JP2003080442A - Dicing device - Google Patents

Dicing device

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JP2003080442A
JP2003080442A JP2001269957A JP2001269957A JP2003080442A JP 2003080442 A JP2003080442 A JP 2003080442A JP 2001269957 A JP2001269957 A JP 2001269957A JP 2001269957 A JP2001269957 A JP 2001269957A JP 2003080442 A JP2003080442 A JP 2003080442A
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JP
Japan
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blade
vibration
vibrating device
spindle
vibrating
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Application number
JP2001269957A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Kiyu
暁明 邱
Narutoshi Ozawa
成俊 小澤
Isao Yugawa
功 湯川
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Disco Corp
Original Assignee
Disco Abrasive Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dicing device renewed and improved, applying compound vibration work by utilizing a simple device, which can more improve machining quality. SOLUTION: This dicing device, comprising a blade 22 rotated at a high speed to cut a workpiece and a spindle 30 rotating the blade 22 at a high speed, has a first vibration device 34 vibrating the spindle 30 in almost a perpendicular direction and a second vibration device 36 vibrating the spindle 30 in a direction with the blade 22 cutting the workpiece, to tender the dicing device characterized by making the blade 22 perform a compound motion to cut the workpiece by the first/second vibration devices. In such a constitution, by making compound vibration of the blade capable by a relatively simple structure, the workpiece can be cut smoothly and effectively. Moreover, by constituting the vibration device by a piezoelectric material, a vibration generating mechanism is more simplified.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はダイシング装置にか
かり,特に,被加工物を振動加工可能なダイシング装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dicing device, and more particularly to a dicing device capable of vibrating a workpiece.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来,賽の目状にカーフ(切溝)を生成
して被加工物を複数片に分割するダイシング工程におい
ては,フランジにより挟持されたリング状のブレードを
備えたダイシング装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a dicing process in which a kerf (cutting groove) is formed in a dice pattern to divide a workpiece into a plurality of pieces, a dicing device having a ring-shaped blade held by a flange is used. ing.

【0003】かかるダイシング装置は,ブレードを高速
回転させて,チャックテーブルに載置された被加工物を
切削または切断加工する。この際,セラミック,複合材
などの難加工物を加工する場合には,不定形破断である
チッピングの発生が増大するとともに,ブレードの摩耗
や破損が増大する傾向にある。また,金属材料を加工す
る場合には,カーフの縁に大きなバリが生じる。
In such a dicing apparatus, a blade is rotated at a high speed to cut or cut a work piece placed on a chuck table. At this time, when a difficult-to-process material such as ceramic or composite material is processed, the occurrence of chipping, which is an irregular shape fracture, increases, and the wear and damage of the blade tend to increase. Also, when processing a metal material, a large burr is generated on the edge of the kerf.

【0004】そこで,ブレード及び/又は被加工物に所
定方向の振動を加えて加工する振動加工を行うことで,
加工品質の向上が図られている。かかる振動加工の例と
しては,特開2000−15622号公報に記載されて
いるように,被加工物が載置されたチャックテーブルを
振動させて加工する方法がある。
Therefore, by vibrating the blade and / or the work piece by applying vibration in a predetermined direction to the work piece,
The processing quality is being improved. As an example of such vibration machining, there is a method of vibrating a chuck table on which a workpiece is placed, as described in JP-A-2000-15622.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来のダイシング装置では,チャックテーブルを振動させ
るためには装置の構造が複雑になるという問題点があ
る。
However, the above-mentioned conventional dicing apparatus has a problem that the structure of the apparatus becomes complicated in order to vibrate the chuck table.

【0006】また,ブレードに対して被加工物を所定方
向にしか振動させることができず,ブレードおよび被加
工物間に複合的な振動を加えられないという問題点もあ
る。
There is also a problem that the work piece can be vibrated only in a predetermined direction with respect to the blade, and complex vibration cannot be applied between the blade and the work piece.

【0007】本発明は,従来のダイシング装置が有する
上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発明の目的
は,簡易な装置を利用して複合的な振動加工を行い,加
工品質をより向上させることの可能な,新規かつ改良さ
れたダイシング装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems of the conventional dicing machine, and an object of the present invention is to perform complex vibration machining using a simple machine to improve machining quality. It is an object of the present invention to provide a new and improved dicing device that can be improved.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,本発明の第1の観点によれば,高速回転して被加工
物を切削するブレードと,ブレードを高速回転させるス
ピンドルとを備えたダイシング装置において,略鉛直方
向にスピンドルを振動させる第1の振動装置と,ブレー
ドが被加工物を切削する方向にスピンドルを振動させる
第2の振動装置を有し,第1および第2の振動装置によ
って,ブレードに複合運動をさせて被加工物を切削する
ことを特徴とする,ダイシング装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a blade for rotating at a high speed to cut a workpiece, and a spindle for rotating the blade at a high speed. The dicing device includes a first vibrating device that vibrates the spindle in a substantially vertical direction, and a second vibrating device that vibrates the spindle in a direction in which a blade cuts a workpiece, and first and second vibrating devices. According to the present invention, there is provided a dicing device, which is characterized in that the blade is subjected to a combined movement to cut the workpiece.

【0009】かかる構成により,ブレードを複合運動さ
せて振動加工できるので,ブレードを所定の1方向にの
み振動を加える場合よりも,円滑かつ効果的に被加工物
を切削できる。また,スピンドルを介してブレードを振
動させるので,チャックテーブルを振動させる場合と比
して,振動加工のための装置構成が簡単になる。なお,
複合運動とは,所定の1方向のみならず相異なる2方向
に振動を加えて,ブレードが2次元または3次元的に振
動することをいう。
With this configuration, the blade can be subjected to the combined motion to perform the vibration machining, so that the workpiece can be cut smoothly and effectively as compared with the case where the blade is vibrated only in one predetermined direction. Further, since the blade is vibrated via the spindle, the device configuration for vibration machining is simpler than when the chuck table is vibrated. In addition,
The compound motion means that the blade vibrates in two dimensions or three dimensions by applying vibration not only in one predetermined direction but also in two different directions.

【0010】さらに,第1および第2の振動装置は,圧
電材料の伸縮に応じて振動を発生させる,如く構成すれ
ば,振動を発生する機構が構造的に簡単になるととも
に,低コスト化が図れる。
Further, if the first and second vibrating devices are constructed so as to generate vibration in response to expansion and contraction of the piezoelectric material, the mechanism for generating vibration is structurally simple and the cost is reduced. Can be achieved.

【0011】また,第1および第2の振動装置は,磁歪
材料の伸縮に応じて振動を発生させるよう構成してもよ
い。
The first and second vibrating devices may be configured to generate vibration in response to expansion and contraction of the magnetostrictive material.

【0012】さらに,上記ブレードの複合運動が略楕円
振動または略円振動となるように,第1および第2の振
動装置を制御するよう構成してもよい。
Further, the first and second vibrating devices may be controlled so that the combined movement of the blades becomes substantially elliptical vibration or substantially circular vibration.

【0013】また,第1および第2の振動装置がスピン
ドルハウジングに配設される,如く構成すれば,振動加
工のための装置構成の簡略化が図れる。
If the first and second vibration devices are arranged in the spindle housing, the structure of the device for vibration machining can be simplified.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お,本明細書及び図面において,実質的に略同一の機能
構成を有する構成要素については,同一の符号を付する
ことにより重複説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to the accompanying drawings,
A preferred embodiment of the present invention will be described in detail. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【0015】まず,図1に基づいて,本発明の第1の実
施の形態におけるダイシング装置の概略について説明す
る。図1は,第1の実施形態にかかるダイシング装置1
0の全体斜視図である。
First, an outline of a dicing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a dicing apparatus 1 according to the first embodiment.
It is a whole perspective view of 0.

【0016】ダイシング装置本体10は,図1に示すよ
うに,セラミックなどの被加工物12を切削または切断
する切削ユニット20と,被加工物12を載置するチャ
ックテーブル15とを有する。被加工物12は,例えば
固定用のテープ13によりフレーム14に支持された状
態で,チャックテーブル15上に供給される。チャック
テーブル15は切削ユニット20に対し相対的に移動可
能であり,切削ユニット20の端部に設置された高速回
転するブレードに被加工物12を所定量切り込ませなが
ら,チャックテーブル15が移動することにより切削が
進行する。逆に,チャックテーブル15が固定され,切
削ユニット20が相対的に移動して切削する場合もあ
る。
As shown in FIG. 1, the dicing apparatus main body 10 has a cutting unit 20 for cutting or cutting a workpiece 12 such as ceramic, and a chuck table 15 on which the workpiece 12 is placed. The workpiece 12 is supplied onto the chuck table 15 while being supported by the frame 14 by a fixing tape 13, for example. The chuck table 15 is movable relative to the cutting unit 20, and the chuck table 15 moves while cutting the workpiece 12 by a predetermined amount with a blade rotating at a high speed installed at the end of the cutting unit 20. As a result, cutting proceeds. On the contrary, the chuck table 15 may be fixed and the cutting unit 20 may move relatively to perform cutting.

【0017】切削ユニット20は,被加工物12を加工
面上のストリートに沿って切削し,極薄のカーフ(切
溝)を形成する。所定方向に複数のカーフを略帯状に形
成した後,チャックテーブル15を例えば90度回転さ
せ,上記形成されたカーフの方向と例えば略垂直な方向
に,複数の新たなカーフを略帯状に形成することによ
り,被加工物12をダイシングすることができる。
The cutting unit 20 cuts the work piece 12 along the streets on the work surface to form an extremely thin kerf (cutting groove). After forming a plurality of kerfs in a predetermined direction in a substantially strip shape, the chuck table 15 is rotated, for example, by 90 degrees to form a plurality of new kerfs in a substantially strip shape in a direction substantially perpendicular to the direction of the formed kerf. As a result, the workpiece 12 can be diced.

【0018】次に,図2に基づいて,本実施形態におけ
る切削ユニットの全体構成を説明する。なお,図2は,
本実施形態にかかる切削ユニット20の斜視図である。
Next, the overall construction of the cutting unit in this embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG.
It is a perspective view of the cutting unit 20 concerning this embodiment.

【0019】図2に示すように,切削ユニット20は,
リング状のブレード22と,ブレード22を両側より挟
持するフランジ24と,切削方向前方から切削水を供給
するシャワーノズル25と,ブレード22両側から切削
水を供給する側面ノズル26と,ホイルカバー28と,
フランジ24を介してブレード22を回転させるスピン
ドル30と,内部にスピンドル30が設けられるスピン
ドルハウジング32と,スピンドル30を略垂直方向に
振動させる第1の振動装置34と,スピンドル30をブ
レード22が被加工物12を切削する方向に振動させる
第2の振動装置36とを有する。
As shown in FIG. 2, the cutting unit 20 is
A ring-shaped blade 22, a flange 24 that holds the blade 22 from both sides, a shower nozzle 25 that supplies cutting water from the front in the cutting direction, a side nozzle 26 that supplies cutting water from both sides of the blade 22, and a wheel cover 28. ,
A spindle 30 that rotates the blade 22 via the flange 24, a spindle housing 32 in which the spindle 30 is provided, a first vibrating device 34 that vibrates the spindle 30 in a substantially vertical direction, and a blade 22 that covers the spindle 30. The second vibrating device 36 that vibrates the workpiece 12 in the cutting direction.

【0020】ブレード22は,ダイヤモンド等の砥粒を
ニッケル等のボンド材で電着して略リング状に形成され
る。また,ブレード22の厚さは極薄であり,例えば2
0〜30μmである。かかるブレード22は,フランジ
24に挟持された状態でスピンドル30に軸着され,例
えば30krpmで高速回転可能である。高速回転する
ブレード22が,その外周を被加工物12の加工面に所
定量切り込ませながら,ストリートに沿って加工面を切
削し,極薄のカーフを形成する。切削中には切削水が供
給され,ブレード22及び加工点が冷却される。
The blade 22 is formed in a substantially ring shape by electrodepositing abrasive grains such as diamond with a bond material such as nickel. The blade 22 has an extremely thin thickness, for example, 2
It is 0 to 30 μm. The blade 22 is axially attached to the spindle 30 while being sandwiched by the flange 24, and can rotate at a high speed, for example, at 30 krpm. The blade 22 rotating at a high speed cuts the outer periphery of the blade 22 along the street while cutting the surface of the workpiece 12 by a predetermined amount to form an ultrathin kerf. Cutting water is supplied during cutting, and the blade 22 and the processing point are cooled.

【0021】フランジ24は,例えばステンレス等の比
較的硬質な金属などで形成されており,ブレード22を
両側より挟持して固定する。この際,フランジ24は,
ブレード22の両側から略同一の領域を均等な圧力で挟
持するので,ブレード22が偏圧により湾曲,変形する
ことなく,加工面を略直線的に切削することができる。
The flange 24 is made of, for example, a relatively hard metal such as stainless steel, and holds the blade 22 by sandwiching it from both sides. At this time, the flange 24 is
Since the substantially same region is sandwiched from both sides of the blade 22 with a uniform pressure, the blade 22 is not curved or deformed due to an unbalanced pressure, and the machined surface can be cut substantially linearly.

【0022】シャワーノズル25は,ブレード22の切
削方向前方側に加工面から所定の高さで配設され,ブレ
ード22外周面と対向する側に孔またはスリットを有
し,かかる孔またはスリットからブレード22先端に向
けて切削水を放出して,ブレード22及び加工点を冷却
する。なお,このシャワーノズル25は,ホイルカバー
28と一体形成されてもよく,また,ブレード22の上
部または切削方向後方側などに配設されてもよい。ま
た,切削ユニット20は,側面ノズル26から十分な切
削水を供給できる場合には,必ずしもシャワーノズル2
5を具備する必要はない。
The shower nozzle 25 is disposed at a predetermined height from the machined surface on the front side of the blade 22 in the cutting direction, and has a hole or slit on the side facing the outer peripheral surface of the blade 22. Cutting water is discharged toward the tip of the blade 22 to cool the blade 22 and the processing point. The shower nozzle 25 may be formed integrally with the wheel cover 28, or may be provided above the blade 22 or on the rear side in the cutting direction. In addition, the cutting unit 20 does not always have to supply the shower nozzle 2 if sufficient cutting water can be supplied from the side nozzle 26.
It is not necessary to have 5.

【0023】側面ノズル26は,ブレード22の両側
(図2では一側を図示せず)に,例えばブレード22及
び加工面と略平行に設置され,ブレード22と対向する
側に設けられたスリットなどの開口から,ブレード22
両側面に向けて切削水を放出して,ブレード22及び加
工点を冷却する。なお,側面ノズル26は,ブレード2
2の一側にのみ設けてもよく,また,必ずしも設置され
なくともよい。
The side nozzles 26 are installed on both sides of the blade 22 (one side is not shown in FIG. 2), for example, substantially parallel to the blade 22 and the machining surface, and slits provided on the side facing the blade 22. From the opening of the blade 22
Cutting water is discharged toward both sides to cool the blade 22 and the processing point. In addition, the side surface nozzle 26 is the blade 2
It may be provided only on one side of 2, and may not necessarily be provided.

【0024】ホイルカバー28は,切削水が周辺に飛散
するのを防止するだけでなく,ブレード22を保護し,
危険防止のためブレード22が露出しないようにする機
能を有する。かかるホイルカバー28は,シャワーノズ
ル25および側面ノズルなど各種装置が設置され,その
設置状況や切削条件に応じて多様な形状を有することが
できる。
The foil cover 28 not only prevents the cutting water from scattering around but also protects the blade 22,
It has a function of preventing the blade 22 from being exposed to prevent danger. The foil cover 28 is provided with various devices such as a shower nozzle 25 and a side nozzle, and can have various shapes according to the installation conditions and cutting conditions.

【0025】スピンドル30は,モータ(図示せず)な
どの駆動力を伝達する回転軸であり,スピンドルハウジ
ング32内に延長形成され,一側端にはフランジ24が
脱着可能に軸着される。かかるスピンドル30は,フラ
ンジ24を介してブレード20を高速回転させることが
できる。
The spindle 30 is a rotary shaft for transmitting a driving force of a motor (not shown) or the like, is extended in the spindle housing 32, and has a flange 24 removably attached to one end thereof. The spindle 30 can rotate the blade 20 at a high speed via the flange 24.

【0026】スピンドルハウジング32は,例えばステ
ンレスなどの金属材料から形成され,略円筒形状を有
し,上記スピンドル30を覆うように設置される。かか
るスピンドルハウジング32は,高速回転するスピンド
ル30を支持,保護する機能を有する。
The spindle housing 32 is made of a metal material such as stainless steel, has a substantially cylindrical shape, and is installed so as to cover the spindle 30. The spindle housing 32 has a function of supporting and protecting the spindle 30 that rotates at high speed.

【0027】第1の振動装置34は,例えば,ブレード
22から所定距離(例えば約250mm)にある位置
で,スピンドルハウジング32の外周面上の上端に設け
られた上側振動装置34aと,下端に設けられた下側振
動装置34bからなる。かかる第1の振動装置34は,
スピンドル30を加工面に対して略垂直方向,即ちZ方
向に振動させることができる。
The first vibrating device 34 is provided at a predetermined distance (eg, about 250 mm) from the blade 22, for example, an upper vibrating device 34a provided at the upper end on the outer peripheral surface of the spindle housing 32, and a lower vibrating device at the lower end. The lower vibrating device 34b is provided. The first vibrating device 34 is
The spindle 30 can be vibrated in a direction substantially perpendicular to the processing surface, that is, the Z direction.

【0028】一方,第2の振動装置36は,例えば,ブ
レード22から所定距離(例えば約250mm)にある
位置で,スピンドルハウジング32の外周面上の右端に
設けられた右側振動装置36aと,左端に設けられた左
側振動装置36bからなる。かかる第2の振動装置36
は,スピンドル30をブレード22が被加工物12を切
削する方向(以下では,略切削方向という),即ちY方
向に振動させることができる。
On the other hand, the second vibrating device 36 has a right vibrating device 36a provided at the right end on the outer peripheral surface of the spindle housing 32 and a left vibrating device 36a at a predetermined distance (eg, about 250 mm) from the blade 22, for example. The left-side vibrating device 36b provided in the. Such second vibrating device 36
Can vibrate the spindle 30 in the direction in which the blade 22 cuts the workpiece 12 (hereinafter, referred to as a substantially cutting direction), that is, in the Y direction.

【0029】上記のような上側,下側,左側および右側
振動装置34a,34b,36a,36bは,例えばP
ZT(チタン酸ジルコン酸鉛),水晶,チタン酸バリウ
ム,セラミックスなどの圧電材料から構成された例えば
略直方体形状のピエゾ素子などである。圧電材料は,両
端に電位差を加え誘電分極させると,ひずみが生じ所定
方向に形状変化するといった圧電効果(ピエゾ効果とも
いう)を発揮する。このため,ピエゾ素子は,かかる圧
電効果を利用して電気エネルギーを機械的仕事に変換す
ることができるものである。
The above-mentioned upper, lower, left and right vibrating devices 34a, 34b, 36a, 36b are, for example, P
The piezoelectric element is, for example, a substantially rectangular parallelepiped formed of a piezoelectric material such as ZT (lead zirconate titanate), crystal, barium titanate, or ceramics. The piezoelectric material exerts a piezoelectric effect (also referred to as a piezo effect) in which distortion occurs and a shape changes in a predetermined direction when a potential difference is applied to both ends to cause dielectric polarization. Therefore, the piezo element can convert electrical energy into mechanical work by utilizing such piezoelectric effect.

【0030】次に,図3に基づいて,本実施形態にかか
る第1および第2の振動装置の配置についてより詳細に
説明する。なお,図3(a)は,本実施形態にかかる切
削ユニット20の右側面図であり,図3(b)は,本実
施形態にかかる第1および第2の振動装置34,36が
配設された位置での切削ユニット20の断面図である。
Next, the arrangement of the first and second vibrating devices according to this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 3 (a) is a right side view of the cutting unit 20 according to the present embodiment, and FIG. 3 (b) shows the first and second vibrating devices 34, 36 according to the present embodiment. It is sectional drawing of the cutting unit 20 in the position shown.

【0031】図3(a)および図3(b)に示すよう
に,スピンドルハウジング32の外周面上には,上端に
上側振動装置34aが,下端に下側振動装置34bが,
右端に右側振動装置36aが,左端に左側振動装置36
bが,ブレード22から略同一な位置に等間隔で配設さ
れている。かかる振動装置34a,34b,36a,3
6bを設置する場合には,スピンドルハウジング32の
外周面上に,例えば接着するなどして容易に設置でき
る。また,これら4つの振動装置のうち,上記のよう
に,上側振動装置34aと下側振動装置34bが一対と
なって第1の振動装置34を構成し,右側振動装置36
aと左側振動装置36bが一対となって第2の振動装置
36を構成する。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), on the outer peripheral surface of the spindle housing 32, an upper vibrating device 34a is provided at the upper end and a lower vibrating device 34b is provided at the lower end.
The right vibration device 36a is at the right end, and the left vibration device 36 is at the left end.
b are arranged at substantially equal positions from the blade 22 at equal intervals. Such vibrating devices 34a, 34b, 36a, 3
When 6b is installed, it can be easily installed on the outer peripheral surface of the spindle housing 32 by, for example, bonding. Further, among these four vibrating devices, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b are paired to constitute the first vibrating device 34 as described above, and the right vibrating device 36
a and the left-side vibrating device 36b form a pair to constitute the second vibrating device 36.

【0032】なお,本実施形態では,第1の振動装置3
4または第2の振動装置36は,スピンドルハウジング
32外周面上で等間隔に対称に配置されたが,かかる例
に限定されず,任意に配置されてもよい。また,第1の
振動装置34および第2の振動装置36は,2つの振動
装置(例えば第1の振動装置34に関しては上側振動装
置34aおよび下側振動装置34b)を備えたが,かか
る例に限定されず,いずれか一方の振動装置を備える,
または3つ以上の振動装置を備えてもよい。
In this embodiment, the first vibration device 3
The fourth or second vibrating device 36 is symmetrically arranged on the outer peripheral surface of the spindle housing 32 at equal intervals, but the invention is not limited to such an example and may be arbitrarily arranged. The first vibrating device 34 and the second vibrating device 36 are provided with two vibrating devices (for example, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b for the first vibrating device 34). Without limitation, it is equipped with either one of the vibration devices,
Alternatively, three or more vibration devices may be provided.

【0033】次に,上記のように配設された上側,下
側,左側および右側振動装置34a,34b,36a,
36bが,振動を発生させる機構について説明する。
Next, the upper, lower, left and right vibrating devices 34a, 34b, 36a, arranged as described above,
A mechanism of generating vibration by 36b will be described.

【0034】かかる振動装置34a,34b,36a,
36bのX方向の両端に,例えば,ブレード22側が高
電位となり,ブレード22と反対側が低電位となるよう
に電位差を与える(以下,正の電位差を与えるという)
と,振動装置は,X方向に伸張する形状変化を行う。一
方,両端に,ブレード22側が低電位となり,ブレード
22と反対側が高電位となるように電位差を与える(以
下,負の電位差を与えるという)と,上記振動装置は,
X方向に収縮する(Z方向に伸張する)形状変化を行
う。
The vibrating devices 34a, 34b, 36a,
A potential difference is applied to both ends of the 36b in the X direction so that, for example, the blade 22 side has a high potential and the opposite side to the blade 22 has a low potential (hereinafter referred to as a positive potential difference).
Then, the vibrating device performs a shape change that extends in the X direction. On the other hand, when a potential difference is applied to both ends so that the blade 22 side has a low potential and the opposite side to the blade 22 has a high potential (hereinafter, referred to as a negative potential difference), the above vibration device
A shape change that contracts in the X direction (expands in the Z direction) is performed.

【0035】このように,上側,下側,左側および右側
振動装置34a,34b,36a,36bは,印加され
る電位差に応じてX方向に伸縮するので,周期的に正の
電位差および負の電位差を交互に与えることにより,X
方向に伸張・収縮を繰り返して,振動を発生させること
ができる。この際,印加する電位差(電圧)を略正弦波
状に時間変化させることで,上側振動装置34aは所定
の振幅で周期的に振動を発生することができる。
As described above, since the upper, lower, left and right vibrating devices 34a, 34b, 36a, 36b expand and contract in the X direction according to the applied potential difference, the positive potential difference and the negative potential difference are periodically generated. By alternately giving X
Vibration can be generated by repeatedly stretching and contracting in the direction. At this time, by changing the applied potential difference (voltage) in a substantially sinusoidal manner with time, the upper vibration device 34a can periodically generate vibration with a predetermined amplitude.

【0036】次に,図4に基づいて,本実施形態にかか
る第1の振動装置がスピンドルを振動させる機構につい
て詳細に説明する。なお,図4は,本実施形態にかかる
第1の振動装置34がスピンドル30を振動させる機構
についての説明図である。
Next, a mechanism for vibrating the spindle by the first vibrating device according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG. Note that FIG. 4 is an explanatory diagram of a mechanism in which the first vibrating device 34 according to the present embodiment vibrates the spindle 30.

【0037】図4に示すように,第1の振動装置34
は,スピンドルハウジング32の上端と下端に各々設け
られた上側振動装置34aと下側振動装置34bとを有
する。かかる第1の振動装置34に電圧を印加しない場
合には,上側振動装置34aおよび下側振動装置34b
のいずれも伸縮していないので,図4の実線で示すよう
に,スピンドルハウジング32およびスピンドル30は
加工面に対し略平行である。
As shown in FIG. 4, the first vibration device 34
Has an upper vibrating device 34a and a lower vibrating device 34b provided at the upper and lower ends of the spindle housing 32, respectively. When no voltage is applied to the first vibrating device 34, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b are used.
Since neither of them expands or contracts, as shown by the solid line in FIG. 4, the spindle housing 32 and the spindle 30 are substantially parallel to the processing surface.

【0038】ここで,上側振動装置34aに負の電位差
を与えると,上側振動装置34aがX方向に収縮するの
で,スピンドルハウジング32の上端もまた上側振動装
置34aの収縮に伴いX方向に微少に歪んで収縮する。
また,これと同時に,下側振動装置34bに正の電位差
を与えると,下側振動装置34bがX方向に伸張するの
で,スピンドルハウジング32の下端もまた下側振動装
置34bの伸張に伴いX方向に微少に歪んで伸張する。
従って,第1の振動装置34に上記のように電圧を印加
した場合には,スピンドルハウジング32およびスピン
ドル30は,図4の点線で示すように,Zの正方向(加
工面から遠ざかる方向)に例えば約θ度傾斜する。従っ
て,ブレード22も約aだけZの正方向に移動すること
になる。
Here, when a negative potential difference is applied to the upper vibrating device 34a, the upper vibrating device 34a contracts in the X direction. Therefore, the upper end of the spindle housing 32 also becomes minute in the X direction as the upper vibrating device 34a contracts. Distorts and contracts.
At the same time, when a positive potential difference is applied to the lower vibrating device 34b, the lower vibrating device 34b expands in the X direction, so the lower end of the spindle housing 32 also extends in the X direction as the lower vibrating device 34b expands. It is slightly distorted and stretches.
Therefore, when the voltage is applied to the first vibrating device 34 as described above, the spindle housing 32 and the spindle 30 move in the positive Z direction (the direction away from the machined surface) as shown by the dotted line in FIG. For example, it is inclined about θ degrees. Therefore, the blade 22 also moves in the positive Z direction by about a.

【0039】一方,図示はしないが,上側振動装置34
aに正の電位差を,下側振動装置34bに負の電位差を
与えると,上記と同様な原理で,スピンドルハウジング
32およびスピンドル30はZの負方向(加工面に近づ
く方向)に傾斜し,ブレード22も約aだけZの負方向
に移動する。
On the other hand, although not shown, the upper vibration device 34
When a positive potential difference is applied to a and a negative potential difference is applied to the lower vibration device 34b, the spindle housing 32 and the spindle 30 are tilted in the negative direction of Z (direction approaching the machining surface) by the same principle as described above, 22 also moves in the negative Z direction by about a.

【0040】従って,上記のように上側振動装置34a
および下側振動装置34bの各々に正および負の電位差
を交互に与え続けることにより,上側振動装置34aお
よび下側振動装置34bが伸張・収縮を交互に繰り返す
ので,スピンドルハウジング32はZの正方向および負
方向に交互に傾斜する。従って,ブレード22は,Zの
正方向および負方向に交互に移動することになる。この
ようにして,第1の振動装置34は,スピンドル30お
よびブレード22を略垂直方向(即ち,Z方向)に所定
の振幅(例えばブレード22の振幅は約a)で振動させ
ることができる。
Therefore, as described above, the upper vibration device 34a
By continuously applying positive and negative potential differences to each of the upper and lower vibrating devices 34b, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b alternately extend and contract, so that the spindle housing 32 moves in the positive Z direction. And alternate in the negative direction. Therefore, the blade 22 moves in the positive and negative directions of Z alternately. In this way, the first vibration device 34 can vibrate the spindle 30 and the blade 22 in a substantially vertical direction (that is, the Z direction) with a predetermined amplitude (for example, the amplitude of the blade 22 is about a).

【0041】また,第2の振動装置36も,上記のよう
な第1の振動装置34と同様にして,スピンドル30お
よびブレード22を略切削方向(即ち,Y方向)に振動
させることができる。
The second vibrating device 36 can also vibrate the spindle 30 and the blade 22 in the substantially cutting direction (that is, the Y direction) in the same manner as the first vibrating device 34 described above.

【0042】次に,図5に基づいて,本実施形態にかか
る第1および第2の振動装置が,ブレードを周期的に振
動させる態様について説明する。なお,図5(a)は,
本実施形態にかかる第1および第2の振動装置34,3
6がブレード22を周期的に振動させる態様を示すため
のブレード22の正面図である。また,図5(b)は,
第1の振動装置34に与える電位差の変化を示すグラフ
である。さらに,図5(c)は,ブレード22の振動時
におけるスピンドル30の中心30aの位置をYZ平面
へ投影した投影図である。
Next, with reference to FIG. 5, a mode in which the first and second vibrating devices according to the present embodiment cause the blade to vibrate periodically will be described. In addition, FIG.
First and second vibrating devices 34, 3 according to the present embodiment
FIG. 6 is a front view of the blade 22 for showing a mode in which 6 vibrates the blade 22 periodically. In addition, FIG.
6 is a graph showing changes in potential difference applied to the first vibrating device 34. Further, FIG. 5C is a projection diagram in which the position of the center 30a of the spindle 30 when the blade 22 vibrates is projected onto the YZ plane.

【0043】まず,第1の振動装置34が,ブレード2
2を周期的に振動させる態様について説明する。
First, the first vibration device 34
A mode in which 2 is vibrated periodically will be described.

【0044】図5(a)に示すように,切削加工時に
は,高速回転するブレード22が,その外周を加工面に
所定の切り込み深さPで切り込ませながら,被加工物1
2をY方向に切削する。かかる切削加工中に,第1の振
動装置34は,上記のように,ブレード22を略垂直方
向(即ち,Z方向)に振動させることができる。なお,
図5(a)に示すブレード22の位置は,ブレード22
が振動していない状態での位置であり,スピンドル30
の中心30aが基準位置(即ち,スピンドル30の振動
の中心となる位置)にある場合を示している。
As shown in FIG. 5 (a), at the time of cutting, the blade 22 rotating at a high speed cuts the outer periphery of the blade 22 into the processing surface at a predetermined cutting depth P while
2 is cut in the Y direction. During the cutting process, the first vibration device 34 can vibrate the blade 22 in the substantially vertical direction (that is, the Z direction) as described above. In addition,
The position of the blade 22 shown in FIG.
Is the position in the state where the
The center 30a of FIG. 3 is at the reference position (that is, the position at which the spindle 30 vibrates).

【0045】ここで,図5(b)および図5(c)に基
づいて,第1の振動装置34に印加する電位差の変化お
よびそれに伴うスピンドル30およびブレード22の振
動について説明する。
Here, the change in the potential difference applied to the first vibrating device 34 and the accompanying vibration of the spindle 30 and the blade 22 will be described with reference to FIGS. 5 (b) and 5 (c).

【0046】なお,図5(b)では,上側振動装置34
aの電位差変化は実線で示し,下側振動装置34bの電
位差変化は破線で示す。また,図5(b)のグラフに示
す電位差とは,上側振動装置34aおよび下側振動装置
34bにおいて,ブレード22と反対側の端面を基準と
したブレード側の端面の電位である。即ち,かかる電位
差が正であれば,上記ブレード22側の端面が反対側の
端面より高電位(上記正の電位差)であることになる。
一方,かかる電位差が負であれば,上記ブレード22側
の端面がより低電位(上記負の電位差)であることにな
る。
Incidentally, in FIG. 5B, the upper side vibration device 34
The potential difference change of a is shown by a solid line, and the potential difference change of the lower vibration device 34b is shown by a broken line. The potential difference shown in the graph of FIG. 5B is the potential of the blade-side end surface of the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b with reference to the end face opposite to the blade 22. That is, if the potential difference is positive, the end surface on the blade 22 side has a higher potential (the positive potential difference) than the end surface on the opposite side.
On the other hand, if the potential difference is negative, the end surface on the blade 22 side has a lower potential (the negative potential difference).

【0047】また,図5(c)では,図5(b)で例示
した第1の振動装置34に印加される各電位差に応じ
た,スピンドル30の中心30の各位置を表す。また,
図5(c)に示す位置Aは,上記スピンドル30の中心
30aの基準位置に該当する。
Further, FIG. 5C shows each position of the center 30 of the spindle 30 according to each potential difference applied to the first vibration device 34 illustrated in FIG. 5B. Also,
The position A shown in FIG. 5C corresponds to the reference position of the center 30a of the spindle 30.

【0048】図5(b)に示すように,上側振動装置3
4aおよび下側振動装置34bの両端には,略正弦波状
に時間変化する電位差が与えられる。双方の波形は略同
一であり,振動数が例えば約0.1〜5kHzである。
さらに,上側振動装置34aに与える電位差と第2の振
動装置36に与える電位差との間の位相差は,約180
度(即ち,半周期)である。かかる構成により,上側振
動装置34aおよび下側振動装置34bは,常時共同
で,ブレード22およびスピンドル30を略同一の略垂
直方向に移動若しくは停止させるよう,動作する。以下
にその態様について具体的に説明する。
As shown in FIG. 5B, the upper vibration device 3
A potential difference that changes with time in a substantially sinusoidal wave is applied to both ends of 4a and the lower vibration device 34b. Both waveforms are substantially the same, and the frequency is, for example, about 0.1 to 5 kHz.
Furthermore, the phase difference between the potential difference applied to the upper vibration device 34a and the potential difference applied to the second vibration device 36 is about 180
Degree (that is, half cycle). With such a configuration, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b operate together so as to always move or stop the blade 22 and the spindle 30 in substantially the same substantially vertical direction. The mode will be specifically described below.

【0049】例えば,まず,時間Aでは,上側振動装置
34aおよび下側振動装置34bは電位差が与えられな
い(無電位である)ので,双方とも伸縮しない。このた
め,スピンドル30の中心30aは基準位置にある(図
5(c)における位置A)。
For example, first, at time A, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b do not have a potential difference (no potential), and therefore neither expands or contracts. Therefore, the center 30a of the spindle 30 is at the reference position (position A in FIG. 5C).

【0050】次いで,時間が経過するにつれ,上側振動
装置34aに与えられる正の電位差が徐々に増加すると
ともに,下側振動装置34bに与えられる負の電位差が
徐々に増加する。これに伴い,上側振動装置34aが徐
々に伸張するとともに,下側振動装置34bが徐々に収
縮するので,スピンドル30の中心30aは略垂直方向
下方に移動する。
Then, as time passes, the positive potential difference applied to the upper vibrating device 34a gradually increases, and the negative potential difference applied to the lower vibrating device 34b gradually increases. Along with this, the upper vibrating device 34a gradually expands and the lower vibrating device 34b gradually contracts, so that the center 30a of the spindle 30 moves substantially vertically downward.

【0051】さらに,時間Bでは,上側振動装置34a
に与えられる正の電位差が略最大となるとともに,下側
振動装置34bに与えられる負の電位差が略最大となる
ので,上側振動装置34aの伸張および下側振動装置3
4bの収縮が略最大となり,スピンドル30の中心30
aは最も加工面に近づく(図5(c)における位置
B)。
Further, at time B, the upper vibration device 34a
Since the positive potential difference given to the lower vibration device 34b becomes substantially maximum and the negative potential difference given to the lower vibration device 34b becomes substantially maximum, the expansion of the upper vibration device 34a and the lower vibration device 3
The contraction of 4b becomes almost maximum, and the center of the spindle 30
a is closest to the processed surface (position B in FIG. 5C).

【0052】その後,上側振動装置34aおよび下側振
動装置34bに与えられる電位差が徐々に減少するにつ
れ,上側振動装置34aの伸張および下側振動装置34
bの収縮が徐々に回復するので,スピンドル30の中心
30aは略垂直方向上方に移動する。
Thereafter, as the potential difference applied to the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b gradually decreases, the upper vibrating device 34a extends and the lower vibrating device 34a extends.
Since the contraction of b is gradually recovered, the center 30a of the spindle 30 moves substantially vertically upward.

【0053】次いで,時間Cでは,上側振動装置34a
および下側振動装置34bは,ともに電位差が与えられ
ないので,双方とも伸縮しない。従って,スピンドル3
0の中心30aは,再び基準位置に至る(図5(c)に
おける位置A)。
Next, at time C, the upper vibration device 34a
Since neither of the lower vibrating device 34b and the lower vibrating device 34b has a potential difference, neither expands or contracts. Therefore, spindle 3
The center 30a of 0 reaches the reference position again (position A in FIG. 5C).

【0054】さらに,今度は,上側振動装置34aには
負の電位差が,下側振動装置34bには正の電位差が与
えられ,時間が経過するにつれ,当該電位差は徐々に増
加する。これに伴い,上側振動装置34aが徐々に収縮
するとともに,下側振動装置34bが徐々に伸張するの
で,スピンドル30の中心30aは略垂直方向上方に移
動する。
Further, this time, a negative potential difference is given to the upper vibrating device 34a and a positive potential difference is given to the lower vibrating device 34b, and the potential difference gradually increases as time passes. Along with this, the upper vibration device 34a gradually contracts and the lower vibration device 34b gradually expands, so that the center 30a of the spindle 30 moves substantially vertically upward.

【0055】その後,時間Dでは,上側振動装置34a
に与えられる負の電位差が略最大となるとともに,下側
振動装置34bに与えられる正の電位差が略最大となる
ので,上側振動装置34aの収縮および下側振動装置3
4bの伸張が略最大となり,スピンドル30の中心30
aは最も加工面から遠ざかる(図5(c)における位置
D)。
Thereafter, at time D, the upper vibration device 34a
Since the negative potential difference applied to the upper vibration device 34a becomes substantially maximum and the positive potential difference applied to the lower vibration device 34b becomes substantially maximum, contraction of the upper vibration device 34a and lower vibration device 3
The extension of 4b is almost maximum, and the center 30 of the spindle 30
a is the farthest from the machined surface (position D in FIG. 5C).

【0056】さらに,上側振動装置34aおよび下側振
動装置34bに与えられる電位差が徐々に減少するにつ
れ,上側振動装置34aの収縮および下側振動装置34
bの伸張が徐々に回復するので,スピンドル30の中心
30aは略垂直方向下方に移動する。
Further, as the potential difference applied to the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b gradually decreases, the upper vibrating device 34a contracts and the lower vibrating device 34a.
Since the extension of b is gradually recovered, the center 30a of the spindle 30 moves downward in the substantially vertical direction.

【0057】その後,時間A’では,再び,上側振動装
置34aおよび下側振動装置34bにはともに電位差が
与えられないので,双方とも伸縮しない。従って,スピ
ンドル30の中心30aは,再び基準位置に戻る(図5
(c)における位置A)。
After that, at time A ', since neither the upper vibrating device 34a nor the lower vibrating device 34b has a potential difference again, neither of them expands or contracts. Therefore, the center 30a of the spindle 30 returns to the reference position again (see FIG. 5).
Position A) in (c).

【0058】以降では,スピンドル30の中心30a
は,以上と同様なステップで,図5(c)に示す位置A
→位置B→位置A→位置D→位置A・・・といった移動
を繰り返す。即ち,第1の振動装置34に略正弦波状の
電位差を与えることにより,ブレード22を略垂直方向
に,所定の振動数および振幅で振動させることができ
る。本実施形態において,かかるブレード22の振動数
は,例えば約0.1〜5kHzであり,振幅は例えば約
2〜30μmである。
After that, the center 30a of the spindle 30 will be described.
Is the same step as above, and the position A shown in FIG.
→ The movement of position B → position A → position D → position A ... Is repeated. That is, by applying a substantially sinusoidal potential difference to the first vibrating device 34, the blade 22 can be vibrated in a substantially vertical direction at a predetermined frequency and amplitude. In the present embodiment, the frequency of the blade 22 is, for example, about 0.1 to 5 kHz, and the amplitude is, for example, about 2 to 30 μm.

【0059】以上,第1の振動装置34によるスピンド
ル30およびブレード22の略垂直方向への周期的な振
動について説明した。これに対し,第2の振動装置36
は,上記と同様に略正弦波状に時間変化する電位差を与
えられることにより,スピンドル30の中心30aを,
図5(c)に示す位置A→位置E→位置A→位置F→位
置A・・・と移動させることができる。即ち,第2の振
動装置36は,ブレード22を略切削方向に周期的に振
動させることができる。かかるブレード22の振動の振
動数は,例えば約0.1〜5kHzであり,振幅は例え
ば約2〜30μmである。
The periodic vibration of the spindle 30 and the blade 22 by the first vibrating device 34 in the substantially vertical direction has been described above. On the other hand, the second vibrating device 36
Is given a potential difference that changes with time in a substantially sinusoidal manner in the same manner as described above, so that the center 30a of the spindle 30 is
The position A → position E → position A → position F → position A shown in FIG. 5C can be moved. That is, the second vibrating device 36 can periodically vibrate the blade 22 in the substantially cutting direction. The vibration frequency of the blade 22 is, for example, about 0.1 to 5 kHz, and the amplitude is, for example, about 2 to 30 μm.

【0060】なお,第1の振動装置34および第2の振
動装置36に与える略正弦波状の電位差の振動数と振幅
を調整することにより,ブレード22の振動の振動数と
振幅を制御することができる。
The frequency and the amplitude of the vibration of the blade 22 can be controlled by adjusting the frequency and the amplitude of the substantially sinusoidal potential difference given to the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36. it can.

【0061】次に,図6に基づいて,本実施形態にかか
るブレード22の複合運動について説明する。なお,図
6(a)は,第1の振動装置34および第2の振動装置
36に与える電位差の変化を示すグラフである。また,
図6(b)は,本実施形態にかかるブレード22の複合
運動時におけるスピンドル30の中心30aの位置をY
Z平面へ投影した投影図である。
Next, the combined movement of the blade 22 according to this embodiment will be described with reference to FIG. Note that FIG. 6A is a graph showing changes in the potential difference applied to the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36. Also,
FIG. 6B shows the position of the center 30a of the spindle 30 during the combined movement of the blade 22 according to the present embodiment.
It is a projection figure projected on the Z plane.

【0062】図6(a)に示すように,第1の振動装置
34と第2の振動装置36が同時に振動を発生するため
に,上側,下側,右側および左側振動装置34a,34
b,36a,36bの各々には,周期的に時間変化する
電位差(それぞれ,実線,破線,点線および一点鎖線で
示す)が与えられている。より詳細には,第1の振動装
置34に関しては,上側振動装置34aおよび下側振動
装置34bに,所定振動数の略正弦波状の電位差が与え
られており,双方の位相差は約180度である。また,
第2の振動装置36に関しては,右側振動装置36aお
よび左側振動装置36bに,第1の振動装置34の振動
数と略同一振動数の略正弦波状の電位差が与えられてお
り,双方の位相差もまた約180度である。なお,第1
の振動装置34に与えられる電位差の振幅と,第2の振
動装置36に与えられる電位差の振幅の比は例えば約
3:2である。
As shown in FIG. 6A, since the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36 generate vibrations simultaneously, the upper, lower, right and left vibrating devices 34a, 34
Each of b, 36a, and 36b is provided with a potential difference that changes periodically with time (represented by a solid line, a broken line, a dotted line, and a one-dot chain line, respectively). More specifically, regarding the first vibrating device 34, a substantially sinusoidal potential difference of a predetermined frequency is applied to the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b, and the phase difference between both is about 180 degrees. is there. Also,
Regarding the second vibrating device 36, the right-side vibrating device 36a and the left-side vibrating device 36b are provided with a substantially sinusoidal potential difference having a frequency substantially the same as the frequency of the first vibrating device 34, and the phase difference between them is Is also about 180 degrees. The first
The ratio between the amplitude of the potential difference applied to the vibration device 34 and the amplitude of the potential difference applied to the second vibration device 36 is, for example, about 3: 2.

【0063】かかる構成により,図5で説明したよう
に,上側振動装置34aと下側振動装置34bが共同し
て略垂直方向の振動を発生させるとともに,右側振動装
置36aと左側振動装置36bが共同して略切削方向の
振動を発生させることができる。従って,第1の振動装
置34がブレード22を略垂直方向に振動させると同時
に,第2の振動装置36はブレード22を略切削方向に
振動させることができる。従って,ブレード22は,略
垂直方向および略切削方向に同時に振動して,複合的に
振動(即ち,複合運動)することになる。
With this configuration, as described with reference to FIG. 5, the upper vibrating device 34a and the lower vibrating device 34b jointly generate vibrations in a substantially vertical direction, and the right vibrating device 36a and the left vibrating device 36b jointly operate. As a result, vibration in the substantially cutting direction can be generated. Therefore, the first vibrating device 34 can vibrate the blade 22 in a substantially vertical direction, and at the same time, the second vibrating device 36 can vibrate the blade 22 in a substantially cutting direction. Therefore, the blade 22 simultaneously vibrates in the substantially vertical direction and the substantially cutting direction, and vibrates in a complex manner (that is, a composite movement).

【0064】さらに,注目すべきは,上側振動装置34
aと右側振動装置36aに与えられる電位差の位相差
が,例えば約90度であり,また,下側振動装置34b
と左側振動装置36bに与えられる電位差の位相差もま
た約90度であることである。かかる構成により,第1
の振動装置34によるブレード22の振動と,第2の振
動装置34によるブレード22の振動の間には,約1/
4周期のずれが生じる。このため,ブレード22は,第
1の振動装置34により略垂直方向に最大に変位した時
には,第2の振動装置36により略切削方向には変位し
ない。一方,第2の振動装置36により略切削方向に最
大に変位した時には,第1の振動装置34により略垂直
方向には変位しない。
Further, it should be noted that the upper side vibration device 34
a and the right side vibration device 36a have a phase difference of a potential difference of, for example, about 90 degrees, and the lower side vibration device 34b.
And the phase difference of the potential difference applied to the left vibration device 36b is also about 90 degrees. With this configuration, the first
Between the vibration of the blade 22 by the vibrating device 34 and the vibration of the blade 22 by the second vibrating device 34 is about 1 /
A deviation of 4 cycles occurs. Therefore, the blade 22 is not displaced in the substantially cutting direction by the second vibrating device 36 when the blade 22 is maximally displaced in the substantially vertical direction by the first vibrating device 34. On the other hand, when the second vibrating device 36 causes maximum displacement in the substantially cutting direction, the first vibrating device 34 does not cause displacement in the substantially vertical direction.

【0065】従って,図6(b)に示すように,スピン
ドル30の中心30aは,基準位置を中心とする略楕円
軌道上を,位置A→位置B→位置C→位置D→位置A‥
‥と移動する。なお,位置Aと位置Cとの距離(即ち,
楕円の長軸の長さ)と,位置Bと位置Dとの距離(即
ち,楕円の短軸の長さ)の比は,例えば約3:2であ
る。これは,上記のように第1の振動装置34と第2の
振動装置36に与えられる電位差の振幅の比が例えば約
3:2であるからである。なお,かかる例に限定され
ず,スピンドル30の中心30aの軌跡が,異なる長軸
と短軸の長さの比を有する略楕円となるよう,当該電位
差の振幅の比を調整してもよい。
Therefore, as shown in FIG. 6B, the center 30a of the spindle 30 is located on a substantially elliptical orbit centered on the reference position and is located at position A → position B → position C → position D → position A.
Move to. The distance between position A and position C (ie,
The ratio of the length of the major axis of the ellipse) to the distance between the positions B and D (that is, the length of the minor axis of the ellipse) is, for example, about 3: 2. This is because the ratio of the amplitude of the potential difference applied to the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36 as described above is, for example, about 3: 2. Note that the present invention is not limited to this example, and the amplitude ratio of the potential difference may be adjusted so that the locus of the center 30a of the spindle 30 becomes a substantially ellipse having different length ratios of the long axis and the short axis.

【0066】以上のように,第1および第2の振動装置
34,36により,スピンドル30は,その中心30a
の軌跡が略楕円状となるように振動(即ち,楕円振動)
する。このため,ブレード22は,切削加工中に楕円振
動となる複合運動をして,被加工物12を振動加工する
ことができる。従って,ブレード22と被加工物12の
間に発生する摩擦力が低減してブレード22の引っ掛か
りを抑制できるとともに,ブレード22と被加工物12
の間に切削水が入り込んで冷却効果が向上するので,切
削加工が円滑かつ効果的になる。よって,例えば,カー
フに生じるチッピングや金属材料加工時のバリが低減
し,加工精度が向上するとともに,ブレード22の摩耗
や破損も抑制できる。
As described above, the spindle 30 has its center 30a by the first and second vibrating devices 34 and 36.
So that the locus of is almost elliptical (that is, elliptical vibration)
To do. Therefore, the blade 22 can perform a complex motion that causes an elliptical vibration during the cutting process to vibrate the workpiece 12. Therefore, the frictional force generated between the blade 22 and the workpiece 12 can be reduced to prevent the blade 22 from being caught, and the blade 22 and the workpiece 12 can be suppressed.
The cutting water enters between them to improve the cooling effect, which makes the cutting process smooth and effective. Therefore, for example, chipping that occurs on the kerf and burrs during metal material processing are reduced, processing accuracy is improved, and wear and damage of the blade 22 can be suppressed.

【0067】次に,本実施形態にかかるブレード22の
複合運動が,カーフ幅に与える影響について説明する。
図4で説明したように,第1および第2の振動装置3
4,36がスピンドルハウジング32を傾斜させること
で,ブレード22を振幅aで振動させることができる。
しかし,スピンドルハウジング32の傾斜に伴って,ブ
レード22もまた所定角度傾斜するので,かかるブレー
ド22の傾斜が過大であると,被加工物12に形成され
るカーフ幅が拡張され,加工品質に支障を来す。
Next, the effect of the combined movement of the blade 22 according to this embodiment on the kerf width will be described.
As described in FIG. 4, the first and second vibration devices 3
By tilting the spindle housing 32 by 4, 36, the blade 22 can be vibrated with the amplitude a.
However, since the blade 22 also inclines at a predetermined angle with the inclination of the spindle housing 32, if the inclination of the blade 22 is excessive, the kerf width formed on the workpiece 12 is expanded, which impairs the processing quality. Come on.

【0068】本実施形態においては,ブレード22の振
幅aを例えば約5μmとすると,例えば半径30mmの
ブレードが,カーフ幅を拡張する大きさは,最大約1.
2μmで済む。このため,振動加工によるカーフ幅への
影響は,振動加工しない場合のカーフ幅(例えば25〜
300μm)と比して非常に小さい。従って,本実施形
態にかかる複合運動するブレード22による切削加工
は,加工品質に大きな影響は与えないので有用である。
In the present embodiment, assuming that the amplitude a of the blade 22 is, for example, about 5 μm, the blade having a radius of 30 mm expands the kerf width to a maximum of about 1.
2 μm is enough. Therefore, the effect of vibration processing on the kerf width is that the kerf width without vibration processing (for example, 25 to
It is very small compared to 300 μm). Therefore, the cutting process by the blade 22 which moves in a complex manner according to the present embodiment is useful because it does not significantly affect the processing quality.

【0069】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and naturally, these are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

【0070】例えば,ダイシングする被加工物12とし
ては,セラミックなどの難加工材,サファイヤ,複合
材,各種金属材料,半導体ウェハなどであってもよい。
さらに,被加工物12として,VTRやFDD等の磁気
ヘッド,水晶,ガラス,小型電子部品,リチウムナイオ
ベイトに代表される圧電結晶材料やフェライトといった
脆性材料等にも適用できる。
For example, the workpiece 12 to be diced may be a difficult-to-machine material such as ceramic, sapphire, composite material, various metal materials, semiconductor wafer, or the like.
Further, as the work piece 12, a magnetic head such as VTR or FDD, a crystal, a glass, a small electronic component, a piezoelectric crystal material typified by lithium niobate, or a brittle material such as ferrite can be applied.

【0071】また,本実施形態にかかる第1および第2
の振動装置34,36は,圧電材料で構成されたピエゾ
素子を用いたが,かかる例に限定されず,例えば磁歪材
料,超磁歪材料などで構成された振動子や,振動板,振
動発生機などでもよい。
Further, the first and the second according to the present embodiment
The piezo elements made of a piezoelectric material are used for the vibrating devices 34 and 36, but the present invention is not limited to this example. For example, a vibrator made of a magnetostrictive material, a giant magnetostrictive material, a vibrating plate, or a vibration generator. And so on.

【0072】なお,切削ユニット20は,切削加工に限
らず,被加工物12を完全に切断する切断加工してもよ
い。また,被加工物12の加工方法としては,賽の目状
にカーフを形成するダイシングに限らず,所定方向にの
み直線的にまたは任意の方向に被加工物12を切削また
は切断加工するカッティングであってもよい。
The cutting unit 20 is not limited to the cutting process, but may be a cutting process for completely cutting the workpiece 12. The method for processing the work piece 12 is not limited to dicing for forming a kerf in the shape of a dice, but cutting for cutting or cutting the work piece 12 linearly only in a predetermined direction or in an arbitrary direction. Good.

【0073】また,本実施形態かかるブレード22の複
合運動は楕円振動であったが,かかる例に限定されず,
例えば,第1の振動装置34および第2の振動装置36
に与える電位差の振幅を略同一にして,ブレード22が
略円軌跡を描くように複合運動(即ち,円振動)するよ
うに構成してもよい。また,第1の振動装置34および
第2の振動装置36に与える電位差の振幅,振動数,若
しくは双方の位相差を調整することにより,ブレード2
2を,例えば単振動,または軌跡が略8の字形となるよ
う振動させるなど多様な態様で複合運動させることがで
きる。
Further, although the compound motion of the blade 22 according to the present embodiment is elliptical vibration, it is not limited to this example,
For example, the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36
The blades 22 may be configured to perform a combined motion (that is, circular vibration) so as to draw a substantially circular locus by making the amplitudes of the potential differences given to them substantially the same. In addition, the blade 2 is adjusted by adjusting the amplitude of the potential difference applied to the first vibrating device 34 and the second vibrating device 36, the frequency, or the phase difference between the two.
2 can be made to perform a complex motion in various modes, such as a simple vibration or a vibration so that the locus becomes a substantially 8-shape.

【0074】さらに,本実施形態においては,第1およ
び第2の振動装置34,36に印加する電位差は,略正
弦波状に時間変化する電位差であったが,かかる例に限
定されない。当該振動装置が振動を発生できる電位差で
あれば,例えば,複数のパルス状,所定値の正または負
の電位差を交互に与える場合など,任意に時間変化する
電位差であってもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the potential difference applied to the first and second vibrating devices 34, 36 is a potential difference that changes with time in a substantially sinusoidal shape, but is not limited to this example. As long as the vibrating device has a potential difference capable of generating vibration, it may be a potential difference that arbitrarily changes with time, for example, when a plurality of pulse-like or positive or negative potential differences having a predetermined value are alternately applied.

【0075】また,本実施形態にかかる第1および第2
の振動装置34,36は略垂直方向および略切削方向に
スピンドル30を振動させたが,かかる例に限定され
ず,任意の2方向にスピンドル30を振動するよう構成
してもよい。
Further, the first and the second according to the present embodiment
Although the vibration devices 34 and 36 vibrate the spindle 30 in the substantially vertical direction and the substantially cutting direction, the present invention is not limited to such an example, and the spindle 30 may be vibrated in any two directions.

【0076】また,本実施形態にかかるダイシング装置
は,第1および第2の振動装置34,36なる2つの振
動装置を有し,相異なる2方向にスピンドル30および
ブレード22を振動させたが,かかる例に限定されな
い。例えば,3つ以上の振動装置を設置して,相異なる
3以上の方向にブレード22を振動可能に構成してもよ
い。
Further, the dicing machine according to the present embodiment has two vibrating devices, namely the first and second vibrating devices 34 and 36, and vibrates the spindle 30 and the blade 22 in two different directions. It is not limited to such an example. For example, three or more vibrating devices may be installed so that the blade 22 can vibrate in three or more different directions.

【0077】また,本実施形態にかかるブレード22は
リング状であるが,本発明はかかる例に限定されず,例
えばハブ(Hub)と切刃部を一体形成したハブブレー
ドなどであってもよい。
Although the blade 22 according to the present embodiment has a ring shape, the present invention is not limited to this example, and may be, for example, a hub blade in which a hub and a cutting edge portion are integrally formed. .

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように,本発明にかかるダ
イシング装置では,第1の振動装置および第2の振動装
置によりブレードが複合運動するので,被加工物を複合
的に振動加工できる。このため,難加工材の加工時にお
けるチッピングの発生や,金属材料の加工時におけるバ
リの大きさを低減するなど,より円滑かつ効果的に被加
工物を切削加工できる。従って,加工品質が向上すると
ともに,ブレード摩耗および破損の低減を図ることがで
きる。
As described above, in the dicing machine according to the present invention, since the blade makes a composite motion by the first vibrating device and the second vibrating device, the work piece can be vibrated in a complex manner. Therefore, the work piece can be cut more smoothly and effectively by, for example, generating chipping when processing a difficult-to-process material and reducing the size of burrs when processing a metal material. Therefore, it is possible to improve the processing quality and reduce blade wear and damage.

【0079】また,スピンドルを介してブレードを振動
させるので,振動を発生させる機構が比較的簡単であ
り,振動制御も容易になる。従って,振動装置の低コス
ト化が図れ,複合的な振動加工を容易に実現できる。
Further, since the blade is vibrated via the spindle, the mechanism for generating the vibration is relatively simple and the vibration control is easy. Therefore, the cost of the vibration device can be reduced, and complex vibration machining can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は,第1の実施形態にかかるダイシング装
置の全体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a dicing device according to a first embodiment.

【図2】図2は,第1の実施形態にかかる切削ユニット
の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a cutting unit according to the first embodiment.

【図3】図3(a)は,第1の形態にかかる切削ユニッ
トの右側面図である。図3(b)は,第1の実施形態に
かかる第1および第2の振動装置が配設された位置での
切削ユニットの断面図である。
FIG. 3A is a right side view of the cutting unit according to the first embodiment. FIG. 3B is a cross-sectional view of the cutting unit at a position where the first and second vibrating devices according to the first embodiment are arranged.

【図4】図4は,第1の実施形態にかかる第1の振動装
置がスピンドルを振動させる機構についての説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a mechanism for vibrating the spindle by the first vibrating device according to the first embodiment.

【図5】図5(a)は,第1の実施形態にかかる第1お
よび第2の振動装置がブレードを周期的に振動させる態
様を示すためのブレードの正面図である。図5(b)
は,第1の振動装置に与える電位差の変化を示すグラフ
である。図5(c)は,ブレードの振動時におけるスピ
ンドルの中心の位置をYZ平面へ投影した投影図であ
る。
FIG. 5A is a front view of a blade for showing a mode in which the first and second vibrating devices according to the first embodiment periodically vibrate the blade. Figure 5 (b)
[Fig. 4] is a graph showing changes in potential difference applied to the first vibrating device. FIG. 5C is a projection view in which the position of the center of the spindle when the blade vibrates is projected onto the YZ plane.

【図6】図6(a)は,第1の実施形態にかかる第1の
振動装置および第2の振動装置に与える電位差の変化を
示すグラフである。図6(b)は,第1の実施形態にか
かるブレードの複合運動時におけるスピンドルの中心の
位置をYZ平面へ投影した投影図である。
FIG. 6A is a graph showing changes in potential difference applied to the first vibrating device and the second vibrating device according to the first embodiment. FIG. 6B is a projection diagram in which the position of the center of the spindle during combined movement of the blade according to the first embodiment is projected onto the YZ plane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 : ダイシング装置本体 12 : 被加工物 20 : 切削ユニット 22 : ブレード 30 : スピンドル 32 : スピンドルハウジング 34 : 第1の振動装置 34a: 上側振動装置 34b: 下側振動装置 36 : 第2の振動装置 36a: 右側振動装置 36b: 左側振動装置 10: Dicing machine body 12: Workpiece 20: Cutting unit 22: Blade 30: Spindle 32: Spindle housing 34: First vibration device 34a: Upper vibration device 34b: Lower vibration device 36: Second vibration device 36a: Right side vibration device 36b: Left vibration device

フロントページの続き (72)発明者 湯川 功 東京都大田区東糀谷2−14−3株式会社デ ィスコ内 Fターム(参考) 3C049 AA03 AA11 CB01 CB05 CB08Continued front page    (72) Inventor Isao Yukawa             2-14-3 Higashikotani, Ota-ku, Tokyo De Co., Ltd.             Within Isco F term (reference) 3C049 AA03 AA11 CB01 CB05 CB08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高速回転して被加工物を切削するブレー
ドと,前記ブレードを高速回転させるスピンドルとを備
えたダイシング装置において,略鉛直方向に前記スピン
ドルを振動させる第1の振動装置と,前記ブレードが被
加工物を切削する方向に前記スピンドルを振動させる第
2の振動装置を有し,前記第1および第2の振動装置に
よって,前記ブレードに複合運動をさせて被加工物を切
削することを特徴とする,ダイシング装置。
1. A dicing device comprising a blade that rotates at a high speed to cut a workpiece and a spindle that rotates the blade at a high speed, a first vibrating device that vibrates the spindle in a substantially vertical direction, and Cutting a workpiece by having a second vibrating device that vibrates the spindle in a direction in which the blade cuts the workpiece, and causes the blade to perform a combined motion by the first and second vibrating devices. A dicing device characterized by.
【請求項2】 前記第1および第2の振動装置は,圧電
材料の伸縮に応じて振動を発生させることを特徴とす
る,請求項1に記載のダイシング装置。
2. The dicing device according to claim 1, wherein the first and second vibrating devices generate vibration in accordance with expansion and contraction of the piezoelectric material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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