JP2018126967A - 超音波振動回転切断装置 - Google Patents
超音波振動回転切断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018126967A JP2018126967A JP2017022975A JP2017022975A JP2018126967A JP 2018126967 A JP2018126967 A JP 2018126967A JP 2017022975 A JP2017022975 A JP 2017022975A JP 2017022975 A JP2017022975 A JP 2017022975A JP 2018126967 A JP2018126967 A JP 2018126967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- booster
- rotary
- resonator
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Dicing (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
このとき、薄い回転刃をより高速で回転(例えば、30000〜40000rpm)させて、回転刃のコンプライアンスを低くし回転刃を保護すると共に切断品質を向上させ、また、超音波振動の系外への伝播による超音波共振体の回転支持機構に対する影響を少なくするため、回転支持機構の軸受には、例えば、空気軸受が使用されてきている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、一般的に半導体工場等で使用される駆動用空気の圧力は0.5MPa程度の一定圧力であり、空気軸受に供給する空気圧を大きくするには、昇圧のための機器を新たに設置する必要があり、設備コストのアップになると共にランニングコストのアップにもなるという問題がある。
前記回転支持手段は、前記超音波共振体の第1、第2のブースターのそれぞれを同心状に内部に固定し、該超音波共振体と共に回転する第1、第2の回転内殻と、
フレームに取付けられて、前記第1、第2の回転内殻をそれぞれ内部に収容し、第1、第2の気体軸受機構を介して回転可能に支持する第1、第2の固定外殻とを有する。
これによって、超音波共振体が回転しても、超音波共振体に超音波振動を効率的に供給することができる。
また、第1のブースターと第2のブースターを異なる材質にすると、各ブースター内を伝わる超音波の波長が変わるので、安定した定在波を得るために第1のブースターと第2のブースターの回転軸方向の長さや外径を変える場合であっても、第1、第2の回転内殻の外径や長さ及び第1、第2の固定外殻の長さや径を変えることができ、超音波共振体の安定した定在波の条件を維持したまま切断時における第1のブースターと第2のブースターの変位量を同一にできる(即ち、第1、第2の固定外殻に設けられた第1、第2の気体軸受機構の軸受剛性を同一にできる)。これにより、回転刃が切断時に被切断物から反力を受けても回転刃が傾き難く、回転刃が傾いたまま切断されることがなくなり、回転刃の刃先の偏摩耗を防止することができる。
このような構成とすることにより、超音波ホーンと第2のブースターとの連結を解除すると、超音波ホーンから第2のブースターと第2の回転内殻を一体として分離することができる。これにより、超音波ホーンを第1のブースターから分離することができ、回転刃の交換を行なうことが可能になる。また、第2の固定外殻を回転軸方向にスライド可能にフレームに取付ける構成とすれば、第2のブースターと第2の回転内殻並びに第2の固定外殻を一体として超音波ホーンから分離できるので、第1の回転内殻と同様に第2の回転内殻にスラスト軸受部を設けることも可能となる。
更に、第1の回転内殻の振動源側の端部に回転駆動源がフレキシブル継手又は非接触継手を介して連結されているので、切断時に超音波共振体の回転軸の軸心位置が、回転駆動源の回転軸の軸心位置とずれることがあっても、互いに干渉することなくスムーズな回転状態を維持することができる。
このような構成とすることにより、超音波ホーンと第1のブースターとの連結を解除すると、超音波ホーンから第1のブースターと第1の回転内殻を一体として分離することができる。これにより、超音波ホーンを第2のブースターから分離することができ、回転刃の交換を行なうことが可能になる。
更に、第1の回転内殻の第1のブースターの自由端面側の端部に回転駆動源がフレキシブル継手又は非接触継手を介して連結されているので、切断時に超音波共振体の回転軸の軸心位置が、回転駆動源の回転軸の軸心位置とずれることがあっても、互いに干渉することなくスムーズな回転状態を維持することができる。
最小長さの超音波共振体を構成するので、超音波振動の減衰が少なくなって、定在波を効率的に形成することができると共に、コンパクトな超音波振動回転切断装置を作製することができる。
また、第1のブースターと第2のブースターを異なる材質にすると、各ブースター内を伝わる超音波の波長が変わるので、安定した定在波を得るために第1のブースターと第2のブースターの回転軸方向の長さや外径を変える場合や、片方のブースターの自由端面に振動源を取付ける場合に、超音波ホーンを中心として超音波共振体の両側で重さにアンバランスが発生する。このようなときでも超音波共振体の安定した定在波の条件を維持したまま第1、第2の回転内殻の外径や長さ及びそれに合わせて第1、第2の固定外殻の長さや径を変えることができるので、第1、第2の固定外殻に設けられた第1、第2の気体軸受機構の軸受剛性を同一にすることで切断時における第1のブースターと第2のブースターの変位量を同一にできる。
これにより、回転刃が切断時に被切断物から反力を受けても、超音波共振体が振れたり、傾いたりせずに切断できるので、切断品質が向上できる。
また、第1、第2のブースターのいずれか一方の自由端面に超音波振動の振動源を取付ける場合、使用する超音波の振動数に基づいて超音波共振体の長さ(超音波ホーンと第1、第2のブースターの長さ)を調節することにより、定在波を容易に存在させることができる。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る超音波振動回転切断装置10は、半径方向に超音波振動を行いながら回転する回転刃11で,例えば、SiCウエハー等の硬脆性ウエハー(図示せず、被切断物である硬脆性材料の一例)の切断を行なう装置である。以下、詳細に説明する。
状部材とすることもできる。
なお、超音波共振体15の長さが超音波振動の波長の1.5倍である場合、超音波共振体15の第2のブースター14の自由端面28はアンチノードANとなる。
図1に示すように、超音波振動回転切断装置10は、超音波共振体15の両側、即ち、第1、第2のブースター13、14がそれぞれ内蔵されて固定された第1、第2の回転内殻17、18を、第1、第2の気体軸受機構20、21を備えた第1、第2の固定外殻22、23により回転可能にそれぞれ支持するので、超音波共振体15の両側がそれぞれ第1、第2の回転内殻17、18に内蔵されて固定されるという条件が満たされれば、超音波共振体15の第1、第2のブースター17、18の外径と、第1、第2の回転内殻17、18の外径及び回転軸方向の長さはそれぞれ独立に決めることができる。
第1のブースター13を固定する第1の回転内殻17の振動源27側の端部に超音波共振体15を回転させる回転駆動源39が非接触式磁気継手41を介して連結されているので、切断時に超音波共振体15の回転軸の軸心位置が、回転駆動源39の回転軸40の軸心位置とずれることがあっても、互いに干渉することなくスムーズな回転状態を維持することができる。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
例えば、本実施の形態では、超音波共振体を非接触継手の一例である非接触式磁気継手を介して回転駆動源と連結したが、超音波共振体をフレキシブル継手を介して回転駆動源と連結することもできる。
また、第2のブースターの自由端面に振動源を取付け、第2のブースターを固定する第2の回転内殻の振動源側の端部に超音波共振体を回転させる回転駆動源がフレキシブル継手又は非接触継手を介して連結される構成とすることもできる。
Claims (5)
- 回転刃を取付ける円盤状の超音波ホーンの両側にそれぞれ第1、第2のブースターが同軸に連結された超音波共振体を回転支持手段を用いて回転可能に両持ち支持し、前記超音波ホーンの前記回転刃の取付け位置がノードとなる超音波振動の定在波が存在する前記超音波共振体を回転させて、半径方向に前記超音波振動を行いながら回転する前記回転刃で切断を行なう超音波振動回転切断装置において、
前記回転支持手段は、前記超音波共振体の第1、第2のブースターのそれぞれを同心状に内部に固定し、該超音波共振体と共に回転する第1、第2の回転内殻と、
フレームに取付けられて、前記第1、第2の回転内殻をそれぞれ内部に収容し、第1、第2の気体軸受機構を介して回転可能に支持する第1、第2の固定外殻とを有することを特徴とする超音波振動回転切断装置。 - 請求項1記載の超音波振動回転切断装置において、前記第1、第2のブースターのいずれか一方の自由端面には前記超音波振動の振動源が取付けられていることを特徴とする超音波振動回転切断装置。
- 請求項2記載の超音波振動回転切断装置において、前記第1のブースターの前記自由端面に前記振動源が取付けられ、前記第1のブースターを固定する前記第1の回転内殻の前記振動源側の端部に前記超音波共振体を回転させる回転駆動源がフレキシブル継手又は非接触継手を介して連結されていることを特徴とする超音波振動回転切断装置。
- 請求項2記載の超音波振動回転切断装置において、前記第2のブースターの前記自由端面に前記振動源が取付けられ、前記第1のブースターを固定する前記第1の回転内殻の該第1のブースターの自由端面側の端部に前記超音波共振体を回転させる回転駆動源がフレキシブル継手又は非接触継手を介して連結されていることを特徴とする超音波振動回転切断装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の超音波振動回転切断装置において、前記超音波共振体の長さは、前記超音波振動の波長の1.5倍であって、前記第1、第2のブースターにはそれぞれ前記定在波のノードが一つ存在することを特徴とする超音波振動回転切断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017022975A JP6937132B2 (ja) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 超音波振動回転切断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017022975A JP6937132B2 (ja) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 超音波振動回転切断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018126967A true JP2018126967A (ja) | 2018-08-16 |
JP6937132B2 JP6937132B2 (ja) | 2021-09-22 |
Family
ID=63171897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017022975A Active JP6937132B2 (ja) | 2017-02-10 | 2017-02-10 | 超音波振動回転切断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6937132B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110497529A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-26 | 杭州电子科技大学 | 一种附件式旋转超声振动刀柄 |
JP2020031106A (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 株式会社岡本工作機械製作所 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
AT522030A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-07-15 | Anton Paar Gmbh | Messantrieb mit Ultraschall-gelagerter Welle, Messgerät, Verfahren und Verwenden |
CN112123033A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-25 | 太原理工大学 | 内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置及方法 |
WO2021039720A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の支持構造及び超音波振動加工装置 |
CN113059164A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-02 | 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 | 粉末制备方法及粉末制备装置 |
JP7050206B1 (ja) | 2021-09-03 | 2022-04-07 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55131463A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-13 | Toshiba Corp | Method and apparatus for cutting semiconductor block |
JP2000210928A (ja) * | 1999-01-21 | 2000-08-02 | Arutekusu:Kk | 超音波振動切断方法及びその装置 |
JP2004025667A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Disco Abrasive Syst Ltd | スピンドルユニット |
JP2014108471A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Takada Corp | 超音波振動切断機 |
-
2017
- 2017-02-10 JP JP2017022975A patent/JP6937132B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55131463A (en) * | 1979-03-27 | 1980-10-13 | Toshiba Corp | Method and apparatus for cutting semiconductor block |
JP2000210928A (ja) * | 1999-01-21 | 2000-08-02 | Arutekusu:Kk | 超音波振動切断方法及びその装置 |
JP2004025667A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Disco Abrasive Syst Ltd | スピンドルユニット |
JP2014108471A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Takada Corp | 超音波振動切断機 |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020031106A (ja) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 株式会社岡本工作機械製作所 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
JP7258489B2 (ja) | 2018-08-21 | 2023-04-17 | 株式会社岡本工作機械製作所 | 半導体装置の製造方法及び製造装置 |
US11735411B2 (en) | 2018-08-21 | 2023-08-22 | Okamoto Machine Tool Works, Ltd. | Method and apparatus for manufacturing semiconductor device |
AT522030B1 (de) * | 2018-12-21 | 2022-07-15 | Anton Paar Gmbh | Messantrieb mit Ultraschall-gelagerter Welle, Rheometer,, Verfahren und Verwenden |
AT522030A1 (de) * | 2018-12-21 | 2020-07-15 | Anton Paar Gmbh | Messantrieb mit Ultraschall-gelagerter Welle, Messgerät, Verfahren und Verwenden |
US11747253B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-09-05 | Anton Paar Gmbh | Measuring drive having ultrasound-mounted shaft, measuring device, method and use |
WO2021039720A1 (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の支持構造及び超音波振動加工装置 |
TWI740626B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-09-21 | 日商高田工業所股份有限公司 | 超音波共振器之支撐構造及超音波振動加工裝置 |
KR20220025156A (ko) | 2019-08-30 | 2022-03-03 | 가부시키가이샤 다카다고교쇼 | 초음파 공진체의 지지 구조 및 초음파 진동 가공 장치 |
CN114269532A (zh) * | 2019-08-30 | 2022-04-01 | 日商高田工业所股份有限公司 | 超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置 |
US11759975B2 (en) | 2019-08-30 | 2023-09-19 | Takada Corporation | Ultrasonic resonator support structure and ultrasonic vibration machining apparatus |
JP2021035667A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の支持構造及び超音波振動加工装置 |
CN114269532B (zh) * | 2019-08-30 | 2023-03-24 | 日商高田工业所股份有限公司 | 超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置 |
CN110497529B (zh) * | 2019-09-10 | 2021-11-30 | 杭州电子科技大学 | 一种附件式旋转超声振动刀柄 |
CN110497529A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-11-26 | 杭州电子科技大学 | 一种附件式旋转超声振动刀柄 |
CN112123033A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-25 | 太原理工大学 | 内孔沟槽超声振动辅助砂轮磨削加工装置及方法 |
CN113059164A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-02 | 中机智能装备创新研究院(宁波)有限公司 | 粉末制备方法及粉末制备装置 |
CN113059164B (zh) * | 2021-03-17 | 2023-11-17 | 宁波中机松兰刀具科技有限公司 | 粉末制备装置 |
JP2023037312A (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-15 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置 |
KR102515531B1 (ko) | 2021-09-03 | 2023-03-29 | 가부시키가이샤 다카다고교쇼 | 초음파 공진체의 체결 구조 및 초음파 가공 장치 |
KR20230035229A (ko) * | 2021-09-03 | 2023-03-13 | 가부시키가이샤 다카다고교쇼 | 초음파 공진체의 체결 구조 및 초음파 가공 장치 |
CN116075370A (zh) * | 2021-09-03 | 2023-05-05 | 日商高田工业所股份有限公司 | 超声波共振体的紧固构造和超声波加工装置 |
US11697161B1 (en) | 2021-09-03 | 2023-07-11 | Takada Corporation | Fastening structure of ultrasonic resonator and ultrasonic machining device |
CN116075370B (zh) * | 2021-09-03 | 2023-07-28 | 日商高田工业所股份有限公司 | 超声波共振体的紧固构造和超声波加工装置 |
WO2023032487A1 (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置 |
TWI795331B (zh) * | 2021-09-03 | 2023-03-01 | 日商高田工業所股份有限公司 | 超音波共振體的緊固構造及超音波加工裝置 |
JP7050206B1 (ja) | 2021-09-03 | 2022-04-07 | 株式会社高田工業所 | 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6937132B2 (ja) | 2021-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6937132B2 (ja) | 超音波振動回転切断装置 | |
US5361543A (en) | Device for ultrasonic erosion of a workpiece | |
JP5422847B2 (ja) | 基板を処理するための複合トランスデューサー装置及びシステム、及びそれを造る方法 | |
KR100939386B1 (ko) | 진동 요소용 마운트 | |
KR102382456B1 (ko) | 초음파 공진체의 지지 구조 및 초음파 진동 가공 장치 | |
WO2014017460A1 (ja) | 工具を備えた超音波振動体の支持構造 | |
EP1633497B1 (en) | Ultrasonic horn mount | |
JP4466236B2 (ja) | 送受波器 | |
KR20110021858A (ko) | 선형 초음파 혼을 위한 공진 노드식 마운트 | |
JP4261894B2 (ja) | 振動型駆動装置 | |
JP2007111803A (ja) | 超音波振動切削装置 | |
KR101879451B1 (ko) | 초음파 에어베어링 스핀들 시스템 | |
JP7050206B1 (ja) | 超音波共振体の締結構造及び超音波加工装置 | |
JP4754874B2 (ja) | 超音波振動切削装置 | |
JP2006156481A (ja) | 超音波振動切削装置 | |
JP2006318981A (ja) | 超音波振動切削装置 | |
JP2001121531A (ja) | 切断機 | |
JP5335322B2 (ja) | 環状の切削ブレードを備えた回転切削装置 | |
JP2019106757A (ja) | 振動抑制構造 | |
JPH09216201A (ja) | 丸のこ切断装置 | |
JP2022034487A (ja) | 超音波切削装置 | |
JP4915987B2 (ja) | 回転軸に超音波振動を発生させる装置 | |
JPH11252948A (ja) | 振動波アクチュエータ | |
JP2008187158A (ja) | 超音波振動切削装置およびこれに用いられる超音波ダイシング用工具並びに外周刃工具取り付け用フランジ | |
RU2000118936A (ru) | Способ измельчения материалов и вибрационная конусная мельница для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210423 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210824 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210830 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6937132 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |