JP2023036290A - 研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリープフィード研削において、研削水により摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行いつつも、研削水の消費量を低減する。【解決手段】被加工物にクリープフィード研削を施す研削装置であって、保持面を有するチャックテーブルと、スピンドルの下端部に研削ホイールが装着されるスピンドルを有する研削ユニットと、チャックテーブルと研削ユニットとを保持面に平行な第１方向に沿って相対的に移動させる第１方向移動ユニットと、研削ユニットを保持面に垂直な第２方向に沿って移動させる第２方向移動ユニットと、研削ユニットよりも下方に配置され、研削ホイールに設けられた研削砥石に研削水を供給可能な研削水供給ユニットと、を備え、研削水供給ユニットは、チャックテーブルに対して位置が固定され、保持面の外周部のうち少なくとも一方側に露出しており研削水を噴出する露出面を有する噴出ブロックを有する研削装置を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物にクリープフィード研削を施す研削装置に関する。

被加工物にクリープフィード研削を施す研削装置は、被加工物を吸引保持するチャックテーブルを備え、チャックテーブルの上方には、円環状の研削ホイールが装着されたスピンドルを含む研削ユニットが配置されている。

被加工物にクリープフィード研削を施す際には、チャックテーブルの保持面で吸引保持された被加工物の上面よりも、研削ホイールの研削砥石の下面を下方に位置付けた状態で、保持面と平行な所定方向に沿ってチャックテーブルを移動させる（例えば、特許文献１参照）。

研削時には、研削砥石と被加工物との接触領域に純水等の研削水が供給される。接触領域に供給される研削水は、研削時に発生する摩擦熱を冷却すると共に、研削時に発生する研削屑を洗い流す機能を有する。

研削水は、例えば、研削ホイールのホイール基台に形成された複数の研削水供給口から供給される（例えば、特許文献２参照）。複数の研削水供給口は、ホイール基台の周方向に沿ってホイール基台の下面側に配置された複数の研削砥石よりもホイール基台の径方向で内側に位置し、且つ、ホイール基台の周方向に沿って所定の間隔で配置されている。

しかし、各研削水供給口から一様に研削水を供給すると、被加工物との接触領域に位置する研削砥石以外の研削砥石にも、常に研削水が供給される。それゆえ、一部の研削水供給口から供給される研削水のみが摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しに寄与し、残り全ての研削水供給口から供給される研削水は、摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しに寄与しない。

特開２０１０－１０３１９２号公報 特開２０１７－５６５２２号公報

そこで、単位時間当たりの研削水の供給量を一様に減らすことも考えられるが、この場合、摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に実行できない恐れがある。一方で、研削水の消費量が増えると、製品の製造コストが上昇するので、製造コスト低減のためには、やはり、研削水の消費量を低減する方が好ましい。

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、クリープフィード研削において、研削水により摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行いつつも、研削水の消費量を低減することを目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物にクリープフィード研削を施す研削装置であって、該被加工物を吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、スピンドルを有し、該スピンドルの下端部に装着された研削ホイールを該スピンドルの周りで回転させながら、該保持面で吸引保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面に平行な第１方向に沿って相対的に移動させる第１方向移動ユニットと、該研削ユニットを該保持面に垂直な第２方向に沿って移動させる第２方向移動ユニットと、該研削ユニットよりも下方に配置され、該研削ホイールに設けられた研削砥石に研削水を供給可能な研削水供給ユニットと、を備え、該研削水供給ユニットは、該チャックテーブルに対して位置が固定された噴出ブロックであって、該研削ホイールが回転して該第１方向及び該第２方向と直交する第３方向の一方側から、該保持面で吸引保持された該被加工物の上面側に該研削砥石が進入する場合に、該チャックテーブルの該保持面の外周部のうち少なくとも該一方側に露出している露出面を有し、該露出面から該研削水を噴出する該噴出ブロックと、該噴出ブロックに接続され、該噴出ブロックへ該研削水を供給するための管部と、該管部に設けられたバルブと、を有する研削装置が提供される。

好ましくは、該噴出ブロックは、多孔質材で形成されている。

また、好ましくは、該研削水は、空気と液体とが混合された気液混合流体である。

また、好ましくは、該噴出ブロックの該露出面は、該保持面の外周部を囲む様に露出している。

また、好ましくは、該噴出ブロックは、該露出面の面積に応じた流量で該研削水を噴出し、該第３方向の該一方側における該露出面の該第３方向の幅は、該第３方向の他方側における該露出面の該第３方向の幅よりも大きい。

また、好ましくは、該保持面は、該第１方向に沿って長辺が配置された矩形状であり、長辺と短辺とを有する矩形板状の該被加工物は、該第１方向に該被加工物の該長辺が沿う様に、該被加工物の一面側が該保持面で吸引保持される。

本発明の一態様に係る研削装置は、研削ユニットよりも下方に配置され、研削ホイールに設けられた研削砥石に研削水を供給可能な研削水供給ユニットを備える。研削水供給ユニットは、チャックテーブルに対して位置が固定された噴出ブロックを有する。

噴出ブロックは、研削ホイールが回転して第３方向の一方側から保持面で吸引保持された被加工物の上面側に研削砥石が進入する場合に、チャックテーブルの保持面の外周部のうち少なくとも第３方向の一方側に露出している露出面を有し、この露出面から研削水を噴出する。

保持面の外周部のうち少なくとも第３方向の一方側に露出している噴出ブロックの露出面から研削水を噴出することにより、クリープフィード研削を行う際に、被加工物の近傍から研削砥石に研削水を供給できる。それゆえ、研削水で摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行うことができる。

更に、噴出ブロックの露出面が、保持面の外周部のうち少なくとも第３方向の一方側に露出しているので、噴出ブロックは、被加工物の近傍から研削砥石に研削水を供給できる。

従って、ホイール基台の周方向に所定の間隔で配置された複数の研削水供給口から一様に研削水を供給する場合に比べて、研削水の消費量（特に、研削水として使用される純水の消費量）を低減できる。つまり、研削砥石に効率的に研削水を供給できる。

研削装置の斜視図である。 チャックテーブルの拡大上面図である。 チャックテーブル等の一部断面側面図である。 図４（Ａ）は本実施形態の保持面で吸引保持された被加工物の上面図であり、図４（Ｂ）は比較例の保持面で吸引保持された被加工物の上面図である。 第２の実施形態に係るチャックテーブル等の拡大上面図である。 チャックテーブル等の一部断面側面図である。 第３の実施形態に係るチャックテーブル等の拡大上面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る研削装置２の斜視図である。なお、図１に示す、Ｘ軸方向（第３方向）、Ｙ軸方向（第１方向、加工送り方向）、及び、Ｚ軸方向（第２方向）は互いに直交する。

例えば、Ｘ‐Ｙ平面は、水平方向と略平行であり、Ｚ軸方向は、鉛直方向と略平行である。＋Ｘ方向と、－Ｘ方向とは、互いに逆向きであり、Ｘ軸方向と平行である。また、＋Ｙ方向と、－Ｙ方向とは、互いに逆向きであり、Ｙ軸方向と平行である。

同様に、＋Ｚ方向と、－Ｚ方向とは、互いに逆向きであり、Ｚ軸方向と平行である。なお、本明細書では、＋Ｙ方向を後方、－Ｙ方向を前方、＋Ｚ方向を上方、－Ｚ方向を下方と、称することがある。

研削装置２は、研削装置２の構成要素を支持する略直方体状の基台４を有する。基台４の上面には、長手部がＹ軸方向に沿って配置された矩形状の開口４ａが形成されている。開口４ａの一部には、矩形状のテーブルカバー６が配置されている。

テーブルカバー６の前方及び後方には、Ｙ軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状カバー８が設けられている。また、テーブルカバー６の上には、円板状のチャックテーブル１０が設けられている。ここで、図２及び図３を参照してチャックテーブル１０の構造について説明する。

図２は、チャックテーブル１０の拡大上面図である。チャックテーブル１０は、非多孔質のセラミックスで形成された円板状の枠体１２を有する。枠体１２の外周部には、上方に突出する態様で所定幅の円環状の凸部１２ａが形成されている。

凸部１２ａの上面は、後述する保持面１０ａと略同じ高さ位置に設定されている。例えば、凸部１２ａは、保持面１０ａの高さ位置の測定に利用される。枠体１２の径方向において、凸部１２ａの内側には、外周が円環状の凹部１２ｂが形成されている。

凹部１２ｂを設けることで、チャックテーブル１０の保持面１０ａの形状を研削により修正する際に（即ち、セルフグラインドを行う際に）、凹部１２ｂを設けない場合に比べて、枠体１２を研削する体積を低減できる。

枠体１２の径方向において凹部１２ｂの中央部には、非多孔質セラミックスで形成され、長手部がＹ軸方向に沿って配置された矩形環状の第１枠部１４が設けられている。本例の第１枠部１４は、枠体１２と同じ材料で、枠体１２と一体的に形成されている。

第１枠部１４の内側（即ち、チャックテーブル１０）には、矩形板状の噴出ブロック１６が固定されている。この様に、噴出ブロック１６は、チャックテーブル１０に対して位置が固定されている。

噴出ブロック１６は、多孔質セラミックス（多孔質材）で形成されている。多孔質セラミックスの気孔のサイズは、＃及び数値を組み合わせで示される番手で表示される。番手の表示では、＃に続く数値が大きいほど、多孔質セラミックスの気孔のサイズが小さいことを意味する。

本実施形態では、番手が＃８０から＃１００の多孔質セラミックスで形成された噴出ブロック１６が使用される。一例において、＃１００の多孔質セラミックスでは、気孔のサイズの平均値が１３０μｍであり、気孔率が４５％以上５０％以下である。

噴出ブロック１６の上面側には、矩形板状の凹部が形成されている。当該凹部は、噴出ブロック１６を上面視した場合に、噴出ブロック１６のうち上方に突出している矩形環状の突出部に囲まれている。矩形環状の突出部の上面は、第１枠部１４の上面と略同じ高さ位置にあり、上方に露出する露出面１６ａとなる。

図３に示す様に、噴出ブロック１６は、管部１８を介して、研削水供給源２２に接続されている。なお、図３では、一部の構成要素を機能ブロック、記号、線で示す。管部１８は、例えば、金属、樹脂等で形成されたフレキシブルチューブを有する。

本実施形態の研削水供給源２２は、例えば、圧縮エア供給源（不図示）を有する。圧縮エア供給源は、例えば、エア（空気）を圧縮するコンプレッサ、圧縮されたエアを貯留するタンクを有する。圧縮エア供給源には、エア供給管（不図示）の一端部が接続されている。

エア供給管には、圧縮エア供給源から所定の圧力のエアが供給される。エア供給管の他端部は、管部１８に接続されている。また、エア供給管の一端部と他端部との間には、純水供給管（不図示）の一端部が接続されている。

純水供給管の他端部は、純水供給源（不図示）に接続されている。純水供給源は、例えば、定温水供給装置である。定温水供給装置は、純水を貯めるタンクと、タンクから純水を汲み上げるポンプと、純水を冷却するクーラと、純水を加熱するヒータと、を含む。

なお、純水供給源は、定温水供給装置に限定されず、研削装置２で使用された使用済の水をリサイクルする純水リサイクル装置や、水道管を介して供給される市水から純水を製造する純水製造装置であってもよい。

例えば、エア供給管には、圧縮エア供給源から０．５ＭＰａの圧力で流量５０Ｌ／ｍｉｎのエアが供給され、純水供給管には、純水供給源から０．３ＭＰａの圧力で流量０．８Ｌ／ｍｉｎの純水が供給される。

エア供給管において純水（液体）とエアとが混合されることで、気液混合流体が形成される。管部１８には電磁弁（バルブ）２４が設けられており、電磁弁２４を開状態にすると、研削水供給源２２から管部１８を介して噴出ブロック１６へ研削水２０（気液混合流体）が供給され、露出面１６ａから研削水２０が噴出する。

露出面１６ａに達したエアは、減圧環境下（例えば、約０．１ＭＰａの大気圧環境下）で膨張し、泡を形成する。上述の圧力及び流量の場合、研削水２０は、例えば、露出面１６ａから約１０ｍｍの高さの泡を形成する。

噴出ブロック１６、管部１８、電磁弁２４等は、研削水供給ユニット２６として機能する。噴出ブロック１６の凹部の内周側面及び底面は、非多孔質セラミックスで形成された第２枠部２８で覆われている。本例の第２枠部２８は、枠体１２と同じ材料で形成されている。

第２枠部２８の上面側には、凹部が形成されており、この凹部には、多孔質セラミックスで形成された矩形板状の保持板３０が固定されている。本例の保持板３０は、噴出ブロック１６と同じ材料で形成されている。

図２に破線で示す様に、第２枠部２８の底部には、上面視で矩形環状の溝部２８ａが形成されている。更に、矩形環状の溝部２８ａに囲まれる様に、十字状の溝部２８ｂが形成されている。十字状の溝部２８ｂの交差部には、中央溝部２８ｃが形成されている。

中央溝部２８ｃは、第２枠部２８の底部を貫通しており、中央溝部２８ｃには、噴出ブロック１６を貫通する態様で、管部３２（図３参照）の一端部が接続されている。但し、図３では、矩形環状の溝部２８ａ、十字状の溝部２８ｂ及び中央溝部２８ｃが省略されている。

管部３２は、例えば、金属、樹脂等で形成されたフレキシブルチューブを有する。図３に示す様に、管部３２の他端部には、エジェクタ、真空ポンプ等の吸引源３４が接続されている。なお、吸引源３４がエジェクタである場合、研削水供給源２２の圧縮エア供給源が、吸引源３４にエアを供給してもよい。

管部３２には、電磁弁３６が設けられている。電磁弁３６を開状態にすると、保持板３０の上面に負圧が伝達される。保持板３０及び第２枠部２８の上面は、略面一に形成されており、Ｘ‐Ｙ平面と平行に配置されている。保持板３０及び第２枠部２８の上面は、被加工物１１を吸引保持するための保持面１０ａとして機能する。

また、保持面１０ａは、保持面１０ａの外周部を囲む露出面１６ａと、第１枠部１４の上面と、略面一に形成されており、Ｘ‐Ｙ平面方向で保持面１０ａから離れている凸部１２ａの上面と略同じ高さ位置にある。

図１及び図２に示す様に、保持面１０ａは、Ｙ軸方向に沿って配置された長辺と、Ｘ軸方向に沿って配置された短辺と、を含む矩形状を有する。図１に示す様に、保持面１０ａには、矩形板状の被加工物１１の一面１１ａ側が吸引保持される。

被加工物１１の一面１１ａの面積は、保持面１０ａと略同じであるか、又は、保持面１０ａよりも僅かに大きい。被加工物１１は、長辺と短辺とを有する正方形ではない矩形の板形状を有し、保持面１０ａに載置されると保持板３０の上面を覆う。

被加工物１１は、例えば、複数のデバイスチップ（不図示）がモールド樹脂（不図示）で封止されたストリップ（短冊形基板）である。但し、被加工物１１の材料は、特に限定されず、シリコン等の他の材料で形成されてもよい。

チャックテーブル１０の下方には、Ｙ軸方向移動ユニット（第１方向移動ユニット）４０が設けられている。Ｙ軸方向移動ユニット４０は、Ｙ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール４２を有する。

一対のガイドレール４２は、矩形板状の第１移動板４４をＹ軸方向にスライド可能に支持している。第１移動板４４の下面側には、ナット部（不図示）が設けられている。ナット部には、Ｙ軸方向に沿って一対のガイドレール４２の間に配置されたボールねじ４６が回転可能に連結されている。

ボールねじ４６の一端部には、ステッピングモータ等の第１駆動源４８が連結されている。第１駆動源４８を動作させれば、第１移動板４４はＹ軸方向に沿って移動する。第１移動板４４の上面には、支持部５０を介して上述のチャックテーブル１０の底部が固定されている。

例えば、チャックテーブル１０に研削前の被加工物１１を搬入するとき、及び、チャックテーブル１０から研削後の被加工物１１を搬出するときには、開口４ａの前方側に位置する搬入搬出領域Ａ１にチャックテーブル１０を配置する。

また、保持面１０ａで吸引保持された被加工物１１に対してクリープフィード研削を施す際には、開口４ａの後方側に位置する加工領域Ａ２で、チャックテーブル１０をＹ軸方向に沿って往復移動させる。

開口４ａの後方には、直方体状の柱部５２が設けられている。柱部５２の前方の一面には、Ｚ軸方向移動ユニット（第２方向移動ユニット）５４が設けられている。Ｚ軸方向移動ユニット５４は、Ｘ‐Ｙ平面に対して垂直なＺ軸方向に沿って配置された一対のガイドレール５６を有する。

一対のガイドレール５６には、Ｚ軸方向に沿ってスライド可能に第２移動板５８が取り付けられている。第２移動板５８の後方の一面には、ナット部（不図示）が設けられている。ナット部には、Ｚ軸方向に沿って一対のガイドレール５６の間に配置されたボールねじ６０が回転可能に連結されている。

ボールねじ６０の上端部には、ステッピングモータ等の第２駆動源６２が設けられている。第２駆動源６２を動作させると、第２移動板５８は、Ｚ軸方向に沿って移動する。第２移動板５８の前方の一面には、保持部材６４を介して研削ユニット６６が固定されている。

研削ユニット６６は、チャックテーブル１０よりも上方に配置されている。Ｚ軸方向移動ユニット５４がＺ軸方向に沿って研削ユニット６６を移動させることにより、研削ユニット６６の下端（例えば、研削砥石７６ｂの下面）のＺ軸方向の位置が調整される。

研削ユニット６６は、その高さ方向がＺ軸方向に沿って配置された円筒状のスピンドルハウジング６８を有する。スピンドルハウジング６８内には、円柱状のスピンドル７０の一部が回転可能に収容されている。

スピンドル７０の上端部には、モータ等の回転駆動源７２が設けられている。スピンドル７０の下端部には、円板状のマウント７４を介して、円環状の研削ホイール７６が装着されている。

研削ホイール７６は、アルミニウム合金等の金属で形成された円環状のホイール基台７６ａを有する。ホイール基台７６ａの下面側には、ホイール基台７６ａの周方向に沿って複数の研削砥石７６ｂが略等間隔に配置されている。

研削砥石７６ｂは、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒を混合した後、成型、焼成等を経て形成される。

ところで、上述の電磁弁２４、３６、研削水供給源２２、吸引源３４、Ｙ軸方向移動ユニット４０、Ｚ軸方向移動ユニット５４、研削ユニット６６等の動作は、制御ユニット（不図示）により制御される。

制御ユニットは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表されるプロセッサ（処理装置）と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の主記憶装置と、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、を含むコンピュータによって構成されている。

補助記憶装置には、所定のプログラムを含むソフトウェアが記憶されている。このソフトウェアに従い処理装置等を動作させることによって、制御ユニットの機能が実現される。

次に、研削装置２を用いて被加工物１１に対してクリープフィード研削を施す手順を説明する。図３は、クリープフィード研削時のチャックテーブル１０等の一部断面側面図である。

まず、搬入搬出領域Ａ１に配置されたチャックテーブル１０の保持面１０ａに被加工物１１を配置する。このとき、被加工物１１の長辺がＹ軸方向に沿い、被加工物１１の短辺がＸ軸方向に沿い、且つ、被加工物１１が保持板３０の上面全体を覆う様に、被加工物１１を配置する（配置工程）。

次いで、電磁弁３６を開状態とし、被加工物１１の一面１１ａ側を保持面１０ａで吸引保持する（吸引保持工程）。吸引保持工程後、クリープフィード研削により、被加工物１１の他面（上面）１１ｂ側を研削する（研削工程）。

研削工程では、研削ホイール７６をスピンドル７０の周りで回転させると共に、Ｚ軸方向移動ユニット５４で研削砥石７６ｂの下面の高さ位置を被加工物１１の他面１１ｂよりも所定の距離だけ下方に位置付ける。

次いで、電磁弁２４を開状態として噴出ブロック１６から研削水２０を噴射させた状態で、チャックテーブル１０と研削ユニット６６とをＹ軸方向移動ユニット４０でＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。

この様にして、露出面１６ａから研削砥石７６ｂに研削水２０を供給しながら他面１１ｂ側を研削する。他面１１ｂ側には、研削砥石７６ｂの移動の軌跡（図４（Ａ）の破線矢印参照）に応じて、ソーマーク（不図示）が形成される。

被加工物１１が後方へ進み、研削ホイール７６の内側に対応するＹ軸方向の所定領域に移動したら、チャックテーブル１０の移動を一旦停止して、研削ユニット６６を上昇させる。そして、チャックテーブル１０を、研削ユニット６６よりも前方に位置する加工領域Ａ２の所定位置まで戻す（１回目の研削終了）。

続く２回目の研削では、研削砥石７６ｂの下面の高さ位置を、１回目の研削後の他面１１ｂよりも更に下方に位置付ける。そして、再び、チャックテーブル１０と研削ユニット６６とをＹ軸方向に沿って相対的に移動させる。以降、説明の詳細は省略するが、同様にして、複数回の研削を経て、被加工物１１を所定の厚さに薄化する。

本実施形態では、保持面１０ａを囲む様に露出している露出面１６ａから研削水２０を噴出することにより、クリープフィード研削を行う際に、被加工物１１の近傍から研削砥石７６ｂに研削水２０を供給できる。

それゆえ、研削水２０で摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行うことができる。更に、露出面１６ａが保持面１０ａを囲む様に露出しているので、噴出ブロック１６は、被加工物１１の近傍から研削砥石７６ｂに研削水２０を供給できる。

従って、ホイール基台７６ａの周方向に所定の間隔で配置された複数の研削水供給口から一様に研削水２０を供給する場合に比べて、研削水２０の消費量（特に、研削水２０として使用される純水の消費量）を低減できる。

一般的に、ホイール基台７６ａの周方向に所定の間隔で配置された複数の研削水供給口から一様に研削水２０を供給する場合、エアが混合されていない純水を流量３．０Ｌ／ｍｉｎで供給する。これに対して、本実施形態では、研削水２０として使用する純水の消費量を低減できるので、研削砥石７６ｂに効率的に研削水２０を供給できる。

なお、本実施形態では、研削水２０として、エアが混合されていない純水を使用してもよい。例えば、管部１８には、純水供給源から０．３ＭＰａの圧力で流量１．９Ｌ／ｍｉｎの純水が供給される。このとき、研削水２０は、例えば、露出面１６ａから約４ｍｍの高さまで上昇する。

本実施形態においてエアが混合されていない純水を研削水２０として使用する場合であっても、露出面１６ａの配置に起因して、複数の研削水供給口から一様に純水を供給する一般的な手法に比べて、研削水２０の消費量を低減できる。つまり、研削砥石７６ｂに効率的に研削水２０を供給できる。

しかし、研削水２０として気液混合流体を使用する場合、純水の供給圧力に加えて、エアの供給圧力が付加されるので、純水の実質的な供給圧力を比較的高くできる。加えて、泡が弾ける現象により、純水のみを使用する場合に比べて高い洗浄効果が得られる。

それゆえ、研削水２０として気液混合流体を使用する場合、研削水２０として純水のみを使用する場合に比べて、より少ない純水の流量で、摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行うことができる。

つまり、研削水２０として気液混合流体を使用する場合、研削水２０として純水のみを使用する場合に比べて、同等以上の冷却及び洗浄効果を得つつも、純水の消費量を低減できるという利点がある。

ところで、本実施形態では、図４（Ａ）に示す様に、被加工物１１及び保持面１０ａの長辺をＹ軸方向と平行に配置している。図４（Ａ）は、本実施形態の保持面１０ａで吸引保持された被加工物１１の上面図である。

これに対して、図４（Ｂ）に示す比較例では、被加工物１１及び保持面１０ａの長辺をＸ軸方向と平行に配置している。図４（Ｂ）は、比較例の保持面１０ａで吸引保持された被加工物１１の上面図である。

１つの研削砥石７６ｂの移動に着目すると、研削時に、研削砥石７６ｂは、Ｙ軸方向に略平行に配置された一辺の位置Ｂ１（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）から、他面１１ｂ側に食い込む。

研削ホイール７６の回転速度は、チャックテーブル１０の加工送り速度に比べて十分に早いので、研削砥石７６ｂは、円弧状の軌跡を描いて移動し、一辺とは反対側の他辺の位置Ｂ２で被加工物１１の外へ出る。

位置Ｂ１から位置Ｂ２までの曲線の長さは、加工長と呼ばれる。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）から明らかな様に、クリープフィード研削では、被加工物１１の長辺をＹ軸方向に沿って配置する図４（Ａ）の方が、被加工物１１の長辺をＸ軸方向に沿って配置する図４（Ｂ）の場合よりも、加工長が短くなる。

保持面１０ａの周囲から研削水２０を供給する場合には、加工長が短い方が、研削砥石７６ｂと他面１１ｂ側との接触領域に、研削水２０が供給されやすくなる。

本実施形態では、保持面１０ａ及び被加工物１１の各長辺をＹ軸方向に沿って配置するので（図４（Ａ）参照）、保持面１０ａ及び被加工物１１の各長辺をＸ軸方向に沿って配置する場合（図４（Ｂ）参照）に比べて、摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しの効果が高くなる。

ところで、図２から明らかな様に、露出面１６ａは保持面１０ａの四方を囲んでいるので、クリープフィード研削時には、保持面１０ａの移動方向の前方側及び後方側においても、研削水２０が噴出する。

被加工物１１の前方側が、回転移動する研削砥石７６ｂの直下に進入するときに、前方側の露出面１６ａから噴出される研削水２０は、研削砥石７６ｂの冷却や研削屑の洗い流しに寄与し得る。

また、被加工物１１の後方側が、回転移動する研削砥石７６ｂの直下から研削ホイール７６の内側に抜けた直後に、後方側の露出面１６ａから噴出される研削水２０は、研削砥石７６ｂの冷却や研削屑の洗い流しに寄与し得る。

次に、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係るチャックテーブル１０等の拡大上面図である。第２の実施形態では、チャックテーブル１０の構造が第１の実施形態と異なる。

具体的には、枠体１２に対する保持面１０ａ及び第２枠部２８の位置は、第１の実施形態と同じであるが、枠体１２に対する第１枠部１４の位置が、第１の実施形態に比べて、＋Ｘ方向にスライドしている。

これにより、Ｘ軸方向に沿うチャックテーブル１０の径方向において、第１枠部１４の＋Ｘ方向側の縁から凸部１２ａの内周縁までの最短距離Ｃ１が、第１枠部１４の－Ｘ方向側の縁から凸部１２ａの内周縁までの最短距離Ｃ２よりも、短くなっている。

この様な第１枠部１４の配置に伴い、露出面１６ａのＸ軸方向の幅は、＋Ｘ方向（一方）側の幅１６ｂが、－Ｘ方向（他方）側の幅１６ｃよりも大きくなっている。噴出ブロック１６は、露出面１６ａの単位面積当たり一定の流量で研削水２０（気液混合流体又は純水）を噴出する。

それゆえ、露出面１６ａの面積に応じた流量で研削水２０が噴出すると、＋Ｘ方向側の露出面１６ａの面積が－Ｘ方向側の露出面１６ａの面積よりも大きい本例では、＋Ｘ方向側の流量が、－Ｘ方向側の流量に比べて、高くなる。

図６に示す様に、研削ホイール７６が回転すると、各研削砥石７６ｂは、＋Ｘ方向側から被加工物１１の他面１１ｂ側に進入する。それゆえ、露出面１６ａの＋Ｘ方向側の研削水２０の流量を、露出面１６ａの－Ｘ方向側に比べて多くする方が、研削砥石７６ｂと被加工物１１との接触領域に、より効率的に研削水２０を供給できる。

図６は、第２の実施形態でのクリープフィード研削時におけるチャックテーブル１０等の一部断面側面図である。なお、図６では、流量が多いほど矢印の数を多くしている。図６は、図３に類似しているが、図６では、Ｙ‐Ｚ平面ではなくＸ‐Ｚ平面に平行な面でのチャックテーブル１０の断面を示す。

第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様に、クリープフィード研削を行う際に、研削水２０で摩擦熱の冷却や研削屑の洗い流しを適切に行うことができ、更に、研削水２０の消費量（特に、研削水２０として使用される純水の消費量）を低減できる。

次に、第３の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態に係るチャックテーブル１０等の拡大上面図である。第３の実施形態では、Ｙ軸方向に長手部を有する矩形状の露出面１６ａが、保持面１０ａの外周部のうち＋Ｘ方向側の一辺に近接して配置されており、他の三辺の近傍には配置されていない。

図７に示す露出面１６ａの配置は、保持面１０ａで吸引保持された被加工物１１の上面側に、研削砥石７６ｂが＋Ｘ方向側から進入する場合を想定した配置である。研削砥石７６ｂが－Ｘ方向側から進入する場合には、矩形状の露出面１６ａは、－Ｘ方向側に配置される。

なお、図７では、第１枠部１４と第２枠部２８との境界を便宜的に破線で示すが、第１枠部１４と第２枠部２８とが一体的に形成されている場合、この境界は無くてもよい。その他、上述の実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

例えば、噴出ブロック１６は、必ずしも一続きの多孔質セラミックスでなくてもよく、各々分離された複数の多孔質体を有してもよい。この場合、分離されている各多孔質体に、管部１８が接続される。

なお、上述の実施形態の保持面１０ａは、長手方向がＹ軸方向に沿って配置された矩形状であるが、保持面１０ａは、円形であってもよい。この場合、露出面１６ａは、保持面１０ａの外周部のうち＋Ｘ方向側の半円状領域に設けられてよく、保持面１０ａの外周部を囲む様に環状に設けられてもよい。

また、上述の実施形態では、一面１１ａを保持面１０ａで直接吸引保持するが、被加工物１１の種類によっては樹脂製の保護テープ（不図示）を介して一面１１ａ側を保持面１０ａで吸引保持してもよい。

ところで、インフィード研削では、チャックテーブル１０を回転させた状態で被加工物１１の研削を行うので、露出面１６ａから研削水２０を噴出させると、遠心力によりチャックテーブル１０の径方向の外側に研削水２０が飛散する。それゆえ、上述の研削水供給ユニット２６は、インフィード研削を行う研削装置には適用できない。

２：研削装置、４：基台、４ａ：開口、６：テーブルカバー、８：蛇腹状カバー
１０：チャックテーブル、１０ａ：保持面
１１：被加工物、１１ａ：一面（下面）、１１ｂ：他面（上面）
１２：枠体、１２ａ：凸部、１２ｂ：凹部、１４：第１枠部
１６：噴出ブロック、１６ａ：露出面、１６ｂ，１６ｃ：幅、１８：管部、２０：研削水
２２：研削水供給源、２４：電磁弁（バルブ）、２６：研削水供給ユニット
２８：第２枠部、２８ａ，２８ｂ：溝部、２８ｃ：中央溝部、３０：保持板
３２：管部、３４：吸引源、３６：電磁弁
４０：Ｙ軸方向移動ユニット（第１方向移動ユニット）、４２：ガイドレール
４４：第１移動板、４６：ボールねじ、４８：第１駆動源、５０：支持部
５２：柱部、５４：Ｚ軸方向移動ユニット（第２方向移動ユニット）
５６：ガイドレール、５８：第２移動板、６０：ボールねじ、６２：第２駆動源
６４：保持部材、６６：研削ユニット、６８：スピンドルハウジング
７０：スピンドル、７２：回転駆動源、７４：マウント
７６：研削ホイール、７６ａ：ホイール基台、７６ｂ：研削砥石
Ａ１：搬入搬出領域、Ａ２：加工領域、Ｂ１，Ｂ２：位置、Ｃ１，Ｃ２：距離

Claims (6)

1. 被加工物にクリープフィード研削を施す研削装置であって、
   該被加工物を吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、
   スピンドルを有し、該スピンドルの下端部に装着された研削ホイールを該スピンドルの周りで回転させながら、該保持面で吸引保持された該被加工物を該研削ホイールで研削する研削ユニットと、
   該チャックテーブルと該研削ユニットとを該保持面に平行な第１方向に沿って相対的に移動させる第１方向移動ユニットと、
   該研削ユニットを該保持面に垂直な第２方向に沿って移動させる第２方向移動ユニットと、
   該研削ユニットよりも下方に配置され、該研削ホイールに設けられた研削砥石に研削水を供給可能な研削水供給ユニットと、
   を備え、
   該研削水供給ユニットは、
   該チャックテーブルに対して位置が固定された噴出ブロックであって、該研削ホイールが回転して該第１方向及び該第２方向と直交する第３方向の一方側から、該保持面で吸引保持された該被加工物の上面側に該研削砥石が進入する場合に、該チャックテーブルの該保持面の外周部のうち少なくとも該一方側に露出している露出面を有し、該露出面から該研削水を噴出する該噴出ブロックと、
   該噴出ブロックに接続され、該噴出ブロックへ該研削水を供給するための管部と、
   該管部に設けられたバルブと、を有することを特徴とする研削装置。
2. 該噴出ブロックは、多孔質材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研削装置。
3. 該研削水は、空気と液体とが混合された気液混合流体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研削装置。
4. 該噴出ブロックの該露出面は、該保持面の外周部を囲む様に露出していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の研削装置。
5. 該噴出ブロックは、該露出面の面積に応じた流量で該研削水を噴出し、
   該第３方向の該一方側における該露出面の該第３方向の幅は、該第３方向の他方側における該露出面の該第３方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の研削装置。
6. 該保持面は、該第１方向に沿って長辺が配置された矩形状であり、
   長辺と短辺とを有する矩形板状の該被加工物は、該第１方向に該被加工物の該長辺が沿う様に、該被加工物の一面側が該保持面で吸引保持されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の研削装置。

Images