下,針對該底座部19的構造作更具體的說明。
前述第1底座部分51,具有被固定地設置於
地面上的固定板57,在該固定板57之上表面的左右兩端部,彼此平行且水平地配設有一對導軌57a,且在該導軌57a上載置有「形成於前述第2底座部分52的可動板58下表面之左右兩端部」的滑動部58a,透過該滑動部58a使前述第2底座部分52形成可沿著前述導軌57a自由移動於水平方向。
此外,在前述固定板57的上表面形成有一對軸承部57b,並由該軸承部57b將水平滾珠螺桿59支承成可自由旋轉,在該水平滾珠螺桿59的其中一端安裝有旋轉操作用的手柄60。另外,在前述可動板58的上表面固定有螺帽構件61,該螺帽構件61鎖合於前述水平滾珠螺桿59,一旦旋轉操作前述手柄60而使前述水平滾珠螺桿59旋轉時,前述螺帽構件61將沿著該水平滾珠螺桿59移動,進而修正前述第2底座部分52的水平方向位置。因此,前述水平滾珠螺桿59、手柄60及螺帽構件61構成了前述水平位置修正機構53。該水平位置修正機構53,是用來使前述研磨構件10相對於前述夾頭手段1而於水平方向上形成接近或者分離的機構。藉此,可對前述經角度調整後之前述第2底座部分52的水平方向位置進行微調整。
前述第2底座部分52具有:從前述可動板58垂直豎起的左右縱導框58b;及在靠近該縱導框58b的上端處,將該左右縱導框58b彼此予以連結的水平橫連結框58c。在前述左右縱導框58b的外側面形成有垂直延伸的
導引件58d,且形成於前述基座支承部17之左右縱框構件17a的滑動構件17c,從外側嵌合於該導引件58d,透過該滑動構件17c使前述第2底座部分52形成可沿著前述導引件58d而自由移動於上下方向。前述導引件58d分別於前述左右縱導框58b各形成有2個,因此前述滑動構件17c也分別在前述左右縱框構件17a各形成有2個。
垂直滾珠螺桿64,是在「其上端與下端可自由旋轉地被前述可動板58與橫連結框58c所支承」的狀態下,垂直地配設於前述第2底座部分52,鎖合於該垂直滾珠螺桿64的螺帽構件65,被固定於前述基座支承部17的橫框構件17b,藉由利用前述垂直滾珠螺桿64的正反旋轉而使該螺帽構件65沿著該垂直滾珠螺桿64上下移動,而修正前述基座支承部17之垂直方向的位置。
為了旋轉操作前述垂直滾珠螺桿64,在前述第2底座部分52的左右縱導框58b處,將「於一端具備有旋轉操作用手柄67」的水平蝸桿軸66支承成可自由旋轉,且使被安裝於該水平蝸桿軸66的蝸桿68、與被安裝於前述垂直滾珠螺桿64的蝸輪69彼此嚙合。接著,藉由以前述手柄67使該水平蝸桿軸66朝正反方向旋轉操作,而形成:可透過前述蝸桿68及蝸輪69,使前述垂直滾珠螺桿64形成正反旋轉。因此,前述手柄67、水平蝸桿軸66、蝸桿68、蝸輪69、垂直滾珠螺桿64、螺帽構件65構成:用來修正前述基座支承部17之垂直方向的位置的前述垂直位置修正機構54。該垂直位置修正機構54,是
用來使前述研磨構件10相對於前述夾頭手段1而於垂直方向上形成接近或者分離的機構。藉此,可對前述經角度調整後之前述基座支承部17的垂直方向位置進行微調整。
針對利用「具有前述構造的背面側邊緣研磨單元2B」研磨工件W之背面側邊緣Eb的場合進行說明。在前述邊緣Eb的斜角為θ的場合中,是使用作業面角度γ等於θ的研磨構件來作為前述的研磨構件10。此外,藉由將前述搖動支承基座15的傾斜角度β調整成與θ相等的角度,使前述搖動直線L2平行地朝向前述邊緣Eb,再藉由調整前述研磨構件安裝體11的傾斜角度,而使前述作業面10a也平行地朝向前述邊緣Eb。
接著,再將前述工件W安置於夾頭手段1的夾頭平台6上後,利用前述荷重施加手段14使前述研磨構件10的作業面10a接觸於前述背面側邊緣Eb,藉由使前述工件W將軸線L1作為中心而旋轉,而由前述作業面10a對前述邊緣Eb形成研磨。此時,由前述荷重施加手段14對前述研磨構件10作用(施加)特定的研磨荷重。此外,在前述搖動機構16,藉由利用前述搖動用馬達41使搖動用滾珠螺桿40朝正、反方向旋轉,而使前述搖動用螺帽構件42沿著該搖動用滾珠螺桿40往復移動,並透過前述安裝體支承部12及研磨構件安裝體11使前述研磨構件10沿著前述搖動直線L2緩慢地往復移動,改變邊緣Eb對前述作業面10a的接觸位置。
一旦研磨結束,則藉由前述荷重施加手段14使研磨構件10從工件W分離,並從夾頭平台6搬出工件W。
前述邊緣研磨單元2B,也可以研磨「邊緣Eb之斜角不同的工件W」。在研磨斜角為θ 1之工件W的場合中,將前述研磨構件10更換成「作業面角度γ(請參考第4圖)等於θ 1的研磨構件」。此外,也藉由基座用角度調整機構18,將前述搖動支承基座15,也就是指搖動直線L2的傾斜角度β調整成等於θ 1。
更換前述研磨構件10的理由,是因為作業面角度γ等於θ的研磨構件,當其形成弧狀作業面10a的剖面形狀平行地朝向斜角θ的邊緣時,對該邊緣形成面接觸,但即使平行地面向斜角θ 1的邊緣,也無法對該邊緣形成面接觸。因此將前述研磨構件更換為:作業面角度與所研磨之工件的斜角相等的研磨構件。
此外,前述搖動直線L2之傾斜角度β的調整,是以下述的方式執行:藉由旋轉操作前述基座用角度調整機構18上的手柄47而促使前述水平蝸桿軸46旋轉,並透過前述蝸桿48及蝸輪49促使前述第2樞軸43形成特定角度的旋轉,再藉由使前述搖動支承基座15形成傾動,使前述搖動用滾珠螺桿40的傾斜角度β形成與θ 1相等。
一旦執行前述搖動支承基座15之傾斜角度β的調整,便如第5圖所示,由於前述安裝體支承部12與
研磨構件安裝體11是整體以前述第2樞軸43作為中心而形成傾動,因此前述研磨構件安裝體11的橫臂部11a變成非水平狀態,而使研磨構件10的作業面10a與工件W的邊緣Eb變成非平行狀態。舉例來說,在前述斜角θ 1大於θ的場合中,由於前述安裝體支承部12與研磨構件安裝體11在第2圖中是以前述第2樞軸43作為中心而朝順時針方向旋轉,因此如第5圖所示,前述作業面10a相對於水平面S的傾斜角度δ變成大於θ 1。因此,如第6圖所示,使前述安裝體用角度調整機構13的調整螺桿34後退,並使前述調整臂部11c以前述第1樞軸21作為中心而轉動,來縮小該調整臂部11c與托架20之間的間隔,且使前述橫臂部11a,也就是指研磨構件10的基準面10b朝向水平。如此一來,前述研磨構件10之作業面10a的傾斜角度δ成為θ 1,該作業面10a與工件W的邊緣Eb形成平行。
由於執行「前述搖動支承基座15的傾斜角度β」、及「前述研磨構件10之作業面10a的傾斜角度δ」的調整,導致前述作業面10a與工件W之間的距離改變,因此有必要使用前述水平位置修正機構53及垂直位置修正機構54,執行水平方向位置及垂直方向位置的微調整,以便於使前述作業面10a位在適合邊緣研磨的位置。
在前述斜角θ 1小於θ的場合中,則與上述的場合相反,由於前述安裝體支承部12及研磨構件安裝體
11在第2圖中以前述第2樞軸43作為中心而朝逆時針方向旋轉,而使前述作業面10a的傾斜角度δ小於θ 1,因此利用前述安裝體用角度調整機構13執行與前述場合相反的操作,使前述橫臂部11a,也就是指研磨構件10的基準面10b朝向水平。
如此一來,進行調整使前述搖動直線L2的傾斜角度β成為θ 1,並進行調整使前述研磨構件10之作業面10a的傾斜角度δ成為θ 1之後,只需藉由與「對前述斜角為θ的工件W進行研磨時」相同的操作,便能研磨前述邊緣Eb。
而當執行前述的角度調整之際,為了使角度調整作業容易執行,亦可利用前述水平位置修正機構53及垂直位置修正機構54,將位置調整至從前述夾頭手段1分離的方向。
另外,前述工件W之表面側邊緣Ea的研磨,是藉由前述表面側邊緣研磨單元2A,採用與「利用前述背面側邊緣研磨單元2B研磨背面側邊緣Eb時」相同的的方式執行。相較於前述背面側邊緣研磨單元2B,該表面側邊緣研磨單元2A除了以下幾點有所不同之外,其餘的構造及功能實質上皆相同:研磨構件10是以「可對工件W的表面側邊緣Ea進行研磨的姿勢」安裝於研磨構件安裝體11的這點;研磨構件安裝體11的調整臂部11c及安裝體支承部12之托架20的延伸方向和長度不同的這點;荷重施加手段14是藉由「壓力缸31之桿31a的
短縮致使滑動構件30朝向下方位移」,而施加研磨荷重的這點;構成基座用角度調整機構18之各零件的配置和方向不同的這點;構成水平位置修正機構53及垂直位置修正機構54之各零件的配置和方向不同的這點。因此,對其主要的構成部分標示與背面側邊緣研磨單元2B相同的圖號,並省略其構造的說明。
L2‧‧‧搖動直線
S‧‧‧水平面
W‧‧‧工件
β‧‧‧傾斜角度
θ‧‧‧斜角(bevel angle)
2B‧‧‧邊緣研磨單元
6‧‧‧夾頭平台
10‧‧‧研磨構件
10a‧‧‧作業面
10b‧‧‧基準面
11‧‧‧研磨構件安裝體
11a‧‧‧橫臂部
11b‧‧‧縱臂部
11c‧‧‧調整臂部
11d‧‧‧研磨構件安裝頭
12‧‧‧安裝體支承部
13‧‧‧安裝體用角度調整機構
14‧‧‧荷重施加手段
15‧‧‧搖動支承基座
15a‧‧‧軸承部
16‧‧‧搖動機構
17‧‧‧基座支承部
17‧‧‧縱框構件
17c‧‧‧滑動構
件
18‧‧‧基座用角度調整機構
19‧‧‧底座部
20‧‧‧托架
21‧‧‧第1樞軸
25‧‧‧墊承座
29‧‧‧搖動滑動基座
29a‧‧‧導引件
30‧‧‧滑動構件
31‧‧‧壓力缸
31a‧‧‧桿
32‧‧‧第1支軸
33‧‧‧固定螺帽(Clamp Nut)
34‧‧‧調整螺桿
35‧‧‧第2支軸
36‧‧‧卡止構件
37‧‧‧操作手柄
38‧‧‧導軌
40‧‧‧搖動用滾珠螺桿
41‧‧‧搖動用馬達
42‧‧‧搖動用螺帽構件
43‧‧‧第2樞軸
46‧‧‧水平蝸桿軸
47‧‧‧旋轉操作用手柄
48‧‧‧蝸桿
49‧‧‧蝸輪
51‧‧‧第1底座部分
52‧‧‧第2底座部分
53‧‧‧水平位置修正機構
54‧‧‧垂直位置修正機構
57‧‧‧固定板
57a‧‧‧導軌
57b‧‧‧軸承部
58‧‧‧可動板
58a‧‧‧滑動部
58b‧‧‧左右縱導框
58d‧‧‧導引件
59‧‧‧水平滾珠螺桿
60‧‧‧旋轉操作用的手柄
61‧‧‧螺帽構件
64‧‧‧垂直滾珠螺桿
66‧‧‧水平蝸桿軸
67‧‧‧旋轉操作用手柄
68‧‧‧蝸桿
69‧‧‧蝸輪
Claims (5)
- 一種圓板形工件用外周研磨裝置,是用來對形成於圓板形工件的表面及背面之外周部分的傾斜面狀邊緣進行研磨的外周研磨裝置,其特徵為:前述外周研磨裝置具有:保持前述工件並繞著軸線的周圍旋轉的夾頭手段;及利用研磨構件之形成弧狀的作業面,對前述工件的表面側及背面側邊緣進行研磨的表面側及背面側邊緣研磨單元,前述表面側及背面側邊緣研磨單元具有:可交換地安裝有前述研磨構件的研磨構件安裝體;和將該研磨構件安裝體支承成可自由傾動的安裝體支承部;和用來調整前述研磨構件安裝體的傾斜角度,使前述研磨構件的作業面與工件的邊緣形成平行的安裝體用角度調整機構;和將前述研磨構件的作業面按壓於前述工件的邊緣,並施加研磨荷重的荷重施加手段;和將前述安裝體支承部支承成可沿著對前述軸線形成傾斜的直線自由移動的搖動支承基座;和使前述安裝體支承部沿著前述直線搖動的搖動機構;和將前述搖動支承基座支承成可自由傾動的基座支承 部;和用來調整前述搖動支承基座的傾斜角度,使前述直線與前述工件的邊緣形成平行的基座用角度調整機構;及將前述基座支承部支承成可在垂直方向及水平方向上修正位置的底座部。
- 如申請專利範圍第1項所記載的圓板形工件用外周研磨裝置,其中前述研磨構件構成:使該研磨構件的基準面與前述作業面所形成的角度,也就是指作業面角度形成與工件的斜角相等的角度,並藉由將該研磨構件安裝於前述研磨構件安裝體且水平地朝向前述基準面,而使前述作業面與工件的邊緣形成平行。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的圓板形工件用外周研磨裝置,其中前述研磨構件安裝體,是將與工件的軸線形成直交的第1樞軸作為中心,而可自由傾動地由前述安裝體支承部所支承,前述搖動支承基座,是將與前述第1樞軸形成平行的第2樞軸作為中心,而可自由傾動地由前述基座支承部所支承。
- 如申請專利範圍第3項所記載的圓板形工件用外周研磨裝置,其中前述安裝體支承部具有:可沿著前述直線自由移動地由前述搖動支承基座所支承的搖動滑動基座;及可在與前述直線形成直交的方向上自由移動地由該搖動滑動基座所支承的滑動構件,該滑動構件連結於前述荷重施加手段,前述研磨構件安裝體是由該滑動構件所支承。
- 如申請專利範圍第1或2項所記載的圓板形工件用 外周研磨裝置,其中前述底座部具有:被配置於固定位置的第1底座部分;和可在水平方向自由移動地由該第1底座部分所支承,且將前述基座支承部支承成可在垂直方向自由移動的第2底座部分;和用來修正該第2底座部分之水平方向位置的水平位置修正機構;及用來修正前述基座支承部相對於該第2底座部分之垂直方向位置的垂直位置修正機構。
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