CN112589540B - 板状工件的磨削方法 - Google Patents

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Abstract

提供板状工件的磨削方法，减小在磨削后的方板状工件上产生的厚度差。在磨削工序之后实施的离开工序中，通过使磨削磨具(37)和矩形工件(W)沿水平方向相对地移动，使磨削磨具(37)从矩形工件(W)离开。即，使在磨削工序中一边相互接触一边进行旋转的磨削磨具(37)和矩形工件(W)在相互接触的状态下沿水平方向相对地移动。因此，在磨削工序刚结束之后，即使在磨削后的矩形工件(W)存在厚度偏差(厚度差)的情况下，也能够通过离开工序中的磨削磨具(37)和矩形工件(W)的水平移动，利用磨削磨具(37)将矩形工件(W)的较厚的部分削掉。由此，能够减小矩形工件(W)的厚度差。

Description

板状工件的磨削方法
技术领域
本发明涉及板状工件的磨削方法。
背景技术
在专利文献1和2所公开的技术中，利用磨削磨具对四边形的方板状工件进行磨削。
专利文献1：日本特开2016-150421号公报
专利文献2：日本特开2015-205358号公报
磨削磨具呈环状配置于基台，对旋转的卡盘工作台所保持的方板状工件的上表面进行磨削。此时，磨削磨具与旋转的方板状工件的中心到外周的区域接触。因此，在磨削中，磨削磨具的与方板状工件接触的部分的长度(磨削距离)变长或变短。即，例如在对方板状工件的对角线的周边部分进行磨削时，磨削距离变长。另一方面，在对方板状工件的连结对置的边的中心的线的周边部分进行磨削时，磨削距离变短。
在磨削距离变短时，施加于磨削磨具的负荷变小，因此磨削力变高，容易进行磨削。因此，容易将方板状工件的被磨削部分形成为预先设定的规定的厚度。与此相对，在磨削距离变长时，施加于磨削磨具的负荷变大，因此磨削力变低，难以进行磨削。因此，方板状工件的被磨削部分容易变得比规定的厚度厚。
这样，在磨削中，根据磨削距离的长短，磨削力产生变化，因此根据该变化，被磨削的方板状工件的厚度产生差异。
发明内容
因此，本发明的目的在于，在对方板状工件(例如，四边形的板状工件)进行磨削时，减小在磨削后的方板状工件上产生的厚度差。
本发明的板状工件的磨削方法(本磨削方法)是使用了磨削装置的板状工件的磨削方法，该磨削装置具有：卡盘工作台，其通过保持面对多边形的板状工件进行保持，并以该保持面的中心为轴进行旋转；磨削单元，其利用环状的磨削磨具对该卡盘工作台所保持的板状工件进行磨削；磨削进给单元，其使该磨削单元沿与该保持面垂直的方向移动；以及水平移动单元，其使该磨削单元和该卡盘工作台沿与该保持面平行的水平方向相对地移动，其中，该板状工件的磨削方法包含如下的工序：磨削工序，使用该水平移动单元将该卡盘工作台的该轴定位于该磨削磨具的下表面所通过的水平方向的位置，使用该磨削进给单元将该磨削单元向接近该卡盘工作台的方向进行磨削进给，通过该磨削磨具对旋转的该卡盘工作台的该保持面所保持的板状工件进行磨削直至成为预先设定的厚度；以及离开工序，在该磨削工序之后，停止由该磨削进给单元进行的磨削进给，使用该水平移动单元以该磨削磨具从该卡盘工作台的该轴朝向该卡盘工作台的外周的方式使该磨削单元和该卡盘工作台沿水平方向相对地移动，从而使该磨削磨具从该板状工件离开。
在该磨削方法中，在磨削工序之后实施的离开工序中，通过使磨削磨具和板状工件沿水平方向相对地移动，使磨削磨具从板状工件离开。即，使在磨削工序中一边相互接触一边进行旋转的磨削磨具和板状工件在相互接触的状态下沿水平方向相对移动。
因此，在该磨削方法中，在磨削工序刚结束之后，即使在磨削后的板状工件存在厚度偏差(厚度差)的情况下，也能够通过离开工序中的磨削磨具和板状工件的水平移动，利用磨削磨具将板状工件的较厚的部分削掉。由此，能够减小板状工件的厚度差。
附图说明
图1是示出磨削装置的结构的说明图。
图2是从侧面示出磨削装置的结构的说明图。
图3是示出磨削装置的磨削工序的说明图。
图4是示出磨削装置的离开工序的说明图。
图5是示出在磨削工序刚结束之后形成于矩形工件的厚度差的说明图。
图6是示出离开工序后的矩形工件的说明图。
图7是示出在磨削工序刚结束之后形成于矩形工件的厚度差的说明图。
图8是示出离开工序后的矩形工件的说明图。
标号说明
11：磨削装置；12：基台；13：柱；15：保持单元；18：卡盘工作台；19：保持面；14：磨削进给单元；30：磨削单元；32：主轴；33：电动机；37：磨削磨具；40：Y轴方向移动单元；70：控制单元；W：矩形工件；W1：矩形工件；W2：矩形工件。
具体实施方式
如图1所示，本实施方式的磨削装置11是用于对作为多边形的板状工件的矩形工件W进行磨削的装置，具有长方体状的基台12、向上方延伸的柱13以及对磨削装置11的各部件进行控制的控制单元70。
在基台12的上表面侧设置有开口部12a。而且，在开口部12a内配置有保持单元15。保持单元15包含：卡盘工作台18，其具有对矩形工件W进行吸附的保持面19；以及支承部件16，其对卡盘工作台18进行支承。
卡盘工作台18的保持面19与吸引源(未图示)连通，隔着保护带T对矩形工件W进行吸引保持。即，保持单元15通过保持面19对矩形工件W进行保持。
另外，保持面19具有以中心为顶点的平缓倾斜的圆锥形，矩形工件W也沿着保持面19被保持为圆锥状(参照图2)。
另外，如图1所示，卡盘工作台18能够通过配置在支承部件16内的旋转单元M在由保持面19保持着矩形工件W的状态下以沿通过保持面19的中心的Z轴方向延伸的中心轴线18b(参照图3)为轴进行旋转。因此，矩形工件W被保持面19保持并以中心为轴进行旋转。
在卡盘工作台18的周围连结有沿Y轴方向伸缩的波纹罩J。而且，在保持单元15的下方配设有Y轴方向移动单元40。
Y轴方向移动单元40是水平移动单元的一例。Y轴方向移动单元40使保持单元15和磨削单元30沿与保持面19平行的水平方向相对地移动。Y轴方向移动单元40具有：一对Y轴导轨42，它们与Y轴方向平行；Y轴移动工作台45，其在该Y轴导轨42上滑动；Y轴滚珠丝杠43，其与Y轴导轨42平行；Y轴伺服电动机44，其与Y轴滚珠丝杠43连接；Y轴编码器46，其用于对Y轴伺服电动机44的旋转速度和位置进行检测；以及保持台41，其对这些部件进行保持。
Y轴移动工作台45以能够滑动的方式设置于Y轴导轨42。在Y轴移动工作台45的下表面固定有螺母部45a(参照图2)。在该螺母部45a上螺合有Y轴滚珠丝杠43。Y轴伺服电动机44与Y轴滚珠丝杠43的一端部连结。
如图1所示，在Y轴方向移动单元40中，Y轴伺服电动机44使Y轴滚珠丝杠43进行旋转，从而使Y轴移动工作台45沿着Y轴导轨42在Y轴方向上移动。在Y轴移动工作台45上载置有保持单元15的支承部件16。因此，伴随着Y轴移动工作台45沿Y轴方向的移动，包含卡盘工作台18的保持单元15沿Y轴方向移动。
另外，如图2所示，支承部件16经由倾斜度变更部件17而载置在Y轴移动工作台45上。倾斜度变更部件17用于变更保持单元15中的卡盘工作台18的保持面19的倾斜度。
在本实施方式中，大致而言，保持单元15沿着Y轴方向在用于将矩形工件W载置于保持面19的前方(-Y方向侧)的晶片载置位置与对矩形工件W进行磨削的后方(+Y方向侧)的磨削区域之间移动。
另外，如图1所示，在基台12上的后方(+Y方向侧)竖立设置有柱13。在柱13的前表面设置有磨削单元30和磨削进给单元14，该磨削单元30对矩形工件W进行磨削，该磨削进给单元14使磨削单元30沿与保持面19垂直的Z轴方向(磨削进给方向)移动。
磨削进给单元14具有：一对Z轴导轨21，它们与Z轴方向平行；Z轴移动工作台23，其在该Z轴导轨21上滑动；Z轴滚珠丝杠20，其与Z轴导轨21平行；Z轴伺服电动机22；Z轴编码器25，其用于对Z轴伺服电动机22的旋转速度和位置进行检测；以及保持架24，其安装于Z轴移动工作台23的前表面(正面)。保持架24对磨削单元30进行保持。
Z轴移动工作台23以能够滑动的方式设置于Z轴导轨21。在Z轴移动工作台23的后表面侧(背面侧)固定有螺母部20a(参照图2)。在该螺母部20a上螺合有Z轴滚珠丝杠20。Z轴伺服电动机22与Z轴滚珠丝杠20的一端部连结。
如图1所示，在磨削进给单元14中，Z轴伺服电动机22使Z轴滚珠丝杠20进行旋转，从而使Z轴移动工作台23沿着Z轴导轨21在Z轴方向上移动。由此，安装于Z轴移动工作台23的保持架24和保持架24所保持的磨削单元30与Z轴移动工作台23一起沿Z轴方向移动。
磨削单元30具有：主轴壳体31，其固定于保持架24；主轴32，其以能够旋转的方式保持于主轴壳体31；电动机33，其对主轴32进行旋转驱动；轮安装座34，其安装于主轴32的下端；以及磨削磨轮35，其被轮安装座34支承。
主轴壳体31以沿Z轴方向延伸的方式保持于保持架24。主轴32以与卡盘工作台18的保持面19垂直的方式沿Z轴方向延伸，并被主轴壳体31支承为能够旋转。
电动机33与主轴32的上端侧连结。通过该电动机33，主轴32以沿Z轴方向延伸的旋转轴线为中心进行旋转。
轮安装座34形成为圆板状，并固定于主轴32的下端(末端)。轮安装座34对磨削磨轮35进行支承。
磨削磨轮35形成为具有与轮安装座34大致相同的直径。磨削磨轮35包含由不锈钢等金属材料形成的圆环状的轮基台(环状基台)36。在轮基台36的下表面的整周范围内固定有呈环状配置的多个磨削磨具37。磨削磨具37对配置于磨削区域的保持单元15的卡盘工作台18的保持面19所保持的矩形工件W的上表面进行磨削。
另外，矩形工件W的被磨削面存在形成器件的图案面的情况和图案面的相反侧的背面的情况。
这样，磨削单元30通过旋转的设置于磨削磨轮35的环状的磨削磨具37对被保持单元15的卡盘工作台18的保持面19保持并以保持面19的中心为轴进行旋转的矩形工件W进行磨削。
另外，在磨削时，如图2所示，通过倾斜度变更部件17对卡盘工作台18的倾斜度进行调整，以使圆锥状的矩形工件W的上表面与磨削磨具37平行。
控制单元70对磨削装置11的各部件进行控制，执行矩形工件W的磨削处理。以下，对磨削装置11的磨削处理进行说明。
首先，控制单元70或作业者使矩形工件W保持于图1所示的保持单元15的卡盘工作台18的保持面19。然后，控制单元70对电动机33进行控制，使磨削磨轮35(磨削磨具37)与主轴32一起如图3中箭头A所示的那样进行旋转。
接着，控制单元70通过配置在支承部件16内的旋转单元M使卡盘工作台18进行旋转。由此，使卡盘工作台18和该保持面19所保持的矩形工件W如箭头B所示的那样进行旋转。
接下来，控制单元70实施磨削工序。在该工序中，首先，如图3所示，控制单元70使用Y轴方向移动单元40将保持单元15的卡盘工作台18的保持面19所保持的矩形工件W的中心(旋转中心)定位于磨削单元30的磨削磨具37的下表面所通过的水平方向的位置。即，磨削磨具37(磨削磨具37的下表面)配置于保持面19所保持的矩形工件W的中心。
接着，控制单元70使用磨削进给单元14，对包含磨削磨具37的磨削单元30如图3中箭头C所示的那样向接近卡盘工作台18的方向(-Z方向)进行磨削进给。这样，控制单元70利用磨削磨具37对旋转的卡盘工作台18的保持面19所保持的矩形工件W进行磨削，直至成为预先设定的厚度。
另外，在磨削工序中，被磨削的矩形工件W的厚度由未图示的厚度测量单元适当地测量。另外，在图3和图4中，简化示出磨削进给单元14和磨削单元30。
在磨削工序之后，控制单元70实施离开工序。在离开工序中，控制单元70停止磨削进给单元14对磨削单元30的磨削进给。然后，控制单元70在使磨削磨具37和卡盘工作台18进行旋转的状态下，使用Y轴方向移动单元40(参照图1和图2)以磨削单元30的磨削磨具37从卡盘工作台18的旋转中心(中心轴线18b)朝向卡盘工作台18的外周的方式使磨削磨具37和卡盘工作台18沿水平方向相对地移动。在本实施方式中，以从旋转的矩形工件W的中心18a(参照图3)朝向矩形工件W的外周的方式使磨削磨具37和卡盘工作台18沿水平方向相对地移动。另外，在本实施方式中，Y轴方向移动单元40使卡盘工作台18(保持单元15)如图4中箭头D所示的那样向-Y方向移动。这样，如图2所示，控制单元70使磨削磨具37从矩形工件W离开。
如上所述，在本实施方式中，在磨削工序之后实施的离开工序中，通过使磨削磨具37和矩形工件W沿水平方向相对地移动，使磨削磨具37从矩形工件W离开。即，使在磨削工序中一边相互接触一边进行旋转的磨削磨具37和矩形工件W在相互接触的状态下沿水平方向相对地移动。
因此，在磨削工序刚结束之后，即使在磨削后的矩形工件W存在厚度偏差(厚度差)的情况下，也能够通过离开工序中的磨削磨具37和矩形工件W的水平移动，利用磨削磨具37将矩形工件W的较厚的部分削掉。由此，能够减小矩形工件W的厚度差。
即，在对矩形工件W的连结对置的边的中心的线的周边部分进行磨削时，磨削距离变短，施加于磨削磨具37的负荷变小，容易使被磨削部分形成为规定的厚度。另一方面，在对矩形工件W的对角线的周边部分进行磨削时，磨削距离变长，施加于磨削磨具37的负荷变大，被磨削部分容易变厚。因此，在磨削工序刚结束之后，如图5所示，有时在矩形工件W上产生厚度差。
对此，在本实施方式中，实施上述离开工序，通过相对于矩形工件W相对地水平移动的磨削磨具37将矩形工件W的较厚的部分削掉。由此，如图6所示，能够减小矩形工件W的厚度差。
另外，在本实施方式中，在卡盘工作台18的保持面19上保持有一个矩形工件W。与此相关地，也可以在保持面19上载置多个(例如两个)矩形工件W并同时对它们进行磨削。
在该情况下，在磨削工序刚结束之后，如图7所示，有时也在矩形工件W1和矩形工件W2上产生厚度差。然后，通过实施上述离开工序，如图8所示，能够减小矩形工件W1和矩形工件W2的厚度差。

Claims (1)

1.一种板状工件的磨削方法，该板状工件的磨削方法使用了磨削装置，该磨削装置具有：卡盘工作台，其通过保持面对多边形的板状工件进行保持，并以该保持面的中心为轴进行旋转；磨削单元，其利用环状的磨削磨具对该卡盘工作台所保持的板状工件进行磨削；磨削进给单元，其使该磨削单元沿与该保持面垂直的方向移动；以及水平移动单元，其使该磨削单元和该卡盘工作台沿与该保持面平行的水平方向相对地移动，其中，
该磨削磨具能够与保持于该卡盘工作台并旋转的板状工件的从中心至外周的区域接触，
该板状工件的磨削方法包含如下的工序：
磨削工序，使用该水平移动单元将该卡盘工作台的该轴定位于该磨削磨具的下表面所通过的水平方向的位置，使用该磨削进给单元将该磨削单元向接近该卡盘工作台的方向进行磨削进给，一边改变该磨削磨具的与板状工件接触的部分的长度即磨削距离，一边通过该磨削磨具对旋转的该卡盘工作台的该保持面所保持的板状工件的整个上表面进行磨削直至成为预先设定的厚度；以及
离开工序，在该磨削工序之后，停止由该磨削进给单元进行的磨削进给，使用该水平移动单元以与板状工件的上表面接触的该磨削磨具从该卡盘工作台的该轴朝向该卡盘工作台的外周的方式使该磨削单元和该卡盘工作台沿水平方向相对地移动，从而将该磨削工序后的板状工件中的较厚的部分削掉，由此一边减小由于该磨削距离之差而产生的厚度差一边使该磨削磨具从该板状工件离开。
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