JP2009125913A - Grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プローブピンなどの細長い棒状のワークの先端を研磨する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for polishing a tip of an elongated rod-shaped workpiece such as a probe pin.
特許文献1には、半導体基板や液晶表示装置などの電気検査等に用いられるプローブピンを研磨するプローブピン研磨装置が記載されている。この研磨装置は、円盤状の砥石を回転させる砥石回転機構と、プローブピンをその一端部を露出させて保持すると共にプローブピンをその軸を回転軸として回転させるピン保持治具と、プローブピンを砥石の研磨面に対して直交する方向に沿って延在させた状態でその一端部を研磨面に接触させ得るべくピン保持治具を移動させるピン保持治具移動機構と、ピン保持治具に保持させたプローブピンの軸と砥石の軸とを含む平面上にあると共に砥石の径方向とほぼ平行な直線を回動軸Aとして、ピン保持治具を回動させるピン保持治具回動機構と、回動軸Aの位置をピン保持治具に保持させたプローブピンの軸に沿って調節する回動軸調節機構と、を備えている。 Patent Document 1 describes a probe pin polishing apparatus that polishes a probe pin used for electrical inspection or the like of a semiconductor substrate or a liquid crystal display device. This polishing apparatus includes a grindstone rotating mechanism that rotates a disc-shaped grindstone, a pin holding jig that rotates the probe pin around its axis while holding the probe pin with its one end exposed, and a probe pin. A pin holding jig moving mechanism that moves the pin holding jig so that one end thereof can be brought into contact with the polishing surface in a state of extending along a direction orthogonal to the polishing surface of the grindstone, and a pin holding jig A pin holding jig rotating mechanism for rotating the pin holding jig on a plane that is on a plane including the axis of the held probe pin and the axis of the grindstone and is substantially parallel to the radial direction of the grindstone. And a rotation axis adjustment mechanism for adjusting the position of the rotation axis A along the axis of the probe pin held by the pin holding jig.
特許文献1には、このように構成することで、プローブピンをピン保持治具に保持し、このプローブピンの一端部を砥石の研磨面に接触させ、砥石を回転させると共にプローブピンをその軸を回転軸として回転させながら、プローブピンを、研磨面より砥石の裏面方向に離間した箇所を軸として所定の角度に傾倒させることにより、プローブピンの一端部をほぼ円錐形状やほぼ球面形状に研磨することができ、プローブピンを容易に研磨することが可能となることが記載されている。
検査の対象となる半導体基板、表示装置などにおいては微細化が進んでおり、プローブピンも、直径が0.25mmに限らず、直径が0.1mmあるいはそれ以下の、さらに細いものが要望されている。また、プローブピンの先端も、球面形状よりは、さらに鋭く研磨されたものが要望されており、たとえば、先端の角度(全角)θが2°から4°(度)程度という非常に尖ったものが要望されている。 Semiconductor substrates and display devices to be inspected have been miniaturized, and the probe pin is not limited to a diameter of 0.25 mm, and a thinner one with a diameter of 0.1 mm or less is desired. Yes. Further, the tip of the probe pin is also required to be sharpened more sharply than the spherical shape. For example, the tip of the probe pin (full angle) θ is very sharp with 2 ° to 4 ° (degrees). Is desired.
このように細く、さらに、先端が鋭角に尖ったプローブピンは、プローブピンを砥石の研磨面に対して直交する方向に沿って延在させた状態で先端を研磨させる装置および方法では、精度よく研磨できない。たとえば、プローブピンがタングステンなどの剛性の高いものであっても、直径が0.25mm未満という細いものになると、たとえば、直径が0.2mm以下になると、微小な範囲では容易に湾曲する。したがって、先端を研磨するためにダイヤモンド砥石に押し付けただけで先端が曲がり、先端の角度θが2°から4°程度という鋭い円錐状に研磨することが難しい。 The probe pin that is thin and has a sharp tip has a high accuracy with the apparatus and method for polishing the tip with the probe pin extending in a direction orthogonal to the grinding surface of the grindstone. I can't polish. For example, even if the probe pin has a high rigidity such as tungsten, when the diameter is as thin as less than 0.25 mm, for example, when the diameter is 0.2 mm or less, the probe pin is easily bent in a minute range. Accordingly, it is difficult to polish the tip into a sharp conical shape having a tip angle θ of about 2 ° to 4 ° simply by pressing the tip against the diamond grindstone to polish the tip.
本発明の一態様は、細長い棒状のワークの先端を研磨する装置であって、円筒状または円盤状の砥石を保持し、砥石を、砥石の中心軸回りに第1の方向に回転させる砥石保持ユニットと、ワークを、ワークの先端が前方に露出するように保持し、さらにそのワークを、ワークの中心軸回りに第2の方向に回転させながら、ワークの中心軸に沿ってワークを前方に移動させ、ワークの先端を砥石の周面に接触させるワーク保持ユニットと、砥石の中心軸とワークの中心軸との成す角度を調整する角度調整ユニットと、ワークの先端に対して砥石の周面と反対側に位置し、ワークが前方へ移動したときに、ワークの先端に接し、ワークの先端をガイドするガイド面を備えたガイドユニットとを有する。さらに、ガイド面は、ワークの中心軸に対し、ワークの先端が接する砥石の周面と対称になるように傾いた斜面を含む。 One aspect of the present invention is an apparatus for polishing the tip of a long and narrow bar-shaped workpiece, which holds a cylindrical or disk-shaped grindstone and rotates the grindstone around the central axis of the grindstone in a first direction. Hold the unit and the workpiece so that the tip of the workpiece is exposed forward, and rotate the workpiece in the second direction around the workpiece's central axis while moving the workpiece forward along the workpiece's central axis. A workpiece holding unit that moves the workpiece tip in contact with the grinding wheel circumferential surface, an angle adjustment unit that adjusts the angle between the grinding wheel central axis and the workpiece central axis, and the grinding stone circumferential surface with respect to the workpiece tip And a guide unit provided with a guide surface that contacts the tip of the workpiece and guides the tip of the workpiece when the workpiece moves forward. Furthermore, the guide surface includes an inclined surface that is inclined with respect to the central axis of the workpiece so as to be symmetric with respect to the circumferential surface of the grindstone with which the tip of the workpiece contacts.
この装置は、プローブピンなどの細長い、または、細線状の部材の先端を、回転砥石の周面を用いて研磨する装置である。研磨後のワークの先端の角度が所望の角度になるように、角度調整ユニットにより、砥石の中心軸とワークの中心軸との成す角度をセットすることができる。典型的な角度調整ユニットは、砥石またはその近傍を中心として、砥石保持ユニットを旋回する機構を含むものである。砥石またはその近傍を中心として、砥石保持ユニットを旋回させることにより、ワークと砥石とが接触する位置はほとんど変えずに、砥石の周面の角度を制御できる。典型的な砥石保持ユニットは、砥石を回転駆動するためのモータを搭載したものであり、砥石から離れたモータ側を旋回することにより、微小な角度による変異が大きくなるので、角度調整が容易になる。 This apparatus is an apparatus that polishes the tip of a long or thin member such as a probe pin using the peripheral surface of a rotating grindstone. The angle formed by the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece can be set by the angle adjusting unit so that the angle of the tip of the workpiece after polishing becomes a desired angle. A typical angle adjustment unit includes a mechanism for turning the grindstone holding unit around the grindstone or the vicinity thereof. By rotating the grindstone holding unit around the grindstone or its vicinity, the angle of the circumferential surface of the grindstone can be controlled with almost no change in the position where the workpiece and the grindstone contact each other. A typical grindstone holding unit is equipped with a motor for rotationally driving the grindstone. By turning the motor side away from the grindstone, variation due to a small angle increases, making angle adjustment easy. Become.
さらに、この装置は、ガイド面を備えたガイドユニットを有し、砥石の周面により研磨されている途上のワークの先端をガイド面で支持する。したがって、砥石に研磨されるときに、ワークの先端が歪んだり、湾曲したりすることをガイド面により抑制できる。このため、極細い棒状のワークであっても、その先端を所望の角度の円錐状になるように研磨できる。 Furthermore, this apparatus has a guide unit having a guide surface, and supports the tip of the workpiece being polished by the peripheral surface of the grindstone with the guide surface. Therefore, it is possible to suppress the tip of the workpiece from being distorted or curved by the guide surface when being polished by the grindstone. For this reason, even if it is a very thin rod-shaped workpiece, the tip can be polished so as to have a conical shape with a desired angle.
また、ワークの先端の研磨が進むとともに、研磨されているワークの先端の周囲の面を、ガイド面に沿って前方へガイドまたは滑らせることができる。このため、極細いワークであっても、ワークの直径に対して長い範囲を精度よく研磨することが可能となり、ワークの先端を、先端の角度θが小さく、鋭く尖った形状に加工できる。 Further, as the tip of the workpiece is polished, the surface around the tip of the workpiece being polished can be guided or slid forward along the guide surface. For this reason, even a very thin workpiece can be accurately polished over a long range with respect to the workpiece diameter, and the tip of the workpiece can be machined into a sharp and sharp shape with a small tip angle θ.
ガイド面は、さらに、斜面より先にワークの先端に接する側に配置された面であって、ワークの中心軸に対して平行な面を含むことが望ましい。前方に送られてくるワークの先端をスムーズに斜面に導くことができる。また、平行な面は、一部が砥石の周面と対峙していることが望ましい。前方に送られてくるワークの先端を砥石でまず削った状態でガイド面の斜面に当てることにより、ガイド面の斜面が損傷するのを抑制できる。それとともに、初期にガイド面の斜面とワークの先端とが面または線で接触するようになるので、ガイド面の斜面により、より確実にワークの先端をガイドできる。 It is desirable that the guide surface further includes a surface that is disposed on the side in contact with the tip of the workpiece before the inclined surface and is parallel to the central axis of the workpiece. The tip of the workpiece sent forward can be smoothly guided to the slope. Further, it is desirable that a part of the parallel surface is opposed to the circumferential surface of the grindstone. It is possible to prevent the slope of the guide surface from being damaged by applying the tip of the workpiece sent forward to the slope of the guide surface with the grindstone first shaved. At the same time, since the slope of the guide surface and the tip of the workpiece come into contact with each other by a surface or a line, the tip of the workpiece can be more reliably guided by the slope of the guide surface.
さらに、ガイドユニットは、ガイド面の直前に、ワークの先端が通過するガイド孔を形成するガイドプレートを備えていることが望ましい。そして、ガイド孔を通過したワークの先端がガイド面に接するようになっていることが望ましい。ガイド孔により、ワークの先端がぶれることを抑制できるので、より精度よくワークの先端を加工できる。 Furthermore, the guide unit preferably includes a guide plate that forms a guide hole through which the tip of the workpiece passes immediately before the guide surface. And it is desirable for the front-end | tip of the workpiece | work which passed the guide hole to contact a guide surface. Since the guide hole can suppress the tip of the workpiece from moving, the tip of the workpiece can be processed with higher accuracy.
この装置において、典型的な砥石とワークの回転方向の典型的なものは、逆方向である。すなわち、第1の方向および第2の方向は逆方向であることが望ましい。また、ワークの典型的なものは、プローブピンである。 In this apparatus, a typical grindstone and workpiece rotation direction is the reverse direction. That is, it is desirable that the first direction and the second direction are opposite directions. A typical workpiece is a probe pin.
本発明の他の態様の1つは、細長い棒状のワークの先端を、研磨装置を用いて研磨する方法である。研磨装置は、円筒状または円盤状の砥石を保持し、砥石を、砥石の中心軸回りに第1の方向に回転させる砥石保持ユニットと、ワークを、ワークの先端が前方に露出するように保持し、ワークの中心軸回りに第2の方向に回転させるワーク保持ユニットと、砥石の中心軸とワークの中心軸との成す角度を調整する角度調整ユニットと、ワークの先端に対して砥石の周面と反対側に位置し、ワークの先端をガイドするガイド面を備えたガイドユニットとを有し、ガイド面は、ワークの中心軸に対し、ワークの先端が接する砥石の周面と対称になるように傾いた斜面を含むものである。さらに、当該方法は、ワーク保持ユニットにより、ワークを保持させながら、ワークの中心軸に沿ってワークを前方に移動し、ワークの先端を砥石の周面および前記ガイド面に接触させることを含む。 Another aspect of the present invention is a method for polishing the tip of an elongated rod-shaped workpiece using a polishing apparatus. The polishing apparatus holds a grindstone in a cylindrical or disc shape, holds a grindstone holding unit that rotates the grindstone in a first direction around the central axis of the grindstone, and holds the workpiece such that the tip of the workpiece is exposed forward. A workpiece holding unit that rotates in the second direction around the workpiece center axis, an angle adjustment unit that adjusts an angle formed by the center axis of the grindstone and the center axis of the workpiece, and the circumference of the grindstone with respect to the tip of the workpiece And a guide unit having a guide surface that guides the tip of the workpiece, and the guide surface is symmetrical to the peripheral surface of the grindstone with which the tip of the workpiece is in contact with the center axis of the workpiece. Including sloping slopes. Furthermore, the method includes moving the workpiece forward along the central axis of the workpiece while holding the workpiece by the workpiece holding unit, and bringing the tip of the workpiece into contact with the circumferential surface of the grindstone and the guide surface.
本発明のさらに異なる他の態様は、プローブピンの製造方法である。この製造方法は、プローブピンの先端を、研磨装置を用いて研磨するステップを有する。研磨装置は、ワークとしてプローブピンを保持する上記研磨装置である。そして、研磨するステップは、ワーク保持ユニットにより、プローブピンをワークとして保持させながら、ワークの中心軸に沿ってワークを前方に移動し、ワークの先端を砥石の周面およびガイド面に接触させることを含む。 Yet another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a probe pin. This manufacturing method includes a step of polishing the tip of the probe pin using a polishing apparatus. The polishing apparatus is the above-described polishing apparatus that holds a probe pin as a workpiece. In the polishing step, the workpiece is moved forward along the center axis of the workpiece while the probe pin is held as a workpiece by the workpiece holding unit, and the tip of the workpiece is brought into contact with the circumferential surface and the guide surface of the grindstone. including.
図1は、研磨装置の配置を示す平面図であり、図2は、研磨装置の、砥石を中心した配置を示す側面図である。この研磨装置1は、プローブピンをワーク5として、その先端6を円錐状に砥石61により研磨するものである。研磨装置1は、砥石61を保持する砥石保持ユニット10と、ワーク5を保持するワーク保持ユニット20と、ワーク5をワーク保持ユニット20に装着するためのワーク装着ユニット30と、砥石保持ユニット10の角度を調整する角度調整ユニット40と、ワーク5の先端6をガイドするガイドユニット50と、研磨の際の異物を廃棄するための排気ユニット60とを有し、これらがベース2に配置されている。
FIG. 1 is a plan view showing the arrangement of the polishing apparatus, and FIG. 2 is a side view showing the arrangement of the polishing apparatus centering on the grindstone. The polishing apparatus 1 uses a probe pin as a
砥石保持ユニット10は、モータベース15と、その上に配置されたモータ16と、モータ16のシャフト16sにより回転するように保持された薄い円筒状(円盤状)の砥石11とを含む。砥石11は、その中心軸12の回りに、モータ16により、たとえば、モータ16と反対側から見て反時計方向(第1の方向)に回転される。砥石11は、典型的にはダイヤモンド砥石(#1000)であり、周面13が中心軸12と平行となるように整えられており、周面13によりワーク5の先端6を研磨する。モータベース15は、砥石11の下側に達するようにベース2に沿って延びており、砥石11のほぼ直下を中心(旋回中心)17として、ベース2に対して水平方向に旋回するように支持されている。
The
モータベース15の砥石11とは反対側は、ベース2に対して角度調整ユニット40を介して支持されている。角度調整ユニット40は、ベース2の上に、旋回中心17を中心とした円弧を描くように配置されたレール41と、モータベース15を支持した状態でレール41に沿って移動する車輪42と、車輪42の動きを止める不図示のストッパとを含む。角度調整ユニット40によりモータベース15をベース2に対して旋回中心17を中心として旋回するように動かすことができる。したがって、砥石11の中心軸12の角度をレール41が敷設された範囲で変えることができ、ワーク5の中心軸7と、砥石11の中心軸12とのなす角度を制御できる。モータベース15の旋回中心17は、砥石11のほぼ真下に配置されているので、砥石11の位置を大きく変えずに、砥石11の周面13の角度を変更できる。このため、角度調整ユニット40により砥石保持ユニット10を旋回することにより、ワーク5の先端6の位置を微調整する程度で、ワーク5の先端6の研磨する角度を制御できる。
The side of the
図3、4および5に、ワーク装着ユニット30の概要を示している。図3は、平面的な配置を示す図であり、図4は、ワーク5に対して垂直な方向から見たユニット30の側面図であり、図5は、ワーク5の中心軸方向から見たユニット30の側面図である。この研磨装置1で先端が加工され、プローブピンとして製造されるワーク5は、直径(線径)が0.25mm以下の、たとえば、直径が0.1mmのタングステン製の棒状の部材である。ワーク装着ユニット30は、ワーク5を把持するための平行チャック31と、ワーク5の先端6が所定の位置に収まるように断面がV字になったガイド32と、ワーク5の反対側の端(他端)8を押してワーク5の先端6を基準面33に接触させるプッシャー34と、ワーク5を保持した平行チャック31を90度側方へ旋回するためのロータリシリンダ35とを含み、これらがユニットベース36の上に搭載されている。
3, 4, and 5 show an outline of the
平行チャック31が開いた状態で、ワーク5を、V字型のガイド32に先端が収まるようにセットする。その状態で、ワーク5の他端8をプッシャー34により先端6の方向に押す。ワーク5の先端6がV字型のガイド32を滑って基準面33に当たり、ベース2の上における先端6の位置が精度よく決まる。次に、ワーク5を平行チャック31で掴み、ワーク保持ユニット20の側に90度旋回し、ワーク5をワーク保持ユニット20に受け渡す。
In a state where the
図1および図2に示すように、ワーク保持ユニット20は、2爪で支点開閉形のチャック21と、2爪でワーク5を保持したチャック21をワーク5の中心軸7の回りに回転させるためのモータ22と、回転したままチャック21を前方の砥石11の周面13の方向へ移動するためのアクチュエータ23と、これらを搭載したユニットベース24とを含む。モータ22は、チャック21を、砥石11の回転方向(モータ16と反対方向、すなわち、ワーク保持ユニット20の側から見て反時計方向)とは、逆側、すなわち、モータ22の側から見て時計方向(第2の方向)に、ワーク5の中心軸7の回りに回転する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
砥石11は、排気ユニット60のフード61に覆われており、フード61の内部は、ベース2の裏側に配置された排気用のファン62により周囲より低圧に保たれている。したがって、ワーク5を研磨したときの廃棄物は周囲に散逸されず、排気用ファン62により回収される。
The
図6に、ワーク保持ユニット20のチャック21を拡大して示している。チャック21の2つの爪25aおよび25bは、ワーク5の先端6が前方に露出した状態で、ワーク5を把持する。2つの爪25aおよび25bは、支点26を中心に旋回するようになっており、チャック21のボディー27に収納されたロッド28bが、カム28aにより前後に動き、ロッド28bのうごきにより2つの爪25aおよび25bが旋回する。その結果、2つの爪25aおよび25bの爪先29が開閉することによりワーク5を把持する。
FIG. 6 shows an enlarged view of the
チャック21の爪25aおよび25bの間は、爪先29を除き、隙間25cが開いている。ワーク装着ユニット30の平行チャック31は、ワーク5の先端6が所定の位置になるようにワーク5を把持した後、ワーク保持ユニット20の方向に90度旋回する。ワーク保持ユニット20は、チャック21の爪25aおよび25bの爪先29が開いた状態となっており、ワーク保持ユニット20は、ワーク装着ユニット30の平行チャック31を、チャック21の爪25aおよび25bにより上下からワーク5が挟み込まれる位置へ移動する。ワーク装着ユニット30がワーク保持ユニット20の側へ移動しても良い。この研磨装置1は、X−Yテーブルを用いて構成されており、ベース2の上をワーク保持ユニット20のユニットベース24がXおよびY方向に動くことができる。
A
次に、ワーク保持ユニット20のチャック21は爪先29を上下から閉じて、平行チャック31に保持されているワーク5を把持する。平行チャック31は、チャック21の隙間25cの中に収まるので、チャック31とチャック21は干渉せずに、ワーク5を持ち替えることができる。その後、平行チャック31が開いて、チャック21の爪25aおよび25bによりワーク5が保持される。ワーク5がチャック21により単独で保持され、ワーク装着ユニット30の平行チャック31が元の位置に回転して戻ると、ワーク保持ユニット20のモータ22がチャック21をワーク5の中心軸7の回りに回転させる。これにより、ワーク5の先端6を砥石11の周面13により研磨する作業を開始する準備が整う。
Next, the
図1に示すようにベース2の上に、砥石保持ユニット10を跨ぐように門型のベース70が設けられており、そのベース70の上に、ガイドユニット50を支持するアクチュエータ71が搭載されている。このアクチュエータ71は、第2のX−Yテーブルであり、ガイドユニット50をXおよびY方向に動かすことができる。ガイドユニット50は、アクチュエータ71から砥石11の周面13の方向に延びたアーム75により支持され、砥石11の周面13の近傍に配置されている。さらに具体的には、ガイドユニット50は、アーム75およびアクチュエータ71により、ワーク5の先端6に対して砥石11の周面13と反対側に位置し、ワーク5がワーク保持ユニット20のチャック21に保持された状態で前方(砥石11の方向)へ移動したときに、ワーク5の先端6に接し、ワーク5の先端6をガイドするようになっている。
As shown in FIG. 1, a gate-shaped
図7にガイドユニット50を、砥石11の周方向横から見た様子を示している。図8に、ガイドユニット50をワーク5の方向から見た様子を示している。図9に、ガイドユニット50を砥石11の周方向上から見た様子を示している。さらに、図10から図12に、ガイドユニット50のガイド面の近傍を拡大して示している。このガイドユニット50は、ワーク5の先端6に接し、ワーク5の先端6をガイドするガイド面51を備えた本体52と、ガイド面51の直前に、ワーク5の先端6が通過するガイド孔53を形成するガイドプレート54を備えている。ワーク5をワーク保持ユニット20のチャック21に保持して、ワーク5の先端6を砥石11の周面13とほぼ平行になるようにワーク5を前方(砥石11の方向)に進めると、ワーク5の先端6はガイド孔53を通過し、さらに、ワーク5の先端6がガイド面51に接する。それとともに、ワーク5の先端6は、砥石11の周面13と接触し、砥石11により研磨される。
FIG. 7 shows the
砥石11の周面13と、ワーク5とは、実際には、微小角、例えば、頂角θの半角となる1度(1°)程度だけ、砥石11の中心軸12と、ワーク5の中心軸7とが傾いた状態で接触する。このため、ワーク5の先端6は、回転する砥石11の周面13により円錐状に研磨される。図9には、模式的に、砥石11の中心軸12と、ワーク5の中心軸7と平行な線7´により角度θ/2を示している。この角度θ/2は、角度調整ユニット40により砥石保持ユニット10を旋回することにより、角度調整ユニット40の対応できる範囲で自由に変えることができる。この研磨装置1により製造されるプローブピンの多くは、直径(線径)が0.07mmから0.28mm、頂角θが2度(2°)から4度(4°)で、全長が30mmから100mm程度のものである。
The
図10に、ガイドユニット50のガイド面51を拡大して示している。ガイド面51は、ワーク5の中心軸7に対し、ワーク5の先端6が接する砥石11の周面13と対称になるように角度θ/2だけ傾いた斜面55を含む。ガイド面51は、さらに、斜面55より先にワーク5の先端6に接する側(ガイド孔53の側)に配置された面56であって、ワーク5の中心軸7に対して平行な面56を含む。ガイドユニット50の本体52は、ガイド面51の反対側、すなわち、砥石11を駆動するモータ16の側(シャフト16sの側)に、砥石11との接触を避けるためにガイド面51の斜面55と逆テーパになった逃げ面59を設けている。ガイドユニット50は、耐摩耗性が著しく優秀な超硬材、典型的にはSKD11(JIS G4404:2006 合金工具鋼鋼材)により形成されている。
FIG. 10 shows an
図11に示すように、ワーク5を把持したワーク保持ユニット20のチャック21(図9参照)を前方に進める。ワーク5の先端6は前方に露出するようにチャック21により保持されているので、ワーク5の先端6は、ガイドプレート54のガイド孔53を通過し、ワーク5の先端6がガイド面51の平坦な面56に接する。さらに、ワーク5を前方に進めると、ワーク5の先端6のエッジが砥石11の周面13に接し、ワーク5の先端6のエッジが研磨される。ワーク5を、ガイド孔53を通すことにより、ワーク5の先端6が砥石11の周面13に接したときにワーク5の先端6がぶれることを防止できる。したがって、より精度よくワーク5の先端6の加工を開始できる。
As shown in FIG. 11, the chuck 21 (see FIG. 9) of the
ガイド面51の平行な面56は、まず、ワーク5の先端6を受けて、砥石11の周面13にワーク5の先端6のエッジが接触するように導く機能を果たす。ガイド孔53を通し、さらに、ガイド面51の側に接するように、あるいはガイド面51をスライドするようにワーク5を進めることにより、ワーク5の先端6の位置が砥石11の周面13に対して精度良く決まり、ワーク5の先端6が砥石11の周のエッジに当たってしまったり、ワーク5の先端6のエッジ以外のところが、先に砥石11に接してしまうような事態を未然に防止できる。
The
ガイド面51の平行な面56は、その一部が砥石11の周面13と対峙していることが望ましい。すなわち、ガイド面51の平行な面56によりガイドされているワーク5の先端6のエッジが、砥石11の周面13により研磨されてから、ワーク5の先端6が、ガイド面51の斜面55に当たるようにアレンジされていることが望ましい。ワーク5の先端6はエッジの角(コーナ)が、所望の角度θになるように面取りされた状態で、前方に送られ、ガイド面51の斜面55に当たる。したがって、ワーク5の先端6は、最初からガイド面51の斜面55に面あるいは線で接触し、点で接触することを防止できる。このため、ガイド面51の斜面55が損傷するのを抑制できる。それとともに、ワーク5の先端6が初期にガイド面51の斜面55と面または線で接触するので、点で接触するときよりもワーク5をガイド面51の斜面55により、さらに確実にガイドでき、研磨を開始するときのワーク5の先端6がぶれたり振動したりすることを防止できる。
It is desirable that a part of the
図12に示すように、ワーク5を把持したワーク保持ユニット20のチャック21(図9参照)を、さらに、前方に進めると、砥石11の周面13により研磨されている途上のワーク5を、ガイド面51の斜面55および平行(平坦)な面56により支持できる。ガイド面51の斜面55は、ワーク5の中心軸7に対し砥石11の周面13と対称になるように傾いているので、研磨が進むことにより形状が継続的に変化するワーク5の先端6を斜面55により、継続的にあるいは連続的に支持できる。したがって、砥石11にワーク5の先端6が研磨されるときに、ワーク5の先端6は歪んだり、湾曲したりすることがなく、極細い棒状のワーク5であっても、その先端を所望の角度の円錐状になるように研磨できる。
As shown in FIG. 12, when the chuck 21 (see FIG. 9) of the
特に、ガイド面51の斜面55は、ワーク5の先端6の研磨が進むとともに、研磨されているワーク5の先端6と、その後方の周囲の面とを支持し、先端6を前方へ送る(スライドさせる)。このため、ガイド面51にワーク5が接触するように、ワーク保持ユニット20を前方に進めることにより、ワーク5の先端6およびその後方の面を砥石11の周面13に押し付けて研磨を進めることができる。したがって、極細いワーク5であっても、ワーク5の直径に対して長い範囲を精度よく研磨することが可能となり、ワーク5の先端6を、先端の角度θが数度という小さく、鋭く尖った形状に加工できる。また、砥石11の周面13と、ワーク(ワークピース)5の中心軸7とが成す角度θ/2は、角度調整ユニット40により調整(制御)することができる。ガイドユニット50は、調整された角度θ/2に合致する斜面55を備えたものに交換することが可能であり、ワーク5の先端6の頂角θの異なるプローブピンであっても、この研磨装置1により先端6を所望の円錐状になるように研磨し、製造することができる。
In particular, the
このように、この研磨装置1は、線径が0.05mmから1mm程度の棒状(丸棒状)の部材の先端にテーパを付けるのに適している。特に、プローブピンであって、線径が0.25mm未満のもの、さらには、線径が0.08mmから0.20mmのプローブピンの先端をテーパ状に加工するのに適している。先端の角度(頂角の全角)θは、2°〜4°という非常に鋭角に加工することが可能であり、微細化の進んだ製品に対応した、鋭い円錐状の先端を備えたプローブピンを製造することができる。この研磨装置1により製造できる長細い形状の部材は、プローブピンに限定されず、他の分野、例えば、MEMSなどの微細構造の加工用器具、実験用または医療用の細胞操作用の器具にも適用できる。また、製造できる極細の部材のサイズも上記には限定されない。 Thus, this polishing apparatus 1 is suitable for tapering the tip of a rod-like (round bar-like) member having a wire diameter of about 0.05 mm to 1 mm. In particular, the probe pin is suitable for processing the tip of a probe pin having a wire diameter of less than 0.25 mm and further having a wire diameter of 0.08 mm to 0.20 mm into a tapered shape. The tip angle (full angle of the apex angle) θ can be processed to a very acute angle of 2 ° to 4 °, and the probe pin has a sharp conical tip corresponding to a product with advanced miniaturization. Can be manufactured. The long and thin member that can be manufactured by the polishing apparatus 1 is not limited to the probe pin, but may be used in other fields, for example, a microfabrication processing instrument such as MEMS, or an experimental or medical cell manipulation instrument. Applicable. Moreover, the size of the ultrafine member that can be manufactured is not limited to the above.
さらに、ガイド面51の斜面55および平行な面56は、ワーク5が接触する部分が斜面および平らに延びた面であればよく、ガイド面51の全体としては、ワーク5の進行方向の断面が、砥石11の周面13との干渉が避けられる範囲で湾曲していたり、V字型に加工されていたりしても良い。
Furthermore, the
1 研磨装置、 5 ワーク(プローブピン)、 6 先端、 7 ワークの中心軸
10 砥石保持ユニット、 11 砥石、 12 砥石の中心軸、 13 周面
20 ワーク保持ユニット、 21 チャック
30 ワーク装着ユニット、 40 角度調整ユニット
50 ガイドユニット、 51 ガイド面、 55 斜面、 56 平行な面
60 排気ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing device, 5 Workpiece (probe pin), 6 Tip, 7 Center axis of
Claims (8)
円筒状または円盤状の砥石を保持し、前記砥石を、前記砥石の中心軸回りに第1の方向に回転させる砥石保持ユニットと、
前記ワークを、前記ワークの先端が前方に露出するように保持し、前記ワークの中心軸回りに第2の方向に回転させながら、前記ワークの中心軸に沿って前記ワークを前方に移動させ、前記ワークの先端を前記砥石の周面に接触させるワーク保持ユニットと、
前記砥石の中心軸と前記ワークの中心軸との成す角度を調整する角度調整ユニットと、
前記ワークの先端に対して前記砥石の周面と反対側に位置し、前記ワークが前方へ移動したときに、前記ワークの先端に接し、前記ワークの先端をガイドするガイド面を備えたガイドユニットとを有し、
前記ガイド面は、前記ワークの中心軸に対し、前記ワークの先端が接する前記砥石の周面と対称になるように傾いた斜面を含む、装置。 An apparatus for polishing the tip of an elongated rod-shaped workpiece,
A grindstone holding unit that holds a cylindrical or disc-shaped grindstone, and rotates the grindstone in a first direction around a central axis of the grindstone;
Holding the workpiece so that the tip of the workpiece is exposed forward, rotating the workpiece in the second direction around the central axis of the workpiece, moving the workpiece forward along the central axis of the workpiece, A workpiece holding unit for bringing the tip of the workpiece into contact with the peripheral surface of the grindstone;
An angle adjustment unit for adjusting an angle formed by the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece;
A guide unit that is located on the opposite side of the peripheral surface of the grindstone with respect to the tip of the workpiece and includes a guide surface that contacts the tip of the workpiece and guides the tip of the workpiece when the workpiece moves forward. And
The guide surface includes an inclined surface that is inclined with respect to a central axis of the workpiece so as to be symmetric with respect to a circumferential surface of the grindstone with which a tip of the workpiece contacts.
前記研磨装置は、
円筒状または円盤状の砥石を保持し、前記砥石を、前記砥石の中心軸回りに第1の方向に回転させる砥石保持ユニットと、
前記ワークを、前記ワークの先端が前方に露出するように保持し、前記ワークの中心軸回りに第2の方向に回転させるワーク保持ユニットと、
前記砥石の中心軸と前記ワークの中心軸との成す角度を調整する角度調整ユニットと、
前記ワークの先端に対して前記砥石の周面と反対側に位置し、前記ワークの先端をガイドするガイド面を備えたガイドユニットとを有し、前記ガイド面は、前記ワークの中心軸に対し、前記ワークの先端が接する前記砥石の周面と対称になるように傾いた斜面を含み、
当該方法は、
前記ワーク保持ユニットにより、前記ワークを保持させながら、前記ワークの中心軸に沿って前記ワークを前方に移動し、前記ワークの先端を前記砥石の周面および前記ガイド面に接触させることを含む、方法。 A method for polishing the tip of an elongated rod-shaped workpiece using a polishing apparatus,
The polishing apparatus comprises:
A grindstone holding unit that holds a cylindrical or disc-shaped grindstone, and rotates the grindstone in a first direction around a central axis of the grindstone;
A workpiece holding unit that holds the workpiece so that a tip of the workpiece is exposed forward, and rotates the workpiece in a second direction around a central axis of the workpiece;
An angle adjustment unit for adjusting an angle formed by the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece;
A guide unit provided on a side opposite to the peripheral surface of the grindstone with respect to the tip of the workpiece, and having a guide surface for guiding the tip of the workpiece, wherein the guide surface is relative to a central axis of the workpiece , Including a slope inclined so as to be symmetric with the peripheral surface of the grindstone with which the tip of the workpiece contacts,
The method is
Moving the workpiece forward along the central axis of the workpiece while holding the workpiece by the workpiece holding unit, and bringing the tip of the workpiece into contact with the circumferential surface of the grindstone and the guide surface, Method.
前記研磨装置は、
円筒状または円盤状の砥石を保持し、前記砥石を、前記砥石の中心軸回りに第1の方向に回転させる砥石保持ユニットと、
前記プローブピンをワークとし、前記ワークの先端が前方に露出するように保持し、前記ワークの中心軸回りに第2の方向に回転させるワーク保持ユニットと、
前記砥石の中心軸と前記ワークの中心軸との成す角度を調整する角度調整ユニットと、
前記ワークの先端に対して前記砥石の周面と反対側に位置し、前記ワークの先端をガイドするガイド面を備えたガイドユニットとを有し、前記ガイド面は、前記ワークの中心軸に対し、前記ワークの先端が接する前記砥石の周面と対称になるように傾いた斜面を含み、
前記研磨するステップは、
前記ワーク保持ユニットにより、前記プローブピンを前記ワークとして保持させながら、前記ワークの中心軸に沿って前記ワークを前方に移動し、前記ワークの先端を前記砥石の周面および前記ガイド面に接触させることを含む、方法。 A method for manufacturing a probe pin, comprising: a step of polishing a tip of the probe pin using a polishing device;
The polishing apparatus comprises:
A grindstone holding unit that holds a cylindrical or disc-shaped grindstone, and rotates the grindstone in a first direction around a central axis of the grindstone;
A workpiece holding unit that holds the probe pin as a workpiece, holds the tip of the workpiece so as to be exposed forward, and rotates in a second direction around the central axis of the workpiece;
An angle adjustment unit for adjusting an angle formed by the central axis of the grindstone and the central axis of the workpiece;
A guide unit provided on a side opposite to the peripheral surface of the grindstone with respect to the tip of the workpiece, and having a guide surface for guiding the tip of the workpiece, wherein the guide surface is relative to a central axis of the workpiece , Including a slope inclined so as to be symmetric with the peripheral surface of the grindstone with which the tip of the workpiece contacts,
The polishing step includes
While holding the probe pin as the workpiece by the workpiece holding unit, the workpiece is moved forward along the central axis of the workpiece, and the tip of the workpiece is brought into contact with the circumferential surface of the grindstone and the guide surface. Including the method.
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