CN104999370A - 磨削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供磨削装置，其具有超声波清洗喷嘴(5)，该超声波清洗喷嘴(5)被构成为具有：喷射喷嘴主体(52)，其对磨削轮(41)喷射清洗液(51)；清洗液供给部(53)，其对喷射喷嘴主体供给清洗液；超声波振子(55)，其对从清洗液供给部供给的清洗液施加超声波；以及电力供给单元(56)，其对超声波振子施加交流电力。超声波清洗喷嘴被配设为，向磨削被加工物(W)的磨削磨石(42)的磨削面(42a)喷射被施加了超声波的清洗液。超声波振子的振动频率被设定为450kHz～1.0MHz。
Description
技术领域
本发明涉及能够使磨削磨石抵接于被加工物上并进行磨削的磨削装置。
背景技术
半导体晶片、蓝宝石、SiC等的各种被加工物在被磨削装置磨削而形成为规定的厚度后再被分割为器件。磨削装置使旋转的磨削磨石的磨削面抵接于被加工物上，从而进行被加工物的磨削。如果进行了该磨削，则容易在磨削面上产生磨具气孔堵塞，该磨具气孔堵塞会导致磨削能力降低，因而需要频繁修整该磨削面。此外，在对蓝宝石或SiC等的难切削部件的磨削等，容易在磨削磨石上产生气孔损坏导致的异常磨损的情况下，在被加工物的磨削过程中将修整板顶推于磨削轮的磨削区域上，与磨削同时进行修整(参照专利文献1)。
专利文献1日本特开2011-189456号公报
然而，在顶推修整板进行修整的情况下，需要定期更换修整板。在该更换作业时磨削磨石的磨削会停止，存在连续加工性降低的问题。此外，需要较多的修整板，还存在成本增加的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够连续进行磨削单元的磨削，防止较多产生消耗品的磨削装置。
本发明的磨削装置，其具有：保持台，其保持被加工物而使其进行旋转；以及磨削单元，其具有磨削轮，该磨削轮对保持于保持台上的被加工物进行磨削，其特征在于，该磨削装置具有超声波清洗喷嘴，该超声波清洗喷嘴由如下部分构成：喷射喷嘴主体，其对磨削轮喷射清洗液；清洗液供给部，其对喷射喷嘴主体供给清洗液；超声波振子，其对从清洗液供给部供给的清洗液施加超声波；以及电力供给单元，其对超声波振子施加交流电力，超声波清洗喷嘴被配设为，向对被加工磨进行了削物的磨削轮的磨削磨石的磨削面喷射被施加了超声波的清洗液，超声波振子的振动频率被设定为450kHz～1.0MHz。
根据该结构，在上述振动频率的范围内对清洗液施加超声波，并对磨削中的磨削磨石的磨削面喷射被施加了超声波的清洗液，因此能够有效去除磨削面的附着物。由此，不需要使用修整板的修整，能够减轻准备多个修整板等消耗品的成本负担。而且，在更换修整板时不必停止磨削，能够提升连续加工性。
根据本发明，对磨削中的磨削磨石的磨削面喷射被施加了上述振动频率的范围的超声波的清洗液，因此能够连续进行磨削单元的磨削，防止较多产生消耗品。
附图说明
图1是本实施方式的磨削装置的正面示意图。
图2是表示磨削磨石的消耗量的测定结果的图表。
标号说明
1：磨削装置；3：保持台；4：磨削单元；41：磨削轮；42：磨削磨石；42a：磨削面；5：超声波清洗喷嘴；51：清洗液；52：喷射喷嘴主体；53：清洗液供给部；55：超声波振子；56：电力供给单元；W：被加工物。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是实施方式的磨削装置的正面示意图。
如图1所示，磨削装置1具有保持台3和磨削单元4，且被构成为通过磨削单元4磨削由保持台3保持的被加工物W。在保持台3的图1中右侧区域上设有超声波清洗喷嘴5。
作为磨削装置1的被加工物W，可以采用由硬质的难切削部件构成的板状工件。被加工物W例如由硼硅玻璃、半导体晶片、蓝宝石、碳化硅(SiC)等材料构成。
保持台3具有圆板形状，在其上表面设有吸附保持被加工物W的保持面3a。保持面3a例如由多孔陶瓷材料构成，多孔陶瓷材料与吸引源(未图示)连接。此外，保持台3被设置为通过旋转单元31而能够围绕与保持面3a正交的轴旋转，该旋转单元31由未图示的电动机和齿轮结构等构成。
磨削单元4被构成为在大致具有圆板形状的磨削轮41的下表面设置磨削磨石42。磨削轮41连接于主轴43，且被构成为通过该主轴43能够以磨削轮41的圆板中心为轴旋转。磨削磨石42例如由通过陶瓷结合剂和树脂结合剂等的结合剤固定金刚石磨粒的金刚石磨石构成。磨削单元4被构成为通过未图示的移动机构而能够在包含铅直方向的正交2轴或3轴方向上移动。
磨削磨石42在高速旋转的同时，下表面成为磨削面42a而接触被加工物W进行磨削。在该磨削中，磨削轮41的旋转中心相对于保持台3的旋转中心而言，偏向图1中右方向配设。而且，磨削磨石42的磨削是在相对于磨削轮41的旋转中心的左侧进行的，磨削磨石42的大致右半部分区域朝下方露出。
超声波清洗喷嘴5具有从前端喷射清洗液51的喷射喷嘴主体52、以及对喷射喷嘴主体52供给清洗液51的清洗液供给部53。作为清洗液供给部53，可举例示出泵等。另外，清洗液51指的是包括纯水或清洗剂的清洗水。
超声波清洗喷嘴5还具有设置于喷射喷嘴主体52的内部的超声波振子55、以及对超声波振子55施加交流电力的电力供给单元56。超声波振子55被设置为，通过所施加的交流电力，对从清洗液供给部53供给的清洗液51施加超声波振动。
超声波清洗喷嘴5的配设部位被设定在，与保持台3相邻的位置且露出的磨削磨石42的下方位置处。而且，喷射喷嘴主体52从前端(上端)向上方喷出被施加了超声波振动的清洗液51。亦即，超声波清洗喷嘴5被设置为，能够向旋转中的磨削磨石42的磨削面42a喷射清洗液51，以磨削被加工物W。
这里，本实施方式的超声波清洗喷嘴5的规格如下。
超声波振子55的振动频率：450kHz～1.0MHz
电力供给单元56的输出：40W～100W
来自喷射喷嘴主体52的清洗液51的喷嘴流量：1000cc/min～1500cc/min
关于从超声波清洗喷嘴5喷射的清洗液51，在清洗液51的喷射方向的规定的范围(例如，铅直方向的宽度为10mm左右)内产生由超声波振子55施加的超声波所造成的振动。以使得磨削磨石42的磨削面42a位于该规定的范围的中间区域中的方式设定超声波清洗喷嘴5在铅直方向上的位置，由此，在磨削过程中即使磨削面42a下降，磨削面42a也能够继续被清洗液51清洗。
接着，说明使用本实施方式的磨削装置1的磨削方法。首先，通过搬送单元(未图示)将被加工物W搬运至保持台3，被加工物W被吸附保持于保持台3的保持面3a上。接着，通过旋转单元31使保持台3连续旋转，驱动主轴43并使磨削轮41旋转。然后，在它们高速旋转的状态下，使磨削单元4移动至保持台3的上方，磨削磨石42的左端侧位于被加工物W的中心上，磨削磨石42的大致右半部分定位于相比保持台3向右侧突出的位置上。在定位后，继续进行保持台3和磨削轮41的旋转，并且使磨削单元4以规定的进给速度下降。凭借该下降，磨削磨石42在到达即将接触被加工物W之前的位置时，由超声波清洗喷嘴5对磨削面42a喷射清洗液51。该清洗液51被超声波振子55施加450kHz～1.0MHz的振动频率的超声波振动。
在进行保持台3和磨削轮41的旋转的同时，凭借磨削单元4的下降使磨削磨石42接触被加工物W，从而被加工物W被磨削为对应于磨削单元4的下降量的规定的厚度。在该磨削过程中，对露出的磨削面42a持续进行来自超声波清洗喷嘴5的清洗液51的喷射。通过清洗液51的喷射，与进行磨削同时地清洗、修整磨削磨石42的磨削面42a，能够有效去除磨削面42a上的附着物，抑制磨具气孔堵塞的产生并实现磨削品质的提升。
如上，根据本实施方式，对磨削轮41喷射被施加了超声波的清洗液51并修整磨削面42a，因此能够不需要修整板的修整。由此，能够消除准备多个修整板的成本和管理负担。而且，能够省略中断磨削以更换修整板的作业，提高磨削的连续性并实现磨削效率的提升。
接着，说明用于确认使用上述实施方式的磨削装置的磨削品质改善效果等而进行的实验。在本实验中，作为实施例1～3和比较例1～4，进行使被加工物W的厚度从250μm变薄为200μm的磨削，被加工物W为圆板状的硼硅玻璃(直径300mm)。在实施例1～3和比较例1～4中，使用除了使施加给清洗液51的超声波的频率彼此不同的条件以外，都在与上述实施方式同样的磨削装置1，清洗磨削磨石42并进行了磨削。作为实施例1～3和比较例1～4的频率，按顺序为450kHz、750kHz、1.0MHz、无超声波(0Hz)、300kHz、1.5MHz、3.0MHz。此外，在实施例1～3和比较例1～4中，对以下条件做了相同设定。
磨削磨石42的种类：陶瓷类#1000
主轴43的转速：1500rpm
保持台3的转速：140rpm
磨削轮41在铅直方向的进给速度：0.3μm/sec
超声波清洗喷嘴5的流量：1200cc/min
超声波清洗喷嘴5的输出：50W
在实施例1～3和比较例1～4中，在被加工物W的磨削后，测定了磨削磨石42的消耗量。图2示出该测定结果。此外，在实施例1～3和比较例1～4中的磨削后，确认了各个被加工物W的被磨削面的品质。下表1示出该磨削品质的确认结果。这里，表1中，磨削品质的“◎”表示被加工物W的被磨削面的表面粗糙度及分割标志都非常良好的状态，使用被加工物W的产品精度良好。“○”是磨削品质略低于“◎”，而被加工物W的被磨削面的表面粗糙度、分割标志都为良好的状态，使用被加工物W的产品精度良好。“△”是磨削品质低于“○”，且被加工物W的被磨削面的表面粗糙度及分割标志都不充分的状态，使用被加工物W的产品精度可能会不足。
表1
| 频率[Hz] | 磨削品质 | |
| 实施例1 | 450k | ◎ |
| 实施例2 | 750k | ◎ |
| 实施例3 | 1.0M | ○ |
| 比较例1 | 无超声波 | △ |
| 比较例2 | 300k | △ |
| 比较例3 | 1.5M | △ |
| 比较例4 | 3.0M | △ |
根据图1的结果可理解到，频率为450kHz～1.0MHz的实施例1～3相比除此以外的范围的频率的比较例1～4而言，磨削磨石42的消耗量减少，气孔损坏导致的消耗量过多状态得以改善。关于该改善效果，推测是使得超声波清洗喷嘴5的输出相同，并且改变频率，从而清洗液51的超声波的振幅也发生变化，使得该振幅和频率的条件双方都为适当值而得到的。如实施例1～3所述，通过减少磨削磨石42的消耗量，从而能够延长磨削磨石42的寿命并延长更换磨削磨石42的间隔，由此也能够提高磨削的连续性并实现磨削效率的提升。
根据表1的结果，可以理解为关于磨削品质，在频率为450kHz～1.0MHz、尤其为450kHz～750kHz的范围内，表面粗糙度及分割标志都表示出磨削品质提升的倾向。关于该倾向可推测为，在上述频率范围内，磨削磨石42的气孔损坏和消耗量变少且被加工物W的磨削量增多，提高了磨削效率并使得被磨削面的精加工精度提升。
另外，本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变更并实施。本发明不限于在上述实施方式中附图所示的大小和形状等，能够在发挥本发明效果的范围内适当变更。此外，还可以在不脱离本发明目的的范围内适当变更并实施。
例如，在超声波清洗喷嘴5中，关于超声波振子55的设置位置，可以进行各种设计变更，例如将其设置于在喷射喷嘴主体52的外部供给清洗液51的配管上等。
如上所述，本发明具有能够防止较多产生磨削消耗品的效果，尤其在连续进行磨削的磨削方法中是有用的。
Claims (1)
1.一种磨削装置，其具有：保持台，其保持被加工物而使其进行旋转；以及磨削单元，其具有磨削轮，该磨削轮对保持于该保持台上的被加工物进行磨削，其中，
该磨削装置具有超声波清洗喷嘴，该超声波清洗喷嘴由如下部分构成：喷射喷嘴主体，其对该磨削轮喷射清洗液；清洗液供给部，其对该喷射喷嘴主体供给清洗液；超声波振子，其对从该清洗液供给部供给的清洗液施加超声波；以及电力供给单元，其对该超声波振子施加交流电力，
该超声波清洗喷嘴被配设为，向对被加工物进行磨削的该磨削轮的磨削磨石的磨削面喷射被施加了超声波的清洗液，
该超声波振子的振动频率被设定为450kHz～1.0MHz。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151028 |