JP2011115873A

JP2011115873A - Double-side polishing device

Info

Publication number: JP2011115873A
Application number: JP2009273870A
Authority: JP
Inventors: Takao Iihama; 孝雄飯濱
Original assignee: Taiyo Co Ltd
Current assignee: Taiyo Co Ltd
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a positioning means of a pressing means and a carrier in a simple structure, by arranging the pressing means on an upper surface plate in response to the carrier. SOLUTION: This double-side polishing device includes the upper surface plate 4, a lower surface plate 2, a sun gear 9 and an internal gear 10, the carrier 6 interposed between the sun gear 9 and the internal gear 10 and having a holding hole 7 of a rotating and revolving work 5, the pressing means 15 arranged on the upper surface plate 4 and arranged in response to the work 5, driving motors 11, 12, 13 and 14, and a control means 35. The driving motors 11 and 12 can stop the lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 so that the pressing means 15 is opposed to the work 5 by controlling the control means 35 by the feeding back rotation of the respective motors 11, 12, 13 and 14, by connecting rotary encoders 20, 26, 27 and 28 to the motors 11, 12, 13 and 14 provided with a vector inverter control unit, by installing the rotary encoders 20, 26, 27 and 28 on a rotary shaft projected outside the motors 11, 12, 13 and 14. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャリアによって保持されたワークを、研磨用の上下定盤を回転させると共に、キャリアを自転及び公転させてワークの表面を加工する両面研磨装置に関するものである。 The present invention relates to a double-side polishing apparatus that rotates a surface plate for polishing a workpiece held by a carrier, and rotates and revolves the carrier to process the surface of the workpiece.

図12〜図13に示すように、従来のこの種のものは、上定盤51と、この上定盤51に対して同軸状に設けられる下定盤52と、これら上定盤51と下定盤52の間に同軸状に配置されるサンギヤ53及びインターナルギヤ54と、サンギヤ53及びインターナルギヤ54との間に介在して自転及び公転するワーク55の保持穴56を有するキャリア57とを備え、そして、上定盤51、下定盤52、サンギヤ53、インターナルギヤ54は、それぞれの駆動用モーター58，59，60，61によって回転駆動できるようになっている。さらに、上定盤51には下面に開口したノズルからなる流体出口62が設けられており、この流体出口62はキャリア56に設けられた保持穴56の数に対応するように図12では９箇所が１群となって、そしてこの流体出口62の群がキャリア57の数に対応するように図12では５箇所に間隔をおいて配置されている。 As shown in FIGS. 12 to 13, this type of conventional one is composed of an upper surface plate 51, a lower surface plate 52 provided coaxially with the upper surface plate 51, and these upper surface plate 51 and lower surface plate. A sun gear 53 and an internal gear 54 disposed coaxially between 52 and a carrier 57 having a holding hole 56 for a work 55 that rotates and revolves between the sun gear 53 and the internal gear 54. The upper surface plate 51, the lower surface plate 52, the sun gear 53, and the internal gear 54 can be rotated by respective drive motors 58, 59, 60, 61. Furthermore, the upper surface plate 51 is provided with a fluid outlet 62 formed of a nozzle opened on the lower surface, and the fluid outlet 62 has nine locations in FIG. 12 corresponding to the number of holding holes 56 provided in the carrier 56. In FIG. 12, the fluid outlets 62 are arranged at five positions so as to correspond to the number of carriers 57.

したがって、従来技術においては、駆動用モーター58，59，60，61で上定盤51、下定盤52、サンギヤ53及びインターナルギヤ54を回転させると、キャリア57は自転運動をしながらサンギア53の回りを公転する遊星運動を起こして、さらに、スラリーなどと称する研磨剤（図示せず）の液が流体出口62より供給されることでキャリア57に保持されたワーク55の両面が上定盤51と下定盤52により研磨される。 Therefore, in the prior art, when the upper surface plate 51, the lower surface plate 52, the sun gear 53, and the internal gear 54 are rotated by the driving motors 58, 59, 60, 61, the carrier 57 rotates while the sun gear 53 rotates. A planetary motion that revolves around the surface and a liquid of an abrasive (not shown) called slurry is supplied from the fluid outlet 62 so that both surfaces of the work 55 held by the carrier 57 are placed on the upper surface plate 51. And polished by the lower surface plate 52.

そして、従来技術においては、上定盤51の流体出口62の群を予めキャリア57位置に合わせて下定盤52上のキャリア57位置の停止と略同時に流体出口62の群をキャリア57に重ねて停止させ、全ワーク55の表面と接する流体出口62から少量の液の次に空気に切換えて加圧しながら、上定盤51を上昇させてワーク55の上定盤51への付着を予防剥離して、ワーク55を下定盤52の上面に残すことにより、研磨されたワーク55の搬出を良好に行うようにしたものである。この結果、ワーク55やキャリア57を下定盤52側に残してワーク55の取り出しをスムーズに行うことができるようになっている。このようにすることによって、上定盤51の流体出口62をむやみに配置することを阻止できる。 In the prior art, the group of fluid outlets 62 on the upper surface plate 51 is aligned with the position of the carrier 57 in advance, and the group of fluid outlets 62 overlaps the carrier 57 almost simultaneously with the stop of the carrier 57 position on the lower surface plate 52. The upper surface plate 51 is lifted to prevent the workpiece 55 from adhering to the upper surface plate 51 while switching to a small amount of liquid and then pressurizing air from the fluid outlet 62 in contact with the surface of all the workpieces 55 and pressurizing. By leaving the work 55 on the upper surface of the lower surface plate 52, the polished work 55 can be carried out satisfactorily. As a result, the work 55 and the carrier 57 are left on the lower surface plate 52 side, and the work 55 can be taken out smoothly. By doing so, it is possible to prevent the fluid outlet 62 of the upper surface plate 51 from being disposed unnecessarily.

このようなキャリア57位置の停止と略同時に流体出口62の群をキャリア57に重ねて停止させるため、従来技術においては、下定盤52、サンギヤ53、インターナルギヤ54などは、各駆動モーター59，60，61を制御している（例えば特許文献１）。 In order to stop the group of fluid outlets 62 on the carrier 57 almost simultaneously with the stop of the carrier 57 position, in the prior art, the lower surface plate 52, the sun gear 53, the internal gear 54, etc. 60 and 61 are controlled (for example, Patent Document 1).

また、モーターの制御として、交流入力を受ける三相全波整流回路をなす整流部と、該整流部の出力端に並列に接続された整流電圧平滑用のコンデンサから成る平滑部と、該平滑用コンデンサにより平滑された整流直流電圧を入力として所要の交流を出力するインバータ部とから成る汎用インバータ（例えば特許文献２）や、ベクトルインバータと、走行モーターと、減速機と、車輪とから構成され、主走行装置のベクトルインバータからのトルク指令信号に基づいてベクトルインバータが走行モーターの回転を制御し、この走行モーターの駆動力を減速機を介して車輪に伝達する搬送車システムのようなベクトルインバータによる制御（例えば特許文献３）なども知られている。 Further, as a motor control, a rectifying unit that forms a three-phase full-wave rectifier circuit that receives an AC input, a smoothing unit that includes a capacitor for smoothing a rectified voltage connected in parallel to the output terminal of the rectifying unit, and the smoothing unit It is composed of a general-purpose inverter (for example, Patent Document 2) composed of an inverter unit that receives a rectified DC voltage smoothed by a capacitor and outputs a required AC, a vector inverter, a travel motor, a speed reducer, and wheels, Based on a vector inverter such as a carrier vehicle system in which the vector inverter controls the rotation of the traveling motor based on the torque command signal from the vector inverter of the main traveling device and transmits the driving force of the traveling motor to the wheels via the speed reducer. Control (for example, Patent Document 3) is also known.

特開昭６３−１２００７７号公報JP 63-120077 A 特開平５−１３０７８３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-130783 特開２０００−２０９７０５号公報JP 2000-209705 A

従来技術においては、上定盤51、下定盤52、サンギヤ53、インターナルギヤ54等の駆動モーター58，59，60，61をインバータ制御その他で、上定盤51の流体出口62の群を予めキャリア57位置に合わせて下定盤52上のキャリア57位置の停止と略同時に流体出口62の群をキャリア57に重ねて停止させ、全ワーク55の表面と接する流体出口62から少量の液の次に空気に切換えて加圧しながら、上定盤51を上昇させてワーク55の上定盤51への付着を予防剥離するものをサーボモーターで制御するには装置が比較的高価になってしまう。また、既設モーターが比較的安価な汎用インバーター型モーターであった場合には、モーター自体などを交換しないとサーボ制御或いはベクトルインバータ制御ができない問題がある。 In the prior art, the drive motors 58, 59, 60, 61 such as the upper surface plate 51, the lower surface plate 52, the sun gear 53, the internal gear 54 and the like are controlled by an inverter, and the group of the fluid outlets 62 of the upper surface plate 51 is previously set. At the same time when the carrier 57 position on the lower surface plate 52 is stopped in accordance with the carrier 57 position, the group of the fluid outlets 62 is overlapped with the carrier 57 and stopped. The apparatus becomes relatively expensive to control with a servo motor what raises the upper surface plate 51 and prevents the workpiece 55 from adhering to the upper surface plate 51 while switching to air and pressurizing. Further, when the existing motor is a relatively inexpensive general-purpose inverter type motor, there is a problem that servo control or vector inverter control cannot be performed unless the motor itself is replaced.

解決しようとする問題点は、上下定盤を回転させると共に、キャリアを自転及び公転させてワークの表面を加工し、上定盤に設けられたワーク又は及びキャリアの押圧手段を予めワーク又は及びキャリアに合わせて下定盤のキャリア位置の停止と略同時に押圧手段をワーク又は及びキャリアに重ねて停止させ、ワーク又は及びキャリアの表面に対向する押圧手段によってワーク又は及びキャリアを加圧して、上定盤を上昇させてワークの上定盤への付着を予防剥離する両面研磨装置において、駆動モーターが汎用インバータモーターであっても、押圧手段とキャリアに保持されたワークとの位置決め手段を簡便な構造によって形成する点である。 The problem to be solved is that the upper and lower surface plates are rotated, the carrier is rotated and revolved to process the surface of the workpiece, and the workpiece or carrier pressing means provided on the upper surface plate is previously set to the workpiece or carrier. At the same time as stopping the carrier position of the lower surface plate, the pressing means is overlapped with the work or carrier and stopped, and the work or carrier is pressurized by the pressing means facing the surface of the work or carrier, and the upper surface plate In a double-side polishing machine that prevents the workpiece from adhering to the upper surface plate by raising the workpiece, even if the drive motor is a general-purpose inverter motor, the positioning means between the pressing means and the work held by the carrier has a simple structure. It is a point to form.

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、上定盤と、この上定盤に対向して同軸状に設けられる下定盤と、これら上定盤と下定盤の間に同軸状に配置されるサンギヤ及びインターナルギヤと、前記サンギヤ及びインターナルギヤとの間に介在して自転及び公転するワークの保持穴を有するキャリアと、前記上定盤に設けられ前記キャリア又は及び該キャリアに保持されたワークに対応して前記ワーク又は及びキャリアに対向して設けられる押圧手段と、前記下定盤、前記上定盤、前記サンギヤ、前記インターナルギヤを駆動する駆動モーターと、前記駆動モーターに接続される制御手段を備え、
前記駆動モーターは、モーターの外側に突出した回転軸にロータリーエンコーダーを装着し、ベクトルインバータ制御部を設けた前記モーターを前記制御手段に接続すると共に、さらに前記ベクトルインバータ制御部に前記ロータリーエンコーダーを接続することを特徴とする両面研磨装置である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that an upper surface plate, a lower surface plate concentrically provided opposite to the upper surface plate, and a coaxial surface between the upper surface plate and the lower surface plate. A sun gear and an internal gear to be disposed; a carrier having a holding hole for rotating and revolving interposed between the sun gear and the internal gear; and the carrier provided on the upper surface plate or the carrier and the carrier A pressing means provided to face the workpiece or the carrier in correspondence with the held workpiece, the lower surface plate, the upper surface plate, the sun gear, a drive motor for driving the internal gear, and the drive motor; With connected control means,
The drive motor has a rotary encoder mounted on a rotating shaft protruding outside the motor, connects the motor provided with a vector inverter control unit to the control means, and further connects the rotary encoder to the vector inverter control unit. The double-side polishing apparatus is characterized in that:

請求項１の発明によれば、汎用インバータのモーターにロータリーエンコーダーを装着することで、ベクトルインバータ制御を可能としてモーターの制御、ひいては押圧手段とキャリアに保持されたワークとの位置決めを、ロータリーエンコーダーの出力をベクトルインバータ制御部によってモーター側にフィードバックして容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the rotary encoder is attached to the motor of the general-purpose inverter so that the vector inverter can be controlled to control the motor, and thus the positioning of the pressing means and the work held by the carrier. The output can be easily fed back to the motor side by the vector inverter control unit.

本発明の実施例１を示す斜視図である。It is a perspective view which shows Example 1 of this invention. 同ワークまわりの断面図である。It is sectional drawing around the workpiece. 同ワークまわりの平面図である。It is a top view around the work. 同モーターまわりの側面図である。It is a side view around the motor. 同モーターまわりの正面図である。It is a front view around the motor. 同制御用ブロック図である。It is the block diagram for the control. 同モーターから下定盤までの伝達の説明図である。It is explanatory drawing of transmission from the motor to a lower surface plate. 同タイムチャートである。It is the same time chart. 同モーター速度のグラフである。It is a graph of the motor speed. 本発明の実施例２を示す斜視図である。It is a perspective view which shows Example 2 of this invention. 同制御用ブロック図である。It is the block diagram for the control. 従来技術を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a prior art. 同要部の断面図である。It is sectional drawing of the principal part.

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below do not limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, all of the configurations described below are not necessarily essential requirements of the present invention.

図１〜図９は実施例１を示しており、研磨装置は、研磨布１が上面２Ｕに貼着された研磨用の下定盤２と、研磨布３が下面４Ｌに貼着され下定盤２と同軸（中心軸線Ｘ）状な研磨用の上定盤４とを備えている。下定盤２の上面２Ｕ上には複数のワーク５を保持するためのキャリア６が載置されており、このキャリア６にはワーク５を保持するための保持穴７が穿設されていると共に、キャリア６の外周部６Ａには歯車８が形成されている。実施例では下定盤２の上面２Ｕに５枚のキャリア６が同心円状に並設しており、1枚のキャリア６には９枚のワーク５を保持するため保持穴７が９箇所に形成されている。尚、キャリア６、保持穴７の数は実施例に限定されるものではなく、キャリア６を５枚とし、1枚のキャリア６に保持穴７が９箇所形成するなど各種の変形が可能である。 1 to 9 show the first embodiment, and the polishing apparatus includes a polishing lower surface plate 2 with an abrasive cloth 1 adhered to the upper surface 2U, and an abrasive surface plate 2 with an abrasive cloth 3 adhered to the lower surface 4L. And an upper surface plate 4 for polishing which is coaxial (center axis X). A carrier 6 for holding a plurality of workpieces 5 is placed on the upper surface 2U of the lower surface plate 2, and a holding hole 7 for holding the workpieces 5 is formed in the carrier 6, A gear 8 is formed on the outer peripheral portion 6 A of the carrier 6. In the embodiment, five carriers 6 are arranged concentrically in parallel on the upper surface 2U of the lower surface plate 2, and one carrier 6 is formed with nine holding holes 7 for holding nine workpieces 5. ing. The number of the carriers 6 and the holding holes 7 is not limited to the embodiment, and various modifications such as five carriers 6 and nine holding holes 7 formed on one carrier 6 are possible. .

そして、下定盤２の上面２Ｕの中央にキャリア６の歯車８に噛合される駆動用のサンギア９が設けられ、下定盤２の外周部２Ａにはインターナルギア10が同心円状に設けられている。このインターナルギア10にキャリア６の歯車８が噛合されると共に、キャリア６はサンギア９の外周に位置する。このようにしてサンギア９とインターナルギア10とは回転速度が異なり、サンギア９とインターナルギア10とはそれぞれ異なる回転をする。これにより下定盤用駆動モーター11、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14で下定盤２、上定盤４及びサンギア９、インターナルギア10を回転させると、キャリア６は自転運動をしながらサンギア９の回りを公転する遊星運動を起こして、キャリア６に保持されたワーク５の両面が研磨される。尚、下定盤２と上定盤４とは同一の外径に形成されている。 A driving sun gear 9 meshed with the gear 8 of the carrier 6 is provided at the center of the upper surface 2U of the lower surface plate 2, and an internal gear 10 is provided concentrically on the outer peripheral portion 2A of the lower surface plate 2. The internal gear 10 meshes with the gear 8 of the carrier 6 and the carrier 6 is positioned on the outer periphery of the sun gear 9. In this way, the sun gear 9 and the internal gear 10 have different rotational speeds, and the sun gear 9 and the internal gear 10 rotate differently. Thus, when the lower surface plate 2, the upper surface plate 4, the sun gear 9, and the internal gear 10 are rotated by the lower surface plate driving motor 11, the upper surface plate driving motor 12, the sun gear driving motor 13, and the internal gear driving motor 14, The carrier 6 causes a planetary motion that revolves around the sun gear 9 while rotating, and both surfaces of the work 5 held by the carrier 6 are polished. The lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 are formed to have the same outer diameter.

さらに、上定盤４には、下面に押圧手段15である流体の下向きの出口15Ａが設けられ、この出口15Ａの上部には、例えば流動体である水等液体又は及び圧縮空気を導入することができるように流動体供給路16が接続されている。この流動体供給路16は、回動部分が洩れないようにシールするロータリーシール（図示せず）を介して圧縮空気などが供給されるようになっている。この出口15Ａは下定盤２上に配置されるキャリア６に対応するように出口15Ａの群17となっている。実施例では9個の出口15Ａが一群17となって、この群17が等間隔にキャリア６と同じ数、すなわち５箇所に設けられている。さらに、一群17における出口15Ａの配置は、1枚のキャリア６に形成された保持穴７に対応するように保持穴７と同じ様な相互間隔を有している。 Further, the upper surface plate 4 is provided with a downward outlet 15A of the fluid as the pressing means 15 on the lower surface, and a liquid such as water or compressed air is introduced into the upper portion of the outlet 15A. The fluid supply path 16 is connected so that The fluid supply path 16 is supplied with compressed air or the like via a rotary seal (not shown) that seals the rotating portion so as not to leak. The outlet 15A is a group 17 of outlets 15A so as to correspond to the carrier 6 disposed on the lower surface plate 2. In the embodiment, nine outlets 15A form a group 17, and the groups 17 are provided at the same number as the carrier 6, that is, at five places. Furthermore, the arrangement of the outlets 15 A in the group 17 has the same mutual interval as the holding holes 7 so as to correspond to the holding holes 7 formed in one carrier 6.

さらに、前記下定盤用駆動モーター11について説明する。下定盤用駆動モーター11は、モーターの電流のうち磁束を発生させる成分とトルクを発生する成分に分け、それぞれを独立に制御するベクトルインバータ制御されるものであって、そのためにモータ（誘導電動機）単体の駆動周波数を変化させることによってモータを可変速運転する汎用インバータ型モーターだったモータ単体の回転軸19に、回転する物体と回転しない物体との間の回転の差分を検出する回転角センサであるロータリーエンコーダー20を装着している。このロータリーエンコーダー20の装着は、既設のモーター11に後付けするためにモーターハウジングケース18の後側に突設している回転軸19にロータリーエンコーダー20の回転軸20Ａを接続したものであり、実施例では冷却用送風羽根21が固定された回転軸19に回転軸20Ａを接続している。そして、ロータリーエンコーダー本体20Ｂは回転軸19と同軸状となるように、ブラケット状の取り付け部材20Ｃを介してモーターハウジングケース18に固定されており、取り付け部材20Ｃは、図４、図５では上向きのもの、左右方向に一対のものの３方向のものが配置されている。このロータリーエンコーダー20は、予め研磨装置に配置されていた汎用インバータ型だったモーター単体に後付けしたものである。尚、ロータリーエンコーダー20は他のモータ自体の箇所やモータの付属品などを介して取り付けてもよい。 Further, the lower surface plate drive motor 11 will be described. The lower platen drive motor 11 is divided into a component that generates magnetic flux and a component that generates torque in the motor current, and is controlled by a vector inverter that controls each independently. For this purpose, a motor (induction motor) is used. A rotation angle sensor that detects the difference in rotation between a rotating object and a non-rotating object on the rotating shaft 19 of the motor itself, which was a general-purpose inverter type motor that operates the motor at a variable speed by changing the driving frequency of the single unit. A rotary encoder 20 is installed. The rotary encoder 20 is mounted by connecting the rotary shaft 20A of the rotary encoder 20 to the rotary shaft 19 protruding from the rear side of the motor housing case 18 for retrofitting to the existing motor 11. Then, the rotary shaft 20A is connected to the rotary shaft 19 to which the cooling fan 21 is fixed. The rotary encoder body 20B is fixed to the motor housing case 18 via a bracket-like attachment member 20C so as to be coaxial with the rotary shaft 19, and the attachment member 20C is directed upward in FIGS. Those in three directions are arranged in the left and right direction. The rotary encoder 20 is retrofitted to a motor that was a general-purpose inverter type that was previously arranged in the polishing apparatus. Note that the rotary encoder 20 may be attached via other motor parts or motor accessories.

さらに、モーター11においては、モータ単体のモーターハウジングケース18の前側の回転軸（図示せず）には減速機21を介して下定盤用駆動ギア22が接続しており、この下定盤用駆動ギア22に下定盤２と一体な下定盤用従動ギア23が噛合している。 Further, in the motor 11, a lower surface plate drive gear 22 is connected to a front rotating shaft (not shown) of the motor housing case 18 of the motor alone via a speed reducer 21. The lower surface plate driven gear 23 integrated with the lower surface plate 2 is engaged with the lower surface plate 2.

同様に、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14においては、それぞれの回転軸（図示せず）にロータリーエンコーダー26，27，28を装着している。そして、各モーター12，13，14には減速機26，27，28を介して上定盤用駆動ギア29、サンギア用駆動ギア30、インターナルギア用駆動ギア31が接続しており、さらに上定盤用駆動ギア29は上定盤４と一体な上定盤用従動ギア32に、サンギア用駆動ギア30はサンギア９と一体なサンギア用従動ギア33に、インターナルギア用駆動ギア31はインターナルギア10と一体なインターナルギア用従動ギア34に噛合している。 Similarly, in the upper surface plate drive motor 12, the sun gear drive motor 13, and the internal gear drive motor 14, rotary encoders 26, 27, and 28 are mounted on respective rotary shafts (not shown). Each motor 12, 13, 14 is connected to a drive gear 29 for the upper platen, a drive gear 30 for the sun gear, and a drive gear 31 for the internal gear via the speed reducers 26, 27, 28. The drive gear 29 for the panel is a driven gear 32 for the upper surface plate integrated with the upper surface plate 4, the drive gear 30 for the sun gear is driven by the driven gear 33 for the sun gear integrated with the sun gear 9, and the drive gear 31 for the internal gear is the internal gear 10. Is meshed with the internal gear driven gear 34.

前記下定盤用駆動モーター11、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14及び押圧手段15を制御する制御手段35は、研磨装置の「運転」「停止」や「研磨設定時間」などを入力する指令操作部や、「研磨残時間」「上定盤４の回転速度」等を表示する表示部を有するタッチスクリーン（タッチパネル）36、ＣＰＵ、「タイマー」などを有するコンピュータ37、さらに下定盤用駆動モーター11にベクトルインバータ制御部38、上定盤用駆動モーター12にベクトルインバータ制御部39、サンギア用駆動モーター13にベクトルインバータ制御部40、インターナルギア用駆動モーター14にベクトルインバータ制御部41が設けられている。 The control means 35 for controlling the lower surface plate drive motor 11, the upper surface plate drive motor 12 and the sun gear drive motor 13, the internal gear drive motor 14 and the pressing means 15 is used for “operation”, “stop” and the like of the polishing apparatus. A touch screen (touch panel) 36 having a command operation unit for inputting “polishing setting time”, a display unit for displaying “polishing remaining time”, “rotation speed of upper surface plate 4”, CPU, “timer”, etc. Computer 37, vector inverter control unit 38 for lower surface plate drive motor 11, vector inverter control unit 39 for upper surface plate drive motor 12, vector inverter control unit 40 for sun gear drive motor 13, internal gear drive motor 14 A vector inverter control unit 41 is provided.

前記ベクトルインバータ制御部38は、モーター11の電流のうち、磁束を発生させる成分とトルクを発生する成分に分け、それぞれを独立に制御する方式であって、ベクトル制御で必要なモーター11の速度を検出している。このためベクトルインバータインバータ制御部38にはモーター単体の他にロータリーエンコーダー20がそれぞれ電気コード42を介して接続している。 The vector inverter control unit 38 divides the current of the motor 11 into a component that generates magnetic flux and a component that generates torque, and controls each independently, and the speed of the motor 11 required for vector control is controlled. Detected. Therefore, in addition to the motor alone, the rotary encoder 20 is connected to the vector inverter inverter control unit 38 via the electric cord 42, respectively.

同様に、ベクトルインバータインバータ制御部38に上定盤用駆動モーター12とロータリーエンコーダー26、ベクトルインバータ制御部39にサンギア用駆動モーター13とロータリーエンコーダー27、ベクトルインバータ制御部40にインターナルギア用駆動モーター14とロータリーエンコーダー28がそれぞれ接続している。 Similarly, the upper drive motor 12 and the rotary encoder 26 for the vector inverter inverter control unit 38, the sun gear drive motor 13 and the rotary encoder 27 for the vector inverter control unit 39, and the internal gear drive motor 14 for the vector inverter control unit 40. And rotary encoder 28 are connected to each other.

次に前記構成についてその作用を説明する。下定盤２に対して昇降手段（図示せず）によって上定盤４が離間した状態で、下定盤２の上面２Ｕにワーク５をキャリア６と共に載置する。この際ワーク５はキャリア６の保持穴７に保持されている。そして上定盤４を下降して上定盤４の下面側をワーク５の上面に接触させる。 Next, the operation of the above configuration will be described. The workpiece 5 is placed together with the carrier 6 on the upper surface 2U of the lower surface plate 2 in a state where the upper surface plate 4 is separated from the lower surface plate 2 by lifting means (not shown). At this time, the workpiece 5 is held in the holding hole 7 of the carrier 6. Then, the upper surface plate 4 is lowered and the lower surface side of the upper surface plate 4 is brought into contact with the upper surface of the work 5.

次に、下定盤用駆動モーター11、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14で下定盤２、上定盤４及びサンギア９、インターナルギア10を回転させると、キャリア６は自転運動をしながらサンギア９の回りを公転する遊星運動を起こして、さらに、スラリーなどと称する研磨剤（図示せず）を供給することでキャリア６に保持されたワーク５の両面が下定盤２の研磨布１及び上定盤４の研磨布３により研磨される。尚、流動体供給路16を利用して研磨剤を出口15Ａからワーク５側に供給してもよい。 Next, when the lower surface plate 2, the upper surface plate 4, the sun gear 9, and the internal gear 10 are rotated by the lower surface plate drive motor 11, the upper surface plate drive motor 12, the sun gear drive motor 13, and the internal gear drive motor 14, The carrier 6 causes a planetary motion that revolves around the sun gear 9 while rotating, and further supplies an abrasive (not shown) called a slurry or the like to supply both surfaces of the work 5 held by the carrier 6. Is polished by the polishing cloth 1 of the lower surface plate 2 and the polishing cloth 3 of the upper surface plate 4. The abrasive may be supplied from the outlet 15A to the work 5 side using the fluid supply path 16.

このようにして研磨が所定時間行われると、制御手段35のタイマーによって下定盤用駆動モーター11、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14の作動が停止する。このとき、それぞれの群17がキャリア６に対向するように、ひいては流動体供給路16キャリア６の保持穴７に保持されたワーク５に対向するように、下定盤２、上定盤４が停止する。このような対向状態の下定盤２、上定盤４の停止位置状態にあっては、下定盤２の回転停止位置をロータリーエンコーダー20が間接的に検知できる。これは下定盤用駆動モーター11、減速機22、下定盤用駆動ギア23、下定盤用従動ギア24間において減速比が一定になっており、回転軸19の回転角度をロータリーエンコーダー20で検知し、この検知データに基づいて、停止位置を、「ロータリーエンコーダー20の検知回転角度」×「減速比」によって演算することができる。 When polishing is performed for a predetermined time in this way, the operation of the lower surface plate drive motor 11, the upper surface plate drive motor 12, the sun gear drive motor 13, and the internal gear drive motor 14 is stopped by the timer of the control means 35. . At this time, the lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 are stopped so that each group 17 faces the carrier 6 and eventually the work 5 held in the holding hole 7 of the fluid supply path 16 carrier 6. To do. In such a stopped position state of the lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 in the opposed state, the rotary encoder 20 can indirectly detect the rotation stop position of the lower surface plate 2. This is because the reduction ratio is constant between the lower platen drive motor 11, the speed reducer 22, the lower platen drive gear 23, and the lower platen driven gear 24, and the rotary encoder 20 detects the rotation angle of the rotary shaft 19. Based on this detection data, the stop position can be calculated by “the detected rotation angle of the rotary encoder 20” × “the reduction ratio”.

同様に、上定盤４の停止位置、サンギア９の停止位置、インターナルギア10の停止位置を、それぞれ「ロータリーエンコーダー20の検知回転角度」×「減速機21と上定盤用駆動ギア29と上定盤用従動ギア32との減速比」、「ロータリーエンコーダー27の検知回転角度」×「減速機24とサンギア用駆動ギア30とサンギア用従動ギア33との減速比」、「ロータリーエンコーダー28の検知回転角度」×「減速機25とインターナルギア用駆動ギア31とインターナルギア用従動ギア34との減速比」によって演算することができる。 Similarly, the stop position of the upper surface plate 4, the stop position of the sun gear 9, and the stop position of the internal gear 10 are respectively set to “the detected rotation angle of the rotary encoder 20” × “the reduction gear 21 and the upper surface plate drive gear 29. `` Reduction ratio between driven gear 32 for surface plate '', `` Rotation angle detected by rotary encoder 27 '' x `` Reduction ratio between reduction gear 24, drive gear 30 for sun gear, and driven gear 33 for sun gear '', `` Detection by rotary encoder 28 It can be calculated by “rotation angle” × “reduction ratio of reduction gear 25, internal gear drive gear 31 and internal gear driven gear 34”.

そして、これら演算に基づいてベクトルインバータ制御部38，39，40，41を制御することで上述のように群17をキャリア６に対向できるように、下定盤２、上定盤４、サンギア９及びインターナルギア10の回転停止位置を制御することができる。 Then, by controlling the vector inverter control units 38, 39, 40, 41 based on these calculations, the lower surface plate 2, the upper surface plate 4, the sun gear 9 and the sun gear 9 are arranged so that the group 17 can be opposed to the carrier 6 as described above. The rotation stop position of the internal gear 10 can be controlled.

図９は、停止位置の精度に関するグラフを示しており、各モーターへの指令スピードと、改造により後付けしたロータリーエンコーダー20，26，27，28からの検出データをフィードバックすることで演算されたフィードバックとを比較したものであり、ロータリーエンコーダーの性能をＭパルス／ｒｅｖ、減速比をＮとしたとき、１パルスに対応する下定盤２の回動角度は、360.000／（Ｍ・Ｎ）［degree／pulse］となり、例えばＭを1024パルス／ｒｅｖとし、減速比を10とした場合には、図７に示すように１パルスに対応する下定盤２の回動角度は、360.000／（1024・10）＝0.035［degree／pulse］となり、このような場合には、速度０では３〜５ミリ秒程度の遅れで、一定速度において最大0.005％の誤差が生じるにすぎず、正確な制御を再現できることを確認できる。 FIG. 9 shows a graph regarding the accuracy of the stop position. The command speed to each motor and the feedback calculated by feeding back the detection data from the rotary encoders 20, 26, 27, 28 retrofitted by modification Assuming that the performance of the rotary encoder is M pulses / rev and the reduction ratio is N, the rotation angle of the lower platen 2 corresponding to one pulse is 360.000 / (M · N) [degree / pulse For example, when M is 1024 pulses / rev and the reduction ratio is 10, the rotation angle of the lower platen 2 corresponding to one pulse is 360.000 / (1024 · 10) = 0.035 [degree / pulse] In such a case, it is confirmed that accurate control can be reproduced with a delay of about 3 to 5 milliseconds at a speed of 0 and a maximum error of 0.005% at a constant speed. It can be.

次に、上定盤４をやや上昇させて下定盤２より離間するとき又はその前後に、制御手段35によって出口15Ａより圧縮空気或いは水等液体などの流動体を開閉バルブ（図示せず）により制御してワーク５の上面に向けて噴出する。この噴出は１枚のワーク５に対して出口15Ａが一つ対向するように配置されている。そして流動体の押圧力によりワーク５、さらにはキャリア６は下定盤２側に押し付けられて、これらワーク５、キャリア６は上定盤４の下面より剥離して上定盤４上に残り続けることとなる。図8はその一例を示しており、下定盤２の停止状態またはその直前に、まず出口15Ａより高圧な分離用水を断続して噴出する（各水噴出時間をＴ１で示し、途中の待機時間をＴ２で示しており、実施例では水噴出時間Ｔ１は３回の複数となっている。また、同じ出口15Ａまたは別の出口（図示せず）より圧縮空気を断続して噴出する。これは各圧縮空気の待機時間をＴ３で示し、噴出時間をＴ４で示したとき、噴出時間Ｔ４の始端を噴出時間Ｔ１の中間位置に配置すると共に噴出時間Ｔ４の終端を噴出時間Ｔ１の終端に配置している。そして、上定盤４は待機後に上昇するものであって、待機時間をＴ５で示し、上昇作動時間をＴ６で示したとき、上昇作動時間Ｔ６の始端は最終回である３回目の水噴出時間Ｔ１、ひいては３回目の圧縮空気の噴出時間Ｔ４の途中に配置されると共に、上昇作動時間Ｔ６の終端は３回目の水噴出時間Ｔ１の終端、ひいては３回目の圧縮空気の噴出時間Ｔ４の終端よりも後に配置されている。 Next, when the upper surface plate 4 is slightly raised and separated from the lower surface plate 2, or before or after that, a fluid such as liquid such as compressed air or water is discharged from the outlet 15A by an opening / closing valve (not shown). Controlled and ejected toward the upper surface of the workpiece 5. This ejection is arranged so that one exit 15A faces one workpiece 5. The work 5 and further the carrier 6 are pressed against the lower surface plate 2 by the pressing force of the fluid, and the work 5 and the carrier 6 are separated from the lower surface of the upper surface plate 4 and remain on the upper surface plate 4. It becomes. FIG. 8 shows an example, and immediately before the lower surface plate 2 is stopped or immediately before, the high-pressure separation water is intermittently ejected from the outlet 15A (each water ejection time is indicated by T1, and the waiting time on the way is shown). In the embodiment, the water ejection time T1 is a plurality of three times, and the compressed air is intermittently ejected from the same outlet 15A or another outlet (not shown). When the waiting time of compressed air is denoted by T3 and the ejection time is denoted by T4, the start end of the ejection time T4 is arranged at an intermediate position of the ejection time T1, and the end of the ejection time T4 is arranged at the end of the ejection time T1. The upper surface plate 4 rises after the standby, and when the standby time is indicated by T5 and the upward operation time is indicated by T6, the starting edge of the upward operation time T6 is the final water. Ejection time T1, and then the third compressed air While being positioned in the middle of the output time T4, the end of the rising operation time T6 is the third end of the water jetting time T1, it is disposed after the end of the ejection time T4 thus third compressed air.

このような流動体によるワーク５、キャリア６が下定盤２に押圧された後、或いは流体の噴出が停止されて押圧が解除された後で、上定盤４と下定盤２との間に作業員が手を入れてワーク５を取り出す。この後、再び新たなワーク５を下定盤２上のキャリア６に置いて研磨を行うものである。 After the workpiece 5 and the carrier 6 are pressed against the lower surface plate 2 by such a fluid, or after the ejection of fluid is stopped and the pressure is released, the work is performed between the upper surface plate 4 and the lower surface plate 2. A worker puts his hand and takes out the workpiece 5. Thereafter, the new workpiece 5 is again placed on the carrier 6 on the lower surface plate 2 and polished.

以上のように、前記実施例においては、上定盤４と、この上定盤４に対向して同軸状に設けられる下定盤２と、これら上定盤４と下定盤２の間に同軸状に配置されるサンギア９及びインターナルギア10と、サンギア９及びインターナルギア10との間に介在して自転及び公転するワーク５の保持穴７を有するキャリア６と、上定盤４に設けられキャリア６に保持されたワーク５に対応して設けられる押圧手段15と、下定盤用駆動モーター11、上定盤用駆動モーター12及びサンギア用駆動モーター13、インターナルギア用駆動モーター14に接続された制御手段35を備え、前記駆動モーター11，12，13，14は、汎用インバータのモーターであったモーターの単体の外側に突出した回転軸19にロータリーエンコーダー20，26，27，28を装着すると共に、ベクトルインバータ制御部38，39，40，41を設け、さらにベクトルインバータ制御部38，39，40，41にロータリーエンコーダー20，26，27，28を接続することにより、それぞれのモーター11，12，13，14の回転を制御して下定盤２、上定盤４を停止させることができる。しかも、ロータリーエンコーダー20，26，27，28をモーター11，12，13，14の外側に突設した回転軸19に接続するようにしたことで、既設の汎用インバータ型モーターだったモーター11，12，13，14であっても、ベクトルインバータ制御を行うことができる。 As described above, in the embodiment, the upper surface plate 4, the lower surface plate 2 provided coaxially facing the upper surface plate 4, and the coaxial surface between the upper surface plate 4 and the lower surface plate 2. A carrier 6 having a sun hole 9 and an internal gear 10 disposed on the upper surface plate 4 and a carrier 6 having a holding hole 7 for rotating and revolving between the sun gear 9 and the internal gear 10. The pressing means 15 provided corresponding to the workpiece 5 held on the lower surface plate, the lower surface plate drive motor 11, the upper surface plate drive motor 12, the sun gear drive motor 13, and the control device connected to the internal gear drive motor 14 35, and the drive motors 11, 12, 13, and 14 are mounted with rotary encoders 20, 26, 27, and 28 on a rotary shaft 19 projecting outside a single motor that is a motor of a general-purpose inverter. Inverter control units 38, 39, 40, 41 are provided, and by connecting rotary encoders 20, 26, 27, 28 to vector inverter control units 38, 39, 40, 41, motors 11, 12, 13, The lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 can be stopped by controlling the rotation of 14. In addition, the rotary encoders 20, 26, 27, and 28 are connected to the rotary shaft 19 that protrudes outside the motors 11, 12, 13, and 14, so that the motors 11 and 12 that were the existing general-purpose inverter type motors. , 13, 14 can perform vector inverter control.

さらに、制御手段35にベクトルインバータ制御部38，39，40，41を設けたことによって、モーター11，12，13，14を正確に制御することができる。 Furthermore, by providing the control means 35 with the vector inverter control units 38, 39, 40, 41, the motors 11, 12, 13, 14 can be accurately controlled.

図10、図11は実施例２を示しており、前記実施例１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例２では、下定盤２と上定盤４とを１台の下定盤・上定盤用駆動モーター11Ａによって駆動するものであり、このためモーター11Ａには下定盤・上定盤用駆動モーター11Ａ用のベクトルインバータ制御部38Ａが接続されている。尚、下定盤用駆動ギア23、下定盤用従動ギア24との間に中間ギア4が介在している。 10 and 11 show the second embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the second embodiment, the lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 are driven by one lower surface plate / upper surface plate drive motor 11A. For this reason, the motor 11A includes a lower surface plate / upper surface plate drive motor. A vector inverter control unit 38A for 11A is connected. The intermediate gear 4 is interposed between the lower surface plate driving gear 23 and the lower surface plate driven gear 24.

このように、下定盤２、上定盤４をそれぞれの汎用インバータ型モーターではなく、兼用した汎用インバータ型モーター11Ａにロータリーエンコーダー20を装着し、そして制御部38Ａを介して制御するようにしてもよい。 As described above, the rotary encoder 20 is attached to the general-purpose inverter type motor 11A, which is not the general-purpose inverter type motor, and the lower surface plate 2 and the upper surface plate 4 are controlled by the control unit 38A. Good.

以上のように本発明に係る両面研磨装置は、各種の用途に適用できる。例えば、押圧手段はワーク単独の他にキャリア単独、或いはキャリアとワークの両方に対向して設けられるものでもよい。また、実施例では下定盤２、上定盤４、サンギア９、インターナルギア10を、モーター11，12，13，14をベクトルインバータ制御することで、制御しているが、少なくともいずれか一つのモーターを制御することで、ワークに押圧手段を配置できるようにしてもよい。 As described above, the double-side polishing apparatus according to the present invention can be applied to various uses. For example, the pressing means may be provided so as to face the carrier alone or both the carrier and the workpiece in addition to the workpiece alone. In the embodiment, the lower surface plate 2, the upper surface plate 4, the sun gear 9, and the internal gear 10 are controlled by vector inverter control of the motors 11, 12, 13, and 14, but at least one of the motors is controlled. By controlling this, the pressing means may be arranged on the work.

２下定盤
４上定盤
５ワーク
６キャリア
７保持穴
９サンギア
10 インターナルギア
11 下定盤用駆動モーター
12 上定盤用駆動モーター
13 サンギア用駆動モーター
14 インターナルギア用駆動モーター
15 押圧手段
15Ａ出口
19 回転軸
20，26，27，28 ロータリーエンコーダー
35 制御手段
38，39，40，41 ベクトルインバータ制御部 2 Lower surface plate 4 Upper surface plate 5 Work piece 6 Carrier 7 Holding hole 9 Sun gear
10 Internal gear
11 Lower surface plate drive motor
12 Upper surface plate drive motor
13 Drive motor for sun gear
14 Drive motor for internal gear
15 Pressing means
15A Exit
19 Rotation axis
20, 26, 27, 28 Rotary encoder
35 Control means
38, 39, 40, 41 Vector inverter control unit

Claims

An upper surface plate, a lower surface plate provided coaxially facing the upper surface plate, a sun gear and an internal gear arranged coaxially between the upper surface plate and the lower surface plate, and the sun gear and the internal gear A carrier having a holding hole for the rotating and revolving workpiece interposed between the gear and the workpiece or the carrier corresponding to the carrier or the workpiece held on the carrier provided on the upper surface plate A pressing means provided as a lower surface plate, the upper surface plate, the sun gear, a drive motor for driving the internal gear, and a control means connected to the drive motor,
The drive motor has a rotary encoder mounted on a rotating shaft protruding outside the motor, connects the motor provided with a vector inverter control unit to the control means, and further connects the rotary encoder to the vector inverter control unit. A double-side polishing apparatus characterized by: