JP2009125908A - Grinding wheel - Google Patents

Grinding wheel

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding wheel that can vibrate a grindstone with sufficient amplitude in an intended direction by using ultrasonic vibration generated by an ultrasonic vibrator. <P>SOLUTION: A grinding wheel mounting portion 512 comprising the grindstone 52 and the ultrasonic vibrator 6 has such a structure that a plurality of hole-shaped relief portions 513 is formed discretely in the circumferential direction penetrating the grinding wheel mounting portion 512 in the thickness direction orthogonal to a vibration direction (radial direction) of the ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator 6 and elongated in the radial direction. According to the structure, the plurality of hole-shaped relief portions 513 serves a waveform shaping function so as to cancel deflection caused by vibration in the circumferential direction other than vibration in an intended vibration direction of the ultrasonic vibration, and therefore, the grindstones 52 can be vibrated with sufficient amplitude in the intended radial direction by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段を構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台と、該ホイール基台に装着された円環状の研削砥石とからなり研削時に超音波振動を生成する研削ホイールに関するものである。   The present invention relates to a wheel base attached to a wheel mount provided at one end of a rotary spindle constituting a grinding means for grinding a workpiece held on a chuck table, and an annular shape attached to the wheel base. The present invention relates to a grinding wheel that is composed of a grinding wheel and generates ultrasonic vibration during grinding.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと称される分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC,LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って砥粒をボンドで固めた切削ブレードで切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are defined by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and ICs, LSIs, etc. are defined in these partitioned regions. Form a device. Then, the semiconductor wafer is cut along a street with a cutting blade in which abrasive grains are hardened with bonds to divide the region where the device is formed to manufacture individual semiconductor chips.

ところが、サファイヤ、SiC等の脆性材やQFN等の半導体パッケージや金属基板等の靭性材といった難削材については、単に、切削ブレードを切り込ませるだけでは砥粒の目詰まりや加工点付近の発熱の影響等により切削が円滑に行われないという問題がある。そこで、切削ブレードを超音波振動子によって半径方向に振動させ、切削ブレードの回転とともに半径方向の振動を利用して、切断や溝入れ等の加工を行うようにしている(例えば、特許文献1参照)。   However, for difficult-to-cut materials such as brittle materials such as sapphire and SiC, semiconductor packages such as QFN, and tough materials such as metal substrates, clogging of abrasive grains and heat generation near the processing point can be achieved simply by cutting the cutting blade. There is a problem that cutting is not performed smoothly due to the influence of the above. Therefore, the cutting blade is vibrated in the radial direction by an ultrasonic vibrator, and cutting, grooving, and the like are performed using the radial vibration along with the rotation of the cutting blade (see, for example, Patent Document 1). ).

このような状況は、研削装置においても同様である。すなわち、上記の如く分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に研削装置によって裏面が研削され、所定の厚さに加工される。研削装置の研削砥石によってウエーハの裏面を研削すると、研削砥石の目詰まりやコンタミ排出が円滑にいかない等の影響により研削能力が低下する。特に、サファイヤ、シリコンナイトライド、リチウムタンタレート、アルチック等の脆性硬質材料を研削すると、研削砥石の目詰まり等による研削能力の低下によって生産性が著しく低下するという問題がある。   Such a situation is the same in the grinding apparatus. That is, the wafer divided as described above is ground to the predetermined thickness by the grinding device before being cut along the street. When the back surface of the wafer is ground by the grinding wheel of the grinding device, the grinding ability is reduced due to the clogging of the grinding wheel and the contamination discharge not smoothly. In particular, when a brittle hard material such as sapphire, silicon nitride, lithium tantalate, or altic is ground, there is a problem that productivity is remarkably lowered due to a decrease in grinding ability due to clogging of a grinding wheel.

このような問題を解消するために、被加工物を保持するチャックテーブルと、このチャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削砥石を保持する砥石保持部材との少なくとも一方に、研削砥石による被加工物の研削部に超音波振動を付与する超音波印加手段を配設した研削装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この際、特許文献2では、チャックテーブル側に超音波印加手段を配設しているが、特許文献1に示される技術を利用することで、砥石保持部材側に超音波印加手段を配設することを想定し得る。   In order to solve such a problem, at least one of a chuck table that holds a workpiece and a grindstone holding member that holds a grinding wheel that grinds the workpiece held on the chuck table is provided with a grinding wheel. There has been proposed a grinding apparatus in which ultrasonic application means for applying ultrasonic vibration is provided to a grinding portion of a workpiece (see, for example, Patent Document 2). At this time, in Patent Document 2, the ultrasonic application means is disposed on the chuck table side, but by using the technique disclosed in Patent Document 1, the ultrasonic application means is disposed on the grindstone holding member side. Can be assumed.

特開2004−291636号公報JP 2004-291636 A 特開平2−232164号公報JP-A-2-232164

しかしながら、特許文献1に開示されている技術では、特に8インチ以上の大口径の研削ホイールにおいては、超音波振動子による振動が所望の方向以外にも不要振動が発生してしまう。この結果、超音波振動を付与しても研削砥石を所望の方向に十分な振幅をもって振動させることができず、難削材を円滑に研削できないという問題がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, particularly in a grinding wheel having a large diameter of 8 inches or more, unnecessary vibrations are generated other than in a desired direction. As a result, there is a problem that even if ultrasonic vibration is applied, the grinding wheel cannot be vibrated with sufficient amplitude in a desired direction, and difficult-to-cut materials cannot be ground smoothly.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、超音波振動子が生成する超音波振動によって研削砥石を所望の方向に十分な振幅をもって振動させることができる研削ホイールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a grinding wheel that can vibrate a grinding wheel with sufficient amplitude in a desired direction by ultrasonic vibration generated by an ultrasonic vibrator. And

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる研削ホイールは、チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段を構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台と、該ホイール基台に装着された円環状の研削砥石とからなり研削時に超音波振動を生成する研削ホイールであって、前記ホイール基台は、前記ホイールマウントと連結する円環状の連結部と、前記ホイールマウント側を上面として該連結部の下端部に連結された円環状の砥石装着部とからなり、前記砥石装着部は、下面側に装着された前記研削砥石と、超音波振動を生成する超音波振動子とを有し、前記超音波振動子による超音波振動の振動方向に直交する方向に当該砥石装着部を貫通し超音波振動の振動方向に細長く形成された複数の孔状逃げ部を円周方向に離散的に有し、前記連結部は、前記超音波振動子による前記砥石装着部の振動を妨げない弾性的連結構造を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a grinding wheel according to the present invention is provided on a wheel mount provided at one end of a rotary spindle that constitutes a grinding means for grinding a workpiece held on a chuck table. A grinding wheel that includes a wheel base to be attached and an annular grinding wheel mounted on the wheel base and generates ultrasonic vibration during grinding. The wheel base is a circle connected to the wheel mount. An annular connecting portion, and an annular grindstone mounting portion connected to the lower end of the connecting portion with the wheel mount side as an upper surface, the grindstone mounting portion, the grinding wheel mounted on the lower surface side, An ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations, penetrating the grinding wheel mounting portion in a direction perpendicular to the vibration direction of the ultrasonic vibrations by the ultrasonic vibrators, and A plurality of hole-like relief portions that are elongated in the moving direction are discretely provided in the circumferential direction, and the connection portion has an elastic connection structure that does not hinder the vibration of the grindstone mounting portion by the ultrasonic vibrator. It is characterized by that.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記超音波振動子は、前記砥石装着部に対して半径方向に超音波振動を生成するよう装着され、前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の厚み方向に貫通し半径方向に細長く形成されていることを特徴とする。   In the grinding wheel according to the present invention, in the above invention, the ultrasonic vibrator is mounted so as to generate ultrasonic vibration in a radial direction with respect to the grindstone mounting portion, and the hole-shaped escape portion is formed of the grindstone. It is characterized in that it is formed so as to penetrate in the thickness direction of the mounting portion and to be elongated in the radial direction.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記超音波振動子は、前記砥石装着部に対して厚み方向に超音波振動を生成するよう装着され、前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の半径方向に貫通し厚み方向に細長く形成されていることを特徴とする。   In the grinding wheel according to the present invention, in the above invention, the ultrasonic vibrator is mounted so as to generate ultrasonic vibration in a thickness direction with respect to the grindstone mounting portion, and the hole-shaped relief portion is formed of the grindstone. It is characterized in that it is formed so as to penetrate in the radial direction of the mounting portion and to be elongated in the thickness direction.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記連結部は、円環状の当該連結部の外周面または内周面に少なくとも一つの円環状溝が形成されて半径方向および厚み方向に弾性的な弾性的連結構造を有することを特徴とする。   In the grinding wheel according to the present invention, in the above invention, the connecting portion is elastic in the radial direction and the thickness direction by forming at least one annular groove on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the annular connecting portion. It has the characteristic elastic connection structure.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記連結部は、円環状の当該連結部の半径方向に貫通する複数の貫通孔が円周方向に細長く形成されて厚み方向に弾性的な弾性的連結構造を有することを特徴とする。   Further, in the grinding wheel according to the present invention, in the above invention, the connecting portion is elastic in the thickness direction by forming a plurality of through holes extending in the radial direction of the annular connecting portion in the circumferential direction. It has an elastic connection structure.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記孔状逃げ部は、振動方向に連続した細長いスリット孔からなることを特徴とする。   The grinding wheel according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the hole-shaped relief portion is formed of a long and narrow slit hole in a vibration direction.

また、本発明にかかる研削ホイールは、上記発明において、前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の円周方向において均等に離散させて形成されていることを特徴とする。   The grinding wheel according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the hole-shaped relief portions are formed to be uniformly dispersed in a circumferential direction of the grindstone mounting portion.

本発明にかかる研削ホイールは、研削砥石と超音波振動子とを有する砥石装着部が、超音波振動子による超音波振動の振動方向に直交する方向に当該砥石装着部を貫通し超音波振動の振動方向に細長く形成された複数の孔状逃げ部を円周方向に離散的に有するので、超音波振動の所望の振動方向以外の円周方向の振動による撓みを打ち消すように複数の孔状逃げ部が整波機能を果し、よって、超音波振動子が生成する超音波振動によって研削砥石を所望の方向に十分な振幅をもって振動させることができ、研削ホイールが大口径化された場合でも適正に対応することができるという効果を奏する。   In the grinding wheel according to the present invention, a grindstone mounting portion having a grinding grindstone and an ultrasonic vibrator penetrates the grindstone mounting portion in a direction perpendicular to the vibration direction of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator. Since a plurality of hole-like relief portions that are elongated in the vibration direction are discretely provided in the circumferential direction, the plurality of hole-like reliefs are canceled so as to cancel the bending due to vibrations in the circumferential direction other than the desired vibration direction of ultrasonic vibration. The part functions as a wave, and the grinding wheel can be vibrated with sufficient amplitude in the desired direction by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator. Even when the grinding wheel is enlarged, it is suitable. The effect that it can respond to is produced.

以下、本発明を実施するための最良の形態である研削ホイールについて図面を参照して説明する。   Hereinafter, a grinding wheel which is the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1の研削ホイールを含む研削装置全体の構成例を示す斜視図であり、図2は、電装制御系を併せて示す研削装置に含まれるスピンドルユニットの縦断側面図である。本実施の形態1の研削装置は、装置ハウジング2を具備している。装置ハウジング2は、細長く延在する直方体状の主部21と、この主部21の後端部(図1において右上端)に設けられ実質上鉛直に延びる一対の直立壁22とを有する。直立壁22の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール221が設けられている。この一対の案内レール221に研削手段3が上下方向に移動可能に装着されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the entire grinding apparatus including the grinding wheel according to the first embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal side view of a spindle unit included in the grinding apparatus that also shows an electrical equipment control system. is there. The grinding apparatus according to the first embodiment includes an apparatus housing 2. The apparatus housing 2 has a rectangular parallelepiped main portion 21 extending elongated and a pair of upright walls 22 provided at a rear end portion (upper right end in FIG. 1) of the main portion 21 and extending substantially vertically. A pair of guide rails 221 extending in the vertical direction are provided on the front surface of the upright wall 22. The grinding means 3 is mounted on the pair of guide rails 221 so as to be movable in the vertical direction.

研削手段3は、移動基台31とこの移動基台31に装着されたスピンドルユニット4を具備している。移動基台31は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部311が設けられ、この一対の脚部311に一対の案内レール221と摺動可能に係合する被案内溝312が形成されている。移動基台31の前面には前方に突出した支持部313が設けられ、この支持部313にスピンドルユニット4が取り付けられている。   The grinding means 3 includes a moving base 31 and a spindle unit 4 mounted on the moving base 31. The movable base 31 is provided with a pair of leg portions 311 extending in the vertical direction on both sides of the rear surface, and a guide groove 312 that slidably engages with the pair of guide rails 221 is formed on the pair of leg portions 311. Yes. A support portion 313 protruding forward is provided on the front surface of the moving base 31, and the spindle unit 4 is attached to the support portion 313.

スピンドルユニット4は、支持部313に装着されたスピンドルハウジング41と、このスピンドルハウジング41に回転自在に配設された回転スピンドル42とを具備している。ここで、図2に示すように、スピンドルハウジング41は、略円筒状に形成され、軸方向に貫通する軸孔411を備えている。スピンドルハウジング41に形成された軸孔411に挿通して配設される回転スピンドル42は、その中央部には径方向に突出して形成されたスラスト軸受フランジ421が設けられている。これにより、回転スピンドル42は、軸孔411の内壁との間に供給される高圧エアーによって回転自在に支持される。回転スピンドル42は、一端部(図2において下端部)がスピンドルハウジング41の下端から突出して配設されており、その一端にホイールマウント43が設けられている。このホイールマウント43の下面に本実施の形態1による研削ホイール5が取り付けられる。研削ホイール5については、後述する。   The spindle unit 4 includes a spindle housing 41 mounted on the support portion 313 and a rotating spindle 42 that is rotatably disposed on the spindle housing 41. Here, as shown in FIG. 2, the spindle housing 41 is formed in a substantially cylindrical shape and includes a shaft hole 411 penetrating in the axial direction. A rotating spindle 42 that is inserted through a shaft hole 411 formed in the spindle housing 41 is provided with a thrust bearing flange 421 that is formed to protrude in the radial direction at the center thereof. Thereby, the rotary spindle 42 is rotatably supported by high-pressure air supplied between the inner wall of the shaft hole 411. One end of the rotary spindle 42 (the lower end in FIG. 2) is disposed so as to protrude from the lower end of the spindle housing 41, and a wheel mount 43 is provided at one end thereof. The grinding wheel 5 according to the first embodiment is attached to the lower surface of the wheel mount 43. The grinding wheel 5 will be described later.

また、研削装置は、スピンドルユニット4を一対の案内レール221に沿って上下方向に移動させる研削ユニット送り機構10を備えている。研削ユニット送り機構10は、直立壁22の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド101を備えている。雄ねじロッド101は、その上端部および下端部が直立壁22に取り付けられた軸受部材102,103によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材102には雄ねじロッド101を回転駆動するパルスモータ104が配設されている。移動基台31の後面には、その幅方向中央部から後方に延びる貫通雌ねじ孔(図示せず)が形成されており、この貫通雌ねじ孔に雄ねじロッド101が螺合している。したがって、パルスモータ104が正転すると、移動基台31、すなわち研削手段3が下降(前進)し、パルスモータ104が逆転すると移動基台31、すなわち研削手段3が上昇(後退)する。   Further, the grinding apparatus includes a grinding unit feed mechanism 10 that moves the spindle unit 4 in the vertical direction along the pair of guide rails 221. The grinding unit feed mechanism 10 includes a male screw rod 101 disposed on the front side of the upright wall 22 and extending substantially vertically. The male screw rod 101 is rotatably supported by bearing members 102 and 103 whose upper end and lower end are attached to the upright wall 22. The upper bearing member 102 is provided with a pulse motor 104 that rotationally drives the male screw rod 101. A through female screw hole (not shown) extending rearward from the center in the width direction is formed on the rear surface of the movable base 31, and the male screw rod 101 is screwed into the through female screw hole. Therefore, when the pulse motor 104 rotates in the forward direction, the moving base 31, that is, the grinding means 3 moves down (forwards), and when the pulse motor 104 rotates in the reverse direction, the moving base 31, that is, the grinding means 3 moves up (retracts).

また、ハウジング2の主部21には、チャックテーブル機構11が配設されている。チャックテーブル機構11は、チャックテーブル12と、このチャックテーブル12の周囲を覆うカバー部材13と、カバー部材13の前後に配設された蛇腹手段14,15を具備している。チャックテーブル12は、回転手段(図示せず)によって回転されるものであり、その上面に被加工物Wを吸引手段(図示せず)を作動することにより吸引保持するように構成されている。また、チャックテーブル12は、チャックテーブル移動手段(図示せず)によって図1に示す被加工物載置域24とスピンドルユニット4を構成する研削ホイール5と対向する研削域25との間で移動される。蛇腹手段14,15は、キャンパス布の如き適宜材料から形成されている。蛇腹手段14の前端は主部21の前面壁に固定され、後端はカバー部材13の前端面に固定されている。蛇腹手段15の前端はカバー部材13の後端面に固定され、後端は装置ハウジング2の直立壁22の前面に固定されている。チャックテーブル12が矢印23aで示す方向に移動する際には蛇腹手段14が伸張し蛇腹手段15が収縮し、逆に、チャックテーブル12が矢印23bで示す方向に移動する際には蛇腹手段14が収縮し蛇腹手段15が伸張する。   The chuck table mechanism 11 is disposed in the main portion 21 of the housing 2. The chuck table mechanism 11 includes a chuck table 12, a cover member 13 that covers the periphery of the chuck table 12, and bellows means 14 and 15 disposed before and after the cover member 13. The chuck table 12 is rotated by a rotating means (not shown), and is configured to suck and hold the workpiece W on its upper surface by operating a suction means (not shown). Further, the chuck table 12 is moved between a workpiece placement area 24 shown in FIG. 1 and a grinding area 25 facing the grinding wheel 5 constituting the spindle unit 4 by a chuck table moving means (not shown). The The bellows means 14 and 15 are made of an appropriate material such as a campus cloth. The front end of the bellows means 14 is fixed to the front wall of the main portion 21, and the rear end is fixed to the front end surface of the cover member 13. The front end of the bellows means 15 is fixed to the rear end surface of the cover member 13, and the rear end is fixed to the front surface of the upright wall 22 of the apparatus housing 2. When the chuck table 12 moves in the direction indicated by the arrow 23a, the bellows means 14 expands and the bellows means 15 contracts. Conversely, when the chuck table 12 moves in the direction indicated by the arrow 23b, the bellows means 14 moves. The bellows means 15 contracts and expands.

ついで、本実施の形態1の研削ホイール5について、図3および図4を参照して説明する。図3は、研削ホイールを示す分解斜視図であり、図4は、連結部の一部の断面図である。本実施の形態1の研削ホイール5は、例えば8インチ以上の大口径のものであり、ホイールマウント43に取り付けられるホイール基台51と、このホイール基台51の下面に円環状をなすように装着される複数の研削砥石52とからなる。ホイール基台51はホイールマウント43に対応する大きさに形成されてホイールマウント43と連結するための円環状の連結部511と、ホイールマウント43側を上面として連結部511の下端部に連結された円環状の砥石装着部512とからなる。   Next, the grinding wheel 5 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the grinding wheel, and FIG. 4 is a sectional view of a part of the connecting portion. The grinding wheel 5 of the first embodiment has a large diameter of, for example, 8 inches or more, and is mounted so as to form an annular shape on a wheel base 51 attached to the wheel mount 43 and a lower surface of the wheel base 51. And a plurality of grinding wheels 52 to be used. The wheel base 51 is formed in a size corresponding to the wheel mount 43 and is connected to an annular connecting portion 511 for connecting to the wheel mount 43 and to the lower end portion of the connecting portion 511 with the wheel mount 43 side as an upper surface. And an annular grindstone mounting portion 512.

連結部511の上部側はホイールマウント43に固定されて拘束側となるもので、ホイールマウント43に形成された複数個の図示しないボルト挿通孔と対応する複数個のネジ孔511aが形成されている。また、砥石装着部512が固着される連結部511の下部側は、図4の断面図に示すように、外周面および内周面に複数のスリット状の円環状溝511bが互い違いに食い込み形成されることで、後述する超音波振動子による砥石装着部512の振動を妨げないように半径方向および厚み方向に弾性を有し、上部の拘束部側との間の振動を絶縁する弾性的連結構造として構成されている。   The upper side of the connecting portion 511 is fixed to the wheel mount 43 and becomes the restraint side, and a plurality of screw holes 511a corresponding to a plurality of bolt insertion holes (not shown) formed in the wheel mount 43 are formed. . Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, a plurality of slit-like annular grooves 511b are alternately bitingly formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface on the lower side of the connecting portion 511 to which the grindstone mounting portion 512 is fixed. Thus, an elastic coupling structure that has elasticity in the radial direction and the thickness direction so as not to hinder vibration of the grindstone mounting portion 512 by an ultrasonic vibrator, which will be described later, and insulates vibrations from the upper restraint portion side It is configured as.

砥石装着部512は、中央部に開口512aが形成されて、全体的に円環状に形成されたものであるが、開口512aの大きさは配線を挿通し得るものであればよく、小さめであってもよい。このような砥石装着部512の下面側の外周寄りの位置には、複数個の研削砥石52が周方向に適宜に接着剤によって円環状をなすように装着されている。円環状をなす形状に形成された1個の研削砥石であってもよい。   The grindstone mounting portion 512 has an opening 512a formed at the center and is formed in an annular shape as a whole, but the size of the opening 512a may be any size as long as it can be inserted with wiring, and is small. May be. At a position near the outer periphery on the lower surface side of such a grindstone mounting portion 512, a plurality of grinding wheels 52 are mounted so as to form an annular shape with an adhesive appropriately in the circumferential direction. One grinding wheel formed in an annular shape may be used.

さらに、砥石装着部512において、例えば研削砥石52よりも内周側位置であって、研削ホイール5の中心周りに円環状に配設された研削砥石52と同心円をなす上下両面位置には、適宜の接着剤によって装着された円環状の超音波振動子6が配設されている。これら超音波振動子6は、砥石装着部512を介して研削砥石52に超音波振動を付与するためのものであり、例えばチタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。本実施の形態1の超音波振動子6としては、例えばPZT振動子が用いられている。また、超音波振動子6の目的とする振動方向は、砥石装着部512の半径方向となるように設定されている。このようにして砥石装着部512の上下両面に装着された超音波振動子6の表裏面の+,−端子には、導電線61の一端がそれぞれ接続されている。なお、下面側の超音波振動子6の+,−端子に対しては開口512aを通して導電線61が接続されている。また、導電線61の他端は、図示しない凸型コネクタに接続されている。この凸型コネクタは、後述する電力供給手段に着脱可能に接続される。   Further, in the grindstone mounting portion 512, for example, at positions on the inner peripheral side with respect to the grinding grindstone 52 and on both upper and lower double-sided positions concentric with the grindstone 52 arranged in an annular shape around the center of the grinding wheel 5, An annular ultrasonic transducer 6 mounted with an adhesive is provided. These ultrasonic vibrators 6 are for applying ultrasonic vibration to the grinding wheel 52 via the grinding wheel mounting portion 512, and examples thereof include barium titanate, lead zirconate titanate (PZT), and lithium tantalate. It is made of piezoelectric ceramics. As the ultrasonic transducer 6 of the first embodiment, for example, a PZT transducer is used. The target vibration direction of the ultrasonic transducer 6 is set to be the radial direction of the grindstone mounting portion 512. In this way, one end of the conductive wire 61 is connected to the + and − terminals on the front and back surfaces of the ultrasonic transducer 6 mounted on the upper and lower surfaces of the grindstone mounting portion 512. The conductive wire 61 is connected to the + and − terminals of the ultrasonic transducer 6 on the lower surface side through the opening 512a. The other end of the conductive wire 61 is connected to a convex connector (not shown). This convex connector is detachably connected to a power supply means described later.

また、砥石装着部512において、超音波振動子6の振動方向と円周方向とに直交する方向である上下厚み方向に貫通させた孔状逃げ部513が円周方向に複数個離散的に形成されている。これら孔状逃げ部513は、所望の振動方向である半径方向に連続した細長い直線状のスリット孔からなり、外周側において切欠き形状で形成されている。孔状逃げ部513の内周側は、例えば、砥石装着部512の幅の半分以上内側となる位置まで形成されている。また、孔状逃げ部513は、砥石装着部512の円周方向に適宜個数形成されるが、孔状逃げ部513により囲まれる部分が極力矩形状に近づく個数であることが好ましく、さらには、円周方向において均等に離散させて形成することが好ましい。   Further, in the grindstone mounting portion 512, a plurality of hole-like relief portions 513 penetrating in the vertical thickness direction, which is a direction orthogonal to the vibration direction of the ultrasonic transducer 6 and the circumferential direction, are discretely formed in the circumferential direction. Has been. These hole-shaped escape portions 513 are formed of elongated linear slit holes that are continuous in the radial direction, which is a desired vibration direction, and are formed in a cutout shape on the outer peripheral side. The inner peripheral side of the hole-shaped escape portion 513 is formed, for example, up to a position that is more than half the width of the grindstone mounting portion 512. Further, the number of hole-shaped relief portions 513 is appropriately formed in the circumferential direction of the grindstone mounting portion 512, but the number of portions surrounded by the hole-shaped relief portions 513 is preferably as close to a rectangular shape as possible, It is preferable to form them uniformly dispersed in the circumferential direction.

このように構成された研削ホイール5は、ホイールマウント43に形成されたボルト挿通孔によってそれぞれ挿通された締結ボルト55をネジ孔511aにそれぞれ螺着することによって、マウントホイール43に着脱可能に装着される。   The grinding wheel 5 configured as described above is detachably mounted on the mount wheel 43 by screwing the fastening bolts 55 respectively inserted through the bolt insertion holes formed in the wheel mount 43 into the screw holes 511a. The

図2に戻って説明を続けると、スピンドルユニット4は、回転スピンドル42を回転駆動するための電動モータ7を備えている。この電動モータ7は、例えば永久磁石式モータによるもので、回転スピンドル42の中間部に形成されたモータ装着部422に装着された永久磁石からなるロータ71と、このロータ71の外周側においてスピンドルハウジング41に配設されたステータコイル72とからなる。この電動モータ7は、ステータコイル72に後述する電力供給手段によって交流電力を供給することによりロータ71が回転し、このロータ71を装着した回転スピンドル42を回転させる。   Returning to FIG. 2 and continuing the description, the spindle unit 4 includes an electric motor 7 for driving the rotary spindle 42 to rotate. The electric motor 7 is, for example, a permanent magnet type motor, and includes a rotor 71 made of a permanent magnet mounted on a motor mounting portion 422 formed at an intermediate portion of the rotary spindle 42, and a spindle housing on the outer peripheral side of the rotor 71. 41 and a stator coil 72 disposed on 41. In the electric motor 7, the rotor 71 rotates when AC power is supplied to the stator coil 72 by power supply means described later, and the rotating spindle 42 on which the rotor 71 is mounted rotates.

また、スピンドルユニット4は、超音波振動子6に交流電力を供給するとともに電動モータ7に交流電力を供給する電力供給手段8を具備している。電力供給手段8は、スピンドルユニット4の後端部に配設されたロータリトランス80を具備している。ロータリトランス80は、回転スピンドル42の後端に配設された受電手段81と、この受電手段81に対向して配設されスピンドルハウジング41の後端部に配設された給電手段82とを具備している。受電手段81は、回転スピンドル42に装着されたロータ側コア811と、このロータ側コア811に巻回された受電コイル812とからなる。受電コイル812には、導電線813が接続されている。この導電線813は、回転スピンドル42の中心部に軸方向に形成された孔423内に配設され、その先端が図示しない凸型コネクタと嵌合する図示しない凹型コネクタに接続されている。また、給電手段82は、受電手段81の外周側に配設されたステータ側コア821と、このステータ側コア821に配設された給電コイル822とからなる。給電コイル822は、配線83を介して交流電力が供給される。   Further, the spindle unit 4 includes power supply means 8 for supplying AC power to the ultrasonic transducer 6 and supplying AC power to the electric motor 7. The power supply means 8 includes a rotary transformer 80 disposed at the rear end of the spindle unit 4. The rotary transformer 80 includes a power receiving unit 81 disposed at the rear end of the rotary spindle 42 and a power feeding unit 82 disposed opposite to the power receiving unit 81 and disposed at the rear end portion of the spindle housing 41. is doing. The power receiving means 81 includes a rotor side core 811 attached to the rotary spindle 42 and a power receiving coil 812 wound around the rotor side core 811. A conductive wire 813 is connected to the power receiving coil 812. The conductive wire 813 is disposed in a hole 423 formed in the axial direction at the center of the rotary spindle 42, and the tip thereof is connected to a concave connector (not shown) that fits with a convex connector (not shown). The power feeding means 82 includes a stator side core 821 disposed on the outer peripheral side of the power receiving means 81 and a power feeding coil 822 disposed on the stator side core 821. AC power is supplied to the power supply coil 822 via the wiring 83.

また、電力供給手段8は、ロータリトランス80の給電コイル822に供給する交流電力の交流電源91と、電圧調整手段92と、給電手段82に供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段93と、電圧調整手段92および周波数調整手段93を制御する制御手段94と、この制御手段94に複数の研削砥石52に付与する超音波振動子6の超音波振動の振幅等を入力する入力手段95を具備している。なお、電力供給手段8は、制御回路96および配線721を介して電動モータ7のステータコイル72に交流電力を供給する。   The power supply unit 8 includes an AC power supply 91 for AC power supplied to the power supply coil 822 of the rotary transformer 80, a voltage adjustment unit 92, and a frequency adjustment unit 93 for adjusting the frequency of AC power supplied to the power supply unit 82. A control means 94 for controlling the voltage adjustment means 92 and the frequency adjustment means 93; and an input means 95 for inputting the amplitude of the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrator 6 applied to the plurality of grinding wheels 52 to the control means 94. It has. The power supply unit 8 supplies AC power to the stator coil 72 of the electric motor 7 via the control circuit 96 and the wiring 721.

ここで、スピンドルユニット4の作用について説明する。研削作業を行う際には、電力供給手段8から電動モータ7のステータコイル72に交流電力が供給される。この結果、電動モータ7が回転して回転スピンドル42が回転し、回転スピンドル42の先端に取り付けられた研削ホイール5が回転する。   Here, the operation of the spindle unit 4 will be described. When performing the grinding operation, AC power is supplied from the power supply means 8 to the stator coil 72 of the electric motor 7. As a result, the electric motor 7 rotates and the rotating spindle 42 rotates, and the grinding wheel 5 attached to the tip of the rotating spindle 42 rotates.

一方、電力供給手段8は、制御手段94によって電圧調整手段92および周波数調整手段93を制御し、交流電力の電圧を所定電圧に制御するとともに、交流電力の周波数を所定周波数に変換して、ロータリトランス80を構成する給電手段82の給電コイル822に供給する。所定周波数、所定電圧の交流電力が給電コイル822に供給されると、回転する受電手段81の受電コイル812、導電線813、凹型コネクタ、凸型コネクタ、導電線61を介して円環状の超音波振動子6に所定電圧、所定周波数の交流電力が印加される。この結果、超音波振動子6は半径方向に超音波振動する。超音波振動子6が発生した超音波振動は、砥石装着部512を介して複数の研削砥石52に伝達される。   On the other hand, the power supply means 8 controls the voltage adjusting means 92 and the frequency adjusting means 93 by the control means 94 to control the voltage of the AC power to a predetermined voltage, and converts the frequency of the AC power to a predetermined frequency, thereby rotating the rotary power. The power is supplied to the power supply coil 822 of the power supply means 82 constituting the transformer 80. When AC power having a predetermined frequency and a predetermined voltage is supplied to the feeding coil 822, an annular ultrasonic wave is passed through the power receiving coil 812 of the rotating power receiving means 81, the conductive wire 813, the concave connector, the convex connector, and the conductive wire 61. AC power having a predetermined voltage and a predetermined frequency is applied to the vibrator 6. As a result, the ultrasonic transducer 6 vibrates ultrasonically in the radial direction. The ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6 is transmitted to the plurality of grinding wheels 52 via the grinding wheel mounting portion 512.

次に、本実施の形態1の研削装置の作用について説明する。まず、図1に示すように研削装置の被加工物載置域24に位置付けられたチャックテーブル12上に半導体ウエーハ等の研削対象となる被加工物Wを載置する。なお、被加工物Wが半導体ウエーハの場合、デバイスが形成された表面には保護テープTが貼着されており、この保護テープT側をチャックテーブル12に載置する。チャックテーブル12に載置された被加工物Wは、図示しない吸引手段によってチャックテーブル12上に吸引保持される。そして、図示しないチャックテーブル移動手段を作動してチャックテーブル12を矢印23aで示す方向に移動し、研削域25に位置付ける。そして、研削ホイール5における研削砥石52の外周縁がチャックテーブル12の回転中心(すなわち、被加工物Wの中心)を通過するように位置付ける。   Next, the operation of the grinding apparatus according to the first embodiment will be described. First, as shown in FIG. 1, a workpiece W to be ground, such as a semiconductor wafer, is placed on the chuck table 12 positioned in the workpiece placement area 24 of the grinding apparatus. When the workpiece W is a semiconductor wafer, a protective tape T is stuck on the surface on which the device is formed, and the protective tape T side is placed on the chuck table 12. The workpiece W placed on the chuck table 12 is sucked and held on the chuck table 12 by suction means (not shown). Then, the chuck table moving means (not shown) is operated to move the chuck table 12 in the direction indicated by the arrow 23 a and to be positioned in the grinding area 25. Then, the outer peripheral edge of the grinding wheel 52 in the grinding wheel 5 is positioned so as to pass the rotation center of the chuck table 12 (that is, the center of the workpiece W).

このような位置関係に位置付けた後、チャックテーブル12を例えば300rpmの回転速度で回転させるとともに、研削ホイール5を同一方向に例えば6000rpmの回転速度で回転させる。すなわち、電力供給手段8からステータコイル72に交流電力を供給することにより、電動モータ7が回転して回転スピンドル42が回転し、回転スピンドル42の先端に取り付けられた回転ホイール5が回転する。そして、研削ホイール5を下降させて研削砥石52を被加工物Wの上面である裏面(被研削面)に所定の圧力で押圧する。この結果、被加工物Wの被研削面は全面に亘って研削される。このとき、複数の研削砥石52による研削加工部には研削液が供給される。   After being positioned in such a positional relationship, the chuck table 12 is rotated at a rotational speed of, for example, 300 rpm, and the grinding wheel 5 is rotated in the same direction at a rotational speed of, for example, 6000 rpm. That is, by supplying AC power from the power supply means 8 to the stator coil 72, the electric motor 7 rotates and the rotating spindle 42 rotates, and the rotating wheel 5 attached to the tip of the rotating spindle 42 rotates. Then, the grinding wheel 5 is lowered to press the grinding wheel 52 against the back surface (surface to be ground), which is the top surface of the workpiece W, with a predetermined pressure. As a result, the surface to be ground of the workpiece W is ground over the entire surface. At this time, the grinding fluid is supplied to the grinding portion by the plurality of grinding wheels 52.

このような研削加工時には、電力供給手段8によってロータリトランス80を構成する給電手段82の給電コイル822に所定電圧、所定周波数の交流電力を供給する。この結果、回転する受電手段81の受電コイル812、導電線813、凹型コネクタ、凸型コネクタ、導電線61を介して超音波振動子6に所定電圧、所定周波数の交流電力が印加される。これにより、超音波振動子6は、半径方向に繰り返し変位して超音波振動する。この超音波振動は、砥石装着部512を介して複数の研削砥石52に伝達され、複数の研削砥石52が半径方向に超音波振動する。   At the time of such grinding, AC power having a predetermined voltage and a predetermined frequency is supplied to the power supply coil 822 of the power supply unit 82 constituting the rotary transformer 80 by the power supply unit 8. As a result, AC power having a predetermined voltage and a predetermined frequency is applied to the ultrasonic transducer 6 via the power receiving coil 812, the conductive wire 813, the concave connector, the convex connector, and the conductive wire 61 of the rotating power receiving means 81. As a result, the ultrasonic vibrator 6 is ultrasonically vibrated by being repeatedly displaced in the radial direction. This ultrasonic vibration is transmitted to the plurality of grinding wheels 52 via the grinding wheel mounting portion 512, and the plurality of grinding wheels 52 are ultrasonically vibrated in the radial direction.

この際、本実施の形態1のように、大口径化した研削ホイール5の場合、超音波振動子6が発生した超音波振動は、所望の振動方向である砥石装着部512の半径方向だけでなく、砥石装着部512の円周方向にも不要な振動を発生させ、円周方向に撓みを生じさせてしまう。これにより、超音波振動を付与しても研削砥石52を所望の半径方向に十分な振幅をもって振動させることができず、難削材を円滑に研削できなくなってしまう。研削ホイール5が大口径化するほど、顕著となる。   At this time, as in the first embodiment, in the case of the grinding wheel 5 having a large diameter, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6 is only in the radial direction of the grindstone mounting portion 512 which is a desired vibration direction. In addition, unnecessary vibration is also generated in the circumferential direction of the grindstone mounting portion 512, and bending is caused in the circumferential direction. Accordingly, even if ultrasonic vibration is applied, the grinding wheel 52 cannot be vibrated with a sufficient amplitude in a desired radial direction, and the difficult-to-cut material cannot be smoothly ground. The larger the diameter of the grinding wheel 5, the more pronounced it becomes.

ここで、本実施の形態1では、砥石装着部512において、厚み方向に貫通し半径方向に細長く形成された複数のスリット孔による孔状逃げ部513を円周方向に離散的に有するので、超音波振動の所望の振動方向以外となる円周方向の振動による撓みは打ち消される。すなわち、複数の孔状逃げ部513が超音波振動子6の振動を所望の半径方向にのみ生ずるように整波機能を果すこととなる。よって、超音波振動子6が生成する超音波振動によって研削砥石52を所望の半径方向に十分な振幅をもって振動させることができ、難削材を円滑に研削することができる。   Here, in the first embodiment, the grindstone mounting portion 512 has discrete holes 513 formed by a plurality of slit holes penetrating in the thickness direction and elongated in the radial direction in the circumferential direction. The bending due to the vibration in the circumferential direction other than the desired vibration direction of the sonic vibration is canceled out. That is, the plurality of hole-shaped escape portions 513 perform a wave-matching function so that the vibration of the ultrasonic vibrator 6 is generated only in a desired radial direction. Therefore, the grinding wheel 52 can be vibrated with sufficient amplitude in a desired radial direction by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6, and the difficult-to-cut material can be ground smoothly.

また、このような研削動作において、研削ホイール5の砥石装着部512とホイールマウント43とは、弾性的連結構造を有する連結部511を介して連結されており、砥石装着部512の半径方向の振動に円環状溝511bが形成された連結部511の下部側が追従して半径方向に弾性的に変位するので、超音波振動を妨げることはない。同時に、連結部511の上部側はホイールマウント43に固定されて拘束部となるように構成されているので、超音波振動がホイールマウント43側には伝達されないように絶縁される。   In such a grinding operation, the grindstone mounting portion 512 of the grinding wheel 5 and the wheel mount 43 are coupled via a coupling portion 511 having an elastic coupling structure, and the grinding wheel mounting portion 512 is vibrated in the radial direction. Since the lower side of the connecting portion 511 in which the annular groove 511b is formed follows and elastically displaces in the radial direction, the ultrasonic vibration is not hindered. At the same time, since the upper side of the connecting portion 511 is fixed to the wheel mount 43 so as to be a restraining portion, the ultrasonic vibration is insulated so as not to be transmitted to the wheel mount 43 side.

(変形例)
図5は、本実施の形態1の変形例を示す研削ホイール5の斜視図である。本変形例は、円環状に形成された超音波振動子6に代えて、円弧状に形成された複数個の超音波振動子6Aを砥石装着部512の上下両面に円環状をなすように装着し、その超音波振動の振動方向が砥石装着部512の半径方向となるように設定したものである。また、本変形例は、外周側において切欠き形状としたスリット孔による孔状逃げ部513に代えて、砥石装着部512の内外周の幅内で厚み方向に貫通させた複数のスリット孔による孔状逃げ部514を形成したものである。
(Modification)
FIG. 5 is a perspective view of a grinding wheel 5 showing a modification of the first embodiment. In this modification, instead of the ultrasonic transducer 6 formed in an annular shape, a plurality of ultrasonic transducers 6 </ b> A formed in an arc shape are mounted so as to form an annular shape on both upper and lower surfaces of the grindstone mounting portion 512. The vibration direction of the ultrasonic vibration is set to be the radial direction of the grindstone mounting portion 512. Further, in this modified example, instead of the hole-like relief portion 513 formed by the slit hole having a notch shape on the outer peripheral side, a hole formed by a plurality of slit holes penetrated in the thickness direction within the width of the inner and outer periphery of the grindstone mounting portion 512. A shaped relief portion 514 is formed.

本変形例の場合も、実施の形態1の場合と同様の効果を奏する。なお、実施の形態1において、孔状逃げ部514を形成するようにしてもよく、本変形例において孔状逃げ部513を形成するようにしてもよい。   In the case of this modification, the same effects as in the case of the first embodiment are obtained. In the first embodiment, the hole-shaped escape portion 514 may be formed, or in the present modification, the hole-shaped escape portion 513 may be formed.

(実施の形態2)
図6は、本実施の形態2の研削ホイールを示す分解斜視図である。本実施の形態2の研削ホイール5Aのホイール基台51Aは、ホイールマウント43に対応する大きさに形成されてホイールマウント43と連結するための円環状の連結部521と、ホイールマウント43側を上面として連結部521の下端部に連結された円環状の砥石装着部522とからなる。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is an exploded perspective view showing the grinding wheel of the second embodiment. The wheel base 51A of the grinding wheel 5A according to the second embodiment is formed in a size corresponding to the wheel mount 43 and has an annular connecting portion 521 for connecting to the wheel mount 43, and the wheel mount 43 side on the upper surface. And an annular grindstone mounting portion 522 connected to the lower end portion of the connecting portion 521.

連結部521の上部側はホイールマウント43に固定されて拘束側となるもので、ホイールマウント43に形成された複数個の図示しないボルト挿通孔と対応する複数個のネジ孔521aが形成されている。また、砥石装着部522が固着される連結部521の下部側は、半径方向に貫通する複数の貫通孔521bが円周方向に細長く形成されることで、後述する超音波振動子による砥石装着部522の振動を妨げないように厚み方向に弾性を有し、上部の拘束部側との間の振動を絶縁する弾性的連結構造として構成されている。ここで、貫通孔521bは、例えば2段で互い違いに形成されることで変形しやすくされている。   The upper side of the connecting portion 521 is fixed to the wheel mount 43 and becomes the restraint side, and a plurality of screw holes 521a corresponding to a plurality of bolt insertion holes (not shown) formed in the wheel mount 43 are formed. . In addition, the lower side of the connecting portion 521 to which the grindstone mounting portion 522 is fixed is formed with a plurality of through holes 521b extending in the radial direction that are elongated in the circumferential direction. It has elasticity in the thickness direction so as not to hinder the vibration of 522, and is configured as an elastic connection structure that insulates vibration with the upper restraint portion side. Here, the through holes 521b are easily deformed, for example, by being alternately formed in two stages.

砥石装着部522は、中央部に開口522aが大きく形成されて、全体的に円環状に形成されたものである。このような砥石装着部522の下面側の外周寄りの位置には、複数個の研削砥石52が周方向に適宜に接着剤によって円環状をなすように装着されている。円環状をなす形状に形成された1個の研削砥石であってもよい。   The grindstone mounting portion 522 is formed in an annular shape as a whole with a large opening 522a formed at the center. At a position near the outer periphery on the lower surface side of such a grindstone mounting portion 522, a plurality of grinding grindstones 52 are mounted so as to form an annular shape with an adhesive appropriately in the circumferential direction. One grinding wheel formed in an annular shape may be used.

さらに、砥石装着部522において、外周面には、適宜の接着剤によって装着された複数個の超音波振動子6Bが配設されている。これら超音波振動子6Bは、砥石装着部522を介して研削砥石52に超音波振動を付与するためのものである。ここで、超音波振動子6Bの目的とする振動方向は、砥石装着部522の厚み方向となるように設定されている。   Further, in the grindstone mounting portion 522, a plurality of ultrasonic transducers 6B mounted with an appropriate adhesive are disposed on the outer peripheral surface. These ultrasonic vibrators 6 </ b> B are for applying ultrasonic vibration to the grinding wheel 52 via the grinding wheel mounting portion 522. Here, the target vibration direction of the ultrasonic transducer 6 </ b> B is set to be the thickness direction of the grindstone mounting portion 522.

また、砥石装着部522において、超音波振動子6Bの振動方向と円周方向とに直交する方向である半径方向に貫通させた孔状逃げ部523が円周方向に複数個離散的に形成されている。これら孔状逃げ部523は、所望の振動方向である厚み方向に連続した細長い直線状のスリット孔からなる。孔状逃げ部523のスリット長さは、例えば、砥石装着部522の厚みの半分以上となる長さで形成されている。また、孔状逃げ部523は、砥石装着部522の円周方向に適宜個数形成されるが、孔状逃げ部523により囲まれる部分が極力矩形状に近づく個数であることが好ましく、さらには、円周方向において均等に離散させて形成することが好ましい。なお、孔状逃げ部523は、孔状逃げ部513の場合と同様に、下端側において切欠き形状に形成してもよい。   Further, in the grindstone mounting portion 522, a plurality of hole-like relief portions 523 penetrating in the radial direction that is a direction orthogonal to the vibration direction of the ultrasonic transducer 6B and the circumferential direction are discretely formed in the circumferential direction. ing. These hole-shaped escape portions 523 are formed of elongated slits that are continuous in the thickness direction, which is a desired vibration direction. The slit length of the hole-shaped escape portion 523 is, for example, a length that is at least half the thickness of the grindstone mounting portion 522. Further, the number of the hole-shaped escape portions 523 is appropriately formed in the circumferential direction of the grindstone mounting portion 522, but the number of the portions surrounded by the hole-shaped escape portions 523 is preferably as close to a rectangular shape as possible. It is preferable to form them uniformly dispersed in the circumferential direction. It should be noted that the hole-like relief portion 523 may be formed in a notch shape on the lower end side, as in the case of the hole-like relief portion 513.

このように構成された研削ホイール5Aは、ホイールマウント43に形成されたボルト挿通孔によってそれぞれ挿通された締結ボルト55をネジ孔521aにそれぞれ螺着することによって、マウントホイール43に着脱可能に装着される。   The grinding wheel 5A configured as described above is detachably mounted on the mount wheel 43 by screwing the fastening bolts 55 respectively inserted through the bolt insertion holes formed in the wheel mount 43 into the screw holes 521a. The

そして、本実施の形態2のように、大口径化した研削ホイール5Aの場合、超音波振動子6Bが発生した超音波振動は、所望の振動方向である砥石装着部512の厚み方向だけでなく、砥石装着部522の円周方向にも不要な振動を発生させ、内外周面において円周方向に撓みを生じさせてしまう。これにより、超音波振動を付与しても研削砥石52を所望の厚み方向に十分な振幅をもって振動させることができず、難削材を円滑に研削できなくなってしまう。研削ホイール5Aが大口径化するほど、顕著となる。また、研削ホイール5Aの厚みが厚くなるほど、顕著となる。   In the case of the grinding wheel 5A having a large diameter as in the second embodiment, the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6B is not only in the thickness direction of the grindstone mounting portion 512, which is a desired vibration direction. Unnecessary vibration is also generated in the circumferential direction of the grindstone mounting portion 522, and the inner and outer peripheral surfaces are bent in the circumferential direction. As a result, even if ultrasonic vibration is applied, the grinding wheel 52 cannot be vibrated with sufficient amplitude in the desired thickness direction, and difficult-to-cut materials cannot be ground smoothly. The larger the diameter of the grinding wheel 5A, the more prominent. Moreover, it becomes more remarkable as the thickness of the grinding wheel 5A increases.

ここで、本実施の形態2では、砥石装着部522において、半径方向に貫通し厚み方向に細長く形成された複数のスリット孔による孔状逃げ部523を円周方向に離散的に有するので、超音波振動の所望の振動方向以外となる円周方向の振動による撓みは打ち消される。すなわち、複数の孔状逃げ部513が超音波振動子6Bの振動を所望の厚み方向にのみ生ずるように整波機能を果すこととなる。よって、超音波振動子6Bが生成する超音波振動によって研削砥石52を所望の厚み方向に十分な振幅をもって振動させることができ、難削材を円滑に研削することができる。   Here, in the second embodiment, the grindstone mounting portion 522 has the hole-like relief portions 523 formed by a plurality of slit holes penetrating in the radial direction and elongated in the thickness direction in the circumferential direction. The bending due to the vibration in the circumferential direction other than the desired vibration direction of the sonic vibration is canceled out. That is, the plurality of hole-shaped escape portions 513 perform a wave-matching function so that the vibration of the ultrasonic transducer 6B is generated only in a desired thickness direction. Therefore, the grinding wheel 52 can be vibrated with sufficient amplitude in the desired thickness direction by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 6B, and the difficult-to-cut material can be ground smoothly.

また、このような研削動作において、研削ホイール5Aの砥石装着部522とホイールマウント43とは、弾性的連結構造を有する連結部521を介して連結されており、砥石装着部522の厚み方向の振動に貫通孔521が形成された連結部521の下部側が追従して厚み方向に弾性的に変位するので、超音波振動を妨げることはない。同時に、連結部521の上部側はホイールマウント43に固定されて拘束部となるように構成されているので、超音波振動がホイールマウント43側には伝達されないように絶縁される。   In such a grinding operation, the grindstone mounting portion 522 of the grinding wheel 5A and the wheel mount 43 are coupled via a coupling portion 521 having an elastic coupling structure, and the grinding wheel mounting portion 522 is vibrated in the thickness direction. Since the lower side of the connecting portion 521 in which the through-hole 521 is formed follows and elastically displaces in the thickness direction, the ultrasonic vibration is not hindered. At the same time, since the upper side of the connecting portion 521 is fixed to the wheel mount 43 so as to be a restraining portion, the ultrasonic vibration is insulated so as not to be transmitted to the wheel mount 43 side.

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、実施の形態では、孔状逃げ部513,514,523を振動方向に連続した細長い直線状のスリット孔として形成したが、目的外となる方向の振動に基づく撓みを打ち消すように吸収し得る形状であればよく、内周側から外周側に向けて幅広となるテーパ状のスリット孔でよいのはもちろん、複数の丸形状の貫通孔を振動方向に並べたような構造であってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the embodiment, the hole-shaped relief portions 513, 514, and 523 are formed as long and thin linear slit holes that are continuous in the vibration direction, but they can be absorbed so as to cancel the deflection based on the vibration in the direction other than the intended direction. As long as it has a shape, it may be a tapered slit hole that becomes wider from the inner peripheral side toward the outer peripheral side, or may be a structure in which a plurality of round through holes are arranged in the vibration direction. .

また、連結部511は、例えば3本の円環状溝511bを有する例で説明したが、砥石装着部512の振動に追従して半径方向に弾性的に変位可能であれば、内周面または外周面に少なくとも一つの円環状溝511bを有する構成であってもよい。   Moreover, although the connection part 511 demonstrated in the example which has the three annular grooves 511b, for example, if it can follow the vibration of the grindstone mounting part 512 and can be elastically displaced in a radial direction, an inner peripheral surface or an outer periphery The surface may have at least one annular groove 511b.

さらに、連結部511の円環状溝511b部分は、半径方向および厚み方向に弾性的であるので、厚み方向に振動させる実施の形態2において、連結部521に代えて、実施の形態1の連結部511を用いるようにしてもよい。   Further, since the annular groove 511b portion of the connecting portion 511 is elastic in the radial direction and the thickness direction, the connecting portion of the first embodiment is used instead of the connecting portion 521 in the second embodiment in which vibration is caused in the thickness direction. 511 may be used.

さらに、ホイールマウントと砥石装着部とを連結する連結部に関しては、連結部511,521のような構成に限らず、例えば、材料的には、ゴム、プラスチックス(樹脂成形品)、紙、オイルなどを用い、構造的には、バネ形状、減衰構造(ダンパ、油圧オイル)などを適宜利用することで、超音波振動を妨げない弾性的連結構造を有するものとしてもよい。   Further, the connecting portion for connecting the wheel mount and the grindstone mounting portion is not limited to the configuration of the connecting portions 511 and 521. For example, in terms of materials, rubber, plastics (resin molded product), paper, oil In terms of structure, a spring shape, a damping structure (damper, hydraulic oil), or the like may be used as appropriate to have an elastic connection structure that does not hinder ultrasonic vibration.

本発明の実施の形態1の研削ホイールを含む研削装置全体の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the whole grinding apparatus containing the grinding wheel of Embodiment 1 of this invention. 電装制御系を併せて示す研削装置に含まれるスピンドルユニットの縦断側面図である。It is a vertical side view of a spindle unit included in a grinding apparatus that also shows an electrical control system. 研削ホイールを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a grinding wheel. 連結部の一部の断面図である。It is sectional drawing of a part of connection part. 実施の形態1の変形例を示す研削ホイールの斜視図である。6 is a perspective view of a grinding wheel showing a modification of the first embodiment. FIG. 本発明の実施の形態2の研削ホイールを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the grinding wheel of Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

3 研削手段
5,5A 研削ホイール
6,6A,6B 超音波振動子
12 チャックテーブル
42 回転スピンドル
43 ホイールマウント
51,51A ホイール基台
52 研削砥石
511,521 連結部
511b 円環状溝
521b 貫通孔
512,522 砥石装着部
513,514,523 孔状逃げ部
W 被加工物
3 Grinding means 5, 5A Grinding wheel 6, 6A, 6B Ultrasonic vibrator 12 Chuck table 42 Rotating spindle 43 Wheel mount 51, 51A Wheel base 52 Grinding wheel 511, 521 Connecting portion 511b Circular groove 521b Through hole 512, 522 Whetstone mounting portion 513, 514, 523 Hole-shaped relief portion W Workpiece

Claims (7)

チャックテーブルに保持された被加工物を研削する研削手段を構成する回転スピンドルの一端に設けられたホイールマウントに取り付けられるホイール基台と、該ホイール基台に装着された円環状の研削砥石とからなり研削時に超音波振動を生成する研削ホイールであって、
前記ホイール基台は、前記ホイールマウントと連結する円環状の連結部と、前記ホイールマウント側を上面として該連結部の下端部に連結された円環状の砥石装着部とからなり、
前記砥石装着部は、下面側に装着された前記研削砥石と、超音波振動を生成する超音波振動子とを有し、前記超音波振動子による超音波振動の振動方向に直交する方向に当該砥石装着部を貫通し超音波振動の振動方向に細長く形成された複数の孔状逃げ部を円周方向に離散的に有し、
前記連結部は、前記超音波振動子による前記砥石装着部の振動を妨げない弾性的連結構造を有することを特徴とする研削ホイール。
From a wheel base attached to a wheel mount provided at one end of a rotary spindle that constitutes a grinding means for grinding a workpiece held on a chuck table, and an annular grinding wheel mounted on the wheel base A grinding wheel that generates ultrasonic vibrations during grinding,
The wheel base is composed of an annular connecting portion connected to the wheel mount, and an annular grindstone mounting portion connected to the lower end portion of the connecting portion with the wheel mount side as an upper surface,
The grindstone mounting portion includes the grinding wheel mounted on the lower surface side and an ultrasonic vibrator that generates ultrasonic vibrations, and is in a direction orthogonal to the vibration direction of ultrasonic vibrations by the ultrasonic vibrators. Having a plurality of hole-like relief portions that are elongated in the vibration direction of the ultrasonic vibration penetrating the grindstone mounting portion, discretely in the circumferential direction,
The grinding wheel according to claim 1, wherein the coupling portion has an elastic coupling structure that does not hinder the vibration of the grindstone mounting portion by the ultrasonic vibrator.
前記超音波振動子は、前記砥石装着部に対して半径方向に超音波振動を生成するよう装着され、
前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の厚み方向に貫通し半径方向に細長く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の研削ホイール。
The ultrasonic transducer is mounted to generate ultrasonic vibration in a radial direction with respect to the grindstone mounting portion,
2. The grinding wheel according to claim 1, wherein the hole-shaped relief portion is formed so as to penetrate in a thickness direction of the grindstone mounting portion and to be elongated in a radial direction.
前記超音波振動子は、前記砥石装着部に対して厚み方向に超音波振動を生成するよう装着され、
前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の半径方向に貫通し厚み方向に細長く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の研削ホイール。
The ultrasonic transducer is mounted to generate ultrasonic vibration in the thickness direction with respect to the grindstone mounting portion,
2. The grinding wheel according to claim 1, wherein the hole-shaped relief portion is formed to extend in a radial direction of the grindstone mounting portion and to be elongated in a thickness direction.
前記連結部は、円環状の当該連結部の外周面または内周面に少なくとも一つの円環状溝が形成されて半径方向および厚み方向に弾性的な弾性的連結構造を有することを特徴とする請求項2または3に記載の研削ホイール。   The connecting portion is characterized in that at least one annular groove is formed on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface of the annular connecting portion, and has an elastic elastic connecting structure in a radial direction and a thickness direction. Item 4. The grinding wheel according to Item 2 or 3. 前記連結部は、円環状の当該連結部の半径方向に貫通する複数の貫通孔が円周方向に細長く形成されて厚み方向に弾性的な弾性的連結構造を有することを特徴とする請求項3に記載の研削ホイール。   4. The connecting portion according to claim 3, wherein a plurality of through-holes penetrating in the radial direction of the annular connecting portion are elongated in the circumferential direction and have an elastic connecting structure that is elastic in the thickness direction. Grinding wheel as described in. 前記孔状逃げ部は、振動方向に連続した細長いスリット孔からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の研削ホイール。   The grinding wheel according to any one of claims 1 to 5, wherein the hole-shaped relief portion is formed of a long and narrow slit hole in a vibration direction. 前記孔状逃げ部は、前記砥石装着部の円周方向において均等に離散させて形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の研削ホイール。   The grinding wheel according to any one of claims 1 to 6, wherein the hole-shaped relief portions are formed to be evenly dispersed in a circumferential direction of the grindstone mounting portion.
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