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Abstract
Description
本発明は、ワークを加工する加工装置に関する。 The present invention relates to a processing device for processing a workpiece.
従来、くりぬき加工や穴開け加工などの加工と、切削ブレードでウエーハを分割する加工と、は別々の装置で実施されてきた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, processing such as hollowing or drilling and processing of dividing a wafer with a cutting blade have been performed using separate devices (for example, see Patent Document 1).
くりぬき加工や穴開け加工などの加工と、切削ブレードでウエーハを分割する加工と、を一台の装置で切り替え可能に実施したいという要望があった。 There was a desire to be able to switch between processes such as hollowing and drilling, and dividing the wafer with a cutting blade, using a single device.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、くりぬき加工や穴開け加工などの加工と、切削ブレードでウエーハを分割する加工と、を一台の装置で切り替え可能に実施できる加工装置を提供する事である。 The present invention was made in view of these problems, and its purpose is to enable switching between processing such as hollowing and drilling, and processing that divides a wafer with a cutting blade, using a single device. The purpose is to provide processing equipment that can carry out this process.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の加工装置は、X方向と該X方向と直交するY方向とに平行な第1保持面を有する保持テーブルと、回転するスピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、該マウントに装着される加工工具と、を有する加工ユニットと、該加工ユニットをY方向に割り出し送りする割り出し送りユニットと、該加工ユニットと、該保持テーブルと、を相対的にX方向に移動させる加工送りユニットと、を備える加工装置であって、該保持テーブルは、該第1保持面を有する第1保持テーブルと、該第1保持面と、該第1保持面と直交するZ方向に延在する第2保持面と、を有する第2保持テーブルと、を切り替え可能であり、該第1保持テーブルに加工対象物が保持される際は、該加工工具をZ方向に下降させて該加工対象物に接触させ、該保持テーブルと、該加工ユニットとを、X方向と、Y方向と、の少なくともいずれかに移動させることで加工し、該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される際は、該加工工具をY方向に移動させて該加工対象物に接触させ加工する事を特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, the processing device of the present invention includes: a holding table having a first holding surface parallel to the X direction and the Y direction perpendicular to the X direction; a rotating spindle; , a machining unit having a mount fixed to the tip of the spindle, a machining tool attached to the mount, an indexing and feeding unit that indexes and feeds the machining unit in the Y direction, the machining unit, and the holding unit. A processing device comprising: a processing feed unit that relatively moves a table in the X direction; the holding table includes a first holding table having the first holding surface; a second holding surface extending in the Z direction orthogonal to the first holding surface; and a second holding table having a second holding surface, and when the workpiece is held on the first holding table, The processing tool is lowered in the Z direction to contact the workpiece, the holding table and the processing unit are moved in at least one of the X direction and the Y direction to process the workpiece, and When the workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the processing tool is moved in the Y direction to contact the workpiece and perform processing.
該第1保持テーブルに加工対象物が保持される場合、該加工工具は切削ブレードであってもよい。 When the workpiece is held on the first holding table, the processing tool may be a cutting blade.
該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される場合、該加工工具は、少なくともY方向の先端に砥粒を含む砥粒層を有する砥石であってもよい。 When the workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the processing tool may be a grindstone having an abrasive layer containing abrasive grains at least at the tip in the Y direction.
該砥石は、環状に形成された環状砥石であり、該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される場合、該第1保持面をZ方向に延びる軸心を基準にθ方向に回転させて、該加工工具をワークに対して傾けて接触させる事で、該加工工具を該ワークに部分的に接触させて加工屑を排出させながら加工してもよい。 The grindstone is an annular grindstone formed in an annular shape, and when the workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the first holding surface is set with reference to the axis extending in the Z direction. By rotating the machining tool in the θ direction and bringing the machining tool into contact with the workpiece at an angle, the machining tool may be brought into partial contact with the workpiece and machining may be performed while discharging machining waste.
該砥石は、環状に形成された環状砥石であり、該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される場合、該砥石の先端面には少なくとも一箇所以上の凹部または凸部のいずれかが形成され、該加工工具の該凸部をワークに接触させて、該凹部と該ワークとの隙間から加工屑を排出させながら加工してもよい。 The whetstone is an annular whetstone formed in an annular shape, and when a workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, at least one concave or convex portion is formed on the tip surface of the whetstone. The convex portion of the machining tool may be brought into contact with the workpiece, and machining may be performed while discharging machining waste from the gap between the concave portion and the workpiece.
本発明は、XY平面に平行な第1保持面で加工対象物を保持する第1保持テーブルと、Z方向に沿って立設する第2保持面で加工対象物を保持する第2保持テーブルと、を切り替え可能に構成することで、加工対象物の被加工面とスピンドルの軸芯方向とが平行な状態から交差(直交)する状態へ切り替え可能としたものである。これにより、本発明は、さらにスピンドルに装着する加工工具を切り替えることにより、第1保持面で加工対象物を保持して行う第1の加工と、第2保持面で加工対象物を保持して行う第2の加工とを1台の装置、1本のスピンドルで切り替え可能に実施できる。また、本発明は、第1保持テーブルに加工対象物(ウエーハ)が保持される場合、加工工具は切削ブレードであってもよく、この場合、切削ブレードにより加工対象物(ウエーハ)を切削加工できる。また、本発明は、第2保持テーブルの第2保持面に加工対象物(ワーク)が保持される場合、加工工具は少なくともY方向の先端に砥粒を含む砥粒層を有する砥石であってもよく、この場合、砥石により加工対象物(ワーク)をくりぬき加工や穴開け加工できる。また、本発明は、さらに、加工工具を第2保持テーブルに保持された加工対象物に対して角度θだけ傾けて接触させてもよく、この場合、加工工具を加工対象物に部分的に接触させて加工屑を好適に排出させながら加工できる。また、本発明は、加工工具の砥石の先端面を、少なくとも一箇所以上の凹部または凸部のいずれかが形成されたものとしてもよく、この場合、加工工具の砥石の先端面を加工対象物に凸部を部分的に接触させて、凹部によって生じた隙間から加工屑を好適に排出させながら加工できる。 The present invention includes a first holding table that holds the workpiece on a first holding surface parallel to the XY plane, and a second holding table that holds the workpiece on a second holding surface that stands up along the Z direction. By configuring these to be switchable, it is possible to switch from a state in which the processed surface of the workpiece and the axial direction of the spindle are parallel to each other (orthogonal to each other). As a result, the present invention further allows the first machining to be performed by holding the workpiece on the first holding surface and the workpiece being held on the second holding surface by switching the machining tool attached to the spindle. The second processing can be performed in a switchable manner using one device and one spindle. Further, in the present invention, when the workpiece (wafer) is held on the first holding table, the processing tool may be a cutting blade, and in this case, the workpiece (wafer) can be cut by the cutting blade. . Further, in the present invention, when a workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the processing tool is a grindstone having an abrasive layer containing abrasive grains at least at the tip in the Y direction. In this case, the object to be processed (workpiece) can be hollowed out or drilled using the grindstone. Further, the present invention further provides that the processing tool may be brought into contact with the workpiece held on the second holding table at an angle θ, and in this case, the processing tool may partially contact the workpiece. Processing can be performed while properly discharging processing waste. Further, in the present invention, the tip surface of the grindstone of the processing tool may be formed with at least one concave portion or a convex portion, and in this case, the tip surface of the grindstone of the processing tool may be formed on the tip surface of the grindstone of the processing tool. By bringing the convex part into partial contact with the concave part, machining can be performed while suitably discharging machining waste from the gap created by the concave part.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Modes (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. Further, the constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Further, various omissions, substitutions, or changes in the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る加工装置1を図面に基づいて説明する。図1及び図2は、いずれも、実施形態に係る加工装置1の構成例を示す斜視図である。実施形態に係る加工装置1は、図1及び図2に示すように、保持テーブルユニット10と、加工ユニット20と、加工送りユニット31と、割り出し送りユニット32と、昇降ユニット33と、制御ユニット40と、を備える。
[Embodiment]
A
実施形態に係る加工装置1の加工対象物の一例である第1加工対象物100は、図1に示すように、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド(SiC)、ガリウムヒ素、ガラスなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどである。第1加工対象物100は、図1に示すように、平坦な表面101の格子状に形成される複数の分割予定ライン102によって区画された領域にチップサイズのデバイス103が形成されている。第1加工対象物100は、本実施形態では、図1に示すように、表面101の裏側の裏面104に粘着テープ105が貼着され、粘着テープ105の外縁部に環状のフレーム106が装着されているが、本発明ではこれに限定されない。第1加工対象物100は、本実施形態では、表面101側から第1加工工具56により加工されるため、表面101が第1加工工具56による被加工面となる。
As shown in FIG. 1, a
実施形態に係る加工装置1の加工対象物の別の一例である第2加工対象物200は、図2に示すように、アルミナセラミックスなどのセラミックスやステンレスなどの金属を母材とする構造部品や機械部品などである。第2加工対象物200は、本実施形態では円環板状に形成されているが、本発明ではこれに限定されず、円板状や平板状に形成されていてもよい。第2加工対象物200は、本発明に係るワークの一例である。第2加工対象物200は、本実施形態では、表面201側から第2加工工具57により加工されるため、表面201が第2加工工具57による被加工面となる。
As shown in FIG. 2, the
保持テーブルユニット10は、図1及び図2に示すように、保持テーブル装着部11と、保持テーブル12とを備える。保持テーブル12は、保持テーブル装着部11の上方に着脱可能に装着される。保持テーブル装着部11は、加工送りユニット31上に水平方向と平行なX方向に沿って移動可能に設けられており、装着された保持テーブル12を、加工送りユニット31によりX方向に沿って移動可能に支持する。また、保持テーブル装着部11は、装着された保持テーブル12を、保持テーブル装着部11内に設置された不図示の回転駆動源により、水平面(XY平面)に直交しかつ鉛直方向に平行なZ方向に沿った軸回りに回転自在に支持する。
The
保持テーブル12は、図1に示す第1保持テーブル13と、図2に示す第2保持テーブル14と、を切り替え可能である。すなわち、保持テーブル装着部11は、図1に示すように第1保持テーブル13を装着した状態と、図2に示すように第2保持テーブル14を装着した状態との間で切り替え可能である。第1保持テーブル13は、後述するように、X方向と、水平方向と平行でかつX方向と直交するY方向とに平行な、すなわち水平面に平行な、第1保持面15を有する。第2保持テーブル14は、後述するように、X方向とY方向とに平行な、すなわち水平面に平行な、第1保持面18と、第1保持面18と直交するZ方向に延在する第2保持面19と、を有する。保持テーブル12は、このように、X方向とY方向とに平行な、すなわち水平面に平行な、第1保持面15または第1保持面18を有する。
The holding table 12 can be switched between the first holding table 13 shown in FIG. 1 and the second holding table 14 shown in FIG. 2. That is, the holding
第1保持テーブル13は、本実施形態ではいわゆるチャックテーブルであり、凹部が形成された円盤状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部と、を備える。第1保持テーブル13の吸着部は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成されたポーラス部を有し、保持テーブル装着部11内に形成された図示しない真空吸引路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。第1保持テーブル13の吸着部の上面は、水平面に平行に形成されており、第1加工対象物100が載置されて、真空吸引源から導入される負圧により、載置された第1加工対象物100を吸引保持する第1保持面15である。第1保持面15は、本実施形態では、第1加工対象物100が表面101を上方に向けて載置され、載置された第1加工対象物100を裏面104側から粘着テープ105を介して吸引保持する。第1保持面15と第1保持テーブル13の枠体の上面とは、同一平面上に配置されている。
The first holding table 13 is a so-called chuck table in this embodiment, and includes a disc-shaped frame body in which a recess is formed, and a disc-shaped suction part fitted into the recess. The suction part of the first holding table 13 has a porous part made of porous ceramic or the like having a large number of porous holes, and is connected to the suction part (not shown) through a vacuum suction path (not shown) formed in the holding
第2保持テーブル14は、図2に示すように、テーブル本体16と、立設板17と、を備える。テーブル本体16は、保持テーブル装着部11内に形成された図示しない真空吸引路を上方から覆って塞ぐ。テーブル本体16の上面は、水平面に平行に形成された第1保持面18である。立設板17は、テーブル本体16の第1保持面18の外周部からZ方向に沿って立設する。立設板17において、第1保持面18と直交してZ方向に延在して形成され、テーブル本体16の回転中心に向けられた平面は、第2加工対象物200を保持する第2保持面19である。
The second holding table 14 includes a table
図3は、図2の第2保持テーブル14の立設板17を示す側面図である。第2保持テーブル14の立設板17は、図3に示すように、第2保持面19側に、第2加工対象物200を固定する固定部51を有する。固定部51は、本実施形態では、第2保持面19にねじ止めされて、第2保持面19に位置付けられた第2加工対象物200の外周部の複数箇所を第2保持面19との間で厚み方向に挟持することで、第2加工対象物200を第2保持面19に対して固定するものであるが、本発明ではこれに限定されない。
FIG. 3 is a side view showing the
立設板17は、図3に示すように、第2保持面19側に、加工水供給口52と、加工水排出口53と、が形成されている。加工水供給口52は、第2保持面19の中央付近に形成され、不図示の加工水供給源と接続されている。加工水供給口52は、加工水供給源から供給される加工水を、第2保持面19側の第2加工領域に供給する。ここで、第2加工領域は、第2加工対象物200において第2加工工具57の環状砥石64(図5,6参照)により加工されている領域のことを指し、第2加工工具57の環状砥石64のY方向の先端の先端面67(図5,6参照)と第2加工対象物200とが接触している環状の領域である。加工水供給口52は、図6に示すように、環状の第2加工領域の径方向内側から加工水を供給することにより、第2保持面19と第2加工工具57の環状砥石64の先端面67との間に加工水が溜まった状態で、第2加工工具57で第2加工対象物200を加工できる。加工水供給口52から供給する加工水は、本実施形態では、例えば純水である。
As shown in FIG. 3, the standing
加工水排出口53は、加工水供給口52を取り囲むように複数(図6に示す例では3箇所)形成されている。加工水排出口53は、加工水供給口52から供給された加工水を、第2加工工具57の環状砥石64で第2保持面19に保持された第2加工対象物200を加工した際に発生した加工屑とともに排出する。加工水排出口53は、不図示の吸引源と接続されていてもよく、この場合、加工水や加工屑をより効率よく排出することが出来る。
A plurality of machining water discharge ports 53 (three locations in the example shown in FIG. 6) are formed so as to surround the machining
加工ユニット20は、図1及び図2に示すように、スピンドル21と、スピンドルハウジング22と、マウント23と、加工工具24と、加工工具カバー25と、を備える。スピンドル21は、Y方向と平行な軸心回りに回転可能に設けられており、スピンドル21の基端部に連結された不図示のモータにより軸心回りに回転する。スピンドルハウジング22は、スピンドル21の先端を露出させ、かつ、先端を除く部分を収容することで、スピンドル21が挿通されている。スピンドルハウジング22は、スピンドル21を軸心回りに回転可能に支持する。スピンドル21は、先端にマウント23が固定され、マウント23に加工工具24が装着される。スピンドル21は、このようにして、先端にマウント23を介して加工工具24が装着される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図4及び図5は、それぞれ、図1及び図2の加工ユニット20を説明する分解斜視図である。マウント23は、図1及び図4に示す第1マウント54と、図2及び図5に示す第2マウント55と、を切り替え可能である。すなわち、スピンドル21は、図1及び図4に示すように先端に第1マウント54が固定された状態と、図2及び図5に示すように先端に第2マウント55が固定された状態との間で切り替え可能である。
4 and 5 are exploded perspective views illustrating the
また、加工工具24は、図1及び図4に示す第1加工工具56と、図2及び図5に示す第2加工工具57と、を切り替え可能である。第1加工工具56は、第1マウント54を介してスピンドル21の先端に取り付けられる。第2加工工具57は、第2マウント55を介してスピンドル21の先端に取り付けられる。すなわち、スピンドル21は、図1及び図4に示すように先端に第1マウント54を介して第1加工工具56が装着された状態と、図2及び図5に示すように先端に第2マウント55を介して第2加工工具57が装着された状態との間で切り替え可能である。
Furthermore, the processing tool 24 can be switched between a first processing tool 56 shown in FIGS. 1 and 4 and a
また、加工工具カバー25は、図1及び図4に示す第1加工工具カバー58と、図2及び図5に示す第2加工工具カバー59と、を切り替え可能である。第1加工工具カバー58は、スピンドル21の先端に第1マウント54を介して第1加工工具56が装着された際に装着される。第2加工工具カバー59は、スピンドル21の先端に第2マウント55を介して第2加工工具57が装着された際に装着される。
Further, the machining tool cover 25 can be switched between a first machining tool cover 58 shown in FIGS. 1 and 4 and a second machining tool cover 59 shown in FIGS. 2 and 5. The first machining tool cover 58 is attached when the first machining tool 56 is attached to the tip of the
本実施形態では、保持テーブルユニット10において、保持テーブル装着部11に第1保持テーブル13が装着され、第1保持テーブル13の第1保持面15に第1加工対象物100が保持される場合、加工ユニット20においてスピンドル21及びスピンドルハウジング22に装着されるマウント23、加工工具24及び加工工具カバー25はそれぞれ第1マウント54、第1加工工具56及び第1加工工具カバー58である。また、保持テーブルユニット10において、保持テーブル装着部11に第2保持テーブル14が装着され、第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持される場合、加工ユニット20においてスピンドル21及びスピンドルハウジング22に装着されるマウント23、加工工具24及び加工工具カバー25はそれぞれ第2マウント55、第2加工工具57及び第2加工工具カバー59である。
In this embodiment, in the holding
第1加工工具56は、切削ブレードである。第1加工工具56は、本実施形態では所謂ハブブレードであり、図4に示すように、中央に装着穴63が形成された円盤状の円形基台61と、円形基台61の外縁に形成され、円形基台61の外縁から突出する環状の切り刃部62とを含む。第1加工工具56は、装着穴63で第1マウント54を介してスピンドル21の先端に装着され、回転軸となるスピンドル21により回転されることで第1加工対象物100を切削加工する。円形基台61は、例えば、アルミニウム合金などの金属から構成される。切り刃部62は、例えば、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材(結合材)とからなり所定厚みに形成されている。
The first processing tool 56 is a cutting blade. The first processing tool 56 is a so-called hub blade in this embodiment, and as shown in FIG. and includes an annular
第1マウント54は、図4に示すように、固定フランジ71と、ナット72と、ネジ73と、を含む。固定フランジ71は、前後方向(図4に示すY方向)に伸長する円柱状のボス部81と、ボス部81の後方側からボス部81の径方向外向きに突出して一体的に形成された円板状のフランジ部82と、フランジ部82のさらに後方側に突出して一体的に形成された円筒部83と、を備える。固定フランジ71は、ボス部81と、フランジ部82と、円筒部83とが、それぞれの中心軸が互いに重なり、この中心軸がY方向に沿って配されている。
The first mount 54 includes a fixing
固定フランジ71は、ボス部81、フランジ部82及び円筒部83にわたって、内側にスピンドル21の先端の外周に隙間なく嵌め合わせされる装着穴84が形成されている。固定フランジ71は、ネジ73を装着穴84に挿入して、スピンドル21の先端に形成されたネジ穴27に螺合して締め付けることにより、スピンドル21の先端に固定される。
The fixed
第1加工工具56は、固定フランジ71のボス部81が後方から円形基台61の装着穴63に挿入され、ナット72の中央に形成された装着穴の内周に形成されたネジ溝が、第1加工工具56が装着されたボス部81の外周面85の先端に形成されたネジ溝に螺合されて締め付けられることで、固定フランジ71のフランジ部82とナット72との間で軸心方向に沿って挟持されて、スピンドル21の先端に固定される。
In the first processing tool 56, the
第1加工工具カバー58は、図1に示すように、スピンドルハウジング22の先端側に装着され、スピンドル21の先端に装着された第1加工工具56の上方、前方及び後方を覆う。第1加工工具カバー58は、内部に複数の水路が形成されており、複数の水路には不図示の加工水供給源が接続されている。第1加工工具カバー58は、加工水供給源から供給される加工水を、第1加工領域に供給する。ここで、第1加工領域は、第1加工対象物100において第1加工工具56により加工されている領域のことを指し、第1加工工具56と第1加工対象物100とが接触している領域である。加工水供給源が供給する加工水は、上記と同様に、例えば純水である。
As shown in FIG. 1, the first machining tool cover 58 is attached to the tip side of the
第2加工工具57は、少なくともY方向の先端に砥粒を含む砥粒層を有する砥石である。第2加工工具57は、本実施形態では、くりぬき加工用の工具であり、図5に示すように、砥粒層が環状に形成された環状砥石64と、環状砥石64の基端側を支持する環状のプレート65とを含む。プレート65の外周部分には、装着孔66が形成されている。第2加工工具57は、装着孔66で第2マウント55を介してスピンドル21の先端に装着されると、環状砥石64の中心軸がスピンドル21の軸芯と一致するように、プレート65上に位置付けられている。第2加工工具57は、スピンドル21の先端に装着され、回転軸となるスピンドル21により回転されることで、第2加工対象物200をくりぬき加工や穴開け加工する。環状砥石64は、例えば、ダイヤモンドやCBN等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材(結合材)とからなり所定厚みの環状に形成されている。プレート65は、例えば、アルミニウム合金などの金属から構成される。なお、第2加工工具57は、本発明ではこれに限定されず、砥粒層が先端に丸みを帯びた円柱状やドリル形状に形成された柱状砥石やドリル状砥石を含む穴開け加工用の工具であってもよい。
The
第2マウント55は、図5に示すように、固定フランジ75と、ネジ76と、を含む。固定フランジ75は、円板状のフランジ部86と、フランジ部86の後方側に突出して一体的に形成された円筒部(図5では、フランジ部86の後方に隠れている)と、を備える。固定フランジ75は、フランジ部86と、フランジ部86の後方側の円筒部とが、それぞれの中心軸が互いに重なり、この中心軸がY方向に沿って配されている。
The second mount 55 includes a fixing
固定フランジ75は、フランジ部86及びフランジ部86の後方側の円筒部にわたって、内側にスピンドル21の先端の外周に隙間なく嵌め合わせされる装着穴88が形成されている。固定フランジ75は、ネジ76を装着穴88に挿入して、スピンドル21の先端に形成されたネジ穴27に螺合して締め付けることにより、スピンドル21の先端に固定される。
The fixed
第2加工工具57は、プレート65の後方側に形成された凹部または貫通孔が、固定フランジ75のフランジ部86の前方側に形成された凸部87に嵌め合わせされることで、環状砥石64の中心軸が固定フランジ75を介してスピンドル21の軸芯と一致するように位置決めされる。第2加工工具57は、複数のネジが各装着孔66に挿入され、固定フランジ75のフランジ部86の外周部分の各装着孔66と互いに対応する位置に形成された各装着孔89の内周に形成されたネジ溝に螺合されて締め付けられることで、固定フランジ75に固定されることにより、固定フランジ75を介してスピンドル21の先端に固定される。なお、装着孔66及び装着孔89は、図5ではそれぞれ2つしか図示していないが、3つ以上あってもよい。
The
図6は、図2の加工ユニット20を説明する側面図である。第2加工工具カバー59は、スピンドルハウジング22の先端側に装着され、図6に示すように、スピンドル21の先端に装着された第2加工工具57の上方、前方及び後方を覆う。第2加工工具カバー59は、内部に複数の加工水供給路が形成されており、複数の加工水供給路の上方の一方の端部には不図示の加工水供給源が接続されており、複数の加工水供給路の他方の端部は加工水供給源から供給される加工水を環状の第2加工領域の径方向外側から加工水を供給する加工水供給穴91となっている。加工水供給穴91は、第2加工工具57の上方、前方及び後方を囲うように円周方向に沿って複数配列されて形成されている。加工水供給源が供給する加工水は、上記と同様に、例えば純水である。また、本実施形態では、第2加工工具57は、環状砥石64の内周側、例えば環状砥石64の軸心付近に、環状の第2加工領域の径方向内側から加工水を供給する加工水供給穴92が形成されていてもよい。
FIG. 6 is a side view illustrating the
加工送りユニット31は、保持テーブル12をX方向に沿って加工送りすることで、加工ユニット20と保持テーブル12とを相対的にX方向に沿って移動させる。割り出し送りユニット32は、加工ユニット20をY方向に沿って割り出し送りすることで、加工ユニット20と保持テーブル12とを相対的にY方向に沿って移動させる。昇降ユニット33は、加工ユニット20をZ方向に沿って昇降することで、加工ユニット20と保持テーブル12とを相対的にZ方向に沿って移動させる。加工送りユニット31、割り出し送りユニット32及び昇降ユニット33は、保持テーブル12と加工ユニット20との間のX方向、Y方向及びZ方向の相対的な位置関係の情報を検出し、検出した相対的な位置関係の情報を制御ユニット40に出力する。
The
制御ユニット40は、加工装置1の各構成要素の動作を制御して、第1加工工具56での第1保持テーブル13の第1保持面15に保持した第1加工対象物100を分割する加工処理や、第2加工工具57での第2保持テーブル14の第2保持面19に保持した第2加工対象物200をくりぬき加工や穴開け加工などの加工処理を、加工装置1に実施させる。制御ユニット40は、本実施形態では、いずれも、コンピュータシステムを含む。制御ユニット40が含むコンピュータシステムは、いずれも、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット40の演算処理装置は、それぞれ、制御ユニット40の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、加工装置1を制御するための制御信号を、制御ユニット40の入出力インターフェース装置を介して加工装置1の各構成要素に出力する。
The control unit 40 controls the operation of each component of the
実施形態に係る加工装置1の動作処理の一例を説明する。実施形態に係る加工装置1は、第1加工対象物100を加工する場合、図1に示すように、まず、保持テーブルユニット10において、保持テーブル装着部11に第1保持テーブル13が装着され、第1保持テーブル13の第1保持面15に第1加工対象物100が保持され、加工ユニット20においてスピンドル21に第1マウント54を介して第1加工工具56が装着され、スピンドルハウジング22に第1加工工具カバー58が装着される。
An example of the operation process of the
加工装置1は、このように第1加工対象物100を加工するために第1保持テーブル13の第1保持面15に第1加工対象物100が保持される際は、次に、割り出し送りユニット32により加工ユニット20と第1保持テーブル13とを相対的にY方向に移動させて、第1加工工具56の切り刃部62を第1加工対象物100の分割予定ライン102に合わせる。加工装置1は、そして、スピンドル21により回転動作が加えられた第1加工工具56を、昇降ユニット33によりZ方向に下降させて第1保持テーブル13に保持された第1加工対象物100に接触させ、所定の深さに切り込ませた位置に合わせた後、加工送りユニット31により加工ユニット20と第1保持テーブル13とを相対的に第1加工対象物100の分割予定ライン102に沿ってX方向に移動させることで、第1加工対象物100を分割予定ライン102に沿って切削加工して、第1加工対象物100を分割する、もしくは分割可能にする加工溝を形成する。このように、加工装置1は、本実施形態では、加工送りユニット31により加工ユニット20と第1保持テーブル13とを相対的にX方向に移動させるか、もしくは割り出し送りユニット32により加工ユニット20と第1保持テーブル13とを相対的にY方向に移動させることで、第1加工工具56で第1加工対象物100を切削加工する。
When the
一方、加工装置1は、第2加工対象物200を加工する場合、図2に示すように、まず、保持テーブルユニット10において、保持テーブル装着部11に第2保持テーブル14が装着され、第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持され、加工ユニット20においてスピンドル21に第2マウント55を介して第2加工工具57が装着され、スピンドルハウジング22に第2加工工具カバー59が装着される。
On the other hand, when processing the
加工装置1は、このように第2加工対象物200を加工するために第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持される際は、次に、保持テーブルユニット10の回転駆動源により第2保持テーブル14をZ方向に延びる軸心回りに回転させることにより立設板17を第1保持面18の周方向に沿って回転移動させて、第2保持テーブル14の第2保持面19及び第2保持面19に保持された第2加工対象物200の被加工面(表面201)と第2加工工具57の先端面67とを互いに平行にしてY方向に対向させるとともに、加工送りユニット31及び昇降ユニット33により、加工ユニット20と第2保持テーブル14とを相対的にX方向及びZ方向に移動させて、第2加工対象物200に対する第2加工工具57の環状砥石64の先端面67のXZ面内方向の位置を所望の位置に合わせる。加工装置1は、そして、スピンドル21により回転動作が加えられた第2加工工具57を、割り出し送りユニット32によりY方向に移動させて、第2保持テーブル14に保持された第2加工対象物200の表面201に接触させ、適宜Y方向に押し引きしながら、所定の深さまでY方向に沿って押圧することで、第2加工対象物200を先端面67の形状に沿ってくりぬき加工し、第2加工対象物200の表面201に環状の加工溝210(図3参照)を形成する。
When the
加工装置1は、第2加工工具57で第2加工対象物200をくりぬき加工する際、加工水供給口52により、第2保持面19側及び環状の第2加工領域の径方向内側から加工水を供給するとともに、第2加工工具カバー59の加工水供給穴91から、第2加工工具57側及び環状の第2加工領域の径方向外側から加工水を供給する。また、第2加工工具57の加工水供給穴92から、第2加工工具57側及び環状の第2加工領域の径方向内側から加工水を供給してもよい。加工装置1は、このように加工水を供給することにより、第2加工工具57の環状砥石64の先端面67と第2加工対象物200との間に加工水が十分に満たされた状態で、第2加工工具57で第2加工対象物200を好適に加工できる。
When hollowing out the
加工装置1は、本実施形態では、例えば、先端面67が所望の加工溝210の内径と同じ内径の内周縁68(図5参照)を有する環状砥石64での第1くりぬき加工と、先端面67が所望の加工溝210の外径と同じ外径の外周縁69(図5参照)を有する環状砥石64での第2くりぬき加工と、を実施することで、所望の形状の加工溝210を形成する。また、加工装置1は、所望の加工溝210の幅が広い場合には、第1くりぬき加工で形成した加工溝210と第2くりぬき加工で形成した加工溝210との間に形成された凸部を除去する第3くり抜き加工をさらに実施してもよい。なお、加工装置1は、本発明ではこれに限定されず、先端面67が、所望の加工溝210の内径と同じ内径の内周縁68及び所望の加工溝210の外径と同じ外径の外周縁69とを有する環状砥石64でのくりぬき加工を実施することのみで所望の形状の加工溝210を形成してもよい。
In the present embodiment, the
以上のような構成を有する実施形態に係る加工装置1は、第1加工対象物100(ウエーハ)の加工専用であった加工装置を、XY平面に平行な第1保持面15で第1加工対象物100を保持する第1保持テーブル13と、Z方向に沿って立設する第2保持面19で第2加工対象物200(ワーク)を保持する第2保持テーブル14と、を切り替え可能に構成することで、第1加工対象物100の被加工面(表面101)とスピンドル21の軸芯方向とが平行な状態から、第2加工対象物200の被加工面(表面201)とスピンドル21の軸芯方向とが交差(直交)する状態へ切り替え可能としたものである。これにより、実施形態に係る加工装置1は、さらにスピンドル21に装着する加工工具24を第1加工工具56と第2加工工具57との間で切り替えることにより、第1加工工具56による第1加工対象物100の加工と、第2加工工具57による第2加工対象物200の加工と、を1台の装置、1本のスピンドル21で切り替え可能に実施できるという作用効果を奏する。
The
実施形態に係る加工装置1は、第1加工対象物100の加工専用であった加工装置をくりぬき加工や穴開け加工への有効活用を可能にするという作用効果を奏する。
The
実施形態に係る加工装置1は、第1保持テーブル13に第1加工対象物100が保持される場合、第1加工工具56は切削ブレードであるので、第1加工工具56により第1加工対象物100を切削加工できる。また、実施形態に係る加工装置1は、第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持される場合、第2加工工具57は少なくともY方向の先端に砥粒を含む砥粒層を有する砥石であるので、第2加工工具57により第2加工対象物200をくりぬき加工や穴開け加工できる。
In the
〔変形例1〕
本発明の変形例1に係る加工装置1を図面に基づいて説明する。図7は、変形例1に係る加工装置1の動作処理を説明する上面図である。図7は、実施形態と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Modification 1]
A
変形例1に係る加工装置1は、上記した実施形態において、第2加工対象物200を加工するために第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持される場合に、第1保持面18をZ方向に延びる軸心を基準に周方向(図7に示すθ方向)に回転させて、第2加工工具57の先端面67を第2加工対象物200に対して傾けて接触させる事で、第2加工工具57の先端面67を第2加工対象物200に部分的に接触させて加工屑を排出させながら加工するように変更したものである。変形例1に係る加工装置1は、そのほかの構成については、上記した実施形態と同様である。
In the above-described embodiment, the
変形例1に係る加工装置1は、具体的には、上記した実施形態において、図7に示すように、保持テーブルユニット10の回転駆動源により第2保持テーブル14をZ方向に延びる軸心回りに回転させることにより立設板17を第1保持面18の周方向に沿って回転移動させて、第2保持面19及び第2加工対象物200の被加工面(表面201)と第2加工工具57の先端面67とを互いに角度θだけ傾斜させた状態とするように変更する。これにより、変形例1に係る加工装置1は、スピンドル21により回転動作が加えられた第2加工工具57の先端面67を、割り出し送りユニット32によりY方向に移動させて、第2保持テーブル14に保持された第2加工対象物200の表面201に対して角度θだけ傾けて接触させる事で、第2加工工具57の先端面67を第2加工対象物200に部分的に接触させて、先端面67と第2加工対象物200の表面201との間に生じた隙間から加工屑を好適に排出させながら加工できる。
Specifically, in the above-described embodiment, the
ここで、角度θは、0.01°以上0.12°以下である。変形例1に係る加工装置1は、角度θを0.01°以上とすることで、後述する角度θの傾斜による作用効果が発生することが確認できる一方で、角度θを0.12°より大きくしてしまうと第2加工工具57で第2加工対象物200の表面201に形成した環状の加工溝210の溝幅が大きくなる等の形状の精度が低下してしまう恐れが生じる。
Here, the angle θ is 0.01° or more and 0.12° or less. In the
このような変形例1に係る加工装置1は、上記した実施形態において、さらに、第2加工工具57の先端面67を第2保持テーブル14に保持された第2加工対象物200の表面201に対して角度θだけ傾けて接触させることにより、第2加工工具57の先端面67を第2加工対象物200に部分的に接触させて加工屑を好適に排出させながら加工できるという作用効果を奏するものとなる。
In the above-described embodiment, the
〔変形例2〕
本発明の変形例2に係る加工装置1を図面に基づいて説明する。図8は、変形例2に係る加工装置1を説明する上面図である。図8は、実施形態と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
[Modification 2]
A
変形例2に係る加工装置1は、上記した実施形態において、第2加工工具57の環状砥石64の先端面67を、少なくとも一箇所以上の凹部または凸部のいずれかが形成された先端面67-2に変更したものである。そして、変形例2に係る加工装置1は、第2加工対象物200を加工するために第2保持テーブル14の第2保持面19に第2加工対象物200が保持される場合に、第2加工工具57の先端面67-2の凸部を第2加工対象物200に接触させて、先端面67-2の凹部と第2加工対象物200との隙間から加工屑を排出させながら加工するように変更したものである。変形例2に係る加工装置1は、そのほかの構成については、上記した実施形態と同様である。
In the above-described embodiment, the
このような変形例2に係る加工装置1は、上記した実施形態において、第2加工工具57の環状砥石64の先端面67を、少なくとも一箇所以上の凹部または凸部のいずれかが形成された先端面67-2に変更することにより、第2加工工具57の環状砥石64の先端面67-2を第2加工対象物200の表面201に凸部を部分的に接触させて、凹部によって生じた隙間から加工屑を好適に排出させながら加工できるという作用効果を奏するものとなる。
In the above-described embodiment, the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
1 加工装置
12 保持テーブル
13 第1保持テーブル
14 第2保持テーブル
15,18 第1保持面
19 第2保持面
20 加工ユニット
21 スピンドル
23 マウント
24 加工工具
31 加工送りユニット
32 割り出し送りユニット
54 第1マウント
55 第2マウント
56 第1加工工具
57 第2加工工具
64 環状砥石
67,67-2 先端面
100 第1加工対象物
200 第2加工対象物(本発明に係るワークに相当)
1 processing device 12 holding table 13 first holding table 14 second holding table 15, 18 first holding
Claims (5)
回転するスピンドルと、該スピンドルの先端に固定されたマウントと、該マウントに装着される加工工具と、を有する加工ユニットと、
該加工ユニットをY方向に割り出し送りする割り出し送りユニットと、
該加工ユニットと、該保持テーブルと、を相対的にX方向に移動させる加工送りユニットと、
を備える加工装置であって、
該保持テーブルは、
該第1保持面を有する第1保持テーブルと、
該第1保持面と、該第1保持面と直交するZ方向に延在する第2保持面と、を有する第2保持テーブルと、を切り替え可能であり、
該第1保持テーブルに加工対象物が保持される際は、該加工工具をZ方向に下降させて該加工対象物に接触させ、該保持テーブルと、該加工ユニットとを、X方向と、Y方向と、の少なくともいずれかに移動させることで加工し、
該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される際は、該加工工具をY方向に移動させて該加工対象物に接触させ加工する
事を特徴とする加工装置。 a holding table having a first holding surface parallel to the X direction and the Y direction perpendicular to the X direction;
A processing unit having a rotating spindle, a mount fixed to the tip of the spindle, and a processing tool attached to the mount;
an indexing feed unit that indexes and feeds the processing unit in the Y direction;
a processing feed unit that relatively moves the processing unit and the holding table in the X direction;
A processing device comprising:
The holding table is
a first holding table having the first holding surface;
a second holding table having the first holding surface and a second holding surface extending in the Z direction orthogonal to the first holding surface;
When the workpiece is held on the first holding table, the processing tool is lowered in the Z direction and brought into contact with the workpiece, and the holding table and the processing unit are moved in the X direction and the Y direction. processing by moving in at least one of the directions,
A processing device characterized in that when a workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the processing tool is moved in the Y direction to contact the workpiece and perform processing.
該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される場合、該第1保持面をZ方向に延びる軸心を基準にθ方向に回転させて、該加工工具をワークに対して傾けて接触させる事で、該加工工具を該ワークに部分的に接触させて加工屑を排出させながら加工する事を特徴とする請求項3に記載の加工装置。 The whetstone is an annular whetstone formed in an annular shape,
When a workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, the first holding surface is rotated in the θ direction with respect to the axis extending in the Z direction, and the processing tool is moved against the workpiece. 4. The processing apparatus according to claim 3, wherein the processing tool is brought into partial contact with the workpiece by tilting the workpiece and machining the workpiece while discharging processing waste.
該第2保持テーブルの該第2保持面に加工対象物が保持される場合、該砥石の先端面には少なくとも一箇所以上の凹部または凸部のいずれかが形成され、該加工工具の該凸部をワークに接触させて、該凹部と該ワークとの隙間から加工屑を排出させながら加工する事を特徴とする請求項3に記載の加工装置。 The whetstone is an annular whetstone formed in an annular shape,
When a workpiece is held on the second holding surface of the second holding table, at least one concave or convex portion is formed on the tip surface of the grindstone, and the convex portion of the processing tool 4. The processing apparatus according to claim 3, wherein processing is performed while bringing the part into contact with the workpiece and discharging processing waste from a gap between the recessed part and the workpiece.
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