JP2023158691A - スピンドルユニット - Google Patents
スピンドルユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023158691A JP2023158691A JP2022068611A JP2022068611A JP2023158691A JP 2023158691 A JP2023158691 A JP 2023158691A JP 2022068611 A JP2022068611 A JP 2022068611A JP 2022068611 A JP2022068611 A JP 2022068611A JP 2023158691 A JP2023158691 A JP 2023158691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spindle
- tip
- groove
- cover
- gap
- 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.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68792—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the construction of the shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
- B24B47/10—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces
- B24B47/14—Drives or gearings; Equipment therefor for rotating or reciprocating working-spindles carrying grinding wheels or workpieces by liquid or gas pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/02—Driving main working members
- B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
- B23Q5/06—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by fluid pressure or pneumatic power
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
- B24B41/047—Grinding heads for working on plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B47/00—Drives or gearings; Equipment therefor
- B24B47/26—Accessories, e.g. stops
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
- B24B55/04—Protective covers for the grinding wheel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
- B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
- B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Dicing (AREA)
- Turning (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
Abstract
【課題】加工屑を含んだ加工液のスピンドルの先端部への付着を抑制して当該先端部の洗浄の頻度を低減させることが可能なスピンドルユニットを提供する。【解決手段】スピンドルの先端部の側面のうち隙間を介してカバーの内側面と対向する領域にスピンドルの周りを1周する溝を形成する。そして、溝が形成されている箇所においては、スピンドルの先端部とカバーとの隙間の断面積が大きくなる。そのため、スピンドルの先端部とカバーとの隙間は、断面積が小さい空間(流路)と断面積が大きい空間(膨張室)とが交互に配置されている空間であると表現できる。この場合、スピンドルの先端部とカバーとの隙間に加工屑を含んだ加工液が進入する場合であっても、膨張室の奥に設けられている流路まで加工液が進入しにくくなる。これにより、加工屑を含んだ加工液のスピンドルの先端部への付着が抑制され、当該先端部の洗浄の頻度を低減させることが可能である。【選択図】図3
Description
本発明は、スピンドルユニットに関する。
IC(Integrated Circuit)等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、以下の順序で製造される。
まず、フォトリソグラフィ等を実施してウェーハ等の被加工物の表面に多数の素子を形成することで複数のデバイスを形成する。次いで、被加工物の裏面側を研削して被加工物を薄化する。次いで、複数のデバイスの境界に沿って被加工物を切削して被加工物を複数のチップへと分割する。
被加工物を研削する研削装置又は切削する切削装置等の加工装置には、一般的に、加工具を装着するためのマウントが連結されている先端部を有するスピンドルと、スピンドルの先端部以外の少なくとも一部を囲繞し、かつ、エアベアリングを形成するためにスピンドルに向かってエアを噴射するためのエア噴出口が形成されているケーシングと、を備えるスピンドルユニットが設けられている。
具体的には、研削装置においては、環状に離散された複数の研削砥石が設けられている円環状の研削ホイールがマウントに装着されている。そして、ケーシングのエア噴出口からスピンドルに向かってエアを噴出することによって両者の間にエアベアリングを形成した状態で、スピンドルとともに研削ホイールを回転させながら被加工物に複数の研削砥石を接触させることによって被加工物が研削される。
また、切削装置においては、砥粒が分散されている円環状の切削ブレードがマウントに装着されている。そして、ケーシングのエア噴出口からスピンドルに向かってエアを噴出することによって両者の間にエアベアリングを形成した状態で、スピンドルとともに切削ブレードを回転させながら被加工物に切削ブレードを接触させることによって被加工物が切削される。
さらに、これらの加工装置においては、被加工物の加工に伴って生じる加工屑を洗い流すために被加工物と加工具との接触点(加工点)に加工液を供給しながら被加工物が加工される。ただし、このような加工は、通常、スピンドルとともに加工具が高速回転した状態で行われるため、加工屑を含んだ加工液がミスト状に飛散する。
ここで、ケーシングに形成されているエア噴出口近傍の領域に加工屑を含んだ加工液が付着すると、スピンドルユニットにおいてエアベアリングを形成することが困難になるおそれがある。そのため、スピンドルユニットにおいては、この領域への加工液の付着を防止するためにスピンドルの先端部を囲繞するカバーが設けられることが一般的である。
なお、このカバーは、ケーシングに形成されているエア噴出口から噴出されるエアが排気されるとともにスピンドルの回転を阻害しないように、隙間を介してスピンドルの先端部を囲繞する。そのため、これらの加工装置において被加工物を加工する際には、加工屑を含んだ加工液が当該隙間に進入し、スピンドルの先端部の側面に付着することがある。
そして、スピンドルの先端部の側面に付着した加工液が乾燥して加工屑が固着すると、スピンドルの正常な回転が阻害されるおそれがある。例えば、スピンドルの先端部とカバーとの隙間が加工屑によって埋められると、ケーシングのエア噴出口から噴出されるエアの排気が阻害される。この場合、スピンドルの回転軸が傾いてスピンドルがケーシング及び/又はカバーに接触するおそれがある。
この点を踏まえて、2つに分解可能なカバーによってスピンドルの先端部を囲繞するスピンドルユニットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このスピンドルユニットにおいては、カバーを2つに分割してスピンドルの先端部を露出させてから当該先端部を洗浄することができる。
しかしながら、スピンドルの先端部の洗浄に先立ってカバーを2つに分解し、その洗浄後に再びカバーを組み立てるのは煩雑であり、作業者の負担が大きい。この点に鑑み、本発明の目的は、加工屑を含んだ加工液のスピンドルの先端部への付着を抑制して当該先端部の洗浄の頻度を低減させることが可能なスピンドルユニットを提供することである。
本発明の一側面によれば、加工具を装着するためのマウントが連結されている先端部を有するスピンドルと、該スピンドルの該先端部以外の少なくとも一部を囲繞し、かつ、エアベアリングを形成するために該スピンドルに向かってエアを噴射するためのエア噴出口が形成されているケーシングと、隙間を介して該スピンドルの該先端部を囲繞するように該ケーシングに装着されているカバーと、を備え、該スピンドルの該先端部の側面のうち該隙間を介して該カバーの内側面と対向する領域には、該スピンドルの周方向に沿って該スピンドルの周りを1周するように少なくとも1つの溝が形成されている、スピンドルユニットが提供される。
さらに、本発明の一側面においては、該少なくとも1つの溝が複数の溝であることが好ましい。
本発明の別の側面によれば、加工具を装着するためのマウントが連結されている先端部を有するスピンドルと、該スピンドルの該先端部以外の少なくとも一部を囲繞し、かつ、エアベアリングを形成するために該スピンドルに向かってエアを噴射するためのエア噴出口が形成されているケーシングと、隙間を介して該スピンドルの該先端部を囲繞するように該ケーシングに装着されているカバーと、を備え、該スピンドルの該先端部の側面のうち該隙間を介して該カバーの内側面と対向する領域には、該スピンドルの周方向に対して傾斜する方向に沿って該スピンドルの周りを少なくとも1周するように螺旋状の溝が形成され、該スピンドルは、該螺旋状の溝の内側に留まるエアが該マウント側に運ばれるように回転する、スピンドルユニットが提供される。
さらに、本発明の別の側面においては、該スピンドルの周りを少なくとも2周するように該螺旋状の溝が形成されていることが好ましい。
本発明のスピンドルユニットにおいては、スピンドルの先端部の側面のうち隙間を介してカバーの内側面と対向する領域にスピンドルの周りを1周する溝が形成されている。そして、溝が形成されている箇所においては、スピンドルの先端部とカバーとの隙間の断面積が大きくなる。
そのため、スピンドルの先端部とカバーとの隙間は、断面積が小さい空間(流路)と断面積が大きい空間(膨張室)とが交互に配置されている空間であると表現できる。ここで、断面積が大きい空間から断面積が小さい空間に流体が移動すると大きな圧力損失が生じる。
そのため、スピンドルの先端部とカバーとの隙間に加工屑を含んだ加工液が進入する場合であっても、膨張室の奥に設けられている流路まで加工液が進入しにくくなる。これにより、本発明のスピンドルユニットにおいては、加工屑を含んだ加工液のスピンドルの先端部への付着が抑制され、当該先端部の洗浄の頻度を低減させることが可能である。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、研削装置の一例を模式的に示す斜視図である。なお、図1に示されるX軸方向(前後方向)及びY軸方向(左右方向)は、水平面上において互いに直交する方向であり、また、Z軸方向(上下方向)は、X軸方向及びY軸方向に直交する方向(鉛直方向)である。
図1に示される研削装置2は、各構成要素を支持する基台4を有する。この基台4の上面には、X軸方向に沿って延在する直方体状の溝4aが形成されている。そして、この溝4aの上方には、チャックテーブル6が設けられている。また、溝4aの内側には、チャックテーブル6に連結されているX軸方向移動機構(不図示)、回転駆動源(不図示)及び吸引源(不図示)が設けられている。
X軸方向移動機構は、例えば、モータ及びボールねじ等を含み、チャックテーブル6をX軸方向に沿って移動させる。また、回転駆動源は、例えば、モータ及びプーリ等を含み、チャックテーブル6の上面(保持面)の中心を通る直線を回転軸としてチャックテーブル6を回転させる。
また、吸引源は、エジェクタ等を含み、チャックテーブル6の保持面近傍の空間に吸引力を作用させる。そのため、被加工物11がチャックテーブル6の保持面に置かれた状態で吸引源を動作させれば、被加工物11がチャックテーブル6に保持される。
この被加工物11は、例えば、シリコン等の半導体材料からなり、その表面11a側に複数のデバイスが形成されているウェーハである。また、被加工物11の表面11aには、例えば、樹脂からなり、被加工物11の裏面11b側を研削する際のデバイスの破損を防止する保護テープ13が貼着されている。
さらに、チャックテーブル6の周囲には、その保持面6aが露出するようにチャックテーブル6を囲む直方体状のテーブルカバー8が設けられている。このテーブルカバー8の幅(Y軸方向に沿った長さ)は基台4の上面に形成されている溝4aの幅と概ね等しい。また、テーブルカバー8の前後には、X軸方向に沿って伸縮可能な防塵防滴カバー10が設けられている。
また、基台4の上面のうち溝4aの後方に位置する領域には、四角柱状の支持構造12が設けられている。この支持構造12の前面には、Z軸方向移動機構14が設けられている。このZ軸方向移動機構14は、それぞれがZ軸方向に沿って延在する一対のガイドレール16を有する。そして、一対のガイドレール16のそれぞれの前側には、Z軸方向に沿ってスライド可能な態様でスライダ(不図示)が設けられている。
また、このスライダの前端部は、直方体状のZ軸移動プレート18の後面側に固定されている。さらに、一対のガイドレール16の間には、Z軸方向に沿って延在するねじ軸20が配置されている。そして、ねじ軸20の上端部には、ねじ軸20を回転させるためのパルスモータ22が連結されている。
また、ねじ軸20のねじ山が形成された外周面上には、ねじ軸20の回転に応じて循環するボールを収容するナット(不図示)が設けられ、ボールねじが構成されている。また、このナットは、Z軸移動プレート18の後面側に固定されている。そのため、パルスモータ22でねじ軸20を回転させれば、ナットとともにZ軸移動プレート18がZ軸方向に沿って移動する。
さらに、Z軸移動プレート18の前側には、研削ユニット24が設けられている。この研削ユニット24は、Z軸移動プレート18の前面に固定されている円筒状の保持部材26を有する。そして、保持部材26は、スピンドルユニット28を保持する。図2は、スピンドルユニット28を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図2においては、スピンドルユニット28の一部の構成要素がブロックで示されている。
スピンドルユニット28は、円筒状のケーシング30を有する。このケーシング30の底壁30aの中央には、円柱状の貫通孔30bが形成されている。また、ケーシング30の底壁30aには、エア供給源32と連通するエア供給路30cが形成されている。そして、このエア供給路30cは、底壁30aの上面において開口する複数のエア噴出口30dと、底壁30aの内側面において開口する複数のエア噴出口30eと、底壁30aの下面において開口する複数のエア噴出口30fとに連通する。
また、ケーシング30は、スピンドル34の先端部以外の少なくとも一部を囲繞する。このスピンドル34は、Z軸方向に沿って延在する円柱状の軸部34aと、軸部34aの径方向に沿って軸部34aから突出するようにそれぞれが設けられている一対のフランジ部34b,34cとを有する。具体的には、フランジ部34bは軸部34aの先端部(下端部)に設けられており、また、フランジ部34cは軸部34aの基端部(上端部)と先端部(下端部)との間に設けられている。
さらに、一対のフランジ部34b,34cのそれぞれの径は、ケーシング30の内径よりも僅かに小さい。また、一対のフランジ部34b,34cの間隔は、ケーシング30の底壁30aの厚さよりも僅かに大きい。そして、スピンドル34の軸部34aのうち一対のフランジ部34b,34cの間に位置する部分がケーシング30の貫通孔30bに通されている。
また、スピンドル34の基端部、具体的には、軸部34aの基端部の周囲には、モータ36が設けられている。このモータ36は、スピンドル34の基端部に固定されているロータ36aと、隙間を介してロータ36aを取り囲むステータ36bとを有する。また、ステータ36bは、冷却ジャケット38を介してケーシング30に固定されている。そして、冷却ジャケット38には、モータ36を冷却するための冷却水が供給される冷却水路38aが形成されている。
また、スピンドル34の先端部、具体的には、フランジ部34bには、フランジ部34bの外径と概ね等しい径を有する円板状のマウント40が連結されている。そして、マウント40には、マウント40と概ね等しい径を有する研削ホイール(加工具)42が装着されている。さらに、スピンドル34の先端部の周囲には、例えば、ポリ塩化ビニル等の樹脂からなる円筒状のカバー44が設けられている。このカバー44は、隙間を介してスピンドル34の先端部を囲繞するようにケーシング30に装着されている。
図3は、図2に示されるスピンドル34の先端部とカバー44との隙間を示す部分拡大図である。スピンドル34の先端部の側面のうち隙間を介してカバー44の内側面と対向する領域には、2つの溝46a,46bが形成されている。2つの溝46a,46bのそれぞれは、スピンドル34の周方向に沿ってスピンドル34の周りを1周するように形成されている。
また、溝46aの断面形状は、溝46aの底面に近付くほど幅が狭くなる台形状である。具体的には、溝46aのマウント40側の側面は、スピンドル34の周方向に対して傾斜する。例えば、この側面とX軸方向及びY軸方向に平行な平面とがなす角は、10°以上50°以下、代表的には30°である。また、溝46aのケーシング30側の側面は、スピンドル34の周方向に対して概ね平行である。
また、溝46bの断面形状は、幅が概ね一定な長方形状である。具体的には、溝46aを構成する一対の側面のそれぞれがスピンドル34の周方向に対して概ね平行である。さらに、2つの溝46a,46bの深さ(Z軸方向に直交する方向に沿った長さ)は、同じでもよいし、異なってもよい。同様に、2つの溝46a,46bのそれぞれの底面の幅(Z軸方向に沿った長さ)も同じでもよいし、異なってもよい。
また、カバー44の内側面にも溝48が形成されている。この溝48は、カバー44の内側面を1周し、かつ、スピンドル34の先端部の側面のうち溝46bよりも上に位置する領域と対向する。また、溝46の断面形状は、直角三角形状である。具体的には、溝48は、スピンドル34の周方向に対して傾斜するマウント40側の側面と、スピンドル34の周方向に対して概ね平行なケーシング30側の側面とによって構成される。
なお、溝46aの断面形状は、溝46bのように長方形状でもよいし、溝48のように直角三角形状でもよい。また、溝46bの断面形状は、溝46aのように台形状でもよいし、溝48のように直角三角形状でもよい。また、溝48の断面形状は、溝46aのように台形状でもよいし、溝46bのように長方形状でもよい。
そして、溝46a,46b又は溝48が形成されている箇所においては、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間の断面積(具体的には、X軸方向及びY軸方向に平行な断面の面積)が大きくなる。そのため、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間は、マウント40側から断面積が小さい空間(流路)50a,50b,50c,50dと断面積が大きい空間(膨張室)52a,52b,52cとが交互に配置されている空間であると表現できる。
なお、各流路50a,50b,50c,50dの幅(Z軸方向に直交する方向に沿った長さ)は、例えば、0.1mm以上2.0mm以下である。また、膨張室52a,52bの幅(溝46a,46bの底面とカバー44の内側面との間隔)は、例えば、2.0mm~5.0mmである。また、膨張室52cの最大幅(スピンドル34の側面と溝48の最も深い箇所との間隔)は、例えば、2.0mm~5.0mmである。
また、図1及び図2に示される研削ホイール42は、複数の研削砥石42aと、複数の研削砥石42aが環状に離散して配置されている下面を有するホイール基台42bとを有する。なお、複数の研削砥石42aは、ビトリファイドボンド又はレジンボンド等の結合材に分散されたダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素(cBN:cubic Boron Nitride)等の砥粒を有する。
また、ホイール基台42bは、例えば、ステンレス鋼又はアルミニウム等の金属材料からなる。さらに、研削ホイール42の近傍には、複数の研削砥石42aによって被加工物11を研削する際に純水等の液体(加工液)を加工点に供給する加工液供給ノズル(不図示)が設けられている。
上述した研削装置2において被加工物11を研削する際には、まず、保護テープ13を介して被加工物11がチャックテーブル6の保持面6aに置かれた状態で、チャックテーブル6に連結されている吸引源を動作させる。これにより、被加工物11の裏面11bを露出した状態で被加工物11がチャックテーブル6に保持される。
次いで、スピンドル34とともに研削ホイール42を回転させた時の複数の研削砥石の軌跡がチャックテーブル6の保持面6aの中心と重なるように、チャックテーブル6に連結されているX軸方向移動機構を動作させる。
次いで、エア供給路30cを介してエア供給源32から供給されるエアをケーシング30のエア噴出口30d,30e,30fからスピンドル34に向かって噴出する。これにより、ケーシング30とスピンドル34との間にエアベアリングが形成される。なお、エア噴出口30d,30e,30fから噴射されたエアは、スピンドル34とカバー44との隙間等からスピンドルユニット28の外部へと排気される。
次いで、チャックテーブル6を回転させるようにチャックテーブル6に連結されている回転駆動源を動作させ、かつ、スピンドル34とともに研削ホイール42を回転させるようにモータ36を動作させる。
次いで、複数の研削砥石42aを被加工物11に接触させるように、Z軸方向移動機構14を動作させる。具体的には、Z軸移動プレート18を下降させるようにパルスモータ22を動作させる。また、複数の研削砥石42aと被加工物11との接触界面に加工液供給ノズルから加工液を供給する。
これにより、被加工物11の裏面11b側が研削される。この時、研削によって生じた加工屑を含んだ加工液がミスト状に飛散する。そして、飛散した加工液は、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間に進入することがある。
ここで、スピンドルユニット28においては、スピンドル34の先端部の側面のうち隙間を介してカバー44の内側面と対向する領域にスピンドル34の周りを1周する溝46a,46bが形成されている。すなわち、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間は、交互に配置されている流路50a,50b,50cと膨張室52a,52bとを含む。
そのため、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間に加工屑を含んだ加工液が進入する場合であっても、膨張室52a,52bの奥に設けられている流路50b,50cまで加工液が進入しにくくなる。これにより、スピンドルユニット28においては、加工屑を含んだ加工液のスピンドル34の先端部への付着が抑制され、当該先端部の洗浄の頻度を低減させることが可能である。
さらに、スピンドルユニット28においては、カバー44の内側面を1周し、かつ、スピンドル34の先端部の側面のうち溝46bよりも上に位置する領域と対向する溝48がカバー44に形成されている。そのため、流路50cまで加工液が進入する場合であっても、ケーシング30の底壁に形成されているエア噴出口30d,30e,30f近傍の領域に加工液が付着することを抑制できる。
また、スピンドルユニット28においては、流路50bに進入できなかった加工液が溝46aの底面及び/又は側面に付着し、また、流路50cに進入できなかった加工液が溝46bの底面及び/又は側面に付着しやすい。ただし、溝46a,46bの底面及び/又は側面に付着した加工液は、スピンドル34の回転に伴って作用する遠心力によって溝46a,46bから排出されやすい。
そして、溝46a,46bから排出された加工液は、カバー44の内側面を伝いながらスピンドル34の先端部とカバー44との隙間の外部に排出されやすい。すなわち、スピンドルユニット28においては、加工液が溝46a,46bの底面及び/又は側面に付着する場合であっても、この加工液の排出を促進することができる。
さらに、溝46aのマウント40側の側面は、スピンドル34の周方向に対して傾斜している。そのため、溝46aの底面及び/又は側面に付着した加工液は、スピンドル34の回転に伴って作用する遠心力によって溝46aのマウント40側の側面に沿って流れやすい。
そして、溝46aのマウント40側の側面を流れた加工液は、流路50aを通ってスピンドル34の先端部とカバー44との隙間の外部に排出されやすい。すなわち、スピンドルユニット28においては、加工液が溝46aの底面及び/又は側面に付着する場合であっても、この加工液の排出を促進することができる。
なお、上述した内容は本発明の一態様であって、本発明の内容は上述した内容に限定されない。例えば、本発明のスピンドルユニットは、研削装置2に設けられるスピンドルユニットに限定されず、切削装置に設けられるスピンドルユニットでもよい。
また、本発明のスピンドルユニットにおいては、スピンドル34の先端部の側面に形成される溝の数は2つに限定されない。例えば、この溝の数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。ただし、スピンドル34の先端部とカバー44との隙間への加工屑を含む加工液の進入を防ぐという観点では、スピンドル34の先端部の側面に複数の溝が形成されることが好ましい。
また、本発明のスピンドルユニットにおいては、スピンドルの先端部の側面に螺旋状の溝が形成されてもよい。図4は、先端部、すなわち、図2及び3に示されるフランジ部34bに対応する部分に螺旋状の溝が形成されたスピンドルの先端部を模式的に示す正面図である。
図4に示されるスピンドル54の先端部の側面に形成されている螺旋状の溝56は、スピンドル54の周方向に対して傾斜する方向に沿ってスピンドル54の周りを2周するように形成されている。
また、溝56の断面形状は、図3に示される溝46aと同様の台形状である。なお、溝56の断面形状は、図3に示される溝46bのように長方形状でもよいし、図3に示される溝48のように直角三角形状でもよい。
さらに、スピンドルユニットにスピンドル54が含まれる場合には、被加工物11を研削する際にスピンドル54が図4に示される方向に沿って回転することが好ましい。この場合、溝56の内側に留まる流体がマウント側に運ばれる。これにより、加工液が溝56の底面及び/又は側面に付着する場合であっても、この加工液の排出を促進することができる。
なお、スピンドル54の周りに延在する溝56の巻き数は2周に限定されない。例えば、この巻き数は、1周でもよいし、3周以上でもよい。ただし、スピンドル54の先端部とカバーとの隙間への加工屑を含む加工液の進入を防ぐという観点では、スピンドル54の周りを少なくとも2周するように螺旋状の溝56が形成されていることが好ましい。
また、本発明のスピンドルユニットにおいては、カバー44の内側面に溝が形成されていなくてよい。また、本発明のスピンドルユニットにおいては、カバー44の内側面に複数の溝が形成されていてもよい。
その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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。
2 :研削装置
4 :基台(4a:溝)
6 :チャックテーブル(6a:保持面)
8 :テーブルカバー
10:防塵防滴カバー
11:被加工物(13a:表面、13b:裏面)
12:支持構造
13:保護テープ
14:Z軸方向移動機構
16:ガイドレール
18:Z軸移動プレート
20:ねじ軸
22:パルスモータ
24:研削ユニット
26:保持部材
28:スピンドルユニット
30:ケーシング(30a:底壁、30b:貫通孔、30c:エア供給路)
(30d,30e,30f:エア噴出口)
32:エア供給源
34:スピンドル(34a:軸部、34b,34c:フランジ部)
36:モータ(36a:ロータ、36b:ステータ)
38:冷却ジャケット(38a:冷却水路)
40:マウント
42:研削ホイール(42a:研削砥石、42b:ホイール基台)
44:カバー
46a,46b,48:溝
50a,50b,50c,50d:流路
52a,52b,52c:膨張室
54:スピンドル
56:溝
4 :基台(4a:溝)
6 :チャックテーブル(6a:保持面)
8 :テーブルカバー
10:防塵防滴カバー
11:被加工物(13a:表面、13b:裏面)
12:支持構造
13:保護テープ
14:Z軸方向移動機構
16:ガイドレール
18:Z軸移動プレート
20:ねじ軸
22:パルスモータ
24:研削ユニット
26:保持部材
28:スピンドルユニット
30:ケーシング(30a:底壁、30b:貫通孔、30c:エア供給路)
(30d,30e,30f:エア噴出口)
32:エア供給源
34:スピンドル(34a:軸部、34b,34c:フランジ部)
36:モータ(36a:ロータ、36b:ステータ)
38:冷却ジャケット(38a:冷却水路)
40:マウント
42:研削ホイール(42a:研削砥石、42b:ホイール基台)
44:カバー
46a,46b,48:溝
50a,50b,50c,50d:流路
52a,52b,52c:膨張室
54:スピンドル
56:溝
Claims (4)
- 加工具を装着するためのマウントが連結されている先端部を有するスピンドルと、
該スピンドルの該先端部以外の少なくとも一部を囲繞し、かつ、エアベアリングを形成するために該スピンドルに向かってエアを噴射するためのエア噴出口が形成されているケーシングと、
隙間を介して該スピンドルの該先端部を囲繞するように該ケーシングに装着されているカバーと、を備え、
該スピンドルの該先端部の側面のうち該隙間を介して該カバーの内側面と対向する領域には、該スピンドルの周方向に沿って該スピンドルの周りを1周するように少なくとも1つの溝が形成されている、スピンドルユニット。 - 該少なくとも1つの溝が複数の溝である、請求項1に記載のスピンドルユニット。
- 加工具を装着するためのマウントが連結されている先端部を有するスピンドルと、
該スピンドルの該先端部以外の少なくとも一部を囲繞し、かつ、エアベアリングを形成するために該スピンドルに向かってエアを噴射するためのエア噴出口が形成されているケーシングと、
隙間を介して該スピンドルの該先端部を囲繞するように該ケーシングに装着されているカバーと、を備え、
該スピンドルの該先端部の側面のうち該隙間を介して該カバーの内側面と対向する領域には、該スピンドルの周方向に対して傾斜する方向に沿って該スピンドルの周りを少なくとも1周するように螺旋状の溝が形成され、
該スピンドルは、該螺旋状の溝の内側に留まる流体が該マウント側に運ばれるように回転する、スピンドルユニット。 - 該スピンドルの周りを少なくとも2周するように該螺旋状の溝が形成されている、請求項3に記載のスピンドルユニット。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022068611A JP2023158691A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | スピンドルユニット |
US18/194,785 US20230330807A1 (en) | 2022-04-19 | 2023-04-03 | Spindle unit |
KR1020230046527A KR20230149231A (ko) | 2022-04-19 | 2023-04-10 | 스핀들 유닛 |
DE102023203308.9A DE102023203308A1 (de) | 2022-04-19 | 2023-04-12 | Spindeleinheit |
CN202310393040.6A CN116900934A (zh) | 2022-04-19 | 2023-04-13 | 主轴单元 |
TW112113973A TW202406682A (zh) | 2022-04-19 | 2023-04-14 | 主軸單元 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022068611A JP2023158691A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | スピンドルユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023158691A true JP2023158691A (ja) | 2023-10-31 |
Family
ID=88191704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022068611A Pending JP2023158691A (ja) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | スピンドルユニット |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230330807A1 (ja) |
JP (1) | JP2023158691A (ja) |
KR (1) | KR20230149231A (ja) |
CN (1) | CN116900934A (ja) |
DE (1) | DE102023203308A1 (ja) |
TW (1) | TW202406682A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6736367B2 (ja) | 2016-06-16 | 2020-08-05 | 株式会社ディスコ | スピンドルユニット |
-
2022
- 2022-04-19 JP JP2022068611A patent/JP2023158691A/ja active Pending
-
2023
- 2023-04-03 US US18/194,785 patent/US20230330807A1/en active Pending
- 2023-04-10 KR KR1020230046527A patent/KR20230149231A/ko unknown
- 2023-04-12 DE DE102023203308.9A patent/DE102023203308A1/de active Pending
- 2023-04-13 CN CN202310393040.6A patent/CN116900934A/zh active Pending
- 2023-04-14 TW TW112113973A patent/TW202406682A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116900934A (zh) | 2023-10-20 |
KR20230149231A (ko) | 2023-10-26 |
TW202406682A (zh) | 2024-02-16 |
US20230330807A1 (en) | 2023-10-19 |
DE102023203308A1 (de) | 2023-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7019241B2 (ja) | 切削ブレードの装着機構 | |
US10569442B2 (en) | Cutting blade mounting mechanism | |
JP2017222003A (ja) | スピンドルユニット | |
JP4786949B2 (ja) | 切削装置 | |
CN110576522B (zh) | 切削装置 | |
KR102439406B1 (ko) | 블레이드 커버 | |
JP2023158691A (ja) | スピンドルユニット | |
TWI783136B (zh) | 研磨裝置 | |
JP2018015825A (ja) | 加工装置 | |
JP2020026012A (ja) | 研削装置 | |
CN112338706B (zh) | 主轴单元 | |
JP2023038068A (ja) | 被加工物の研削方法 | |
JP2018012149A (ja) | スピンドルユニット | |
JP2019000966A (ja) | 研削ホイール | |
JP2018015859A (ja) | スピンドルユニット | |
JP7433709B2 (ja) | 洗浄装置及び洗浄方法 | |
JP7273610B2 (ja) | スピンドルユニット | |
JP7158813B2 (ja) | 研削ホイール | |
KR20230085863A (ko) | 드레싱 공구 및 드레싱 방법 | |
JP2023069861A (ja) | 研削装置及び被加工物の研削方法 | |
TW202302282A (zh) | 主軸單元 | |
JP2023087899A (ja) | スピンドルユニット | |
JP2021094669A (ja) | 研削室の洗浄方法 | |
JP2023077114A (ja) | 研削装置 | |
JP2023034440A (ja) | 研削装置 |