JP6905410B2

JP6905410B2 - 研削装置

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Publication number: JP6905410B2
Application number: JP2017150591A
Authority: JP
Inventors: 舞羽田
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-08-03
Filing date: 2017-08-03
Publication date: 2021-07-21
Anticipated expiration: 2037-08-03
Also published as: JP2019025631A

Description

本発明は、磁性体を含む板状ワークを研削する研削装置に関する。

各種電子デバイスの製造過程では、シリコン基板等の板状ワークを研削装置によって研削して所定の厚さに形成する工程が実施される。かかる研削に使用される研削装置において、シリコン基板の研削屑は研削水と一緒に排水されるが、フェライト基板等の磁性体を含む板状ワークの研削屑は、シリコンよりも比重が大きいため研削装置の沈殿槽に沈殿し蓄積されていく。

そこで、沈殿槽の底を斜面にして、沈殿槽から排水される研削水と一緒に磁性体の研削屑が流されるようにした研削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−０８０８３４号公報

しかし、上記特許文献１記載の発明では、沈殿槽内に研削屑を蓄積させないようにすることはできるが、研削水と一緒に排水された磁性体の研削屑が排水管内に沈殿し、排水管を詰まらせてしまうことがある。

よって研削装置においては、磁性体の研削屑を沈殿槽内で確保し、排水配管に流入させないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、磁性体を含む板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された板状ワークを砥石で研削する研削手段と、該保持テーブルに保持された板状ワークと該砥石とに研削水を供給する研削水供給手段と、を備えた研削装置であって、該保持テーブルを囲繞するリング状の凹部を有し該保持テーブルの該保持面から流下した該研削水に磁性体の研削屑を含んだ研削排液を該凹部に溜め該研削屑を沈殿させる沈殿槽と、該沈殿槽に溜まった該研削排液内の該研削屑を保持する研削屑保持具と、該沈殿槽に溜められた該研削排液の上水を排水する排水部と、を備え、該研削屑保持具は、スポンジと、該スポンジ内に埋め込まれた磁石とから構成され、該研削排液の該研削屑を該磁石で引き寄せ該スポンジで確保する研削装置である。

本発明に係る研削装置では、沈殿槽に沈殿した磁性体の研削屑が、研削屑保持具に磁力で引き寄せられて確保されるので、磁性体の研削屑を沈殿槽内で確保し排水配管に流入させないようにすることができる。また、磁石をスポンジに埋め込んだ研削屑保持具を使用することで、磁石に引き寄せられた磁性体の研削屑がスポンジの目に詰まり確保される。そして、研削屑保持具で確保した研削屑は、研削屑保持具を沈殿槽から取り出し、研削屑が詰まったスポンジと一緒に廃棄できるので、研削屑を破棄する作業を容易に行うことができる。

研削装置の一例を示す斜視図である。研削屑保持具の一例を示す斜視図である。研削装置の要部を示す断面図である。板状ワークを研削手段で研削している状態を示す断面図である。研削屑保持具を沈殿槽から搬出している状態を示す断面図である。沈殿槽から搬出された研削屑保持具をごみ箱に廃棄している状態を示す断面図である。研削屑保持具のスポンジから磁石を取り出した状態を示す斜視図である。

図１に示す研削装置１は、Ｙ軸方向に延びる装置ベース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とを備えている。装置ベース２の上面２ａには、蛇腹６の伸縮に伴ってＹ軸方向に移動可能な移動カバー４が配設されている。移動カバー４は、保持テーブル５を回転可能に囲繞している。
外形が円形状の保持テーブル５は、ポーラス部材等からなりフェライトなど磁性体を含む板状ワークＷを吸引保持する保持面５ａを有する。

コラム３には、板状ワークＷに研削を施す研削手段２０が研削送り手段１０によってＺ軸方向に移動可能に支持されている。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と平行に延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でボールネジ１１を回動させることにより、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。そして、昇降板１４と共に研削手段２０がＺ軸方向に昇降する。

研削手段２０は、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が装着されるホイールマウント２３と、ホイールマウント２３の中心に連結された回転軸２４と、回転軸２４を回転させるモータ２５と、モータ２５本体が固定され回転軸２４を回転可能に保持するホルダ２６とを有している。

回転軸２４の内部には、軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して研削水供給路２４ａが形成されている。研削水供給路２４ａの入口（上端）は研削水供給手段１５に接続されている。研削水供給路２４ａの出口（下端）は、ホイールマウント２３内の研削水流路２３ａに接続されている。研削水流路２３ａの出口はホイールマウント２３の下面に開口している。研削水供給手段１５から供給される研削水Ｇは、回転軸２４内の研削水供給路２４ａ及びホイールマウント２３内の研削水流路２３ｂを通って、ホイールマウント２３の下面から吐出され、砥石２１と保持テーブル５に保持された板状ワークＷの被加工面（上面）Ｗａとに供給される。

移動カバー４の上面４ａ上には、保持テーブル５を囲繞するリング状の凹部３０ａを有する沈殿槽３０が設けられている。沈殿槽３０は、外周壁３１と内周壁３２と底板３３とで構成されており、保持テーブル５の保持面５ａから流下した研削水に磁性体の研削屑を含んだ研削排液を凹部３０ａに溜め研削屑を沈殿させる。外周壁３１の上縁には、水平面上において相対向する二箇所に所定の形状の切欠部３１ａが設けられている。

沈殿槽３０の凹部３０ａには、沈殿槽３０に溜まった研削排液内の研削屑を保持する研削屑保持具４０が複数個（図示の例では２個）配置されている。

図２に示すように、研削屑保持具４０は、スポンジ４１と、スポンジ４１内に埋め込まれた磁石４２とから構成される。例えば、スポンジ４１の形状は直方体であり、磁石４２の形状は円板形状である。スポンジ４１には一側面から内部に向かって切り込み４１ａが形成されており、その切り込み４１ａに磁石４２が挿入されることにより、磁石４２がスポンジ４１の中心部に埋め込まれた状態になっている。

図３に示すように、保持テーブル５の下方近傍にはモータ２７が配置され、モータ２７のシャフト２８の先端（上端）に保持テーブル５の底面が連結されている。モータ２７が回転駆動することにより、保持テーブル５がその保持面５ａに板状ワークＷを吸引保持しつつ所定の回転数で回転する。

保持テーブル５の外周には、回転カバー４６が固定されている。回転カバー４６は、保持テーブル５を囲繞して同心円状に設けられた円筒部４６ａと、円筒部４６ａの上端から外側に斜め下向きに延びる傾斜部４６ｂとを有する。
移動カバー４は、その中央領域に保持テーブル５が入り込む円形の開口４ｃが形成されており、開口４ｃの縁上からは保持テーブル５を側方から囲繞する円筒壁４ｂが立ち上がっている。回転カバー４６の円筒部４６ａは、円筒壁４ｂと移動カバー４の上面４ａに設置されている沈殿槽３０の内周壁３２との間に上方から入り込んだ状態になっている。回転カバー４６の傾斜部４６ｂの外周縁（下端）は、沈殿槽３０の凹部３０ａ内に延びている。そして、沈殿槽３０の切欠部３１ａと移動カバー４の上面４ａとによって、沈殿槽３０に溜められた研削排液の上水を排水する排水部４Ｄが構成される。

保持テーブル５の一側近傍には、沈殿槽３０の凹部３０ａから研削屑保持具４０を搬出するための搬出手段５０が設けられている。搬出手段５０の近傍には、搬出された研削屑保持具４０を回収するためのごみ箱６０が設けられており、ごみ箱６０の入口６０ａは上向きに開口している。搬出手段５０は、研削屑保持具４０を両側から挟んで把持する把持部５１と、把持部５１を移動させる移動機構５２とを有する。移動機構５２は、把持部５１をＺ軸方向に移送させる昇降機構５３と、昇降機構５３を介して把持部５１を水平方向に回動させる回動機構５６と、を有する。

昇降機構５３は、Ｚ軸方向に延びるガイド軸５４と、図示しないモータ等が生み出す駆動力によってガイド軸５４に沿ってＺ軸方向に移動する昇降ブロック５５とを有する。昇降ブロック５５には、アーム部材５７を介して把持部５１が連結されており、把持部５１は、昇降ブロック５５と共に昇降移動する。回動機構５６は、例えばガイド軸５４の上端に連結されており、回動機構５６がガイド軸５４をＺ軸方向の軸心周りに回動させると、昇降ブロック５５と把持部５１とが共に水平方向において回動する。

昇降機構５３が作動することにより、把持部５１は、沈殿槽３０の底板３３上の研削屑保持具４０を把持し得る高さ位置から、把持した研削屑保持具４０を沈殿槽３０の外周壁３１を越えて搬送し得る高さ位置の範囲で昇降移動される。また、回動機構５６が作動することにより、把持部５１は、沈殿槽３０の上方からごみ箱６０の上方まで水平移動される。

上記のように構成される研削装置１では、図４に示すように、板状ワークＷを保持した保持テーブル５をモータ２７で回転させることにより板状ワークＷを回転させ、研削送り手段１０が研削ホイール２２を回転させた状態の研削手段２０を−Ｚ方向に移動させ、研削ホイール２２の砥石２１を板状ワークＷの上面Ｗａに接触させることにより、板状ワークＷの上面Ｗａ全面が研削される。研削は、砥石２１と板状ワークＷの上面Ｗａとに研削水Ｇを研削水供給手段１５から供給しつつ行われる。

板状ワークＷの上面Ｗａに供給された研削水Ｇは、研削により発生した磁性体の研削屑Ｋを含んだ研削排液Ｌとなって保持テーブル５の保持面５ａから回転カバー４６の傾斜部４６ｂを流下し、沈殿槽３０の凹部３０ａに流入する。沈殿槽３０の凹部３０ａに流入した研削排液Ｌに含まれる研削屑Ｋは、その自重により凹部３０ａの底に沈殿する。沈殿槽３０の凹部３０ａに溜まった研削排液Ｌのうち、研削屑Ｋを含まない上水Ｄだけが外周壁３１の切欠部３１ａを越えて沈殿槽３０内から流出する。沈殿槽３０から流出した上水Ｄは、移動カバー４の上面４ａ上に流下して、その後図示しない排水配管を流れて回収される。

図５に示すように、沈殿槽３０に沈殿した研削屑Ｋは、図２に示す研削屑保持具４０の磁石４２に引き寄せられ、スポンジ４１の目に詰まり確保される。そして、研削加工を実施していくと、研削屑保持具４０は、定期的に沈殿槽３０から搬出される。

その際、図５に示すように、搬出手段５０は、沈殿槽３０の上方の待機位置から昇降機構５３を作動させて把持部５１を下降させ、沈殿槽３０内に設置されている研削屑保持具４０を把持部５１で把持する。把持部５１が研削屑保持具４０を把持したら、搬出手段５０は、昇降機構５３を作動させて把持部５１を上昇させる。その後、図６に示すように、搬出手段５０は、回動機構５６を作動させて、把持部５１を沈殿槽３０の上方からごみ箱６０の上方に移動させる。搬出手段５０は、ごみ箱６０の上方にて把持部５１による研削屑保持具４０の把持を解除し、ごみ箱６０内に研削屑保持具４０を落下させる。以上の工程により沈殿槽３０からの研削屑保持具４０の搬出は完了する。その後、沈殿槽３０には、新たな研削屑保持具４０が設置される。

沈殿槽３０から搬出された研削屑保持具４０は、作業者によってごみ箱６０から回収される。そして、図７に示すように、研削屑Ｋ（図７には不図示）を確保した使用済みのスポンジ４１から磁石４２が取り出される。使用済みのスポンジ４１は廃棄処分され、磁石４２は未使用のスポンジ４１に埋め込まれて再利用される。

以上説明したように、本実施形態の研削装置１では、沈殿槽３０に沈殿した磁性体の研削屑Ｋが、研削屑保持具４０に磁力で引き寄せられて確保されるので、磁性体の研削屑Ｋを沈殿槽３０内で確保し排水配管に流入させないようにすることができる。

また、研削屑保持具４０で確保した研削屑Ｋは、研削屑保持具４０を沈殿槽３０から取り出し、研削屑Ｋが詰まったスポンジ４１と一緒に廃棄できるので、沈殿槽３０に沈殿した研削屑Ｋを破棄する作業を容易に行うことができる。
また、使用済みのスポンジ４１から取り出した磁石４２は、未使用のスポンジ４１に埋め込み再使用できるので経済的である。

なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。

例えば、上記実施形態では、研削屑保持具４０のスポンジ４１の形状は直方体であるとしたが、球形、円柱形など直方体以外の形状であってもよい。磁石４２の形状も円板形状に限定されない。

また、上記実施形態の研削装置１は、研削屑保持具４０を沈殿槽３０から搬出するための搬出手段５０を備えているが、搬出手段５０を有しない構成とし、研削屑保持具４０の搬出を作業者が行うようにしてもよい。

１研削装置２：装置ベース３：コラム
４：移動カバー４ａ：移動カバーの上面４ｂ：円筒壁４ｃ：開口４Ｄ：排水部
５：保持テーブル５ａ：保持面
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：砥石２２：研削ホイール２３：ホイールマウント２４：回転軸２５：モータ２６：ホルダ
１５：研削水供給手段
３０：沈殿槽３０ａ：凹部３１：外周壁３１ａ：切欠部３２：内周壁３３：底板
４０：研削屑保持具４１：スポンジ４２：磁石
４６：回転カバー
５０：搬出手段５１：把持部５２：移動機構５３：昇降機構５４：ガイド軸
５５：昇降ブロック５６：回動機構
６０：ごみ箱
Ｗ：板状ワークＧ：研削水Ｋ：研削屑Ｌ：研削排液Ｄ：上水

Claims

磁性体を含む板状ワークを保持する保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された板状ワークを砥石で研削する研削手段と、該保持テーブルに保持された板状ワークと該砥石とに研削水を供給する研削水供給手段と、を備えた研削装置であって、
該保持テーブルを囲繞するリング状の凹部を有し該保持テーブルの該保持面から流下した該研削水に磁性体の研削屑を含んだ研削排液を該凹部に溜め該研削屑を沈殿させる沈殿槽と、該沈殿槽に溜まった該研削排液内の該研削屑を保持する研削屑保持具と、該沈殿槽に溜められた該研削排液の上水を排水する排水部と、を備え、
該研削屑保持具は、スポンジと、該スポンジ内に埋め込まれた磁石とから構成され、該研削排液の該研削屑を該磁石で引き寄せ該スポンジで確保する研削装置。