JP6049183B2

JP6049183B2 - 研削装置

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Publication number: JP6049183B2
Application number: JP2012255132A
Authority: JP
Inventors: 暢行高田
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Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2032-11-21
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Description

本発明は、着脱可能な研削ホイールを備えた研削装置に関する。

半導体デバイスなどが形成された板状ワークを研削する研削装置は、板状ワークを保持する保持テーブルを備える保持手段と、板状ワークに研削を施す研削ホイールを装着した研削手段とにより少なくとも構成されている。そして、研削ホイールによって保持テーブルに保持された板状ワークが所定の厚みに薄化されるまで研削が行われる。

研削ホイールは、回転軸のホイールマウントにネジで固定されて使用されるが、この研削ホイールの下部に固着された研削砥石が消耗すると、この研削ホイールをホイールマウントから外して新たな研削ホイールと交換する必要がある。

研削ホイールの交換作業では、ホイールマウントに締結されたネジを緩めて使用済みの研削ホイールをホイールマウントから外し、新たな研削ホイールをホイールマウントに取り付けてネジを締めて固定している。このように、一連の研削ホイールの交換作業においては、ネジを外したり締めたりする作業が必要となっており、新たな研削ホイールを確実にホイールマウントに固定するために複数のネジを使用している（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２２４２０１号公報

しかしながら、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱作業において複数のネジを使用すると、研削ホイールの着脱作業が繁雑になるという問題がある。

また、複数のネジでホイールマウントに研削ホイールを装着した場合、研削ホイールが装着されるホイールマウントの装着面と、この装着面に接触する研削ホイールの被装着面とが密着し、研削ホイールを取り外すことが困難となることがある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、ホイールマウントに対する研削ホイールの着脱作業を容易に行うことができるようにすることに発明の解決すべき課題がある。

本発明は、板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持する板状ワークを研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置において、該研削手段は、研削砥石が環状に配列されたリング形状の研削ホイールと、該研削ホイールを装着させる装着面を備えたホイールマウントと、該ホイールマウントの中心を軸として該ホイールマウントを回転可能に連結する回転軸と、該研削ホイールを該ホイールマウントに装着するとともに該ホイールマウントから離脱させる研削ホイール着脱手段と、により構成され、該研削ホイール着脱手段は、該回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の吸引管と、該ホイールマウントの内部に配設され、該第１の吸引管に連通し該ホイールマウントの該装着面に配設された吸引口に接続される第２の吸引管と、該吸引口からの吸引と該吸引の遮断とを切り替える吸引バルブと、該吸引バルブの作動によって該研削ホイールを該ホイールマウントの該装着面に吸引保持するとき、該研削ホイールを該ホイールマウントの所定の位置にガイドするガイド部と、を備え、さらに、該ホイールマウントに装着した該研削ホイールに研削水を供給する研削水供給手段を備えており、該研削水供給手段は、該第１の吸引管と平行に回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の供給管と、該ホイールマウントの内部に配設され、該第１の供給管に連通し該装着面に配設された供給口に接続される第２の供給管と、該供給口への研削水の通水と該通水の遮断とを切り替える通水バルブと、を備え、該通水バルブが作動することによって該研削ホイールへの研削水の供給を可能にしており、該供給口は、該吸引口の周囲を囲う形状に形成され、該供給口に供給される研削水によって該ホイールマウントの装着面と該装着面に装着された該研削ホイールの被装着面との隙間を水シールする。

上記研削装置には、上記第１の吸引管に流体を供給する供給源を接続し、吸引口からの流体の吐出と該吐出の遮断とを切り替える吐出バルブを備えていることが望ましい。

さらに、上記研削装置には、吸引バルブを作動させ吸引口からの吸引によって吸引保持した研削ホイールの保持を維持する保持維持手段を備えていることが望ましい。

本発明にかかる研削装置に備える研削ホイール着脱手段は、回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の吸引管と第１の吸引管に連通するとともにホイールマウントの装着面に配設された吸引口に接続される第２の吸引管と、吸引口からの吸引と吸引の遮断とを切り替える吸引バルブと、研削ホイールをホイールマウントの所定の位置にガイドするガイド部とを備えているため、吸引バルブを開くことにより研削ホイールを吸引し、ガイド部によってホイールマウントの装着面に研削ホイールをずれることなくガイドして吸引保持させることができる。したがって、ネジを使用しなくても研削ホイールの着脱作業を容易に行うことができる。

上記研削装置には、ホイールマウントに装着された研削ホイールに研削水を供給する研削水供給手段を備え、研削水供給手段は、第１の吸引管と平行して回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の供給管と、第１の供給管に連通するとともに供給口に接続される第２の供給管と、供給口から研削水の通水と遮断とを切り替える通水バルブと、を備えているため、板状ワークの研削中は、通水バルブを開くことによって供給口に研削水を供給してホイールマウントの装着面と研削ホイールの被装着面との間に形成される隙間を水シールして塞ぐことができる。したがって、板状ワークの研削中に発生する研削屑などが研削ホイールの被装着面とホイールマウントの装着面との間に形成された隙間に侵入することを防ぎ、研削ホイールがホイールマウントに密着しすぎることもなくなり、ホイールマウントから研削ホイールを容易に取り外すことが可能となる。

また、上記研削装置の第１の吸引管には、第１の吸引管に流体を供給する供給源に接続されるとともに吸引口からの流体の研削ホイールに向けた吐出と吐出の遮断とを切り替える吐出バルブを備えているため、研削ホイールをホイールマウントから取り外す際に、吐出バルブを開くことによって、吸引口から研削ホイールの被装着面に向けて流体を吐出させることができる。したがって、ホイールマウントから研削ホイールを容易に取り外すことが可能となる。

さらに、研削装置に備えるホイールマウントの下面には、研削ホイールの吸引保持を維持するための複数の保持維持手段が備えてあるため、ホイールマウントに研削ホイールが吸引保持されて装着された状態を維持することができる。したがって、板状ワークの研削中は、ホイールマウントから研削ホイールが落下するのを防止することができる。

研削装置の構成を示す斜視図である。研削ホイールを取り外した状態における研削手段の構成を示す底面図である。図２のａ−ｏ−ｂ線断面図である。研削ホイールを示す底面図である。図２のｏ−ｃ線断面図であり、（ａ）はガイド部が溝に収容されている状態、（ｂ）はガイド部の下部が位置決め溝に挿入されている状態を示す。ホイールマウントが研削ホイールを吸引保持しつつ、研削水を研削ホイールに供給する状態を示す断面図である。ホイールマウントに形成される水シール部を示す底面図である。ホイールマウントから研削ホイールを離脱させる状態を示す断面図である。

図１に示す研削装置１は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース２と、装置ベース２のＹ軸方向後部側に立設されたコラム３と、により少なくとも構成されている。装置ベース２の上面２ａには、Ｙ軸方向に移動可能な移動基台４が配設されており、移動基台４は、被加工物を吸引保持する保持面５ａを有する保持テーブル５を回転可能に支持している。そして、移動基台４が蛇腹６の伸縮にともなってＹ軸方向に移動することにより、保持テーブル５を同一方向に移動させることができる。

図１に示すように、コラム３の側方において、被加工物に研削を施す研削手段２０が研削送り手段１０によって支持されている。研削送り手段１０は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ１１と、ボールネジ１１の一端に接続されたモータ１２と、ボールネジ１１と平行にのびる一対のガイドレール１３と、内部に備えたナットがボールネジ１１に螺合するとともに側部がガイドレール１３に摺接する昇降板１４と、を備えている。研削送り手段１０は、モータ１２によって駆動されてボールネジ１１が回動すると、一対のガイドレール１３に沿って昇降板１４をＺ軸方向に移動させることにより、昇降板１４に連結された研削手段１０を昇降させることができる。

図１に示すように、研削手段２０は、研削砥石２１を環状に配列したリング形状の研削ホイール２２と、研削ホイール２２を装着させるホイールマウント２３と、ホイールマウント２３の中心を軸としてホイールマウント２３を回転可能に連結する回転軸２４と、回転軸２４を保持するホルダ２５と、研削ホイール２２をホイールマウント２３に装着するとともに及びホイールマウント２３から研削ホイール２２を離脱させる研削ホイール着脱手段３０と、により構成されている。

図２に示すように、ホイールマウント２３の下面側には、複数の吸引口２０１が周方向に一定の間隔をおいて形成されている。図３に示すように、吸引口２０１は、ホイール着脱手段３０を構成する第１の吸引管３１に第２の吸引管３２を介して連通している。第１の吸引管３１は、回転軸３１の内部を長手方向に貫通している。

図３に示すように、回転軸３１の内部には、第１の吸引管３１と平行に回転軸３１の長手方向に貫通し、研削水の通り道となる第１の供給管５１が形成されており、第１の供給管５１にはホイールマウント２３に形成された第２の供給管５２に連通している。第２の供給管５２は、ホイールマウント２３の内部において回転軸２４の長手方向と直交する方向に配設されている。

図３に示すように、ホイールマウント２３の外周側の下面は、研削ホイール２２を装着させる装着面２００となっている。図２に示すように、第２の供給管５２は、装着面２００の吸引口２０１の内周側において開口しており、周方向に一定の間隔をおいて配設されている。一方、図３に示すように、研削ホイール２２の上面は、装着面２００と対面する被装着面２１０となっており、内側にツバ２２ａが形成されている。

研削ホイール着脱手段３０には、吸引口２０１からの吸引と吸引の遮断とを切り替える吸引バルブ３３と、吸引源３４とを備えており、吸引バルブ３３がロータリージョイント７を介して第１の吸引管３１に接続されている。

図３に示すように、第１の吸引管３１には、吸引口２０１からの流体の吐出と吐出の遮断とを切り替える吐出バルブ３５が、ロータリージョイント７を介して接続されている。この吐出バルブ３５は、吸引口２０１への流体の供給源となる供給源３６に接続されている。

図３に示すように、ホイールマウント２３の装着面２００には、供給口５５が配設され、第２の供給管５２が供給口５５に接続されている。供給口５５は、図２に示すように、吸引口２０１の周囲を囲う形状に形成されており、研削ホイール２２の内部に形成され研削水を流す流路５６に連通している。図４に示すように、研削ホイール２２の下面側には、個々の研削砥石２１が円環状に複数固着されており、その内側において流路５６が開口している。

さらに、図３に示すように、第２の供給管５２には、研削水の通水と通水の遮断とを切り替える通水バルブ５３がロータリージョイント７を介して接続されている。通水バルブ５３は研削水の研削水供給源５４に接続されている。第１の供給管５１と、第２の供給管５２と、通水バルブ５３と、研削水供給源５４とで、研削水供給手段５０が構成されている。

図３に示す研削ホイール着脱手段３０には、図２に示すホイールマウント２３の所定の位置に研削ホイール２２をガイドして装着させるガイド部３７をホイールマウント２３の周方向において複数備えている。図５（ａ）に示すように、ガイド部３７には径方向に拡径する拡径部３７ａが形成されている。ホイールマウント２３の内部には溝８が形成され、溝８に取り付けられたコイル状のバネ３８にガイド部３７が挿通されている。バネ３８の上端部は溝８の内部に固定され、バネ３８の下端部は拡径部３７ａによって下方から支持されており、図５（ｂ）に示すように、バネ３８が拡径部３７ａを下方に押し出すことにより、ガイド部３７の下部を研削ホイール２２の内部に形成された位置決め溝９の内部に挿入することができる。

図２に示すように、ホイールマウント２３の下面には、複数の保持維持手段４０を備えている。保持維持手段４０は、ピン４１を軸として水平方向に回転する構成となっており、図４（ｂ）に示すように、保持維持手段４０がツバ２２ａの下方に位置した状態では、研削ホイール２２がホイールマウント２３に保持された状態が維持される。

以下では、研削装置１によって被加工物を研削する動作例について説明する。板状ワークＷの研削に先立ち、研削ホイール着脱手段３０は、ホイールマウント２３に研削ホイール２２を装着するために、図６に示す吸引源３４を作動させるとともに吸引バルブ３３を開く。そして、図６に示すように、研削ホイール２２の被装着面２１０をホイールマウント２３の装着面２００に対面させ、吸引口２０１に作用する吸引力によってホイールマウント２３の装着面２００に研削ホイール２２を吸引して引き寄せる。

このとき、図５（ａ）に示すように、研削ホイール２２の被装着面２１０とホイールマウント２３の装着面２００とを近接させた際に、研削ホイール２２の位置決め溝９の上方にガイド部３７を位置づけする。次いで、図５（ｂ）に示すように、ガイド部３７は、バネ３８がガイド部３７を下方に押し出すことによりガイド３７の下部が位置決め溝９に挿入される。このようにして、ガイド部３７が、ホイールマウント２３に対する研削ホイール２２の位置決めをガイドする。このようにして、ホイールマウント２３の装着面２００に研削ホイール２２の被装着面２１０を装着させる。

図３に示す保持維持手段４０は、ピン４１を軸として水平方向に回転することにより、図５（ｂ）に示すように、研削ホイール２２のツバ２２ａの下側に移動し、研削ホイール２２が動かないようにツバ２２ａを固定する。

次に、図１に示す板状ワークＷを保持テーブル５の保持面５ａに載置して、保持テーブル５によって板状ワークＷを吸引保持させる。次いで、保持テーブル５は、蛇腹６の伸縮にともなってＹ軸方向に移動し、研削手段２０の下方に移動する。

図６に示すように、研削手段２０を構成する回転軸２４は、中心軸Ｏを軸として研削ホイール２２を例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、図１で示した研削送り手段１０が研削手段２０を所定の送り速度でＺ軸方向に下降させる。そして、回転する研削砥石２１が板状ワークＷを押圧しながら所定の厚みに至るまで研削する。

板状ワークＷの研削中は、研削水供給手段５０によって研削ホイール２２に向けて研削水を供給する。具体的には、図５に示すように、研削水供給源５４が作動するとともに通水バルブ５３を開く。通水バルブ５３を開くと、第１の供給管５１及び第２の供給管５２を通って供給口５５に研削水５７が流れ込む。

供給口５５に流れた研削水５７は、研削ホイール２２の被装着面２１０とホイールマウント２３の装着面２００との間に形成された隙間６０を水シール（水によるシール）して塞ぎ、水シール部６０ａを形成する。これにより、研削屑が隙間６０に侵入するのを防ぐことができる。図７において斜線で示すように、水シール部６０ａは、円環状に形成される。そして、図６に示すように、隙間６０を通った研削水５７は流路５６に流れ込み研削砥石２１に向けて供給される。

次に、研削ホイール２２の交換時等に、研削ホイール着脱手段３０によって研削ホイール２２をホイールマウント２３から取り外すための動作例について説明する。図８に示すように、吸引バルブ３３を閉じるとともに、吐出バルブ３５を開く。次いで、供給源３６により流体（例えば、エアー）を第１の吸引管３１及び第２の吸引管３２に供給する。そして、吸引口２０１から研削ホイール２２の被装着面２１０にむけてエアーを吐出させ、研削ホイール２２をホイールマウント２３の装着面２００から離脱させる。

以上のように、研削装置１に備える研削ホイール着脱手段３０は、回転軸２４の内部を長手方向に貫通する第１の吸引管３１と第１の吸引管３１に連通するとともにホイールマウント２３の装着面２００に配設された吸引口２０１に接続される第２の吸引管３２と、吸引口２０１からの吸引と吸引の遮断とを切り替える吸引バルブ３３と、研削ホイール２２をホイールマウント２３の所定の位置にガイドするガイド部３７とを備えているため、吸引バルブ３３を開くことにより、吸引源３４からの吸引力が吸引口２０１において作用するとともにガイド部３７によってホイールマウント２３の装着面２００に研削ホイール２２の被装着面２１０をずれることなくガイドして吸引保持させることができる。したがって、ネジを使用しなくても研削ホイール２２の着脱作業を容易に行うことができる。

研削装置１には、ホイールマウント２３に装着した研削ホイール２２に研削水を供給する研削水供給手段５０を備え、研削水供給手段５０は、第１の吸引管３１と平行して回転軸２４の内部を長手方向に貫通する第１の供給管５１と、これに連通するとともに供給口５５に接続される第２の供給管５２と、供給口から研削水５７の通水と遮断とを切り替える通水バルブ５３と、を備えているため、板状ワークＷの研削中は、通水バルブ５３を開くことにより、供給口５５に研削水５７を供給してホイールマウント２３の装着面２００と研削ホイール２２の被装着面２１０との間に形成される隙間６０を水シールして塞ぐことができる。これにより、板状ワークＷの研削屑などが隙間６０に侵入することを防ぎ、研削ホイール２２がホイールマウント２３に密着しすぎることはないため、ホイールマウント２３から研削ホイール２２を容易に取り外すことが可能となる。

研削装置１の第１の吸引管３１には、供給源３６に接続されるとともに吸引口２０１からの流体の研削ホイール２２にむけた吐出と吐出の遮断とを切り替える吐出バルブ３５を備えているため、ホイールマウント２３から研削ホイール２２を取り外す際、吐出バルブ３５を開くことにより、吸引口２０１から研削ホイール２２にむけて流体を吐出させることができる。したがって、ホイールマウント２３から研削ホイール２２を容易に取り外すことができる。

さらに、ホイールマウント２３の下面には、研削ホイール２２の吸引保持を維持するための複数の保持維持手段４０が備えてあるため、板状ワークＷの研削中は、保持維持手段４０がピン４１を軸として水平に回転して研削ホイール２２のツバ２２ａを固定するため、ホイールマウント２３から研削ホイール２２が落下するのを防ぐことができる。

１：研削装置
２：装置ベース２ａ：上面
３：コラム
４：移動基台
５：保持テーブル５ａ：保持面
６：蛇腹
７：ロータリージョイント
８：溝
９：位置決め溝
１０：研削送り手段１１：ボールネジ１２：モータ１３：ガイドレール
１４：昇降板
２０：研削手段２１：研削砥石２２：研削ホイール２２ａ：ツバ
２３：ホイールマウント２４：回転軸２５：ハウジング
２００：装着面２０１：吸引口２１０：被装着面
３０：研削ホイール着脱手段３１：第１の吸引管３２：第２の吸引管
３３：吸引バルブ３４：吸引源３５：吐出バルブ３６：供給源
３７：ガイド部３７ａ：拡径部３８：バネ
４０：保持維持手段４１：ピン
５０：研削水供給手段５１：第１の供給管５２：第２の供給管
５３：通水バルブ５４：研削水供給源５５：供給口５６：流路５７：研削水
６０：隙間

Claims

板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持する板状ワークを研削する研削手段とを少なくとも備えた研削装置において、
該研削手段は、研削砥石が環状に配列されたリング形状の研削ホイールと、
該研削ホイールを装着させる装着面を備えたホイールマウントと、
該ホイールマウントの中心を軸として該ホイールマウントを回転可能に連結する回転軸と、
該研削ホイールを該ホイールマウントに装着するとともに該ホイールマウントから該研削ホイールを離脱させる研削ホイール着脱手段と、により構成され、
該研削ホイール着脱手段は、該回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の吸引管と、
該ホイールマウントの内部に配設され、該第１の吸引管に連通し該ホイールマウントの該装着面に配設された吸引口に接続される第２の吸引管と、
該吸引口からの吸引と該吸引の遮断とを切り替える吸引バルブと、
該吸引バルブの作動によって該研削ホイールを該ホイールマウントの該装着面に吸引保持するとき、該研削ホイールを該ホイールマウントの所定の位置にガイドするガイド部と、を備え、
さらに、該ホイールマウントに装着した該研削ホイールに研削水を供給する研削水供給手段を備えており、
該研削水供給手段は、該第１の吸引管と平行に該回転軸の内部を長手方向に貫通する第１の供給管と、
該ホイールマウントの内部に配設され、該第１の供給管に連通し該装着面に配設された供給口に接続される第２の供給管と、
該供給口への研削水の通水と該通水の遮断とを切り替える通水バルブと、を備え、
該通水バルブが作動することによって該研削ホイールへの研削水の供給を可能にしており、
該供給口は、該吸引口の周囲を囲う形状に形成され、該供給口に供給される研削水によって該ホイールマウントの装着面と該装着面に装着された該研削ホイールの被装着面との隙間を水シールすることを特徴する研削装置。
前記第１の吸引管に流体を供給する供給源を接続し、前記吸引口からの流体の吐出と該吐出の遮断とを切り替える吐出バルブを備える請求項１記載の研削装置。
前記吸引バルブを作動させ前記吸引口からの吸引によって吸引保持した前記研削ホイールの保持を維持する保持維持手段を備えた請求項１記載の研削装置。