CN101224552A - 圆盘状基板的磨削方法、磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供圆盘状基板的磨削方法、磨削装置，能够利用圆盘状基板的外周磨削和内周磨削，在磨削后的内周及外周提高同心度。圆盘状基板(10)的磨削方法一边使在中央具有开孔的圆盘状基板(10)旋转一边对其进行磨削，其中，一边将内周磨石(31)朝向外周方向(C方向)进给一边磨削圆盘状基板(10)的内周(12)，并且，一边将外周磨石(51)朝向内周方向(A方向)进给一边磨削圆盘状基板(10)的外周(13)，且使该内周磨石(31)和外周磨石(51)的进给大致同时停止。
Description
技术领域
本发明涉及例如磁记录介质用玻璃基板等圆盘状基板的磨削方法、磨削装置，特别涉及对圆盘状基板的外周和内周进行磨削的磨削方法、磨削装置。
背景技术
随着作为记录介质的需要的提高，近年来，作为圆盘状基板的盘基板的制造开始活跃。作为该盘基板之一的磁盘基板，广泛使用铝基板和玻璃基板。该铝基板在加工性高且廉价这点上有特长，另一方面，玻璃基板在强度、表面的平滑性、平坦性优良这点上有特长。特别是最近，盘基板的小型化和高密度化的要求显著变高，从而基板的表面粗糙度小且可实现高密度化的玻璃基板的引人注目程度提高。
对这种磁盘基板的制造装置进行了各种改进。作为公报记载的现有技术，存在对具有中心孔的圆盘状基板(玻璃基板、玻璃圆盘)的外周面及内周面进行磨削的技术(例如，参照专利文献1、2)。
在该专利文献1中，公开了在玻璃圆盘的内外周面磨削加工装置中同时并行地执行多个工序的技术。而且，其中，相对于固定在转台上的玻璃圆盘，使外周面加工用的磨石和内周面加工用的磨石位移而与玻璃圆盘的外周面和内周面接触，同时并行地进行外周面加工和内周面加工。
此外，在专利文献2中，使用金属结合剂外表面磨石和金属结合剂内表面磨石同时对硬盘用玻璃基板的外周部和内周部的端面和斜面进行磨削加工。另外，该金属结合剂外表面磨石和金属结合剂内表面磨石在同一轴线上隔开恒定的间隔而设有多个(10个)梯形槽，将这10个中的一半的梯形槽成形为用于粗加工，将剩余的一半的梯形槽成形为用于精加工。而且，利用金属结合剂外表面磨石同时加工玻璃基板的外周部的端面和斜面，利用金属结合剂内表面磨石同时加工玻璃基板的内周部的端面和斜面。
专利文献1：日本特开2005-14176号公报
专利文献2：日本特开2001-105292号公报
这样，一直以来存在同时磨削圆盘状基板的内周面(内周)和外周面(外周)的技术。但是，例如在磨石的接触中，与内周相比，外周为点接触状态，应磨削的距离(圆周方向的距离)为外周比内周大，进而磨石轴载荷的不同、圆盘状基板的内外周的圆周速度不同等，对于外周的磨削和内周的磨削，包括其加工率的磨削内容不同。进而，这样，在磨削内容不同的情况下，在磨削后的内周和外周也要求高的尺寸精度和高的同心度。因此，在同时磨削圆盘状基板的内周和外周时，如果不能确定更适当的磨削条件则不能得到良好的磨削结果。
发明内容
本发明是为解决上述技术问题而完成的，其目的在于，利用圆盘状基板的外周磨削和内周磨削，在磨削后的内周和外周提高同心度。
此外，另一目的在于，利用圆盘状基板的外周磨削和内周磨削来减少加工所需的时间，并将磨削后的内、外周的尺寸精度保持得较高。
为了达到这些目的，本发明的圆盘状基板的磨削方法一边使在中央具有开孔的圆盘状基板旋转一边对其进行磨削，其特征在于，一边将内周磨削单元朝向所述圆盘状基板的外周在半径方向上进给一边磨削该圆盘状基板的内周，并且，一边将外周磨削单元朝向该圆盘状基板的内周在半径方向上进给一边磨削该圆盘状基板的外周，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的进给同时停止。
进而，所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，在所述停止的状态下使所述圆盘状基板的旋转继续预定时间，除去残留在所述圆盘状基板的所述内周及所述圆盘状基板的所述外周的突出部。
进而，所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，所述圆盘状基板由按压其上下面的保持单元保持。
所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，所述内周磨削单元和所述外周磨削单元具有旋转的磨削面。
所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，所述内周磨削单元和所述外周磨削单元分别具有粗削部和精削部。
所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，在使用所述粗削部的磨削时，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的所述半径方向的进给同时停止，在保持所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的位置的状态下，使该内周磨削单元和该外周磨削单元旋转一定时间。
所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，所述内周磨削单元和所述外周磨削单元是在轴向上连续形成所述粗削部和所述精削部的磨石，在使用所述粗削部的磨削后，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元在轴向上移动，使所述精削部与所述圆盘状基板对置，进行使用该精削部的磨削。
所述圆盘状基板的磨削方法的特征在于，在使用所述精削部的磨削时，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的所述半径方向的进给同时停止，在保持所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的位置的状态下，使该内周磨削单元和该外周磨削单元旋转一定时间。
应用本发明的磨削装置的特征在于，该磨削装置具备：对圆盘状基板的内周进行磨削的内周磨石；对所述圆盘状基板的外周进行磨削的外周磨石；使所述内周磨石朝向所述圆盘状基板的外周在半径方向上移动的内周磨石移动机构；使所述外周磨石朝向所述圆盘状基板的内周在半径方向上移动的外周磨石移动机构；以及一边使所述内周磨石和所述外周磨石旋转，一边使所述内周磨石移动机构和所述外周磨石移动机构动作并使它们同时停止，来磨削所述圆盘状基板的控制部。
所述磨削装置的特征在于，所述控制部一边使所述圆盘状基板旋转，一边使用所述内周磨石和所述外周磨石对所述圆盘状基板进行磨削。
所述磨削装置的特征在于，所述控制部以使得基于所述内周磨石移动机构的所述内周磨石的移动距离和基于所述外周磨石移动机构的所述外周磨石的移动距离一致的方式进行控制。
所述磨削装置的特征在于，所述控制部使所述内周磨石移动机构和所述外周磨石移动机构动作，并在使它们同时停止而保持位置的状态下，使所述内周磨石和所述外周磨石旋转一定时间。
所述磨削装置的特征在于，所述内周磨石具备：用于对所述圆盘状基板的所述内周进行粗削的粗削面；和在轴向上与该粗削面连续设置且用于对该内周进行精削的精削面，所述外周磨石具备：用于对所述圆盘状基板的所述外周进行粗削的粗削面；和在轴向上与该粗削面连续设置且用于对该外周进行精削的精削面。
所述磨削装置的特征在于，该磨削装置还具备从一侧保持所述内周磨石并使其旋转的旋转轴，所述内周磨石在靠近所述旋转轴的位置设置所述精削面，在远离该旋转轴的位置设置所述粗削面。
所述磨削装置的特征在于，该磨削装置还具备从一侧保持所述外周磨石并使其旋转的旋转轴，所述外周磨石在靠近所述旋转轴的位置设置所述精削面，在远离该旋转轴的位置设置所述粗削面。
根据如上那样构成的本发明，与不采用这些结构的情况相比，能够利用圆盘状基板的外周磨削和内周磨削，在磨削后的内周和外周提高同心度。
此外，与不采用这些结构的情况相比，可用圆盘状基板的外周磨削及内周磨削来减少加工所需的时间，并且将磨削后的内、外周的尺寸精度维持得较高。
附图说明
图1A～图1H是表示应用本实施方式的圆盘状基板(盘基板)的制造工序的图。
图2是表示在内外周磨削工序中使用的磨削装置的整体结构的图。
图3是放大表示对圆盘状基板进行磨削的磨削装置的磨削机构部分的图。
图4是在平面轴上表现圆盘状基板与内周磨石及外周磨石的关系的图。
图5是表示内外周磨削工序的处理的流程图。
图6是用于说明同时加工圆盘状基板的端面和斜面用的内周磨石及外周磨石的结构例的图。
符号说明
10圆盘状基板；12内周；13外周；30内周磨削机构；31内周磨石；32粗削面(粗削部)；33精削面(精削部)；50外周磨削机构；51外周磨石；52粗削面(粗削部)；53精削面(精削部)；70基板保持/旋转机构；71第一保持机构；72第二保持机构。
具体实施方式
下面，参照附图来对本发明的实施方式详细进行说明。
图1A～图1H是表示应用本实施方式的圆盘状基板(盘基板)的制造工序的图。在该制造工序中，首先，在图1A所示的一次粗研磨工序中，将圆盘状基板(加工体)10的原材料载置于平台21上，磨削圆盘状基板10的平面11。此时，在载置有圆盘状基板10的平台21的表面上，分散并嵌入例如金刚石的磨粒。
接着，在图1B所示的内外周磨削工序中，利用内周磨石31对在圆盘状基板10的中心设置的开孔(hole)的内周12进行磨削，并利用外周磨石51对圆盘状基板10的外周13进行磨削。此时，利用内周磨石31和外周磨石51在圆盘状基板10的半径方向上夹着圆盘状基板10的内周12的面(内周面)和外周13的面(外周面)同时进行加工，由此易于确保内径和外径的同轴度(同心度)。在该内周磨石31和外周磨石51的表面上，分散并嵌入例如金刚石的磨粒。
然后，在图1C所示的外周研磨工序中，使用外周研磨用刷24来研磨圆盘状基板10的外周13。然后，在图1D所示的二次粗研磨工序中，将圆盘状基板10载置于平台21上，进一步磨削圆盘状基板10的平面11。
接着，在图1E所示的内周研磨工序中，在圆盘状基板10的中心的开孔中插入刷25，研磨圆盘状基板10的内周12。然后，在图1F所示的一次抛光工序中，将圆盘状基板10载置于平台27上，磨光圆盘状基板10的平面11。在此时的研磨中，例如作为无纺布(研磨布)使用硬质抛光器。另外，在图1G所示的二次抛光工序中，进行使用了软质抛光器的平面研磨。然后，在图1H所示的最终清洗/检查工序中进行清洗和检查，从而制造圆盘状基板(盘基板)10。
这里，对作为本实施方式的特征工序的图1B所示的内外周磨削工序详细描述。
首先，使用图2～图4来对在内外周磨削工序中使用的磨削装置100进行说明。图2表示磨削装置100的整体结构图，图3放大表示对圆盘状基板10进行磨削的磨削装置100的磨削机构部分。另外，图4在平面轴上表现圆盘状基板10与内周磨石31及外周磨石51的关系。
应用本实施方式的磨削装置100具备：对作为加工体的圆盘状基板10的内周12进行磨削的内周磨削机构30；对圆盘状基板10的外周13进行磨削的外周磨削机构50；以及按压并保持圆盘状基板10的上下面，且使所保持的圆盘状基板10旋转的基板保持/旋转机构70。此外，该内周磨削机构30和外周磨削机构50、基板保持/旋转机构70的动作由控制部(未图示)来控制。
如图2和图3所示，内周磨削机构30具备：具有旋转的磨削面的内周磨石31；和从一侧保持内周磨石31并使其旋转的旋转轴34。此外，如图2所示，该内周磨削机构30具备：使内周磨石31旋转的旋转驱动装置35；和用于保持旋转驱动装置35并使其在图中Z轴方向(图中上下方向)上移动的内周磨石用工作台36。另外，作为用于使该内周磨石用工作台36在Z轴方向上移动的Z轴方向移动机构，具备导轨(slide rail)37、作为驱动源的伺服电动机38、以及将伺服电动机38的旋转力改变为内周磨石用工作台36的滑动方向的移动的滚珠丝杠39。此外，作为用于使该内周磨石用工作台36和Z轴方向移动机构在X轴方向(图4的C方向和D方向、圆盘状基板10的半径方向)上移动的X轴方向移动机构，具备导轨41和作为驱动源的伺服电动机42。
内周磨石31具有将例如金刚石粒嵌入SK材料(碳素工具钢钢材)中而成的结构。而且，如图4所示，在图中的下方即前端侧设有稀疏地嵌入有金刚石的粗削用的粗削面(粗削部)32。而且，具有细密地嵌入有金刚石的精加工用的精削面(精削部)33，该精削面33与该粗削面32在轴向上连续且一体地设置在旋转轴侧。这里，与使用粗削面32的切削相比，在使用精削面33的切削中要求更高的精度。因此，考虑旋转不均的影响，在靠近旋转轴34的一方设置精削面33，在旋转不均大的离旋转轴34远的一方设置粗削面32。而且，粗削面32和精削面33的Z轴方向的长度与圆盘状基板10的厚度相比足够长。
该内周磨削机构30在磨削前的状态下，相对于载置圆盘状基板10的磨削位置而使内周磨石31位于Z轴的上方。在将圆盘状基板10的上下面按压并保持在基板保持/旋转机构70上时，驱动图2所示的伺服电动机38，通过滚珠丝杠39和导轨37而使内周磨石用工作台36向Z轴的下方(图4的Z1方向)移动。而且，通过伺服电动机38的控制，图4所示的粗削面32和精削面33中的任一方与圆盘状基板10的内周12对置。此外，在从粗削作业向精削作业转移时，或在磨削作业结束时，通过伺服电动机38的旋转驱动以及滚珠丝杠39和导轨37，使内周磨石用工作台36向Z轴的上方(图4的Z2方向)移动。
此外，对于内周磨削机构30，在磨削时，其内周磨石31的齿顶(歯先)从例如图4的移动开始位置(第一移动开始位置或第二移动开始位置)向C方向(外周方向)移动到移动结束位置(第一移动结束位置或第二移动结束位置)。此时，旋转驱动装置35所产生的旋转驱动力作用于旋转轴34上，使内周磨石31向一个方向旋转。此外，在磨削结束后，内周磨石31的齿顶从例如图4的移动结束位置向D方向移动到预定位置。在该C方向及D方向的移动时，驱动图2所示的伺服电动机42，通过导轨41和未图示的滚珠丝杠等的作用而使内周磨石用工作台36和Z轴方向移动机构移动。
如图2所示，外周磨削机构50具备：具有旋转的磨削面的外周磨石51；和从一侧保持外周磨石51并使其旋转的旋转轴54。此外，该外周磨削机构50具备：使外周磨石51旋转的旋转驱动装置55；和将来自旋转驱动装置55的旋转力传递到旋转轴54的传递机构60。另外，具备保持旋转驱动装置55和传递机构60并用于使它们在图中的Z轴方向(图中的上下方向)上移动的外周磨石用工作台56。此外，作为用于使该外周磨石用工作台56在Z轴方向上移动的Z轴方向移动机构，具备导轨57、作为驱动源的伺服电动机58、以及将伺服电动机58的旋转力改变为外周磨石用工作台56的滑动方向的移动的滚珠丝杠59。另外，作为用于使该外周磨石用工作台56和Z轴方向移动机构在X轴方向(圆盘状基板10的半径方向)上移动的X轴方向移动机构，具备导轨61和作为驱动源的伺服电动机62。这里，在本实施方式中定义的X轴方向相对于图中的铅直方向即Z轴方向意味着圆盘状基板10的半径方向，是由所谓三轴(XYZ轴)方向定义的X轴及Y轴形成的平面轴(水平轴)。另外，在图2和图3所示的示例中，由基板保持/旋转机构70保持的圆盘状基板10的中心和外周磨石51的中心轴处于下述关系：不是朝向附图中的左侧，而是朝向纸面的近前侧(或纸面的后方侧)具有预定角度。
外周磨石51与内周磨石31同样，具有将例如金刚石粒嵌入SK材料中而成的结构。而且，如图4所示，与内周磨石31同样，在图中的下方设有稀疏地嵌入有金刚石的粗削用的粗削面(粗削部)52。而且，具有细密地嵌入有金刚石的精加工用的精削面(精削部)53，该精削面53与该粗削面52在轴向上连续且一体地设置在其上方。在上方设置精削面53是为了在精削时减少旋转不均的影响。而且，粗削面52和精削面53的Z轴方向的长度与圆盘状基板10的厚度相比足够长。进而，如果使内周磨石31的粗削面32和外周磨石51的粗削面52的Z轴方向的长度大体相等，且使内周磨石31的精削面33和外周磨石51的精削面53的Z轴方向的长度大体相等，则可在同时磨削内外周时简单地进行两者的Z轴方向的位置控制。
该外周磨削机构50与内周磨削机构30同样，在磨削前的状态下相对于载置圆盘状基板10的磨削位置而使外周磨石51位于上方。在圆盘状基板10设置(调整且保持)在基板保持/旋转机构70上时，驱动图2所示的伺服电动机58，通过滚珠丝杠59和导轨57而使外周磨石用工作台56向Z轴的下方(图4的Z1方向)移动。另外，通过伺服电动机58的控制，图4所示的粗削面52和精削面53中的任一方与圆盘状基板10的外周13对置。此外，在从粗削作业向精削作业转移时，或在磨削作业结束时，通过伺服电动机58的旋转驱动以及滚珠丝杠59和导轨57而使外周磨石用工作台56向Z轴的上方(图4的Z2方向)移动。
此外，对于外周磨削机构50，在磨削时，其外周磨石51的齿顶从例如图4的移动开始位置向A方向(内周方向)移动到移动结束位置。此时，旋转驱动装置55所产生的旋转驱动力经由传递机构60作用于旋转轴54上，使外周磨石51向一个方向旋转。此外，在磨削结束后，外周磨石51的齿顶从例如图4的移动结束位置向B方向移动到预定位置。在这些移动时，驱动图2所示的伺服电动机62，通过导轨61和未图示的滚珠丝杠等的作用而使外周磨石用工作台56和Z轴方向移动机构移动。
另一方面，如图2和图3所示，基板保持/旋转机构70具备用于按压并保持圆盘状基板10的上下面的第一保持机构71和第二保持机构72。此外，如图2所示，该基板保持/旋转机构70具备：用于使由第一保持机构71和第二保持机构72保持的圆盘状基板10旋转的旋转轴73；提供旋转用的驱动力的驱动源74；以及将来自驱动源74的驱动力传递到旋转轴73的传递机构75。另外，作为使第二保持机构72在Z轴方向上下移动的机构，具备作为驱动源的液压缸等气缸76和将来自该气缸76的驱动力传递到第二保持机构72的传动轴77。
在圆盘状基板10放置在该第一保持机构71上并定位后，第二保持机构72通过气缸76的动作而经由传动轴77向图中的下方移动，通过该第一保持机构71和第二保持机构72压住圆盘状基板10。由此，由基板保持/旋转机构70按压圆盘状基板10的表面，能够可靠地按压并保持圆盘状基板10。此外，来自驱动源74的驱动力经由传递机构75传递到旋转轴73，使保持圆盘状基板10的第一保持机构71和第二保持机构72旋转。
此外，如图3所示，在该第一保持机构71中具备：对载置在第一保持机构71的载物台上的圆盘状基板10进行吸引的吸附头78；和用于以圆盘状基板10的内周12为基准定心的夹紧(chuck)机构79。
在圆盘状基板10被放置于第一保持机构71的前端即载物台上后，基板保持/旋转机构70通过吸附头78来吸附圆盘状基板10。此外，此时，夹紧机构79在例如将沿横向打开的多个突出部关闭的状态下插入到圆盘状基板10的内周12，将该多个突出部均等地沿横向打开而特定内周12的位置并使圆盘状基板10移动。由此，在相对于圆盘状基板10的内周12定心的状态下将圆盘状基板10定位并配置在第一保持机构71中。
接着，对使用上述磨削装置100而执行的内外周研磨处理的流程进行说明。
图5是表示内外周磨削工序的处理的流程图。这里，表示针对每张基板进行的磨削处理，并且针对每张基板重复进行该处理。若使用图2～图4来说明，首先，使用例如机械手机构(未图示)等，将圆盘状基板10放置于第一保持机构71的前端(载物台)(步骤101)。接着，通过上述夹紧机构79的动作而相对于圆盘状基板10的内周12进行定心，在利用吸附头78将圆盘状基板10吸附在第一保持机构71的前端(载物台)的状态下移动第二保持机构72，保持圆盘状基板10(步骤8102)。通过使气缸76动作，经由传动轴77使第二保持机构72向图中Z轴的下方移动来进行该圆盘状基板10的保持。
然后，使内周磨石31和外周磨石51向图3的Z轴下方(图4的Z1方向)移动，如图4所示，使内周磨石31的粗削面32与圆盘状基板10的内周12对置，使外周磨石51的粗削面52与圆盘状基板10的外周13对置(步骤103)。在该工序中，内周磨石31的Z1方向的移动通过驱动图2所示的伺服电动机38并利用滚珠丝杠39和导轨37使内周磨石用工作台36移动来进行。通过控制该伺服电动机38的旋转来调整内周磨石31的Z轴方向的位置，以使内周磨石31的粗削面32位于可磨削内周12的位置。
同样，外周磨石51的Z1方向的移动通过驱动图2所示的伺服电动机58并利用滚珠丝杠59和导轨57使外周磨石用工作台56移动来进行。通过控制该伺服电动机58的旋转来调整外周磨石51的Z轴方向的位置，以使外周磨石51的粗削面52位于可磨削外周13的位置。
此外，使得例如粗削面32、52的Z轴方向的大致中央位置与圆盘状基板10的Z轴方向的中心位置一致等来调整Z轴方向的位置，以使圆盘状基板10的端面不会从粗削面32、52的Z轴方向的位置(上下位置)偏离。
进而，使内周磨石31向C方向移动，且使外周磨石51向A方向移动，将内周磨石31和外周磨石51进给到第一移动开始位置(参照图4)(步骤104)。该第一移动开始位置是为了使圆盘状基板10的内周12和外周13(内外周)的粗削磨削同时结束而确定的磨石的进给开始位置。该第一移动开始位置是确定内周磨石31向外周方向(C方向)的进给和外周磨石51向内周方向(A方向)的进给的位置，考虑作为磨削对象的圆盘状基板10(加工体)的装入尺寸精度和切削距离等而确定为具有预定余量的值。而且，在基于步骤103的Z方向的移动前预先设定于第一移动开始位置的情况下，可省略该步骤104的处理。
进而，一边使内周磨石31、外周磨石51、圆盘状基板10旋转，一边将内周磨石31从第一移动开始位置进给到第一移动结束位置(使内周磨石31向C方向移动)，同时，将外周磨石51从第一移动开始位置进给到第一移动结束位置(使外周磨石51向A方向移动)(步骤105)。而且，此时，向切削部分供给由例如碱溶液构成的冷却液。该冷却液例如以促进冷却和装置的防锈、打磨作用(削落金刚石磨石的填料表面并使填料的新鲜面露出的作用)等为目的而使用。
在该步骤105的处理中，内周磨石31和外周磨石51的旋转通过旋转驱动装置35、55来进行。此外，圆盘状基板10的旋转经由驱动源74来进行。这些旋转在对置的位置(接触方向)分别为相反方向，即，相对于圆盘状基板10的旋转，内周12和外周13都在成为相同转向的方向上旋转。圆盘状基板10和外周磨石51向相同方向旋转，圆盘状基板10和内周磨石31向相反方向旋转。
下面表示采用本实施方式的一个实施例。
盘的种类：1.89英寸
圆盘状基板10的外周13约48mm、内周12约12mm
内周磨石31： 直径约9mm
转速 10000～12000ppm
外周磨石51： 直径约160mm
转速 3500～4000ppm
圆盘状基板10(加工体)的转速：约14rpm
而且，控制伺服电动机42而使内周磨石31向C方向移动，并控制伺服电动机62而使外周磨石51向A方向移动。此时，在本实施方式中，其特征在于，内周12侧的第一移动开始位置和第一移动结束位置的距离及外周13侧的第一移动开始位置和第一移动结束位置的距离相同。这样，通过使磨石的移动距离在内周侧和外周侧相同，且在相同定时开始移动，并以相同速度滑动移动，从而使内周磨石31和外周磨石51在相同定时到达移动开始位置。即，使内周磨石31和外周磨石51的进给大致同时停止。在图4所示的示例中，第一移动开始位置和第一移动结束位置设定为0.9mm。
此外，在本实施方式中，内周磨石31侧的第一移动开始位置和内周12的距离d1(参照图4)与外周磨石51侧的第一移动开始位置和外周13的距离d2(参照图4)为d1＞d2的关系。即，在从第一移动开始位置同时开始进给，且以相同速度进给的情况下，外周磨石51先到达外周13，对外周13进行磨削。然后，内周磨石31也到达内周12，同时磨削内外周。这样，形成为d1＞d2，先磨削外周13是由于在作为磨削对象的装入加工体(圆盘状基板10)中通常与内周12相比外周13的尺寸精度低，因此优选与内周12相比使外周13的磨削量多的缘故。在外周磨石51接触该外周13，且内周磨石31不接触内周12的最初阶段，仅切削外周13，条件不优选。但是，此后，在外周磨石51和内周磨石31这两者接触圆盘状基板10后，在优选的切削状态下进行切削作业，最终的磨削结果良好。
进而，在内周磨石31和外周磨石51被进给到第一移动结束位置时，结束伺服电动机42所进行的向C方向的进给动作以及伺服电动机62所进行的向A方向的进给动作。这样，虽然磨削的开始未必一致，但使进给动作的结束一致来执行内外周的同时磨削。通过使进给动作的结束一致，可在提高了内周12和外周13的同心度的状态下确保期望的切入量。
然后，在移动结束位置停止进给并保持位置的状态下，使内周磨石31、外周磨石51及圆盘状基板10旋转一定时间，进行所谓无火花磨削(步骤106)。作为该一定时间，优选例如12～18秒左右。通过该无火花磨削，可顺畅地对内周12和外周13的周面表面进行精加工。在该无火花磨削中，内周磨石31、外周磨石51的转速为与一边向水平方向移动一边磨削时同样的转速。另一方面，圆盘状基板10以不施加负载的量将转速提高到例如24rpm左右等，来加快无火花磨削的处理速度。
由此，使用了粗削面32、52的第一阶段的粗削的磨削处理结束，使磨石从圆盘状基板10离开。即，控制伺服电动机42，使内周磨石31向D方向移动，且控制伺服电动机62，使外周磨石51向B方向移动(步骤107)。接着，控制伺服电动机38、58，使内周磨石31和外周磨石51向图中下方即Z1方向移动，使精削面33、53与内周12和外周13对置(步骤108)。然后，控制伺服电动机42、62，使内周磨石31向C方向移动，使外周磨石51向A方向移动，都进给到各第二移动开始位置(步骤109)。在该图4所示的示例中，第一移动结束位置和第二移动开始位置都为相同位置。而且，优选此时已经使内周磨石31和外周磨石51旋转。
进而，一边使内周磨石31、外周磨石51、圆盘状基板10旋转，一边将内周磨石31从第二移动开始位置进给到第二移动结束位置(使内周磨石31向C方向移动)，并将外周磨石51从第二移动开始位置进给到第二移动结束位置(使外周磨石51向A方向移动)(步骤110)。而且，在图4所示的示例中，第二移动开始位置与第二移动结束位置的距离(移动距离)设定为0.1mm。进而，在内周磨石31和外周磨石51进给到第二移动结束位置时，结束伺服电动机42所进行的向C方向的进给动作以及伺服电动机62所进行的向A方向的进给动作。通过这样使进给动作的结束一致，从而在提高了内周12和外周13的同心度的状态下确保期望的切入量。
然后，在第二移动结束位置停止进给并保持位置的状态下，使内周磨石31、外周磨石51及圆盘状基板10旋转一定时间，进行所谓无火花磨削(步骤111)。由此，结束精削磨削即第二阶段。进行该无火花磨削的一定时间为例如12～18秒左右。在该无火花磨削中，内周磨石31、外周磨石51的转速也可以以与一边向C方向、A方向移动一边磨削时同样的转速进行。另一方面，圆盘状基板10例如以不施加负载的量来提高转速(例如24rpm左右)，从而可加快无火花磨削的处理速度。这些条件与进行粗削磨削的第一阶段相同。
然后，向离开方向移动，即，使内周磨石31向D方向移动，使外周磨石51向B方向移动，并使内周磨石31和外周磨石51向Z2方向(图4的上方向)移动(步骤112)，使内周磨石31和外周磨石51从圆盘状基板10的设置位置避让。进而，使第二保持机构72(参照图3)在图3的Z方向移动以解除对圆盘状基板10的按压，且通过例如自动机械手(未图示)来取下圆盘状基板10(步骤113)，结束内外周磨削工序。
而且，虽然在作为第二阶段的精削的磨削工序中，使“第二移动开始位置”与“第一移动结束位置”为相同的位置，但也可考虑该“第二移动开始位置”比第一移动结束位置更靠磨削面的离开侧(在内周12的磨削中为D方向，在外周13的磨削中为B方向)。在本实施方式中，通过作为第一阶段的使用粗削面32、52的粗削磨削和作为第二阶段的使用精削面33、53的精削磨削，而整体设计为切削用的移动距离为1mm(0.9mm+0.1mm)，如果整体的移动距离确定，则即使“第二移动开始位置”向离开侧偏离也没问题。
此外，在本实施方式中，如图5中的步骤106、步骤111所示，在粗削磨削及精削磨削中施行所谓无火花磨削。但是，根据需要，特别是在步骤106所示的粗削磨削中，也可省略该无火花磨削。
此外，作为本实施方式的应用，也可采用与圆盘状基板10的端面和斜面(倒角部)的形状对应的磨削方法。
图6是用于说明同时加工圆盘状基板10的端面和斜面用的内周磨石31及外周磨石51的结构例的图。
在内周12和外周13设有端面及削去该端面的角的斜面(倒角部)。通过设置该斜面(倒角部)，从而抑制了各种加工工序和安装工序等中的裂纹、卷刃(chipping)等不良情况。图6所示的内周磨石31和外周磨石51为了同时磨削该端面和斜面，而在内周磨石31和外周磨石51的圆筒面上设有梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a。对该梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a施行与在圆盘状基板10的内周12和外周13设置的端面和斜面(倒角部)的磨削形状一致的加工。通过使圆盘状基板10的端面和斜面(倒角部)抵接在该梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a的一个槽中，从而可高精度地同时磨削圆盘状基板10的端面和斜面(倒角部)。
此外，在图6所示的示例中，在内周磨石31的粗削面32和精削面33上，以及在外周磨石51的粗削面52和精削面53上，分别设有多个(在图6所示的示例中为5个)梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a。由此，即使在因例如磨削加工而使一个梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a磨损的情况下，也可使用在Z1方向或Z2方向上移位而没有磨损的其它梯形形状磨石面32a、33a、52a、53a，由此实现磨石的有效利用和连续加工。
如上面详细描述的那样，在本实施方式中，在一边使中央具有开孔的圆盘状基板10旋转一边进行磨削的圆盘状基板10的磨削方法中，在将内周磨削单元向外周方向进给的同时磨削圆盘状基板10的内周12，并在将外周磨削单元向内周方向进给的同时磨削圆盘状基板10的外周13。而且，在该圆盘状基板10的内周直径和外周直径为预定值时，即，在使进给量相同并确定了磨削后的尺寸时，大致同时停止内周磨削单元和外周磨削单元的进给。在以往的内外周同时磨削中，没有以结束时间一致的方式进行控制，通常，内周先结束而外周后结束。其结果是，无火花磨削的时间错开，切削的尺寸在内周和外周容易产生偏差。根据本实施方式，通过夹着圆盘状基板10来磨削内周12和外周13，并同时结束该磨削，从而可抑制磨削所产生的尺寸偏差。此外，例如，即使在磨石磨损且切削能力下降的情况下，也可在长时间内维持较好的切削。即，在磨石磨损且切削能力下降，负载在一方、例如在外周13侧变化的情况等下，也可抑制另一方的例如内周12侧的切削偏差。
Claims (15)
1.一种圆盘状基板的磨削方法，该磨削方法一边使在中央具有开孔的圆盘状基板旋转一边对其进行磨削，其特征在于，
一边将内周磨削单元朝向所述圆盘状基板的外周在半径方向上进给一边磨削该圆盘状基板的内周，并且，一边将外周磨削单元朝向该圆盘状基板的内周在半径方向上进给一边磨削该圆盘状基板的外周，
使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的进给同时停止。
2.根据权利要求1所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
进而，在所述停止的状态下使所述圆盘状基板的旋转继续预定时间，除去残留在所述圆盘状基板的所述内周及所述圆盘状基板的所述外周的突出部。
3.根据权利要求1所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
进而，所述圆盘状基板由按压其上下面的保持单元保持。
4.根据权利要求1所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
所述内周磨削单元和所述外周磨削单元具有旋转的磨削面。
5.根据权利要求1所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
所述内周磨削单元和所述外周磨削单元分别具有粗削部和精削部。
6.根据权利要求5所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
在使用所述粗削部的磨削时，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的所述半径方向的进给同时停止，
在保持所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的位置的状态下，使该内周磨削单元和该外周磨削单元旋转一定时间。
7.根据权利要求5所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
所述内周磨削单元和所述外周磨削单元是在轴向上连续形成所述粗削部和所述精削部的磨石，
在使用所述粗削部的磨削后，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元在轴向上移动，使所述精削部与所述圆盘状基板对置，进行使用该精削部的磨削。
8.根据权利要求7所述的圆盘状基板的磨削方法，其特征在于，
在使用所述精削部的磨削时，使所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的所述半径方向的进给同时停止，
在保持所述内周磨削单元和所述外周磨削单元的位置的状态下，使该内周磨削单元和该外周磨削单元旋转一定时间。
9.一种磨削装置，其特征在于，该磨削装置具备：
对圆盘状基板的内周进行磨削的内周磨石；
对所述圆盘状基板的外周进行磨削的外周磨石；
使所述内周磨石朝向所述圆盘状基板的外周在半径方向上移动的内周磨石移动机构；
使所述外周磨石朝向所述圆盘状基板的内周在半径方向上移动的外周磨石移动机构；以及
一边使所述内周磨石和所述外周磨石旋转，一边使所述内周磨石移动机构和所述外周磨石移动机构动作并使它们同时停止，来磨削所述圆盘状基板的控制部。
10.根据权利要求9所述的磨削装置，其特征在于，
所述控制部一边使所述圆盘状基板旋转，一边使用所述内周磨石和所述外周磨石对所述圆盘状基板进行磨削。
11.根据权利要求9所述的磨削装置其特征在于，
所述控制部以使得基于所述内周磨石移动机构的所述内周磨石的移动距离和基于所述外周磨石移动机构的所述外周磨石的移动距离一致的方式进行控制。
12.根据权利要求9所述的磨削装置，其特征在于，
所述控制部使所述内周磨石移动机构和所述外周磨石移动机构动作，并在使它们同时停止而保持位置的状态下，使所述内周磨石和所述外周磨石旋转一定时间。
13.根据权利要求9所述的磨削装置，其特征在于，
所述内周磨石具备：用于对所述圆盘状基板的所述内周进行粗削的粗削面；和在轴向上与该粗削面连续设置且用于对该内周进行精削的精削面，
所述外周磨石具备：用于对所述圆盘状基板的所述外周进行粗削的粗削面；和在轴向上与该粗削面连续设置且用于对该外周进行精削的精削面。
14.根据权利要求13所述的磨削装置，其特征在于，
该磨削装置还具备从一侧保持所述内周磨石并使其旋转的旋转轴，
所述内周磨石在靠近所述旋转轴的位置设置所述精削面，在远离该旋转轴的位置设置所述粗削面。
15.根据权利要求13所述的磨削装置，其特征在于，
该磨削装置还具备从一侧保持所述外周磨石并使其旋转的旋转轴，
所述外周磨石在靠近所述旋转轴的位置设置所述精削面，在远离该旋转轴的位置设置所述粗削面。
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