JP2024086023A - Grinding wheel and grinding method - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性を低下することなくドレッシングを実施可能な研削ホイールを提供する。
【解決手段】被加工物を研削する研削ホイールであって、円環状のホイール基台と、ホイール基台の一面に環状に配列された複数の研削砥石と、を有し、研削砥石は、ホイール基台に装着される装着面を有するベース部と、被加工物に接触する研削面を有し、ベース部よりも摩耗されやすい摩耗促進部と、を有する。
【選択図】図3
A grinding wheel capable of being dressed without reducing productivity is provided.
[Solution] A grinding wheel for grinding a workpiece, comprising a circular wheel base and a plurality of grinding wheels arranged in a ring shape on one surface of the wheel base, wherein the grinding wheels have a base portion having a mounting surface for mounting to the wheel base, and a wear-promoting portion having a grinding surface that contacts the workpiece and is more susceptible to wear than the base portion.
[Selected figure] Figure 3
Description
本発明は、被加工物の研削に用いられる研削ホイール及び研削方法に関する。 The present invention relates to a grinding wheel and a grinding method used to grind a workpiece.
IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等のデバイスが形成された半導体ウェーハに代表される板状の被加工物を分割予定ライン(ストリート)に沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ含む複数のデバイスチップが得られる。このデバイスチップは、パーソナルコンピュータや携帯電話に代表される様々な電子機器に内蔵される。近年、電子機器の小型化、薄型化に伴い、デバイスチップにも小型化、薄型化が求められている。そこで、被加工物を研削砥石で研削することによって薄くする手法が用いられている。 A plate-shaped workpiece, such as a semiconductor wafer on which devices such as ICs (Integrated Circuits) and LSIs (Large Scale Integration) are formed, is divided along planned division lines (streets) to obtain multiple device chips, each of which contains a device. These device chips are built into various electronic devices, such as personal computers and mobile phones. In recent years, as electronic devices have become smaller and thinner, there has been a demand for device chips to be smaller and thinner as well. Therefore, a method is used in which the workpiece is thinned by grinding it with a grinding wheel.
被加工物の研削には、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルによって保持された被加工物を研削する研削ユニットと、を備える研削装置が用いられる。研削装置の研削ユニットは、回転軸となるスピンドルの先端部に固定されたホイールマウントを備えており、ホイールマウントには、被加工物を研削するための研削砥石を備えた研削ホイールが装着される(例えば、特許文献1参照)。この研削ホイールを回転させながら研削砥石の研削加工面を被加工物と接触させることにより、被加工物が研削される。 To grind the workpiece, a grinding device is used that includes a chuck table that holds the workpiece and a grinding unit that grinds the workpiece held by the chuck table. The grinding unit of the grinding device includes a wheel mount that is fixed to the tip of a spindle that serves as a rotation axis, and a grinding wheel equipped with a grinding stone for grinding the workpiece is attached to the wheel mount (see, for example, Patent Document 1). The grinding wheel is rotated while the grinding surface of the grinding stone is brought into contact with the workpiece, thereby grinding the workpiece.
このような研削ホイールが研削装置に装着された後には、研削ホイールのドレッシングが実施される。研削ホイールのドレッシングは、研削面の目立て及び研削面のツルーイングのために実施される必須の作業であるが、このドレッシングが実施される際には、研削装置での加工が停止されるので、生産性の低下に繋がる。そのため、研削ホイールのドレッシングを、生産性を低下することなく実施できる手法の確立が望まれていた。 After such a grinding wheel is mounted on the grinding device, the grinding wheel is dressed. Dressing the grinding wheel is an essential task performed to sharpen and true the grinding surface, but when this dressing is performed, processing by the grinding device is stopped, which leads to a decrease in productivity. Therefore, there has been a need to establish a method for dressing the grinding wheel without decreasing productivity.
よって、本発明の目的は、生産性を低下することなくドレッシングを実施可能な研削ホイール及び研削方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to provide a grinding wheel and a grinding method that can perform dressing without reducing productivity.
本発明の一側面によれば、被加工物を研削する研削ホイールであって、円環状のホイール基台と、該ホイール基台の一面に環状に配列された複数の研削砥石と、を有し、該研削砥石は、該ホイール基台に装着される装着面を有するベース部と、該被加工物に接触する研削面を有し、該ベース部よりも摩耗されやすい摩耗促進部と、を有する研削ホイールが提供される。 According to one aspect of the present invention, a grinding wheel for grinding a workpiece is provided, the grinding wheel having an annular wheel base and a plurality of grinding wheels arranged in a ring shape on one surface of the wheel base, the grinding wheels having a base portion having a mounting surface that is mounted on the wheel base, and a wear-promoting portion having a grinding surface that contacts the workpiece and is more susceptible to wear than the base portion.
好ましくは、該摩耗促進部の脆性は、該ベース部の脆性よりも大きい。また、好ましくは、該摩耗促進部のビッカース硬さは、該ベース部のビッカース硬さよりも小さい。 Preferably, the brittleness of the wear accelerating portion is greater than the brittleness of the base portion. Also, preferably, the Vickers hardness of the wear accelerating portion is less than the Vickers hardness of the base portion.
また、好ましくは、該摩耗促進層部は、該ベース部と同じ材質で構成され、該摩耗促進部の該研削面側には、複数の溝が形成されている。また、好ましくは、該摩耗促進部は、該ベース部と同じ材質で構成され、該研削面に向かうほど体積が小さくなる形状を有する。 Also, preferably, the wear promotion layer portion is made of the same material as the base portion, and a plurality of grooves are formed on the grinding surface side of the wear promotion portion. Also, preferably, the wear promotion portion is made of the same material as the base portion, and has a shape in which the volume decreases toward the grinding surface.
また、好ましくは、該摩耗促進部の気孔率は、該ベース部の気孔率よりも高い。 Also, preferably, the porosity of the wear-promoting portion is higher than the porosity of the base portion.
また、好ましくは、該摩耗促進部の該研削面から該ベース部に向かう方向の厚さが5μm以上15μm以下である。 Also, preferably, the thickness of the wear-promoting portion in the direction from the grinding surface toward the base portion is 5 μm or more and 15 μm or less.
本発明の別の一側面によれば、被加工物を研削する研削方法であって、円環状のホイール基台と、該ホイール基台の一面に環状に配列された複数の研削砥石と、を有し、該研削砥石は、該ホイール基台に装着される装着面を有するベース部と、該被加工物に接触する研削面を有し、該ベース部よりも摩耗されやすい摩耗促進部と、を有する研削ホイールを用いて、該被加工物の表面を該摩耗促進部で研削し、該摩耗促進部が無くなった後に該ベース部で該被加工物を研削する研削方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a grinding method for grinding a workpiece, comprising: a circular wheel base; and a plurality of grinding wheels arranged in a ring shape on one surface of the wheel base. The grinding wheels have a base portion having a mounting surface attached to the wheel base; and a grinding surface that contacts the workpiece and a wear-promoting portion that is more susceptible to wear than the base portion. The grinding method uses a grinding wheel having a base portion having a mounting surface attached to the wheel base and a wear-promoting portion that is more susceptible to wear than the base portion, and grinds the surface of the workpiece with the wear-promoting portion, and then grinds the workpiece with the base portion after the wear-promoting portion is gone.
本発明の一側面に係る研削ホイールは、ベース部と、ベース部に比べて摩耗されやすい摩耗促進部と、を有し、被加工物の研削の始めの段階で摩耗促進部が被加工物に接触するように構成されているので、研削ホイールによって被加工物の研削が開始されると、摩耗促進部が適切に摩耗し、被加工物の研削とともに研削ホイールがドレッシングされる。このように、本発明の一側面によれば、生産性を低下することなくドレッシングを実施可能な研削ホイールが提供される。 A grinding wheel according to one aspect of the present invention has a base portion and a wear-promoting portion that is more susceptible to wear than the base portion, and is configured so that the wear-promoting portion comes into contact with the workpiece at the beginning of grinding the workpiece. Therefore, when grinding of the workpiece begins with the grinding wheel, the wear-promoting portion wears appropriately, and the grinding wheel is dressed as the workpiece is ground. Thus, according to one aspect of the present invention, a grinding wheel is provided that can be dressed without reducing productivity.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の一側面に係る研削ホイールの実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る研削装置の構成例について説明する。図1は、被加工物11を研削する研削装置2を示す斜視図である。なお、図1において、X軸方向(第1水平方向、研削装置2の左右方向)とY軸方向(第2水平方向、研削装置2の前後方向)とは、互いに垂直な方向である。また、Z軸方向(加工送り方向、研削装置2の高さ方向、鉛直方向、上下方向)は、X軸方向及びY軸方向と垂直な方向である。
Below, an embodiment of a grinding wheel according to one aspect of the present invention will be described with reference to the attached drawings. First, an example of the configuration of a grinding device according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a
研削装置2は、研削装置2を構成する各構成要素を支持又は収容する基台4を備える。基台4の前端部の上面側には、開口4aが設けられており、開口4aの内側には、被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構)6が設けられている。例えば、搬送ユニット6として、被加工物11を保持可能なロボットハンド(エンドエフェクタ)が装着された搬送ロボットが用いられる。
The
搬送ユニット6の両側には、カセット設置領域8A,8Bが設けられている。カセット設置領域8A,8B上には、それぞれ、複数の被加工物11を収容可能なカセット10A,10Bが配置される。カセット10A,10Bは、それぞれ、研削装置2によって加工される予定の被加工物11(加工前の被加工物11)及び研削装置2によって加工された被加工物11(加工後の被加工物11)を収容できる。
例えば、被加工物11は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面(第1面)11a及び裏面(第2面)11bを備える。被加工物11は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート(分割予定ライン)によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、被加工物11の表面11a側のストリートによって区画された各領域には、それぞれ、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)、LED(Light Emitting Diode)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)デバイス等のデバイスが形成されている(不図示)。
For example, the
切削装置、レーザー加工装置等の加工装置を用いて被加工物11をストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、被加工物11の分割前又は分割後に研削装置2で被加工物11を研削して薄化することにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。
By dividing the
ただし、被加工物11の種類、材質、大きさ、形状、構造等に制限はない。例えば、被加工物11は、シリコン以外の半導体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板(ウェーハ)であってもよい。また、被加工物11に形成されるデバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物11にはデバイスが形成されていなくてもよい。
However, there are no restrictions on the type, material, size, shape, structure, etc. of the
さらに、被加工物11は、CSP(Chip Size Package)基板、QFN(Quad Flat Non-leaded package)基板等のパッケージ基板であってもよい。例えば、パッケージ基板は、所定の基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂層(モールド樹脂)で封止することによって形成される。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。
Furthermore, the
開口4aの斜め後方には、位置合わせ機構(アライメント機構)12が設けられている。カセット10A,10Bに収容された被加工物11は、搬送ユニット6によって位置合わせ機構12に搬送される。そして、位置合わせ機構12は、被加工物11を挟み込んで所定の位置に配置する。
An
位置合わせ機構12に隣接する位置には、被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構、ローディングアーム)14が設けられている。例えば、搬送ユニット14は、被加工物11の上面側を吸引保持する吸引パッドを備える。搬送ユニット14は、位置合わせ機構12によって位置合わせが行われた被加工物11を吸引パッドで保持した後、吸引パッドを旋回させて被加工物11を後方に搬送する。
A transport unit (transport mechanism, loading arm) 14 that transports the
搬送ユニット14の後方には、円盤状のターンテーブル16が設けられている。ターンテーブル16には、ターンテーブル16をZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源(不図示)が連結されている。
A disk-shaped
ターンテーブル16上には、被加工物11を保持する複数のチャックテーブル(保持テーブル)18が設けられている。図1には、3個のチャックテーブル18がターンテーブル16の周方向に沿って概ね等間隔(120°間隔)で配置されている例が示されている。ただし、チャックテーブル18の個数に制限はない。
On the
図1に示されるターンテーブル16は、平面視で時計回り及び反時計回りに回転する。これにより、各チャックテーブル18が搬送位置A、粗研削位置(第1研削位置)B、仕上げ研削位置(第2研削位置)Cを経て、再び搬送位置Aに順に位置付けられる。
The
粗研削位置Bの近傍及び仕上げ研削位置Cの近傍には、それぞれ、チャックテーブル18によって保持された被加工物11の厚さを測定する厚さ測定器26が設けられている。例えば、厚さ測定器26は、チャックテーブル18によって保持された被加工物11の上面の高さを測定する第1高さ測定器(第1ハイトゲージ)と、チャックテーブル18の上面の高さを測定する第2高さ測定器(第2ハイトゲージ)と、を備える。
Thickness gauges 26 for measuring the thickness of the
粗研削位置B、仕上げ研削位置Cの後方には、それぞれ、柱状の支持構造28A,28Bが配置されている。そして、支持構造28Aの前面側には、移動ユニット(移動機構)30Aが設けられ、支持構造28Bの前面側には、移動ユニット(移動機構)30Bが設けられている。
移動ユニット30A,30Bは、それぞれ、Z軸方向に沿って配置された一対のガイドレール32を備える。一対のガイドレール32には、平板状の移動プレート34が、ガイドレール32に沿ってスライド可能に装着されている。
Each of the moving
移動プレート34の後面側(裏面側)には、ナット部(不図示)が設けられている。このナット部には、一対のガイドレール32の間にZ軸方向に沿って配置されたボールねじ36が螺合している。また、ボールねじ36の端部には、ボールねじ36を回転させるパルスモータ38が連結されている。パルスモータ38でボールねじ36を回転させると、移動プレート34がZ軸方向に沿って移動する。
A nut portion (not shown) is provided on the rear side (back side) of the moving
移動ユニット30Aの移動プレート34には、被加工物11に粗研削を施す研削ユニット(粗研削ユニット)40Aが装着されている。研削ユニット40Aは、粗研削位置Bに位置付けられたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を研削する。また、移動ユニット30Bの移動プレート34には、被加工物11に仕上げ研削を施す研削ユニット(仕上げ研削ユニット)40Bが装着されている。研削ユニット40Bは、仕上げ研削位置Cに位置付けられたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を研削する。
A grinding unit (rough grinding unit) 40A that performs rough grinding on the
研削ユニット40A,40Bは、それぞれ、中空の円柱状に形成されたハウジング42を備える。ハウジング42は、移動プレート34の前面側(表面側)に固定されている。ハウジング42には、Z軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル44(図5参照)が収容されており、スピンドル44の先端部(下端部)は、ハウジング42から露出している。そして、スピンドル44の基端部(上端部)には、スピンドル44を回転させるモータ46が連結されており、スピンドル44の先端部には、金属等でなる円盤状のホイールマウント48が固定されている。
Each of the grinding
研削ユニット40Aのホイールマウント48の下面側には、粗研削用の研削ホイール(粗研削ホイール)50Aが装着される。一方、研削ユニット40Bのホイールマウント48の下面側には、仕上げ研削用の研削ホイール(仕上げ研削ホイール)50Bが装着される。研削ホイール50A,50Bは、ホイールマウント48に着脱可能で被加工物11を研削する加工工具であり、例えば、締結ボルト等の固定具によってホイールマウント48に固定される。これにより、スピンドル44の先端部に研削ホイール50A,50Bが装着される。研削ホイール50A,50Bの詳細については、後述する。
A grinding wheel (rough grinding wheel) 50A for rough grinding is attached to the underside of the
移動ユニット30Aは、研削ユニット40AをZ軸方向に沿って昇降させることにより、粗研削位置Bに位置付けられているチャックテーブル18と研削ホイール50AとをZ軸方向に沿って互いに接近及び離隔させる。同様に、移動ユニット30Bは、研削ユニット40BをZ軸方向に沿って昇降させることにより、仕上げ研削位置Cに位置付けられているチャックテーブル18と研削ホイール50BとをZ軸方向に沿って互いに接近及び離隔させる。
The moving
図1に示されるように、搬送ユニット14とX軸方向において隣接する位置には、被加工物11を搬送する搬送ユニット(搬送機構、アンローディングアーム)66が設けられている。例えば、搬送ユニット66は、被加工物11の上面側を吸引保持する吸引パッドを備える。搬送ユニット66は、搬送位置Aに配置されたチャックテーブル18によって保持されている被加工物11を吸引パッドで保持した後、吸引パッドを旋回させて被加工物11を前方に搬送する。
As shown in FIG. 1, a transport unit (transport mechanism, unloading arm) 66 that transports the
搬送ユニット66の前方側には、被加工物11を洗浄する洗浄ユニット(洗浄機構、洗浄装置)68が設けられている。洗浄ユニット68は、搬送ユニット66によってチャックテーブル18から搬送された被加工物11を洗浄する。例えば、洗浄ユニット68は、被加工物11を保持して回転するスピンナテーブルと、スピンナテーブルによって保持された被加工物11に洗浄用の液体(純水等)を供給するノズルと、を備える。
A cleaning unit (cleaning mechanism, cleaning device) 68 that cleans the
また、研削装置2は、研削装置2を構成する各構成要素(搬送ユニット6、位置合わせ機構12、搬送ユニット14、ターンテーブル16、チャックテーブル18、厚さ測定器26、移動ユニット30A,30B、研削ユニット40A,40B、搬送ユニット66、洗浄ユニット68等)に接続されたコントローラー(制御ユニット、制御部、制御装置)64を備える。コントローラー64は、研削装置2の各構成要素に制御信号を出力することにより、研削装置2の稼働を制御する。
The grinding
例えば、コントローラー64は、コンピュータによって構成され、研削装置2の稼働に必要な演算を行う演算部と、研削装置2の稼働に用いられる各種の情報(データ、プログラム等)を記憶する記憶部とを含む。演算部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサを含んで構成される。また、記憶部は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを含んで構成される。
For example, the
研削装置2で被加工物11を加工する際には、まず、複数の被加工物11を収容したカセット10A又はカセット10Bが、カセット設置領域8A又はカセット設置領域8B上に設置される。そして、搬送ユニット6によって被加工物11がカセット10A又はカセット10Bから位置合わせ機構12に搬送され、位置合わせ機構12によって被加工物11の位置合わせが行われる。その後、搬送ユニット14によって被加工物11が搬送位置Aに配置されているチャックテーブル18に搬送され、チャックテーブル18によって保持される。
When the
次に、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が粗研削位置Bに位置付けられる。そして、研削ユニット40Aに装着された研削ホイール50Aによって被加工物11が研削される。これにより、被加工物11に粗研削が施される。
Next, the
次に、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が仕上げ研削位置Cに位置付けられる。そして、研削ユニット40Bに装着された研削ホイール50Bによって被加工物11が研削される。これにより、被加工物11に仕上げ研削が施される。
Next, the
被加工物11の研削が完了すると、ターンテーブル16が回転し、被加工物11を保持したチャックテーブル18が再び搬送位置Aに位置付けられる。そして、被加工物11は、搬送ユニット66によってチャックテーブル18上から洗浄ユニット68に搬送され、洗浄ユニット68によって洗浄される。洗浄後の被加工物11は、搬送ユニット6によって搬送され、再びカセット10A又はカセット10Bに収容される。
When grinding of the
次に、研削ホイール50A,50Bについて説明する。なお、以下では、粗研削用の研削ホイール50Aを例にして説明するが、仕上げ研削用の研削ホイール50Bも同様の構成とすることができる。図2は、研削ホイールの第1の例を模式的に示す斜視図であり、図3は、研削ホイールの第1の例を模式的に示す断面図であり、図4は、図3の研削砥石を拡大する図である。
Next, the grinding
図2に示されるように、研削ホイール50Aは、環状のホイール基台52を備える。ホイール基台52は、アルミニウム、ステンレス等の金属でなり、ホイールマウント48と概ね同径に形成される。また、ホイール基台52の下面側には、複数の研削砥石54が固定されている。例えば、研削砥石54は、直方体状に形成され、ホイール基台52の周方向に沿って概ね等間隔で環状に配列される。
As shown in FIG. 2, the
図4に示されるように、研削砥石54は、ホイール基台52に装着される装着面58を有するベース部56と、装着面58とは反対側を向き被加工物11に接触する研削面62を有する摩耗促進部60と、を有する。ベース部56は、例えば、直方体状に形成される。そして、摩耗促進部60は、ベース部56よりも摩耗されやすい構成とされる。
As shown in FIG. 4, the grinding
例えば、摩耗促進部60の材質(材料)として、ベース部56の材質よりも脆性が大きい材質が用いられることで、ベース部56に比べて摩耗促進部60が摩耗され易くなる。又は、摩耗促進部60の材質として、ベース部56の材質よりもビッカース硬さが小さい材質が用いられることで、ベース部56に比べて摩耗促進部60が摩耗され易くなる。
For example, by using a material that is more brittle than the material of the
一方で、ベース部56の材質と摩耗促進部60の材質とを同じとする場合には、摩耗促進部60が、研削面62に向かうほど体積が小さくなる形状に構成されることで、ベース部56に比べて摩耗促進部60が摩耗され易くなる。例えば、摩耗促進部60の形状を研削面62側の体積が小さいドーム形状、錐台形状とすることで、ベース部56に比べて摩耗促進部60が摩耗され易くなる。同様に、摩耗促進部60の気孔率がベース部56の気孔率よりも大きい場合にも、ベース部56に比べて摩耗促進部60が摩耗され易くなる。
On the other hand, when the material of the
ベース部56及び摩耗促進部60の材質は、特に制限されない。例えば、ベース部56及び摩耗促進部60は、ダイヤモンド、cBN(cubic Boron Nitride)等でなる砥粒と、砥粒を固定するメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材(ボンド材)とを含む材質で構成される。なお、研削砥石54の数及び配列も任意に設定され得る。
The material of the
摩耗促進部60の厚さaは、1枚の被加工物11の研削が完了する前に摩耗促進部60が完全に失われる程度の厚みにすることが好ましい。摩耗促進部60の厚さaをこのような厚さに設定することで、1枚の被加工物11が、摩耗促進部60と、ベース部56との両方で研削されることになる。例えば、摩耗促進部60の厚さaは、5μm以上15μm以下であることが好ましい。
The thickness a of the
次に、本実施形態において、摩耗促進部60がベース部56よりも摩耗されやすい構成とすることで生じる作用とその効果について説明する。図5は、被加工物11を研削する前の研削ホイール50A及び被加工物11を模式的に示す側面図である。また、図6は、被加工物11を研削する途中で摩耗促進部60が摩耗する様子を模式的に示す側面図であり、図7は、被加工物11を研削する途中で摩耗促進部60が失われた様子を模式的に示す側面図である。
Next, the action and effect of the present embodiment, which is achieved by configuring the wear-promoting
図5に示されるように、モータ46を駆動させると、スピンドル44及び研削ホイール50AがZ軸方向と概ね平行な回転軸の周りに回転する。これにより、複数の研削砥石54がそれぞれ、スピンドル44及び研削ホイール50Aの回転軸を中心とする環状の旋回経路(軌道)に沿って旋回する。
As shown in FIG. 5, when the
図5に示されるように、研削ホイール50Aをホイールマウント48に取付ける際に、例えば、ホイールマウント48と研削ホイール50Aとの間に異物が存在すると、ホイールマウント48と研削ホイール50Aとの間に隙間cが生じる。この結果、研削砥石54の研削面62が被加工物11の表面(研削面)11aに対して傾斜する。つまり、実際の研削面62が、被加工物11の表面11aが適切に研削される理想的な状態の研削面に対して傾斜し、実際の研削面62と理想的な研削面との間に、ずれ量bのずれが生じる。
As shown in FIG. 5, when the
このようなずれ量bが存在する状態で被加工物11を研削すると、被加工物11の表面11aにおいて、研削砥石54に接触している部分と接触していない部分とが生じる。このことにより、被加工物11の品質が低下するおそれがある。より具体的には、例えば、複数の被加工物11の間で生じる表面粗さのばらつきや、一つの被加工物11の中で生じる表面粗さの面内ばらつきが大きくなるおそれがある。
When the
本実施形態の研削ホイール50Aは、図6に示されるように、被加工物11の研削の始めの段階で摩耗促進部60が被加工物11に接触するように構成されている。そのため、研削ホイール50Aによって被加工物の研削が開始されると、摩耗促進部60が適切に摩耗し、被加工物11の研削とともに研削ホイール50Aがドレッシングされる。その結果、研削砥石54の下面が理想的な研削面に近づき、ずれ量bの影響が実質的に無くなる。
As shown in FIG. 6, the
従来の研削装置及び研削方法では、研削ホイールをドレッシング(目立て、ツルーイング)するために、被加工物の研削前にダミー用の被加工物を用意して研削する工程が必要であった。これに対して、本実施形態の研削ホイール50Aを用いると、上述したように、研削ホイール50Aのドレッシングのための特別な作業が不要となり、被加工物11の研削と同時にドレッシングが実施される。よって、本実施形態の研削ホイールは、生産性の低下を防ぐことができる。
In conventional grinding devices and methods, in order to dress (sharpen, true) the grinding wheel, a process was required in which a dummy workpiece was prepared and ground before grinding the workpiece. In contrast, when the
本実施形態の研削ホイール50Aは、研削ホイール50Aの交換頻度が高くドレッシングのための作業の頻度が高くなるような場合、例えば、硬質材料でなる被加工物11を研削する場合等に、特に顕著な効果を奏する。また、本実施形態の研削ホイール50Aでは、上述のように、摩耗促進部60が1枚の被加工物11を研削することによって完全に除去される程度の厚みに構成されているので、摩耗促進部60で被加工物が研削された後に、続いてベース部56で同じ被加工物11が研削されることになる。よって、被加工物11の品質を従来と同等に維持することができる。
The
なお、摩耗促進部60の研削面62からベース部56に向かう方向の厚さ(図4の厚さa)は、研削ホイール50Aの取付公差に応じて調整されることが好ましい。例えば、摩耗促進部60の厚さは、取付公差以上とすることが好ましい。また、摩耗促進部60の厚さが大きすぎると、摩耗促進部60が完全に失われることなく1枚の被加工物11の研削が完了してしまう。この場合には、摩耗促進部60だけで研削された被加工物11と、摩耗促進部60が完全に失われた後にベース部56で研削された被加工物11と、の間で品質が異なり易い。よって、摩耗促進部60の厚さは、1枚の被加工物11の研削が完了する前に完全に失われる程度の厚みにすることが好ましい。
The thickness of the
これにより、摩耗促進部60が1枚の被加工物11を研削することによって完全に除去される程度の厚みに構成されことになり、摩耗促進部60で被加工物11が研削された後に、続いてベース部56で同じ被加工物11が研削される。その結果、複数の被加工物11の間で品質が一定に保たれ易くなる。
This allows the wear-promoting
研削砥石54の別の態様について説明する。図8は、研削ホイールの第2の例を模式的に示す断面図であり、図9は、図8の研削砥石を拡大する側面図である。図8及び図9に示されるように、本実施形態では、摩耗促進部60の研削面62側に複数の溝が設けられている。摩耗促進部60がこのような形状を有することによって、摩耗促進部60の体積がベース部56よりも小さくなり、摩耗促進部60がベース部56よりも摩耗され易くなる。
Another aspect of the
図10は、研削ホイールの第3の例を模式的に示す断面図であり、図11は、図10の研削砥石を拡大する側面図である。図10及び図11に示されるように、本実施形態では、摩耗促進部60がドーム形状を有している。つまり、摩耗促進部60は、研削面62に向かうほど体積が小さくなるように、研削面62に向かって先細りとなる形状を有している。摩耗促進部60がこのような形状を有することによって、摩耗促進部60の体積が、特に、研削面62側でベース部56よりも小さくなり、摩耗促進部60の研削面62側がベース部56よりも摩耗され易くなる。
Figure 10 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a third example of a grinding wheel, and Figure 11 is an enlarged side view of the grinding wheel of Figure 10. As shown in Figures 10 and 11, in this embodiment, the
図12は、研削ホイールの第4の例の研削砥石を模式的に示す側面図である。図12に示されるように、本実施形態では、摩耗促進部60が四角錐台形状を有している。つまり、摩耗促進部60は、研削面62に向かうほど体積が小さくなるように、研削面62に向かって先細りとなる形状を有している。摩耗促進部60がこのような形状を有することによって、摩耗促進部60の体積が、特に、研削面62側でベース部56よりも小さくなり、摩耗促進部60の研削面62側がベース部56よりも摩耗され易くなる。
Figure 12 is a side view showing a grinding stone of a fourth example of a grinding wheel. As shown in Figure 12, in this embodiment, the
次に、本発明の一側面に係る研削方法について説明する。図13は、研削方法の第1の例を示すフロー図である。図13に示されるように、本実施形態の研削方法は、研削ホイール50Aをホイールマウント48に取り付けるステップ(S1)と、被加工物11を粗研削位置Bに搬送するステップ(S2)と、第1の研削ステップ(S3)と、第2の研削ステップ(S4)とを有する。
Next, a grinding method according to one aspect of the present invention will be described. FIG. 13 is a flow diagram showing a first example of the grinding method. As shown in FIG. 13, the grinding method of this embodiment includes a step (S1) of attaching the
ただし、仕上げ研削用の研削ホイール50Bが上述した粗研削用の研削ホイール50Aと同様に構成されている場合には、ステップS1における研削ホイール50Aを研削ホイール50Bに置き換え、ステップS2における粗研削位置Bを仕上げ研削位置Cに置き換えることができる。
However, if the
本実施形態の研削方法では、上述した本発明の一側面に係る研削装置2が使用される。被加工物11の研削が開始されると、研削装置2は、第1の研削ステップ(S3)において、研削砥石54の摩耗促進部60で被加工物11を研削する。摩耗促進部60は摩耗されやすく構成されているので、被加工物11の研削と同時に、研削ホイール50Aのドレッシングが進行する。そして、研削装置2は、摩耗促進部60が摩耗によって失われた後にも、第2の研削ステップ(S4)において、研削砥石54のベース部56で引き続き被加工物11を研削する。
In the grinding method of this embodiment, the grinding
上述のように、本実施形態によれば、生産性を低下することなくドレッシングを実施可能な研削方法が提供される。 As described above, this embodiment provides a grinding method that allows dressing to be performed without reducing productivity.
その他、上述した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。 In addition, the structures, methods, etc. according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
11 被加工物
11a 表面(第1面)
11b 裏面(第2面)
2 研削装置
4 基台
4a 開口
6 搬送ユニット(搬送機構)
8A,8B カセット設置領域
10A,10B カセット
12 位置合わせ機構(アライメント機構)
14 搬送ユニット(搬送機構、ローディングアーム)
16 ターンテーブル
18 チャックテーブル(保持テーブル)
26 厚さ測定器
28A,28B 支持構造
30A,30B 移動ユニット(移動機構)
32 ガイドレール
34 移動プレート
36 ボールねじ
38 パルスモータ
40A 研削ユニット(粗研削ユニット)
40B 研削ユニット(仕上げ研削ユニット)
42 ハウジング
44 スピンドル
48 ホイールマウント
50A 研削ホイール(粗研削ホイール)
50B 研削ホイール(仕上げ研削ホイール)
52 ホイール基台
54 研削砥石
56 研削砥石のベース部
58 研削砥石のホイール基台への装着面
60 研削砥石の摩耗促進部
62 研削砥石の研削面
64 コントローラー(制御ユニット、制御部、制御装置)
66 搬送ユニット(搬送機構、アンローディングアーム)
68 洗浄ユニット(洗浄機構、洗浄装置)
11
11b Back side (second surface)
2 Grinding device 4
8A, 8B
14 Transport unit (transport mechanism, loading arm)
16
26
32
40B Grinding unit (finish grinding unit)
42
50B Grinding wheel (finish grinding wheel)
52
66 Transport unit (transport mechanism, unloading arm)
68 Cleaning unit (cleaning mechanism, cleaning device)
Claims (8)
円環状のホイール基台と、
該ホイール基台の一面側に環状に配列された複数の研削砥石と、を有し、
該研削砥石は、
該ホイール基台に装着される装着面を有するベース部と、
該被加工物に接触する研削面を有し、該ベース部よりも摩耗されやすい摩耗促進部と、を有する研削ホイール。 A grinding wheel for grinding a workpiece, comprising:
A circular wheel base;
a plurality of grinding wheels arranged in an annular shape on one surface side of the wheel base;
The grinding wheel is
a base portion having a mounting surface to be mounted on the wheel base;
The grinding wheel has a grinding surface that contacts the workpiece, and a wear-promoting portion that is more susceptible to wear than the base portion.
該摩耗促進部の該研削面側には、複数の溝が形成されている請求項1記載の研削ホイール。 The wear promoting portion is made of the same material as the base portion,
2. The grinding wheel according to claim 1, wherein the wear promoting portion has a plurality of grooves formed on the grinding surface side.
円環状のホイール基台と、該ホイール基台の一面側に環状に配列された複数の研削砥石と、を有し、該研削砥石は、該ホイール基台に装着される装着面を有するベース部と、該被加工物に接触する研削面を有し、該ベース部よりも摩耗されやすい摩耗促進部と、を有する研削ホイールを用いて、該被加工物の表面を該摩耗促進部で研削し、
該摩耗促進部が無くなった後に、該ベース部で該被加工物を研削する研削方法。 A grinding method for grinding a workpiece, comprising the steps of:
a grinding wheel having a circular wheel base and a plurality of grinding wheels arranged in a ring shape on one side of the wheel base, the grinding wheels having a base portion having a mounting surface mounted on the wheel base and a wear-promoting portion having a grinding surface that contacts the workpiece and is more susceptible to wear than the base portion, the surface of the workpiece being ground by the wear-promoting portion;
After the wear-promoting portion is removed, the workpiece is ground with the base portion.
Priority Applications (2)
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