JP2885189B2 - 誘電体共振器自動調整機 - Google Patents

誘電体共振器自動調整機

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JP2885189B2
JP2885189B2 JP15883896A JP15883896A JP2885189B2 JP 2885189 B2 JP2885189 B2 JP 2885189B2 JP 15883896 A JP15883896 A JP 15883896A JP 15883896 A JP15883896 A JP 15883896A JP 2885189 B2 JP2885189 B2 JP 2885189B2
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘電体共振器自動調
整機に関し、特に円筒形状の誘電体共振器を軸方向と垂
直な厚み方向に研削することで共振周波数を自動的に調
整することができる誘電体共振器自動調整機に関する。
【0002】
【従来の技術】円筒形状の誘電体共振器の共振周波数を
所望の値に調整(トリミング)するには、誘電体共振器
の中心軸に垂直な端面、すなわち厚み方向の端末を研削
することによって行われている。このことは、共振周波
数が、誘電体共振器の軸方向の長さと誘電とに基づい
て決定されることを利用しており、研削による誘電体共
振器の長さを、研削中に適宜モニタすべく測長が研削に
よる減縮長さの計測によって行われる。このような測長
には、測定子を利用する接触型測定装置が一般的に利用
されており、このような接触型測長装置は、例えば特開
昭62−257742号公報の「半導体基板の厚さ測定
方法」等に開示されているように、測定子を被測定物に
機械的に接触させつつ測長する。図3は、接触型測長装
置の動作原理の説明図である。
【0003】半導体基板のような被測定物203は、位
置の安定した固定テーブル204上に載置される。測定
子202を固定テーブル204と被測定物203とにそ
れぞれ垂直に当接させると、当接間の変位dが測定子2
02を介して接触型測長装置201に提供され、機械的
もしくは電気的手段で変位dに対応した厚み計測が行わ
れて表示される。このような接触型測長装置201は、
半導体基板のような非研削物の測長に多用されている
が、端面を研削される円筒形状の誘電体共振器などの被
研削物の測長に対しても一般的に利用されている。
【0004】図2は、従来の誘電体共振器自動調整機の
構成を一部断面図を含んで示すブロック図である。図2
に示す従来の誘電体共振器自動調整機は、誘電体共振器
7の研削すべき端面を垂直方向に向けてアーム11を介
して固着するチャックユニット1と、チャックユニット
1を取り付けるピストン21と、このピストン21を上
下方向に移動可能に内接するシリンダ22とを有するピ
ストンユニット2と、ピストンユニット2を結合し、モ
ータ31によってピストンユニット2を上下方向に移動
可能とするピストン上下駆動ユニット3と、誘電体共振
器7を研削するための研削部材、例えば、この種の研削
に適した砥石部材などの研削部材43を上面に配設した
回転可能な研削テーブル41と、研削テーブル41を所
定の回転速度で回転する研削モータ42とを有する研削
ユニット4と、ピストン21の上面に当接させる測定子
101の機械的変位量に基づいて誘電体共振器7の研削
量を測長しモニタする接触型測長装置10と、全体の動
作を制御する制御ユニット6aとを備え、図2には尚、
ピストン21を駆動するための圧縮空気8と、バルブ9
とを併記して示す。上述した接触型測長装置10は、シ
リンダ22の上方に設けた図示しない取付孔を介してピ
ストンユニット2に装着され、また圧縮空気8はバルブ
9とパイプ取付孔Hを介してシリンダ22内に導入され
る。
【0005】次に、図2に示す従来の誘電体共振器自動
調整機の動作について説明する。アーム11に誘電体共
振器7を把握したチャックユニット1はピストン21に
取り付けられ、ピストンユニット2はモータ31で駆動
するピストン上下駆動ユニット3によって適宜上下移動
され、誘電体共振器7が研削のための初期位置に設定さ
れる。この初期位置は、研削テーブル41上の研磨部材
43との間に所定のクリアランスを有し、ピストン21
の加圧降下によって誘電体共振器7が研磨部材43に圧
着されて研削されるに適した基準位置として予め設定さ
れ、制御ユニット6aの制御の下に位置制御が行われ
る。
【0006】研削ユニット4の研削モータ42は研削テ
ーブル41を所定の定速度で回転する。研削テーブル4
1上には、誘電体共振器7の端面を研削するに好適な砥
石等の研磨部材43が所定の幅の同心円状に配設され、
旋回されている研磨部材43に誘電体共振器7が圧着さ
れるとその端面を研削する。圧縮空気8がバルブ9を介
してシリンダ22の内部に導入されると、シリンダ22
を圧縮空気圧により押下し、誘電体共振器7の端面を研
削せしめる。研削の程度は、ピストン21に当接せしめ
た測定子101の上下方向の変位量に基づき所定の精度
で測長する接触型測長装置10で計測し、さらに最終的
には図示しない共振周波数計測装置で共振周波数を計測
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の誘電体共振器自動調整機における測長では、測
定のために接触する測定子を被測定物に当接させて測定
することを前提とし、かつ被測定物の研削中にあっても
常時測長してモニタする必要がある。このような機械的
な接触に基づいて測定すると、誘電体共振器を固着して
いるチャック機構のアームを測長のために相対的に摺動
することのもたらす機械的歪みが測定子に与えられ、こ
れが誤差の増大を招くとともに測定装置の寿命を著しく
短縮するという欠点がある。
【0008】本発明の目的は、上述した欠点を解決し、
測定子による機械的な接触がもたらす誤差の増大と測定
装置の寿命短縮とを著しく改善した誘電体共振器自動調
整機を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために次の手段構成を有する。即ち、誘電体共
振器自動調整機に関する本発明の第1の構成は、円筒形
状の誘電体共振器の中心軸方向の端面を研削して共振周
波数の自動調整を行うことを特徴とする誘電体共振器自
動調整機であって、下記に示す(イ)ないし(ヘ)の各
構成を有する。 (イ)研削すべき円筒形状の誘電体共振器の端面を垂直
下方に向けて固着可能なチャックユニット (ロ)前記チャックユニットを結合して前記チャックユ
ニットに上下方向の移動を与えるピストンと、このピス
トンを内接し外部から受ける流体圧により前記ピストン
の上下移動を可能ならしめるシリンダとを有するピスト
ンユニット (ハ)前記ピストンユニットの全体を上下方向に移動可
能とし、前記ピストンユニットとともに前記チャックユ
ニットに固着した前記誘電体共振器を端面研削のための
所定の位置に占位せしめるピストン上下駆動ユニット (ニ)前記誘電体共振器の端面を研削すべき研磨部材を
上面の所定の範囲に配設し、前記誘電体共振器と圧接せ
しめられた状態で回転可能な研削テーブルと、この研削
テーブルを所定の回転速度で回転する研削モータとを有
する研削ユニット (ホ)前記ピストンユニットのシリンダ上方に穿設した
窓に嵌入固定されシリンダの内部の垂直方向にパルスレ
ーザビームの送受光を行うレーザ送受光部と、このレー
ザ送受光部に対してレーザ出力光を送出するとともに、
このレーザ出力光による前記ピストンからのレーザ反射
光を受光し、前記レーザ出力光とレーザ反射光との送受
光タイミング差に基づいて前記誘電体共振器研削前後の
中心軸方向の変位を計測する変位計測ユニット (ヘ)前記誘電体共振器の位置決めを含む全体の動作の
制御を行う制御ユニット
【0010】また、本発明の第2の構成は、前記第1の
構成において、前記ピストンユニットが、外部から供給
する流体圧を圧縮空気によって確保する構成を有する。
【0011】また、本発明の第3の構成は、前記第1の
構成において、前記研削ユニットの研削テーブルが、前
記研磨部材を、研削を行うのに必要な所定の幅を有する
帯状で研削テーブルの回転中心に同心円状に上面に配設
した構成を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】非研削物である半導体基板の厚み
測長であれ、また共振周波数トリミングのために研削さ
れる被研削物としての円筒形状の誘電体共振器の研削加
工の状態をモニタするための測長であれ、いずれの場合
の測長にあっても被測定物に当接させた測定子の変位に
基づいて測長する機械的接触を利用した接触型測長装置
が、簡素な構成を好まれて一般的に多用されている。
【0013】かかる接触型測長装置は、非研削物の測長
に対しては特に問題を提起しないが、誘電体共振器の如
く、研削工程中のモニタを前提とする被研削物を対象と
する測長の場合には、研削による加工と振動で測定子の
摩耗を含む接触型測長装置の劣化を招き、計測精度の低
下と接触型測長装置の寿命短縮が避けられないという問
題点があった。
【0014】本発明では、被研削物の誘電体共振器が、
研削加工中にあっても非接触状態での測長を可能とし、
前述した問題点を解決している。図1に示す如く、従来
の接触型測長装置に代えてパルスレーザビームを利用し
て測長する非接触型測長装置としての変位計測ユニット
5を配置し、パルスレーザビームLのピストン21のピ
ストン面への入射および反射のタイミングの時間差に基
づいて、研削に基づくピストン面の変位を精度よく、か
つ研削の加工および振動に影響されないで測長すること
を可能としている。
【0015】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例の構成を一部断面図とし
て示すブロック図である。図1に示す実施例の構成はア
ーム11を含む被研削物把握用のチャックユニット1
と、チャックユニット1を固着するピストン21と、ピ
ストン21を内包するシリンダ22とを含むピストンユ
ニット2と、ピストンユニット2を上下方向に移動す
る、モータ31を含むピストン上下駆動ユニット3と、
砥石などの研磨部材43を所定の幅の同心円状に配設し
た円盤状の研削テーブル41と、研削テーブル41を所
定の回転速度、トルクで回転する研削モータ42とを含
む研削ユニット4と、シリンダ22に穿設した窓211
に嵌入装着するレーザ送受光部51と、レーザ送受光部
51に対するレーザビームの送出と、送出レーザビーム
のピストン面からの反射光の受光とを行い、送・受光タ
イミングの時間差に基づく距離計測による測長を行う測
長部52とを有する変位計測ユニット5と、全体動作を
制御する制御ユニット6と、圧縮空気8と、バルブ9を
備え、図1にはなお測長対象としての誘電体共振器7を
併記して示す。
【0016】次に、本実施例の動作について説明する。
研削ユニット4は、研削モータ42により研削テーブル
41を定速度で回転させ、研削テーブル41の回転によ
り、研磨部材43も回転する。ピストン上下駆動ユニッ
ト3は、予め研削テーブル41に対して所定のクリアラ
ンスを確保してチャックユニット1に取り付けた誘電体
共振器7が対向する位置にピストンユニット2を位置決
めする。圧縮空気8がバルブ9を介してシリンダ22の
内部に導入されて、チャックユニット1を降下されて誘
電体共振器7の研削が開始される。
【0017】変位計測ユニット5は、研削開始に先立つ
所定のタイミングで測長部52からレーザ送受光部51
へのパルスレーザビームLの送出と、ピストン21のピ
ストン面からの反射光の受光とを連続的に実行し、パル
スレーザビームの送受光の時間差に基づき、レーザ送受
光部51からピストン面までの距離を計測し、この距離
計測に基づいてピストン面の研削による変位を知り、か
くして非接触型式の測長が連続的に行われて、これによ
り誘電体共振器の長さを随時モニタすることが可能とな
る。こうして、パルスレーザビームを利用する非接触型
の高信頼性の測長を研削加工と振動の影響を排除して実
施することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、パルスレ
ーザビームを利用して研削加工下にある誘電体共振器を
非接触状態で測長することを可能とすることにより、故
障率を著しく抑圧し、計測精度を大幅に改善した誘電体
共振器自動調整機が実現できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の誘電体共振器の構成を、一
部断面図を含んで示すブロック図である。
【図2】従来の誘電体共振器自動調整機の構成を、一部
断面図を含んで示すブロック図である。
【図3】接触型測長装置の動作原理の説明図である。
【符号の説明】
1 チャックユニット 2 ピストンユニット 3 ピストン上下駆動ユニット 4 研削ユニット 5 変位計測ユニット 6 制御ユニット 7 誘電体共振器 8 圧縮空気 9 バルブ 11 アーム 21 ピストン 22 シリンダ 31 モータ 41 研削テーブル 42 研削モータ 43 研磨部材 51 レーザ送受光部 52 測長部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各構成を備え、円筒形状の誘電体共
    振器の中心軸方向の端面を研削して共振周波数の自動調
    整を行うことを特徴とする誘電体共振器自動調整機。 (イ)研削すべき円筒形状の誘電体共振器の端面を垂直
    下方に向けて固着可能なチャックユニット (ロ)前記チャックユニットを結合して前記チャックユ
    ニットに上下方向の移動を与えるピストンと、このピス
    トンを内接し外部から受ける流体圧により前記ピストン
    の上下移動を可能ならしめるシリンダとを有するピスト
    ンユニット (ハ)前記ピストンユニットの全体を上下方向に移動可
    能とし、前記ピストンユニットとともに前記チャックユ
    ニットに固着した前記誘電体共振器を端面研削のための
    所定の位置に占位せしめるピストン上下駆動ユニット (ニ)前記誘電体共振器の端面を研削すべき研磨部材を
    上面の所定の範囲に配設し、前記誘電体共振器と圧接せ
    しめられた状態で回転可能な研削テーブルと、この研削
    テーブルを所定の回転速度で回転する研削モータとを有
    する研削ユニット (ホ)前記ピストンユニットのシリンダ上方に穿設した
    窓に嵌入固定されシリンダの内部の垂直方向にパルスレ
    ーザビームの送受光を行うレーザ送受光部と、このレー
    ザ送受光部に対してレーザ出力光を送出するとともに、
    このレーザ出力光による前記ピストンからのレーザ反射
    光を受光し、前記レーザ出力光とレーザ反射光との送受
    光タイミング差に基づいて前記誘電体共振器研削前後の
    中心軸方向の変位を計測する変位計測ユニット (ヘ)前記誘電体共振器の位置決めを含む全体の動作の
    制御を行う制御ユニット
  2. 【請求項2】 前記ピストンユニットが、外部から供給
    する流体圧を圧縮空気によって確保する構成を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の誘電体共振器自動調整
    機。
  3. 【請求項3】 前記研削ユニットの研削テーブルが、前
    記研磨部材を、研削を行うのに必要な所定の幅を有する
    帯状で研削テーブルの回転中心に同心円状に上面に配設
    した構成を有することを特徴とする請求項1記載の誘電
    体共振器自動調整機。
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