JP2011148028A - Grinding wheel - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding wheel capable of being mounted without replacing a wheel mount even if a diameter of a wheel base is specified according to frequency of ultrasonic vibration to be generated on a grindstone. <P>SOLUTION: The grinding wheel is provided at a lower end of a rotary spindle constituting a grinding means for grinding a workpiece mounted on a chuck table and detachably mounted on a lower surface of the wheel mount including a bolt insertion hole. It includes the wheel base, an annular grindstone mounted on a lower surface of the wheel base, and an annular ultrasonic vibrating means disposed at a position corresponding to the interior of the annular grindstone on the wheel base. The wheel base includes: a base body having a grindstone mounting part for mounting the grindstone and an ultrasonic vibrating means mounting part for mounting the ultrasonic vibrating means; an annular sidewall formed to rise from an outer periphery of the base body; and an annular attachment formed inward from an upper end of the annular sidewall. An internal threaded hole is formed at a position corresponding to the bolt insertion hole provided on the wheel mount on the annular attachment. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削ホイール、更に詳しくは超音波振動させつつ研削加工する研削ホイールに関する。   The present invention relates to a grinding wheel for grinding a workpiece such as a semiconductor wafer, and more particularly to a grinding wheel for grinding while ultrasonically vibrating.

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呼ば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デバイスを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。このようにして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。   In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor devices. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of a sapphire substrate are also divided into individual optical devices such as light emitting diodes and laser diodes by cutting along the streets, and are widely used in electrical equipment. ing. The wafer divided in this way is ground to a predetermined thickness by a grinding device before being cut along the street.

研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブル上に保持された被加工物を研削する研削手段とを具備している。この研削手段は、回転スピンドルと、該回転スピンドルの下端に設けられたホイールマウントと、該ホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールとを具備しており、該研削ホイールがホイール基台と該ホイール基台の下面における外周部の砥石装着部に装着された複数の研削砥石とからなっており、研削ホイールを回転しつつ研削砥石をチャックテーブルに保持された被加工物に押圧することにより被加工物を研削する。   The grinding apparatus includes a chuck table that holds a workpiece, and a grinding unit that grinds the workpiece held on the chuck table. The grinding means includes a rotating spindle, a wheel mount provided at the lower end of the rotating spindle, and a grinding wheel that is detachably attached to the lower surface of the wheel mount. And a plurality of grinding wheels mounted on the outer peripheral grinding wheel mounting portion on the lower surface of the wheel base, and the grinding wheel is pressed against the workpiece held on the chuck table while rotating the grinding wheel. Grind the workpiece.

しかるに、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、研削砥石に目詰まりが発生し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。   However, when the back surface of the wafer is ground with the grinding wheel of the grinding device, the grinding wheel is clogged and the grinding ability is lowered. In particular, when brittle hard materials such as sapphire, silicon nitride, lithium tantalate, and artic are ground, there is a problem that productivity is remarkably lowered due to a decrease in grinding ability due to clogging of a grinding wheel.

上述した問題を解消するために、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該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ホイールの研削砥石を保持するホイール基台に超音波振動手段を装着し、この超音波振動手段に高周波電力を印加することにより、ホイール基台に保持された研削砥石に超音波振動を付与するようにした研削ホイールが提案されている。(例えば、特許文献1参照。)   In order to solve the above-described problems, ultrasonic vibration is applied to a wheel table that holds a grinding wheel of a grinding wheel that grinds a work piece held on the chuck table and a work piece held on the chuck table. A grinding wheel has been proposed in which ultrasonic vibration is applied to a grinding wheel held on a wheel base by mounting means and applying high-frequency power to the ultrasonic vibration means. (For example, refer to Patent Document 1.)

上記研削ホイールを構成するホイール基台は、外周部上面に立設して形成された環状の装着部を備えており、この環状の装着部にホイールマウントに形成されたボルト挿通穴と対応する位置に雌ネジ穴を設け、該雌ネジ穴にホイールマウントに形成されたボルト挿通穴を挿通して配設された締結ボルトを螺合することにより、ホイールマウントに装着される。   The wheel base constituting the grinding wheel has an annular mounting portion formed upright on the upper surface of the outer peripheral portion, and a position corresponding to a bolt insertion hole formed in the wheel mount in the annular mounting portion. A female screw hole is provided in the wheel mount, and a fastening bolt disposed by inserting a bolt insertion hole formed in the wheel mount into the female screw hole is screwed to be attached to the wheel mount.

特開2009−107065号公報JP 2009-107065 A

而して、研削ホイールのホイール基台に装着された超音波振動手段が発振する超音波振動を研削砥石に伝達し、研削砥石に所望の振動幅の超音波振動を発生させるためには、超音波振動手段が発振する超音波振動とホイール基台の固有振動数とを一致させる必要がある。このため、研削砥石に発生させたい超音波振動の周波数によってはホイール基台の直径が大きくなり、ホイール基台に合わせてホイールマウントを交換しなければならないという問題がある。   Therefore, in order to transmit the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibration means mounted on the wheel base of the grinding wheel to the grinding wheel and generate the ultrasonic vibration having a desired vibration width in the grinding wheel, It is necessary to match the ultrasonic vibration generated by the sonic vibration means with the natural frequency of the wheel base. For this reason, the diameter of the wheel base increases depending on the frequency of the ultrasonic vibration to be generated in the grinding wheel, and there is a problem that the wheel mount must be replaced in accordance with the wheel base.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、研削砥石に発生させたい超音波振動の周波数に合わせてホイール基台の直径を設定してもホイールマウントを交換することなく装着することができる研削ホイールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is to replace the wheel mount even if the wheel base diameter is set in accordance with the frequency of the ultrasonic vibration to be generated on the grinding wheel. An object of the present invention is to provide a grinding wheel that can be mounted without any problems.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、チャックテーブル上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下端に設けられボルト挿通穴を備えたホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールであって、
ホイール基台と、該ホイール基台の下面に装着された環状の研削砥石と、該ホイール基台における該環状の研削砥石の内側に相当する位置に配設された環状の超音波振動手段とからなり、
該ホイール基台は、該研削砥石を装着する砥石装着部と該超音波振動手段を装着する超音波振動手段装着部とを備えた基台本体と、該基台本体の外周部から立設して形成された環状の側壁と、該環状の側壁の上端から内方に向けて形成された環状の取り付け部とからなっており、
該環状の取り付け部における該ホイールマウントに設けられたボルト挿通穴と対応する位置に雌ネジ穴が形成されている、
ことを特徴とする研削ホイールが提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, the lower surface of a wheel mount provided with a bolt insertion hole provided at the lower end of a rotary spindle constituting a grinding means for grinding a workpiece held on a chuck table. A grinding wheel detachably attached to the
A wheel base, an annular grinding wheel mounted on the lower surface of the wheel base, and an annular ultrasonic vibration means disposed at a position corresponding to the inside of the annular grinding wheel on the wheel base Become
The wheel base is erected from a base body including a grindstone mounting portion for mounting the grinding wheel and an ultrasonic vibration means mounting portion for mounting the ultrasonic vibration means, and an outer peripheral portion of the base main body. An annular side wall formed from the upper end of the annular side wall, and an annular attachment portion formed inward from the upper end of the annular side wall.
A female screw hole is formed at a position corresponding to the bolt insertion hole provided in the wheel mount in the annular mounting portion.
A grinding wheel is provided.

該ホイール基台の基台本体には、該環状の側壁と該砥石装着部との間に周方向に複数の円弧状スリットが形成されていることが望ましい。   In the base body of the wheel base, it is desirable that a plurality of arc-shaped slits are formed in the circumferential direction between the annular side wall and the grindstone mounting portion.

本発明による研削ホイールは、ホイール基台が研削砥石を装着する砥石装着部と超音波振動手段を装着する超音波振動手段装着部とを備えた基台本体と、該基台本体の外周部から立設して形成された環状の側壁と、該環状の側壁の上端から内方に向けて形成された環状の取り付け部とからなっており、該環状の取り付け部におけるホイールマウントに設けられたボルト挿通穴と対応する位置に雌ネジ穴が形成されているので、直径の異なる研削ホイールでもホイールマウントを交換することなく装着することができる。   A grinding wheel according to the present invention includes a base body having a grinding wheel mounting portion on which a wheel base mounts a grinding wheel and an ultrasonic vibration means mounting portion on which ultrasonic vibration means is mounted, and an outer peripheral portion of the base body. An annular side wall formed upright and an annular mounting portion formed inward from the upper end of the annular side wall, and a bolt provided on a wheel mount at the annular mounting portion Since the female screw hole is formed at a position corresponding to the insertion hole, it is possible to mount a grinding wheel having a different diameter without exchanging the wheel mount.

本発明に従って構成された研削ホイールを装備した研削装置の斜視図。1 is a perspective view of a grinding apparatus equipped with a grinding wheel constructed according to the present invention. 図1に示す研削装置に装備されるスピンドルユニットの断面図。Sectional drawing of the spindle unit with which the grinding apparatus shown in FIG. 1 is equipped. 図2に示すスピンドルユニットを構成するホイールマウントおよび研削ホイールの分解斜視図。The disassembled perspective view of the wheel mount and the grinding wheel which comprise the spindle unit shown in FIG. 図3に示す研削ホイールの断面図。Sectional drawing of the grinding wheel shown in FIG. 図3に示す研削ホイールの底面図。FIG. 4 is a bottom view of the grinding wheel shown in FIG. 3. 本発明に従って構成された径が大きい研削ホイールをホイールマウントに装着した状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which mounted | wore the wheel mount with the grinding wheel with a large diameter comprised according to this invention. 図1に示す研削装置によって被加工物を研削している状態を示す要部側面図。The principal part side view which shows the state which is grinding the workpiece by the grinding apparatus shown in FIG.

以下、本発明に従って構成された研削ホイールの好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成された研削ホイールを装備した研削装置の斜視図が示されている。図1に示す研削装置は、全体を番号2で示す装置ハウジングを具備している。この装置ハウジング2は、細長く延在する直方体形状の主部21と、該主部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上方に延びる直立壁22とを有している。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、221が設けられている。この一対の案内レール221、221に研削手段としての研削ユニット3が上下方向に移動可能に装着されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a grinding wheel constructed according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a perspective view of a grinding apparatus equipped with a grinding wheel constructed in accordance with the present invention. The grinding apparatus shown in FIG. 1 is provided with an apparatus housing generally indicated by numeral 2. This device housing 2 has a rectangular parallelepiped main portion 21 that extends long and an upright wall 22 that is provided at the rear end portion (upper right end in FIG. 1) of the main portion 21 and extends substantially vertically upward. ing. A pair of guide rails 221 and 221 extending in the vertical direction are provided on the front surface of the upright wall 22. A grinding unit 3 as grinding means is mounted on the pair of guide rails 221 and 221 so as to be movable in the vertical direction.

研削ユニット3は、移動基台31と該移動基台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、311が設けられており、この一対の脚部311、311に上記一対の案内レール221、221と摺動可能に係合する被案内溝312、312が形成されている。このように直立壁22に設けられた一対の案内レール221、221に摺動可能に装着された移動基台31の前面には前方に突出した支持部313が設けられている。この支持部313にスピンドルユニット4が取り付けられる。   The grinding unit 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 legs 311 and 311 extending in the vertical direction on both sides of the rear surface. The pair of legs 311 and 311 is slidably engaged with the pair of guide rails 221 and 221. Guided grooves 312 and 312 are formed. As described above, a support portion 313 protruding forward is provided on the front surface of the movable base 31 slidably mounted on the pair of guide rails 221 and 221 provided on the upright wall 22. 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、該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。このスピンドルユニット4について、図2を参照して説明する。図2に示すスピンドルユニット4を構成する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穴411を備えている。スピンドルハウジング41に形成された軸穴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。このようにしてスピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、軸穴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。スピンドルハウジング41に回転可能に支持された回転スピンドル42は、一端部(図1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(図1において下端)にホイールマウント43が設けられている。そして、このホイールマウント43の下面に研削ホイール5が取り付けられる。   The spindle unit 4 includes a spindle housing 41 attached to the support portion 313 and a rotating spindle 42 that is rotatably disposed on the spindle housing 41. The spindle unit 4 will be described with reference to FIG. A spindle housing 41 constituting the spindle unit 4 shown in FIG. 2 is formed in a substantially cylindrical shape and includes a shaft hole 411 penetrating in the axial direction. A rotary spindle 42 that is inserted through a shaft hole 411 formed in the spindle housing 41 is provided with a thrust bearing flange 421 formed in the central portion so as to protrude in the radial direction. In this way, the rotary spindle 42 disposed through the shaft hole 411 formed in the spindle housing 41 is rotatably supported by high-pressure air supplied between the inner wall of the shaft hole 411. One end (lower end in FIG. 1) of the rotary spindle 42 rotatably supported by the spindle housing 41 is disposed so as to protrude from the lower end of the spindle housing 41, and a wheel mount is mounted on one end (lower end in FIG. 1). 43 is provided. Then, the grinding wheel 5 is attached to the lower surface of the wheel mount 43.

上記ホイールマウント43および研削ホイール5について、図3乃至図5を参照して説明する。
ホイールマウント43は、図3に示すように回転スピンドル42の下端に一体に円盤状に形成されている。このホイールマウント43には、4個のボルト挿通穴43aが設けられている。また、ホイールマウント43の中心部には、コネクター挿入穴43bが形成されている。
The wheel mount 43 and the grinding wheel 5 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, the wheel mount 43 is formed in a disc shape integrally with the lower end of the rotary spindle 42. The wheel mount 43 is provided with four bolt insertion holes 43a. A connector insertion hole 43 b is formed at the center of the wheel mount 43.

図3乃至図5に示す研削ホイール5は、直径が(D1)の円板状のホイール基台51と、該ホイール基台51の下面に装着される環状の研削砥石52と、該ホイール基台51における環状の研削砥石52の内側に相当する位置に配設された環状の超音波振動手段6とを具備している。ホイール基台51は、下面に形成され研削砥石52を装着する砥石装着部511aと上面に形成され超音波振動手段6を装着する超音波振動手段装着部511bとを備えた基台本体511と、該基台本体511の外周部から立設して形成された環状の側壁512と、該環状の側壁512の上端から内方に向けて形成された環状の取り付け部513とからなっている。ホイール基台51を構成する基台本体511には、環状の側壁512と砥石装着部511aとの間に周方向に複数の円弧状スリット511cが上面から下面に貫通して形成されている。このように形成された基台本体511の砥石装着部511aに複数の砥石セグメントからなる環状の研削砥石52が適宜の接着剤によって装着される。また、基台本体511の超音波振動手段装着部511bに環状の超音波振動手段6が適宜の接着剤によって装着される。一方、上記環状の取り付け部513には、上記ホイールマウント43に設けられたボルト挿通穴43aと対応する位置に4個の雌ネジ穴513aが形成されている。   A grinding wheel 5 shown in FIGS. 3 to 5 includes a disc-shaped wheel base 51 having a diameter (D1), an annular grinding wheel 52 mounted on the lower surface of the wheel base 51, and the wheel base. And an annular ultrasonic vibration means 6 disposed at a position corresponding to the inside of the annular grinding wheel 52 in 51. The wheel base 51 includes a base body 511 having a grindstone mounting portion 511a formed on the lower surface and mounted with the grinding wheel 52 and an ultrasonic vibration means mounting portion 511b formed on the upper surface and mounted with the ultrasonic vibration means 6. It comprises an annular side wall 512 formed upright from the outer periphery of the base body 511 and an annular mounting portion 513 formed inward from the upper end of the annular side wall 512. A plurality of arc-shaped slits 511c are formed in the base body 511 constituting the wheel base 51 so as to penetrate from the upper surface to the lower surface in the circumferential direction between the annular side wall 512 and the grindstone mounting portion 511a. An annular grinding stone 52 composed of a plurality of grinding stone segments is attached to the grinding stone attachment portion 511a of the base body 511 formed in this manner with an appropriate adhesive. In addition, the annular ultrasonic vibration means 6 is attached to the ultrasonic vibration means mounting portion 511b of the base body 511 with an appropriate adhesive. On the other hand, in the annular mounting portion 513, four female screw holes 513a are formed at positions corresponding to the bolt insertion holes 43a provided in the wheel mount 43.

基台本体511の超音波振動手段装着部511bに装着された環状の超音波振動手段6は、図4に示すように環状の超音波振動子61と、該超音波振動子61の両側分極面にそれぞれ装着された一対の電極板62a、62bとからなっている。超音波振動子61は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって環状に形成されている。このように構成された環状の超音波振動手段6は、一対の電極板の一方の電極板62aがエポキシ樹脂等の絶縁性を有するボンド剤によって超音波振動手段装着部511bに装着される。このようにして基台本体511の超音波振動手段装着部511bに装着された環状の超音波振動手段6を構成する一対の電極板62a、62bには、それぞれ導電線63a、63bの一端が接続されている。なお、各導電線63a、63bの他端は、図3に示すように凸型コネクター64に接続されている。この凸型コネクター64は後述する電力供給手段に着脱可能に接続される。   As shown in FIG. 4, the annular ultrasonic vibration means 6 attached to the ultrasonic vibration means attachment portion 511 b of the base body 511 includes an annular ultrasonic vibrator 61 and both-side polarization surfaces of the ultrasonic vibrator 61. And a pair of electrode plates 62a and 62b respectively attached to the two. The ultrasonic transducer 61 is formed in an annular shape from a piezoelectric ceramic such as barium titanate, lead zirconate titanate, or lithium tantalate. In the thus configured annular ultrasonic vibration means 6, one electrode plate 62a of the pair of electrode plates is attached to the ultrasonic vibration means attachment portion 511b with an insulating bond agent such as epoxy resin. In this way, one end of each of the conductive wires 63a and 63b is connected to the pair of electrode plates 62a and 62b constituting the annular ultrasonic vibration means 6 mounted on the ultrasonic vibration means mounting portion 511b of the base body 511. Has been. The other end of each conductive line 63a, 63b is connected to a convex connector 64 as shown in FIG. The convex connector 64 is detachably connected to a power supply means described later.

以上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に設けられた4個のボルト挿通孔43aにそれぞれ挿通された締結ボルト53をホイール基台51の環状の取り付け部513に設けられた4個のネジ穴513aにそれぞれ螺着することによって、マウンター43に着脱可能に装着される。   In the grinding wheel 5 configured as described above, the fastening bolts 53 respectively inserted into the four bolt insertion holes 43 a provided in the wheel mount 43 are provided on the annular attachment portion 513 of the wheel base 51. Each screw hole 513a is screwed into the mounter 43 so as to be detachable.

次に、上記研削ホイール5と固有振動数が異なる研削ホイールについて、図6を参照して説明する。図6に示す研削ホイール50は、直径(D2が上記研削ホイール5の直径(D1)より大きく構成されている。なお、図6においては、ホイールマウント43は上記図2および図3に示すホイールマウント43と同一の寸法に形成されている。一方、図6に示す研削ホイール50は、大きさが異なる以外は上記研削ホイール5を実質的に同一の構成であり、従って同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。
図6に示す研削ホイール50のホイール基台51を構成する環状の取り付け部513は、その幅が上記研削ホイール5のホイール基台51を構成する環状の取り付け部513の幅より広く形成され、内周が研削ホイール5のホイール基台51を構成する環状の取り付け部513の内周と略同一寸法に形成されている。この環状の取り付け部513における上記ホイールマウント43に設けられたボルト挿通穴43aと対応する位置に雌ネジ穴513aが形成されている。従って、ホイールマウント43に設けられたボルト挿通孔43aにそれぞれ挿通された締結ボルト53をホイール基台51の環状の取り付け部513に設けられたネジ穴513aに螺着することによって、上記研削ホイール5と直径が異なる研削ホイール50をマウンター43に着脱可能に装着することができる。
Next, a grinding wheel having a natural frequency different from that of the grinding wheel 5 will be described with reference to FIG. The grinding wheel 50 shown in FIG. 6 has a diameter (D2 larger than the diameter (D1) of the grinding wheel 5. In FIG. 6, the wheel mount 43 is the wheel mount shown in FIGS. 6, the grinding wheel 50 shown in Fig. 6 has substantially the same configuration as the grinding wheel 5 except that the size is different. A description thereof will be omitted.
The annular attachment portion 513 constituting the wheel base 51 of the grinding wheel 50 shown in FIG. 6 is formed wider than the width of the annular attachment portion 513 constituting the wheel base 51 of the grinding wheel 5. The circumference is formed with substantially the same dimensions as the inner circumference of the annular mounting portion 513 constituting the wheel base 51 of the grinding wheel 5. A female screw hole 513 a is formed at a position corresponding to the bolt insertion hole 43 a provided in the wheel mount 43 in the annular mounting portion 513. Therefore, the grinding wheel 5 is threaded by screwing the fastening bolts 53 respectively inserted into the bolt insertion holes 43 a provided in the wheel mount 43 into the screw holes 513 a provided in the annular mounting portion 513 of the wheel base 51. The grinding wheel 50 having a diameter different from that of the mounter 43 can be detachably mounted.

図2に戻って説明を続けると、図示の実施形態における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。図示の電動モータ7は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ7は、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、該ロータ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とからなっている。このように構成された電動モータ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印加することによりロータ71が回転し、該ロータ71を装着した回転スピンドル42を回転せしめる。   Returning to FIG. 2 and continuing the description, the spindle unit 4 in the illustrated embodiment includes an electric motor 7 for rotationally driving the rotary spindle 42. The illustrated electric motor 7 is constituted by a permanent magnet motor. The permanent magnet type electric motor 7 is disposed in the spindle housing 41 on the outer peripheral side of the rotor 71 and a rotor 71 made of a permanent magnet mounted on a motor mounting portion 422 formed in an intermediate portion of the rotary spindle 42. The stator coil 72 is included. In the electric motor 7 configured as described above, the rotor 71 is rotated by applying AC power to the stator coil 72 by power supply means described later, and the rotating spindle 42 to which the rotor 71 is mounted is rotated.

図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、上記超音波振動子61に高周波電力を印加するとともに上記電動モータ7に交流電力を印加する電力供給手段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ートランス80を具備している。ロータリートランス80は、回転スピンドル42の他端に配設された受電手段81と、該受電手段81と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、該ロータ側コア811に巻回された受電コイル812とからなっている。このように構成された受電手段81の受電コイル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穴423内に配設され、その先端が上記凸型コネクター64と嵌合する凹型コネクター814(図3参照)に接続されている。上記給電手段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、該ステータ側コア821に配設された給電コイル822とからなっている。このように構成された給電手段82の給電コイル822は、電気配線83を介して高周波電力が供給される。
The spindle unit 4 in the illustrated embodiment includes power supply means 8 that applies high-frequency power to the ultrasonic transducer 61 and applies 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 other 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 of the power receiving means 81 configured as described above. The conductive wire 813 is disposed in a hole 423 formed in the axial direction at the center of the rotary spindle 42, and its tip is connected to a concave connector 814 (see FIG. 3) that fits the convex connector 64. ing. The power supply means 82 includes a stator side core 821 disposed on the outer peripheral side of the power reception means 81 and a power supply coil 822 disposed on the stator side core 821. The power supply coil 822 of the power supply means 82 configured as described above is supplied with high-frequency power via the electrical wiring 83.

図示の実施形態における電力供給手段8は、上記ロータリートランス80の給電コイル822に供給する高周波電力の交流電源84と、電力調整手段としての電圧調整手段85と、上記給電手段82に供給する高周波電力の周波数を調整する周波数調整手段86と、電圧調整手段85および周波数調整手段86を制御する制御手段87と、該制御手段87に複数の研削砥石52に付与する超音波振動の周波数等を入力する入力手段88を具備している。なお、図2に示す電力供給手段8は、制御回路89および電気配線821を介して上記電動モータ7のステータコイル72に交流電力を供給する。   The power supply means 8 in the illustrated embodiment includes an AC power supply 84 of high frequency power supplied to the power supply coil 822 of the rotary transformer 80, a voltage adjustment means 85 as power adjustment means, and a high frequency power supplied to the power supply means 82. Frequency adjusting means 86 for adjusting the frequency of the power, control means 87 for controlling the voltage adjusting means 85 and the frequency adjusting means 86, and the frequency of ultrasonic vibration applied to the plurality of grinding wheels 52 are input to the control means 87. Input means 88 is provided. The power supply means 8 shown in FIG. 2 supplies AC power to the stator coil 72 of the electric motor 7 via the control circuit 89 and the electric wiring 821.

図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は以上のように構成されており、以下そ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、該回転スピンドル42の先端に取付けられた研削ホイール5が回転せしめられる。
The spindle unit 4 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
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 rotary spindle 42 rotates, and the grinding wheel 5 attached to the tip of the rotary spindle 42 is rotated.

一方、電力供給手段8は、制御手段87によって電圧調整手段85および周波数変換手段86を制御し、高周波電力の電圧を所定の電圧(例えば、20V)に制御するとともに、高周波電力の周波数を所定周波数(例えば、上記研削ホイール5の場合には40kHz)に変換して、ロータリートランス80を構成する給電手段82の給電コイル822に供給する。このように所定周波数の高周波電力が給電コイル822に印加されると、回転する受電手段81の受電コイル812、導電線813、凹型コネクター814、凸型コネクター64、導電線63a、63bを介して超音波振動手段6を構成する一対の電極板62a、62bに高周波電力が印加される。この結果、超音波振動子61は径方向および軸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、ホイール基台51を構成する基台本体511の砥石装着部511a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が径方向および軸方向に超音波振動する。なお、図示の実施形態においては、ホイール基台51を構成する基台本体511における環状の側壁512と砥石装着部511aとの間に周方向に複数の円弧状スリット511cが形成されているので、超音波振動手段6から発生された超音波振動は環状の側壁512を介してホイールマウント43への伝達が抑制される。従って、超音波振動手段6から発生された超音波振動は、砥石装着部511aを介して複数の研削砥石52に効果的に伝達される。   On the other hand, the power supply means 8 controls the voltage adjustment means 85 and the frequency conversion means 86 by the control means 87 to control the voltage of the high frequency power to a predetermined voltage (for example, 20V) and the frequency of the high frequency power to the predetermined frequency. (For example, in the case of the grinding wheel 5, it is converted to 40 kHz) and supplied to the power supply coil 822 of the power supply means 82 constituting the rotary transformer 80. When high-frequency power having a predetermined frequency is applied to the feeding coil 822 in this way, the power receiving coil 812 of the rotating power receiving means 81, the conductive wire 813, the concave connector 814, the convex connector 64, and the conductive wires 63a and 63b are used. High frequency power is applied to the pair of electrode plates 62a and 62b constituting the sonic vibration means 6. As a result, the ultrasonic transducer 61 is repeatedly displaced in the radial direction and the axial direction to vibrate ultrasonically. This ultrasonic vibration is transmitted to the plurality of grinding wheels 52 via the grinding wheel mounting portions 511a of the base body 511 constituting the wheel base 51, and the plurality of grinding wheels 52 are ultrasonically vibrated in the radial direction and the axial direction. . In the illustrated embodiment, a plurality of arc-shaped slits 511c are formed in the circumferential direction between the annular side wall 512 and the grindstone mounting portion 511a in the base body 511 constituting the wheel base 51. Transmission of ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration means 6 to the wheel mount 43 via the annular side wall 512 is suppressed. Therefore, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration means 6 is effectively transmitted to the plurality of grinding wheels 52 via the grinding wheel mounting portion 511a.

図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における研削装置は、上記研削ユニット4を上記一対の案内レール221、221に沿って上下方向(後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向)に移動せしめる研削ユニット送り機構10を備えている。この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ネジロッド101を具備している。この雄ネジロッド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および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には雄ネジロッド101を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ104が配設されており、このパルスモータ104の出力軸が雄ネジロッド101に伝動連結されている。移動基台31の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部(図示していない)も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ネジ穴(図示していない)が形成されており、この雌ネジ穴に上記雄ネジロッド101が螺合せしめられている。従って、パルスモータ104が正転すると移動基台31即ち研削ユニット3が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ104が逆転すると移動基台31即ち研削ユニット3が上昇即ち後退せしめられる。   Referring back to FIG. 1, the grinding apparatus in the illustrated embodiment moves the grinding unit 4 in the vertical direction (perpendicular to the holding surface of the chuck table described later) along the pair of guide rails 221 and 221. A grinding unit feed mechanism 10 that is moved in the direction). The grinding unit feed mechanism 10 includes a male screw rod 101 that is disposed on the front side of the upright wall 22 and extends 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 as a drive source for rotationally driving the male screw rod 101, and an output shaft of the pulse motor 104 is connected to the male screw rod 101 by transmission. A connecting portion (not shown) protruding rearward from the widthwise central portion is also formed on the rear surface of the movable base 31, and a through female screw hole (not shown) extending in the vertical direction is formed in this connecting portion. ) And the male screw rod 101 is screwed into the female screw hole. Accordingly, when the pulse motor 104 rotates in the forward direction, the moving base 31, that is, the grinding unit 3 is lowered or moved forward, and when the pulse motor 104 rotates in the reverse direction, the moving base 31, that is, the grinding unit 3 is raised or moved backward.

図1を参照して説明を続けると、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、該チャックテーブル12の周囲を覆うカバー部材13と、該カバー部材13の前後に配設された蛇腹手段14および15を具備している。チャックテーブル12は、図示しない回転駆動手段によって回転せしめられるようになっており、その上面に被加工物であるウエーハを図示しない吸引手段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、図示しないチャックテーブル移動手段によって図1に示す被加工物載置域24と上記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との間で移動せしめられる。蛇腹手段14および15はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。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で示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段14が伸張されて蛇腹手段15が収縮され、チャックテーブル12が矢印23bで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段14が収縮されて蛇腹手段15が伸張せしめられる。   Continuing the description with reference to FIG. 1, 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 in front of and behind the cover member 13. The chuck table 12 is configured to be rotated by a rotation driving unit (not shown), and is configured to suck and hold a wafer as a workpiece on its upper surface by operating a suction unit (not shown). Further, the chuck table 12 is moved between a workpiece placing 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 bellows means 14 and 15 can be formed from any suitable material such as 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 is moved in the direction indicated by the arrow 23a, the bellows means 14 is expanded and the bellows means 15 is contracted. When the chuck table 12 is moved in the direction indicated by the arrow 23b, the bellows means 14 is The bellows means 15 is expanded by contraction.

図示の実施形態における研削ホイールを装備した研削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
研削作業を実施するに際し、後述する被加工物としての光デバイスウエーハを研削するに適した超音波振動に対応する固有振動数を有する研削ホイール(例えば、研削ホイール5または研削ホイール50)をホイールマウント43に装着する。そして、図1に示すように研削装置の被加工物載置域24に位置付けられているチャックテーブル12上に被加工物としてのサファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハWを載置する。なお、光デバイスウエーハWの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。このようにしてチャックテーブル12上に載置された光デバイスウエーハ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。チャックテーブル12上に光デバイスウエーハWを吸引保持したならば、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、図7に示すように研削ホイール5(50)の複数の研削砥石52の外周縁がチャックテーブル12の回転中心P、即ち光デバイスウエーハWの中心を通過するように位置付ける。
The grinding apparatus equipped with the grinding wheel in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
When performing the grinding operation, a grinding wheel (for example, the grinding wheel 5 or the grinding wheel 50) having a natural frequency corresponding to ultrasonic vibration suitable for grinding an optical device wafer as a workpiece to be described later is wheel-mounted. Attach to 43. Then, as shown in FIG. 1, an optical device in which a gallium nitride compound semiconductor or the like is laminated on the surface of a sapphire substrate as a workpiece on a chuck table 12 positioned in a workpiece placement area 24 of a grinding apparatus. Place wafer W. A protective tape T is attached to the surface on which the device of the optical device wafer W is formed. The protective tape T side is placed on the chuck table 12. The optical device wafer W placed on the chuck table 12 in this manner is sucked and held on the chuck table 12 by suction means (not shown). If the optical device wafer W is sucked and held on the chuck table 12, the chuck table moving means (not shown) is operated to move the chuck table 12 in the direction indicated by the arrow 23a and position it in the grinding zone 25. Then, as shown in FIG. 7, the outer peripheral edges of the plurality of grinding wheels 52 of the grinding wheel 5 (50) are positioned so as to pass through the rotation center P of the chuck table 12, that is, the center of the optical device wafer W.

このように研削ホイール5とチャックテーブル12に保持された光デバイスウエーハWが図7に示す位置関係にセットされたならば、チャックテーブル12を図7において矢印12aで示す方向に例えば300rpmの回転速度で回転するとともに、研削ホイール5を矢印5aで示す方向に例えば6000rpmの回転速度で回転する。即ち、上記電力供給手段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、該回転スピンドル42の先端に取付けられた研削ホイール5が回転せしめられる。そして、研削ホイール5を下降して複数の研削砥石52を光デバイスウエーハ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、光デバイスウエーハWの被研削面は全面に渡って研削される。   If the optical device wafer W held on the grinding wheel 5 and the chuck table 12 is set in the positional relationship shown in FIG. 7, the chuck table 12 is rotated in the direction indicated by the arrow 12a in FIG. And the grinding wheel 5 is rotated in the direction indicated by the arrow 5a 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 of the electric motor 7, the electric motor 7 rotates and the rotating spindle 42 rotates, and the grinding wheel attached to the tip of the rotating spindle 42. 5 is rotated. Then, the grinding wheel 5 is lowered to press the plurality of grinding wheels 52 against the back surface (surface to be ground), which is the top surface of the optical device wafer W, with a predetermined pressure. As a result, the surface to be ground of the optical device wafer W is ground over the entire surface.

上述した研削加工時には、上記電力供給手段8によってロータリートランス80を構成する給電手段82の給電コイル822に、ホイールマウント43に装着された研削ホイール5(50)に適した所定周波数の高周波電力を供給する。この結果、回転する受電手段81の受電コイル812、導電線813、凹型コネクター814、凸型コネクター64、導電線63a、63bを介して環状の超音波振動手段6を構成する一対の電極板62a、62bに所定周波数の高周波電力が印加され、環状の超音波振動手段6は径方向および軸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、ホイール基台51を構成する基台本体511の砥石装着部511a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が径方向および軸方向に超音波振動する。このように複数の研削砥石52が径方向および軸方向に超音波振動すると、研削によって生成され研削砥石52の砥粒間に滞留して目詰まりの原因となる研削屑が研削砥石52に作用する微振動により流動されて除去される。従って、研削砥石52の目詰まりを防止することができ、効率よく研削することができる。   At the time of the grinding process described above, high-frequency power having a predetermined frequency suitable for the grinding wheel 5 (50) mounted on the wheel mount 43 is supplied to the power supply coil 822 of the power supply means 82 constituting the rotary transformer 80 by the power supply means 8. To do. As a result, a pair of electrode plates 62a constituting the annular ultrasonic vibration means 6 via the power receiving coil 812, the conductive wire 813, the concave connector 814, the convex connector 64, and the conductive wires 63a and 63b of the rotating power receiving means 81, High frequency power having a predetermined frequency is applied to 62b, and the annular ultrasonic vibration means 6 is ultrasonically displaced by being repeatedly displaced in the radial direction and the axial direction. This ultrasonic vibration is transmitted to the plurality of grinding wheels 52 via the grinding wheel mounting portions 511a of the base body 511 constituting the wheel base 51, and the plurality of grinding wheels 52 are ultrasonically vibrated in the radial direction and the axial direction. . When the plurality of grinding wheels 52 are ultrasonically vibrated in the radial direction and the axial direction in this way, grinding waste generated by grinding and staying between abrasive grains of the grinding wheel 52 and causing clogging acts on the grinding wheel 52. It is removed by flowing by slight vibration. Therefore, clogging of the grinding wheel 52 can be prevented and grinding can be performed efficiently.

2:装置ハウジング
3:研削ユニット
31:移動基台
4:スピンドルユニット
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
43:ホイールマウント
5、50:研削ホイール
51:ホイール基台
52:研削砥石
6:超音波振動手段
61:超音波振動子
62a、62b:一対の電極板
7:電動モータ
8:電力供給手段
80:ロータリートランス
81:受電手段
82:給電手段
84:交流電源
85:電圧調整手段
86:周波数調整手段
87:制御手段
88:入力手段
10:研削ユニット送り機構
11:チャックテーブル機構
12:チャックテーブル
2: device housing 3: grinding unit 31: moving base 4: spindle unit 41: spindle housing 42: rotating spindle 43: wheel mount 5, 50: grinding wheel 51: wheel base 52: grinding wheel 6: ultrasonic vibration means 61: Ultrasonic vibrators 62a, 62b: A pair of electrode plates 7: Electric motor 8: Power supply means 80: Rotary transformer 81: Power reception means 82: Power supply means 84: AC power supply 85: Voltage adjustment means 86: Frequency adjustment means 87 : Control means 88: Input means 10: Grinding unit feed mechanism 11: Chuck table mechanism 12: Chuck table

Claims (2)

チャックテーブル上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下端に設けられボルト挿通穴を備えたホイールマウントの下面に着脱可能に装着される研削ホイールであって、
ホイール基台と、該ホイール基台の下面に装着された環状の研削砥石と、該ホイール基台における該環状の研削砥石の内側に相当する位置に配設された環状の超音波振動手段とからなり、
該ホイール基台は、該研削砥石を装着する砥石装着部と該超音波振動手段を装着する超音波振動手段装着部とを備えた基台本体と、該基台本体の外周部から立設して形成された環状の側壁と、該環状の側壁の上端から内方に向けて形成された環状の取り付け部とからなっており、
該環状の取り付け部における該ホイールマウントに設けられたボルト挿通穴と対応する位置に雌ネジ穴が形成されている、
ことを特徴とする研削ホイール。
A grinding wheel that is detachably mounted on a lower surface of a wheel mount that is provided at a lower end of a rotating spindle that constitutes a grinding means for grinding a workpiece held on a chuck table and includes a bolt insertion hole,
A wheel base, an annular grinding wheel mounted on the lower surface of the wheel base, and an annular ultrasonic vibration means disposed at a position corresponding to the inside of the annular grinding wheel on the wheel base Become
The wheel base is erected from a base body including a grindstone mounting portion for mounting the grinding wheel and an ultrasonic vibration means mounting portion for mounting the ultrasonic vibration means, and an outer peripheral portion of the base main body. An annular side wall formed from the upper end of the annular side wall, and an annular attachment portion formed inward from the upper end of the annular side wall.
A female screw hole is formed at a position corresponding to the bolt insertion hole provided in the wheel mount in the annular mounting portion.
A grinding wheel characterized by that.
該ホイール基台の基台本体には、該環状の側壁と該砥石装着部との間に周方向に複数の円弧状スリットが形成されている、請求項1記載の研削ホイール。
The grinding wheel according to claim 1, wherein a plurality of arc-shaped slits are formed in a circumferential direction between the annular side wall and the grindstone mounting portion in the base body of the wheel base.
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