JP7328063B2 - Grinding equipment - Google Patents
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Description
本発明は、研削装置に関する。 The present invention relates to grinding equipment.
特許文献1に開示のように、被加工物を研削する研削装置は、保持面の高さを測定する保持面高さ測定ゲージと、保持面に保持された被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定ゲージとを備えており、保持面高さ測定ゲージにより測定された保持面の高さと上面高さ測定ゲージにより測定された被加工物の上面の高さとの差を求めて、被加工物の厚みを算出している。
As disclosed in
研削装置に備える研削砥石の磨耗量の算出においては、上記のように算出される厚みが予め設定した厚みになるまで、研削砥石を保持面に保持された被加工物に対して押し下げて研削するとともに、研削加工が終了したときの研削砥石の高さ位置を研削装置に備える記憶装置等に記憶させる。また、予め、研削砥石の下面が保持面に接触するときの研削砥石の高さを基準の高さとして記憶させておき、研削終了時における被加工物の厚みの分、基準の高さから上にあたる高さ位置と、研削終了したときの研削砥石の位置との差を研削砥石の磨耗量として算出している。 In calculating the amount of wear of the grinding wheel provided in the grinding device, the grinding wheel is pressed down against the workpiece held on the holding surface until the thickness calculated as described above reaches a preset thickness. At the same time, the height position of the grinding wheel when the grinding process is completed is stored in a storage device or the like provided in the grinding device. In addition, the height of the grinding wheel when the lower surface of the grinding wheel comes into contact with the holding surface is stored in advance as a reference height, and the thickness of the workpiece at the end of grinding is increased from the reference height. The difference between the height position corresponding to , and the position of the grinding wheel at the end of grinding is calculated as the amount of wear of the grinding wheel.
しかし、被加工物の厚みが厚い場合、上面高さ測定ゲージが被加工物の上面まで上昇することができず、被加工物の高さを測定することができないという問題がある。また、保持面が汚れることで被加工物の厚みを正常に測定できないという問題がある。
したがって、研削装置には保持面の汚れに影響されることなく被加工物の厚みが厚くなっても被加工物の厚みを測定し、また研削砥石の磨耗量を認識するという課題がある。
However, when the thickness of the workpiece is large, there is a problem that the upper surface height measuring gauge cannot be raised to the upper surface of the workpiece and cannot measure the height of the workpiece. Moreover, there is a problem that the thickness of the workpiece cannot be measured normally because the holding surface becomes dirty.
Therefore, the grinding apparatus has the problem of measuring the thickness of the workpiece and recognizing the wear amount of the grinding wheel even if the thickness of the workpiece increases without being affected by the contamination of the holding surface.
本発明は、保持面の上に被加工物を保持する保持手段と、該保持面に保持された被加工物の上面を研削砥石の下面によって研削する研削手段と、該研削手段を該保持面に垂直方向に研削送りする研削送り手段と、該保持面の高さを測定する保持面高さ測定部と、該保持面に保持された被加工物の上面の高さを測定する上面高さ測定部とを備える研削装置であって、該上面高さ測定部を該研削送り方向に昇降させる測定部移動手段と、該測定部移動手段によって昇降された該上面高さ測定部の高さ位置を認識するスケールユニットと、被加工物の厚みを算出する厚み算出部と、を備え、該上面高さ測定部は、被加工物の上面に接触させる接触子を先端に配置したゲージと、該ゲージを該研削送り方向に突出可能に収容するシリンダと、該研削送り方向に昇降させ該被加工物の上面に該接触子を接触させた該ゲージの該シリンダからの突出量を測定する目盛りと、を備え、該測定部移動手段によって該上面高さ測定部を昇降させることによって該保持面の高さを測定した時の該目盛りの値と、該保持面高さ測定部によって該保持面の高さを測定した時の測定値とが一致したときの、該スケールユニットによって認識した値を、該上面高さ測定部の原点とし、厚み算出部は、該上面高さ測定部の該目盛りの値に、該上面高さ測定部の該原点からの相対的な高さの値を加算し、該保持面高さ測定部が測定した該保持面の高さの値を差し引いて、被加工物の厚みを算出する研削装置である。
上記の研削装置は、該保持面に接触させた該研削砥石の下面の高さを記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された値に、該厚み算出部により算出された研削終了時の被加工物の厚みを加算して、研削終了時の該研削砥石の高さ位置を差し引いて、該研削砥石の磨耗量を算出する磨耗量算出部と、を備えていることが望ましい。
The present invention comprises holding means for holding a workpiece on a holding surface, grinding means for grinding the upper surface of the workpiece held on the holding surface with a lower surface of a grinding wheel, and the grinding means on the holding surface. a grinding feed means for grinding and feeding in a direction perpendicular to the surface, a holding surface height measuring unit for measuring the height of the holding surface, and a top surface height for measuring the height of the upper surface of the workpiece held on the holding surface a measuring unit, comprising: measuring unit moving means for moving the top surface height measuring unit up and down in the grinding feeding direction; and a height position of the top surface height measuring unit moved up and down by the measuring unit moving unit. and a thickness calculator for calculating the thickness of the workpiece, and the upper surface height measuring unit includes a gauge having a contact at its tip that is brought into contact with the upper surface of the workpiece; a cylinder that houses a gauge so that it can protrude in the grinding feed direction; and a value of the scale when the height of the holding surface is measured by moving the upper surface height measuring unit up and down by the measuring unit moving means, and a value of the holding surface by the holding surface height measuring unit. The value recognized by the scale unit when it matches the measured value when measuring the height is taken as the origin of the top surface height measurement unit, and the thickness calculation unit calculates the scale of the top surface height measurement unit . The value of the relative height of the upper surface height measuring part from the origin is added to the value, and the value of the height of the holding surface measured by the holding surface height measuring part is subtracted from the workpiece It is a grinding device that calculates the thickness of
The above-described grinding apparatus includes a storage unit that stores the height of the lower surface of the grinding wheel that is in contact with the holding surface, and a value stored in the storage unit that is calculated by the thickness calculation unit at the end of grinding. It is desirable to include a wear amount calculation unit that calculates the wear amount of the grinding wheel by adding the thickness of the workpiece and subtracting the height position of the grinding wheel at the end of grinding.
本発明にかかる研削装置を用いることにより、保持面の高さ位置としてのスケールユニットの第2読み取り部の原点位置に、被加工物の上面の高さ位置としての第2読み取り部に認識される高さ位置を加算して、保持面高さ測定部が測定した保持面の高さを差し引いて、被加工物の厚みを算出することができる。これにより大きな厚みを有する被加工物の厚みを測定できるようになる。
例えば、10mm以上の厚みを有するような被加工物においてもその厚みを測定することができるようになった。
また、本研削装置に備える記憶部に、保持面に研削砥石の下面が接触しているときの研削砥石の下面の高さ、及び、研削終了時の研削砥石の下面の高さを記憶して、保持面に研削砥石の下面が接触しているときの研削砥石の下面の高さの値に被加工物の厚みを加算して、研削終了時の研削砥石の下面の高さを差し引くことによって、研削砥石の磨耗量を認識することができるようになった。
By using the grinding apparatus according to the present invention, the origin position of the second reading section of the scale unit as the height position of the holding surface is recognized by the second reading section as the height position of the upper surface of the workpiece. By adding the height position and subtracting the height of the holding surface measured by the holding surface height measuring unit, the thickness of the workpiece can be calculated. This makes it possible to measure the thickness of a workpiece having a large thickness.
For example, it has become possible to measure the thickness of a workpiece having a thickness of 10 mm or more.
Further, the height of the lower surface of the grinding wheel when the lower surface of the grinding wheel is in contact with the holding surface and the height of the lower surface of the grinding wheel when the grinding is finished are stored in a storage unit provided in the grinding apparatus. , by adding the thickness of the workpiece to the height of the lower surface of the grinding wheel when the lower surface of the grinding wheel is in contact with the holding surface, and subtracting the height of the lower surface of the grinding wheel at the end of grinding. , it became possible to recognize the amount of wear of the grinding wheel.
1 研削装置の構成
図1に示す研削装置1は、研削手段3を用いて保持手段2の保持面20aに保持されている半導体ウェーハ等の被加工物Wを研削加工する研削装置である。以下、研削装置1の構成について説明する。
1 Configuration of Grinding Apparatus
研削装置1は、Y軸方向に延設された装置基台10と、装置基台10の+Y方向側に立設されたコラム11とを備えている。
The
コラム11の-Y方向側の側面には、研削手段3を昇降可能に支持する研削送り手段4が配設されている。研削手段3は、Z軸方向の回転軸35を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31と、回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転駆動するスピンドルモータ32と、スピンドル30の下端に接続された円環状のマウント33と、マウント33の下面に着脱可能に装着された研削ホイール34とを備えている。
研削ホイール34は、ホイール基台341と、ホイール基台341の下面に環状に配列された略直方体形状の複数の研削砥石340とを備えており、研削砥石340の下面340bは被加工物Wを研削する研削面となっている。
Grinding feed means 4 for supporting the grinding means 3 so as to move up and down is arranged on the side surface of the
The
研削送り手段4は、Z軸方向の回転軸45を有するボールネジ40と、ボールネジ40に対して平行に配設された一対のガイドレール41と、回転軸45を軸にしてボールネジ40を回転させるZ軸モータ42と、内部のナットがボールネジ40に螺合して側部がガイドレール41に摺接する昇降板43と、昇降板43に連結され研削手段3を支持するホルダ44とを備えている。
The grinding feed means 4 includes a
Z軸モータ42によってボールネジ40が駆動されて、ボールネジ40が回転軸45を軸にして回転すると、これに伴って、昇降板43がガイドレール41に案内されてZ軸方向に昇降移動するとともに、ホルダ44に保持されている研削手段3が保持面20aに垂直な方向(Z軸方向)に移動することとなる。
When the
研削装置1は、研削砥石340の下面340bの高さを認識する下面高さ認識部81を備えている。下面高さ認識部81は、例えばガイドレール41の-Y方向側の側面に配設された第1スケール810と、例えば昇降板43の+X方向側の側面、かつ、第1スケール810に隣接する位置に配設された第1読み取り部811とを備えている。第1読み取り部811は、例えば、第1スケール810に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式の認識機構等を有しており、第1スケール810の目盛りを認識することができる。第1読み取り部811は、メモリ等の記憶素子を備えた第1記憶部84に電気的に接続されている。
研削砥石340がZ軸方向に昇降移動する際に、昇降板43がZ軸方向に昇降移動すると、第1読み取り部811も昇降移動して、第1読み取り部811の高さ位置が変化することとなる。
下面高さ認識部81は、読み取った第1スケール810の目盛りの値を第1記憶部84に記憶させることができる。第1読み取り部811の高さ位置は、研削砥石340の下面340bの高さに対応付けられており、第1読み取り部811の高さ位置を基にして研削砥石340の下面340bの高さを測定し、その測定値を第1記憶部84に記憶させることが可能となっている。
なお、上記のようにスケールを備えない構成であってもよい。その場合には、Z軸モータ42にエンコーダを備え、エンコーダが読み取る角度をZ軸方向の距離に換算することで下面340bの高さを認識する。
The
When the
The bottom surface
In addition, the structure which does not have a scale as mentioned above may be sufficient. In that case, the Z-
装置基台10の上には保持手段2が配設されている。保持手段2は、例えばポーラス部材等を有する吸引部20と吸引部20を支持する枠体21とを備えている。吸引部20の上面は被加工物Wが保持される保持面20aであり、枠体21の上面21aと保持面20aとは面一に形成されている。
A
保持手段2は、例えば装置基台10の内部に配設されている水平移動手段28に接続されており、水平移動手段28によって駆動されてY軸方向に移動することができる。水平移動手段28は、Y軸方向の回転軸285を有するボールネジ280と、ボールネジ280に対して平行に配設された一対のガイドレール281と、回転軸285を軸にしてボールネジ280を回転させるY軸モータ282と、内部のナットがボールネジ280に螺合して底部がガイドレール281に摺接するY軸ベース283と、支持柱286を介してY軸ベース283に連結され保持手段2を支持するチャックテーブルベース284とを備えている。チャックテーブルベース284は、ベアリング5を介して保持手段2を回転可能に支持している。
Y軸モータ282によってボールネジ280が駆動されて、ボールネジ280が回転軸285を軸にして回転すると、これに伴って、Y軸ベース283がガイドレール281に案内されてY軸方向に移動するとともに、チャックテーブルベース284に保持されている保持手段2がY軸方向に移動することとなる。
The
When the
保持手段2の周囲にはカバー12及びカバー12に伸縮自在に連結されている蛇腹13が配設されている。保持手段2がY軸方向に移動すると、カバー12が基台22と共にY軸方向に移動して蛇腹13が伸縮することとなる。
A
装置基台10の上には、保持面高さ測定部60が配設されている。保持面高さ測定部60は、第1シリンダ600と、第1シリンダ600に収容される第1ゲージ601とを備えており、第1ゲージ601の先端には、例えば枠体21の上面21a等に接触する第1接触子601aが配設されている。第1ゲージ601は、-Z方向に突出可能に支持されている。第1シリンダ600は、目盛り600aを備えており、第1ゲージ601に備える図示しない読み取り部が目盛り600aの値を読み取ることにより、第1シリンダ600からの第1ゲージ601の突出量を認識可能である。
A holding surface
装置基台10の上方には、上面高さ測定部62が配設されており、装置基台10の上には、上面高さ測定部62を研削送り方向(Z軸方向)に移動させる測定部移動手段7が配設されている。測定部移動手段7は、Z軸方向に立設された背板74と、背板74の+X方向側の側面に配設されZ軸方向の回転軸75を有するボールネジ70と、ボールネジ70に対して平行に配設された一対のガイドレール71と、回転軸75を軸にしてボールネジ70を回転させるモータ72と、側部がガイドレール71に摺接するベース73とを備えている。
A top surface
図1に示すように、ベース73には上面高さ測定部62が配設されている。
上面高さ測定部62は、第2シリンダ620と、第2シリンダ620の下端に連結された第2ゲージ621と、第2シリンダ620の上部とベース73の+X方向側の側面とにそれぞれ接続固定され両者を連結する第2連結部材622とを備えている。第2ゲージ621の下端には、保持手段2の保持面20aや被加工物Wの上面Wa等に接触する第2接触子621aが配設されている。第2ゲージ621は、-Z方向に突出可能に支持されている。第2シリンダ620は、目盛り620aを備えており、第2ゲージ621に備える図示しない読み取り部が目盛り620aの値を読み取ることにより、第2シリンダ620からの第2ゲージ621の突出量を認識可能である。
As shown in FIG. 1, the
The upper surface
ベース73に隣接する位置には、上面高さ測定部62の高さ位置を認識するスケールユニット83が配設されている。スケールユニット83は、背板74の+X方向側の側面に、ボールネジ70及びガイドレール71に対して平行に延設された第2スケール830と、ベース73の-Y方向側の側面に配設された第2読み取り部831とを備えている。
第2読み取り部831は、例えば、第2スケール830に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式の認識機構を有しており、第2スケール830の目盛りを認識することができる。第2読み取り部831は、メモリ等の記憶素子を備えた第2記憶部85に電気的に接続されている。第2記憶部85は、第2読み取り部831において読み取られた第2スケール830の目盛りの位置を記憶する機能を有している。
スケールユニット83は、例えば、上面高さ測定部62の第2接触子621aが保持面20aに接触しているときの第2読み取り部831の高さ位置を原点として測定して、第2記憶部85に記憶させることが可能である。また、原点からの第2読み取り部831の相対的な高さ位置を測定して、その測定値を第2記憶部85に記憶させることが可能である。
At a position adjacent to the
The
The
また、図2に示すように、測定部移動手段7は、ボールネジ70に螺合し、ベース73に連結されたナット部76を備えている。
モータ72によってボールネジ70が駆動されて、ボールネジ70が回転軸75を軸にして回転すると、これに伴って、ベース73がガイドレール71に案内されてZ軸方向に昇降移動するとともに、ベース73に配設されている上面高さ測定部62がベース73と一体的にZ軸方向に昇降移動することとなる。
Further, as shown in FIG. 2, the measuring section moving means 7 is provided with a
When the
図2に示すように、保持手段2の下方には、回転手段24が備えられている。回転手段24は、Z軸方向の回転軸aを軸にして回転可能な駆動軸241と、駆動軸241を回転させるモータ242と、駆動軸241の上端に連結されている駆動プーリ240と、保持手段2の下部に連結されZ軸方向の回転軸25を有するスピンドル245と、スピンドル245に接続された従動プーリ244と、駆動プーリ240及び従動プーリ244に巻回され駆動プーリ240の駆動力を従動プーリ244に伝達する伝動ベルト243と、スピンドル245の下端に連結されたロータリージョイント246と、を備えている。
モータ242を用いて駆動軸241を回転させると、駆動軸241に連結されている駆動プーリ240が回転するとともに、駆動プーリ240の回転力が伝動ベルト243によって従動プーリ244に伝達されて従動プーリ244が回転することとなる。従動プーリ244が回転すると、従動プーリ244に接続されているスピンドル245がZ軸方向の回転軸25を軸にして回転して、スピンドル245に接続されている保持手段2が回転軸25を軸にして回転する構成になっている。
As shown in FIG. 2, rotating
When the
保持手段2の下方には、吸引源260、エア供給源261、及び水供給源262が配設されている。吸引源260、エア供給源261、及び水供給源262は、それぞれ流路27を通じて吸引部20に接続されている。流路27における吸引部20と吸引源260との間、吸引部20とエア供給源261との間、及び吸引部20と水供給源262との間には、それぞれ開閉バルブ263a、263b、及び263cが配設されている。
被加工物Wの研削加工や被加工物Wの厚みの測定の際には、各々の開閉バルブ263a~263cが適宜開閉制御されることとなる。例えば、図3に示すように、被加工物Wが吸引部20の保持面20aに載置されている状態で、吸引部20と吸引源260との間の開閉バルブ263aを開いて、吸引部20と吸引源260とを連通させるとともに、吸引源260を作動させて吸引源260が発揮する吸引力を保持面20aに伝達させることによって、被加工物Wを吸引部20の保持面20aに吸引保持することができる。
A
When grinding the workpiece W or measuring the thickness of the workpiece W, the opening/
研削装置1は、研削装置1に備える各種の機構を制御する制御手段8を備えている。
制御手段8は、被加工物Wの厚みを算出する厚み算出部80を備えている。
また、制御手段8は、研削砥石340の磨耗量を算出する磨耗量算出部82を備えている。磨耗量算出部82は、保持面20aに研削砥石340が接触している状態における研削砥石340の下面340bの高さの値に、研削終了時に厚み算出部80により算出された被加工物Wの厚みを加算し、その加算した値から研削終了時の研削砥石340の下面340bの高さ位置を差し引いて、研削砥石340の磨耗量を算出する機能を有している。
The grinding
The control means 8 includes a
The control means 8 also includes a
2 研削装置の動作
(研削加工及び厚みの算出)
研削装置1を用いて、被加工物Wの厚みを算出しながら被加工物Wの研削加工を行うことによって、被加工物Wが予め設定された所望の厚みに研削加工される。
複数の被加工物Wを連続して研削加工すると、研削砥石340の下面340bが次第に磨耗していき、研削砥石340が無くなるために、やがて研削加工を行うことができなくなってしまう。そこで、研削装置1においては、例えば被加工物Wの研削加工後等に、研削砥石340の磨耗量の算出が行われる。
この磨耗量の算出によって、研削砥石340の残量の認識を可能にしている。
2 Grinding device operation (grinding and calculation of thickness)
By grinding the workpiece W using the grinding
When a plurality of workpieces W are continuously ground, the
By calculating the amount of wear, it is possible to recognize the remaining amount of the
以下、被加工物Wの厚みの算出を行いながら被加工物Wの研削加工を行う際の研削装置1の動作、及び、研削砥石340の磨耗量を算出する際の研削装置1の動作について説明する。
The operation of the
まず、図2に示すように、研削送り手段4を用いて研削手段3をZ軸方向に移動させて、研削砥石340の下面340bを保持手段2の保持面20aに接触させるとともに、保持手段2の保持面20aに研削砥石340の下面340bが接触するときの研削砥石340の下面340bの高さを第1記憶部84に記憶させる。保持手段2の保持面20aに研削砥石340の下面340bが接触するときの研削砥石340の下面340bの高さは、第1記憶部84に記憶されるとともに、電気信号として磨耗量算出部82に送信される。
First, as shown in FIG. 2, the grinding means 3 is moved in the Z-axis direction using the grinding feed means 4 to bring the
また、上面高さ測定部62の第2接触子621aを保持面20aに接触させて、第2ゲージ621の第2シリンダ620からの突出量が目盛り620aから読み取られて保持面20aの高さとして測定される。測定された保持面20aの高さの値は、電気信号として厚み算出部80に送信される。
さらに、第2接触子621aが保持面20aに接触しているときのスケールユニット83の第2スケール830の目盛りの値が第2読み取り部831に読み取られて認識される。第2読み取り部831において認識された高さ位置は、原点の高さ位置として第2記憶部85に記憶される。
さらに、図3に示すように、保持面高さ測定部60の第1接触子601aを枠体21の上面21aに接触させて、保持面20aの高さを測定する。保持面20aの高さは、第1ゲージ601の第1シリンダ600からの突出量が目盛り600aから読み取られることによって測定される。
なお、保持面高さ測定部60の第1接触子601aと上面高さ測定部62の第2接触子621aとは同一面を測定していることになるため、第1接触子601aの値と第2接触子621aの値とが同じになるように上面高さ測定部62を測定部移動手段7を用いて移動させてもよい。
なお、保持面高さ測定部60は、第1接触子601aをZ軸方向に直動させる直動式でもよいし、第1接触子601aをアームの先端に配設し、アームの中央に支点を備え第1接触子601aをZ軸方向に移動させる梃子式でもよい。
Also, the
Furthermore, the value of the scale of the
Further, as shown in FIG. 3, the
Since the
Note that the holding surface
その後、一旦、研削送り手段4を用いて研削砥石340を+Z方向に移動して、研削砥石340を保持手段2の保持面20aから離間する。さらに、測定部移動手段7によって上面高さ測定部62を+Z方向に移動して、第2接触子621aを保持手段2の保持面20aから離間する。
また、例えば、水平移動手段28により保持手段2をY軸方向に移動して、保持手段2と研削手段3とを水平方向において離間する。
After that, the
Further, for example, the holding means 2 is moved in the Y-axis direction by the horizontal moving means 28 to separate the holding means 2 and the grinding means 3 in the horizontal direction.
次に、図3に示すように、保持手段2の保持面20aの上に被加工物Wを載置するとともに、吸引源61を作動させて吸引力を発揮させる。これにより、生み出された吸引力が流路27を通じて保持面20aに伝達されて、被加工物Wが保持面20aに吸引保持される。
Next, as shown in FIG. 3, the workpiece W is placed on the holding
被加工物Wが吸引保持されている保持手段2を、水平移動手段28を用いてY軸方向に移動させて、保持手段2を研削手段3の下方に位置付ける。 The holding means 2 holding the workpiece W by suction is moved in the Y-axis direction using the horizontal movement means 28 to position the holding means 2 below the grinding means 3 .
図3に示すように、保持面高さ測定部60の第1接触子601aを枠体21の上面21aに接触させて、保持面20aの高さを測定する。保持面20aの高さは、第1ゲージ601の第1シリンダ600からの突出量によって測定される。
さらに、測定部移動手段7を用いてベース73を研削送り方向に適宜移動させて、上面高さ測定部62の第2ゲージ621の第2接触子621aを被加工物Wの上面Waに接触させる。これにより、第2接触子621aが被加工物Wの上面Waに接触しているときの第2スケール830の目盛りの高さ位置が、第2読み取り部831により読み取られて認識され、第2記憶部85に記憶されるとともに、そのときの第2ゲージ621の第2シリンダ620からの突出量によって、被加工物Wの上面Waの高さが測定される。
測定された保持面20aの高さの値と、第2記憶部85に記憶された第2接触子621aが被加工物Wの上面Waに接触しているときの第2読み取り部831の高さ位置とが、厚み算出部80に電気信号として送信される。
As shown in FIG. 3, the
Further, the
The measured height value of the holding
その後、回転手段24のモータ242を制御して、回転軸aを軸にして駆動軸241を回転させる。これにより、駆動軸241に連結されている駆動プーリ240が回転して、その回転力が伝動ベルト243によって従動プーリ244に伝達されて従動プーリ244が回転する。従動プーリ244の回転に伴って、従動プーリ244に接続されているスピンドル245がZ軸方向の回転軸25を軸にして回転する。こうして、スピンドル245に接続されている保持手段2及び保持手段2の保持面20aに保持されている被加工物Wが回転軸25を軸にして回転する。
After that, the
次いで、研削手段3のスピンドルモータ32を用いて、回転軸35を軸にしてスピンドル30を回転させる。これにより、スピンドル30の下端に接続されている円環状のマウント33及びマウント33に連結されている研削砥石340が同じく回転軸35を軸にして回転する。
Next, the
研削砥石340が回転している状態で、図1に示した研削送り手段4のZ軸モータ42を用いてボールネジ40を駆動して、回転軸45を軸にしてボールネジ40を回転させる。これにより、昇降板43及び昇降板43にホルダ44を介して支持されている研削砥石340が-Z方向に降下していき、図3に示すように、研削砥石340の下面340bが、保持面20aに吸引保持されている被加工物Wに当接する。下面340bが被加工物Wに当接している状態で、さらに、研削砥石340を被加工物Wに向かって押し下げていくことにより被加工物Wが研削加工される。
While the
厚み算出部80において、研削前に、上面高さ測定部62により測定され目盛り600aから読み取られた保持面20aの高さの値(A)と、上面高さ測定部62により保持面20aの高さを測定したときのスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(a)と、被加工物Wを保持面20aに保持して上面高さ測定部62により測定され目盛り620aから読み取られた被加工物Wの上面Waの高さの値(B)と、上面測定部62の第2接触子621aを被加工物Wの上面Waに接触させたときにスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(b)とを用いて、上面測定部62の第2接触子621aを被加工物Wの上面Waに接触させたときにスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(b)から研削前に上面高さ測定部62により保持面20aの高さを測定したときのスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(a)を差し引き、その差し引いた値から、被加工物Wを保持面20aに保持して上面高さ測定部62により測定された被加工物Wの上面Waの高さの値(B)から研削前に上面高さ測定部62により測定された保持面20aの高さの値(A)を差し引いた値を差し引いた値が、被加工物Wの厚みとして算出される。
なお、研削前に測定した上面高さ測定部62により測定された保持面20aの高さの値(A)と上面測定部62により保持面20aに保持された被加工物Wの上面Waの高さの値(B)とが同じになるように測定部移動手段7を制御してもよい。
その際は、上面高さ測定部62の第2接触子621aを被加工物Wの上面Waに接触させたときにスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(b)から研削前に上面高さ測定部62により保持面20aの高さを測定したときのスケールユニット83に認識された第2読み取り部831の高さ位置の値(a)を差し引いた値が被加工物Wの厚みとして算出される。
なお、研削加工中、加工熱の影響により保持面20aの高さが変化するため、保持面高さ測定部60により保持面20aの高さを測定している。
保持面高さ測定部60の目盛り600aの値により研削前の保持面高さを測定し、研削前の保持面20aの高さの値(AA)を記憶しておき、研削中に保持面高さ測定部60の目盛り600aの値により測定された保持面20aの高さの値(AB)から研削前の保持面20aの高さの値(AA)を差し引き、研削中の保持面の変化を認識する。
たとえば、研削中に加工熱により保持面20aが研削前より5μm高くなったら、保持面高さ測定部60により保持面高さが測定され、保持面高さの変化が5μmであると認識する。
また、同時に上面高さ測定部62により被加工物Wの上面高さを測定することで、上記のように被加工物Wの厚みが算出され、上面高さ測定部62により測定した値を用いて算出された被加工物Wの厚みから、加工熱によって変化した保持面高さ(5μm)を差し引き、実際に保持面20aに保持され研削されている被加工物Wの厚みが算出される。
なお、研削前に、上面高さ測定部62の目盛り620aの値により保持面高さを測定するとともに保持面高さ測定部60の目盛り600aの値により保持面高さを測定し、上面高さ測定部62により測定した保持面20aの高さの値(A)と保持面高さ測定部60により測定した保持面20aの高さの値(AA)との値を一致させてもよい。
In the
Note that the value (A) of the height of the holding
In this case, the height position value (b ) minus the value (a) of the height position of the
Note that the height of the holding
The holding surface height before grinding is measured by the value of the
For example, if the holding
At the same time, the upper surface height of the workpiece W is measured by the upper surface
Before grinding, the holding surface height was measured by the value of the
被加工物Wが研削加工されて被加工物Wの上面Waの高さが低くなっていくと、上面高さ測定部62の第2ゲージ621の第2接触子621aが被加工物Wの上面Waに接触して目盛り620aの値により被加工物Wの上面Waの高さを測定する。なお、研削して低くなる高さの量は、200μm以下である。なお、第2ゲージ621の第2接触子621の突出量は、最大1mmであり、被加工物Wの上面Waが研削される量が1mmまでは測定可能である。よって、上面高さ測定部62の第2ゲージ621の第2接触子621aが被加工物Wの上面Waに接触して被加工物Wの上面Waの高さを測定可能な位置に第2ゲージ621をZ軸方向に移動させ、その後、研削加工で低くなっていく被加工物Wの上面Waの高さを、第2接触子621aの突出量で測定する。
研削中には、厚み算出部80において、保持面高さ測定部60により測定された保持面20aの高さの値と上面高さ測定部62により測定された保持面20aに保持される被加工物の上面高さの値と、第2スケール830の目盛りの高さ位置とから被加工物Wの厚みが継続して算出されており、被加工物Wの厚みが予め設定された所望の厚みになるまで被加工物Wの研削加工が行われる。保持面20aの高さは、研削によって生じた熱等によって変動しうるが、保持面高さ測定部60により測定された保持面20aの高さの値を差し引くことにより、かかる変動分も勘案して被加工物Wの厚みを算出することができる。
When the workpiece W is ground and the height of the upper surface Wa of the workpiece W becomes lower, the
During grinding, the
上記のように、厚み算出部80において算出された研削終了時の被加工物Wの厚みの値は、電気信号として磨耗量算出部82に送信される。
As described above, the value of the thickness of the workpiece W at the end of grinding calculated by the
(研削砥石の磨耗量算出)
被加工物Wを研削加工して被加工物Wの厚みが予め設定された所望の厚みに達した時に、その研削終了時における研削砥石340の下面340bの高さを第1記憶部84に記憶する。記憶された研削終了時における研削砥石340の下面340bの高さの値は、電気信号として磨耗量算出部82に送信される。
(Calculation of wear amount of grinding wheel)
When the workpiece W is ground and the thickness of the workpiece W reaches a preset desired thickness, the height of the
そして、磨耗量算出部82において、研削加工前に予め記憶された保持手段2の保持面20aに研削砥石340の下面340bが接触するときの研削砥石340の下面340bの高さに、厚み算出部80において算出された研削加工後の被加工物Wの厚みを加算し、その加算値から研削終了時の研削砥石340の下面340bの高さ位置を差し引く。これにより、研削砥石340の磨耗量が算出される。
Then, in the wear
研削装置1にあっては、保持面20aの高さ位置としてのスケールユニット83の第2読み取り部831の原点位置に、被加工物Wの上面Waの高さ位置としての第2読み取り部831に認識される高さ位置を加算して、保持面高さ測定部60が測定した保持面20aの高さを差し引いて、被加工物Wの厚みを算出することができる。これにより大きな厚みを有する被加工物Wの厚みを測定できるようになる。
例えば、10mm以上の厚みを有するような被加工物Wにおいてもその厚みを測定することができるようになった。
また、研削装置1に備える第1記憶部84に、保持面20aに研削砥石340の下面340bが接触しているときの研削砥石340の下面340bの高さを記憶して、保持面20aに研削砥石340の下面340bが接触しているときの研削砥石340の下面340bの高さの値に被加工物の厚みを加算して、研削終了時の研削砥石340の下面340bの高さを差し引くことによって、研削砥石340の磨耗量を認識することができるようになった。この研削加工終了することに認識する研削砥石340の磨耗量を合算して研削砥石340の残量を認識することができる。
In the
For example, it has become possible to measure the thickness of a workpiece W having a thickness of 10 mm or more.
Further, the height of the
1:研削装置 10:装置基台 11:コラム 12:カバー 13:蛇腹
2:保持手段 20:吸引部 20a:保持面 21:枠体 21a:枠体の上面
24:回転手段 240:駆動プーリ 241:駆動軸
242:モータ 243:伝動ベルト 244:従動プーリ 245:スピンドル
246:ロータリージョイント 25:回転軸 260:吸引源 261:エア供給源
262:水供給源 263a~263c:開閉バルブ 27:吸引路
28:水平移動手段 280:ボールネジ 281:ガイドレール
282:Y軸モータ 283:Y軸ベース 284:チャックテーブルベース
285:回転軸 286:支持柱
3:研削手段 30:スピンドル 31:ハウジング 32:スピンドルモータ
33:マウント 34:研削ホイール 340:研削砥石 340b:研削砥石の下面
341:ホイール基台 35:回転軸
4:研削送り手段 40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:Z軸モータ
43:昇降板 44:ホルダ 45:回転軸
5:ベアリング
60:保持面高さ測定部 600:第1シリンダ 601:第1ゲージ
601a:第1接触子 62:上面高さ測定部 620:第2シリンダ
621:第2ゲージ 621a:第2接触子
7:測定部移動手段 70:ボールネジ 71:ガイドレール 72:モータ
73:ベース 74:背板 75:回転軸 76:ナット部
8:制御手段 80:厚み算出部
81:下面高さ認識部 810:第1スケール 811:第1読み取り部
82:磨耗量算出部
83:スケールユニット 830:第2スケール 831:第2読み取り部
84:第1記憶部 85:第2記憶部
W:被加工物 Wa:被加工物の上面
Reference Signs List 1: grinding device 10: device base 11: column 12: cover 13: bellows 2: holding means 20: suction part 20a: holding surface 21: frame 21a: upper surface of frame 24: rotating means 240: drive pulley 241: Drive shaft 242: Motor 243: Transmission belt 244: Driven pulley 245: Spindle 246: Rotary joint 25: Rotating shaft 260: Suction source 261: Air supply source 262: Water supply source 263a to 263c: Opening/closing valve 27: Suction path 28: Horizontal movement means 280: Ball screw 281: Guide rail 282: Y-axis motor 283: Y-axis base 284: Chuck table base 285: Rotating shaft 286: Support column 3: Grinding means 30: Spindle 31: Housing 32: Spindle motor 33: Mount 34: Grinding wheel 340: Grinding wheel 340b: Lower surface of grinding wheel 341: Wheel base 35: Rotating shaft 4: Grinding feeding means 40: Ball screw 41: Guide rail 42: Z-axis motor 43: Elevating plate 44: Holder 45: Rotation Axis 5: Bearing 60: Holding Surface Height Measuring Part 600: First Cylinder 601: First Gauge 601a: First Contactor 62: Upper Surface Height Measuring Part 620: Second Cylinder 621: Second Gauge 621a: Second Contact Child 7: Measuring part moving means 70: Ball screw 71: Guide rail 72: Motor 73: Base 74: Back plate 75: Rotating shaft 76: Nut part 8: Control means 80: Thickness calculator 81: Bottom surface height recognition part 810: First Scale 811: First Reading Section 82: Abrasion Amount Calculating Section 83: Scale Unit 830: Second Scale 831: Second Reading Section 84: First Storage Section 85: Second Storage Section W: Workpiece Wa: Workpiece top surface of workpiece
Claims (2)
さらに、
該上面高さ測定部を該研削送り方向に昇降させる測定部移動手段と、
該測定部移動手段によって昇降された該上面高さ測定部の高さ位置を認識するスケールユニットと、
被加工物の厚みを算出する厚み算出部と、を備え、
該上面高さ測定部は、被加工物の上面に接触させる接触子を先端に配置したゲージと、該ゲージを該研削送り方向に突出可能に収容するシリンダと、該研削送り方向に昇降させ該被加工物の上面に該接触子を接触させた該ゲージの該シリンダからの突出量を測定する目盛りと、を備え、
該測定部移動手段によって該上面高さ測定部を昇降させることによって該保持面の高さを測定した時の該目盛りの値と、該保持面高さ測定部によって該保持面の高さを測定した時の測定値とが一致したときの、該スケールユニットによって認識した値を、該上面高さ測定部の原点とし、
該厚み算出部は、
該上面高さ測定部の該目盛りの値に、該上面高さ測定部の該原点からの相対的な高さの値を加算し、該保持面高さ測定部が測定した該保持面の高さの値を差し引いて、被加工物の厚みを算出する研削装置。 holding means for holding the workpiece on the holding surface; grinding means for grinding the upper surface of the workpiece held on the holding surface with the lower surface of the grinding wheel; and the grinding means in a direction perpendicular to the holding surface. a holding surface height measuring unit for measuring the height of the holding surface; and a top surface height measuring unit for measuring the height of the top surface of the workpiece held on the holding surface. A grinding device comprising
moreover,
measuring unit moving means for moving the top surface height measuring unit up and down in the grinding feed direction;
a scale unit for recognizing the height position of the upper surface height measuring unit moved up and down by the measuring unit moving means;
A thickness calculation unit that calculates the thickness of the workpiece,
The top surface height measuring unit includes a gauge having a contact at its tip for contacting the top surface of the workpiece, a cylinder housing the gauge so as to protrude in the grinding feed direction, and a cylinder that moves up and down in the grinding feed direction. a scale for measuring the amount of protrusion of the gauge from the cylinder when the contact is in contact with the upper surface of the workpiece,
The value of the scale when the height of the holding surface is measured by moving the upper surface height measuring unit up and down by the measuring unit moving means, and the height of the holding surface is measured by the holding surface height measuring unit. The value recognized by the scale unit when it matches the measured value when the
The thickness calculator is
The height of the holding surface measured by the holding surface height measuring unit by adding the value of the relative height of the upper surface height measuring unit from the origin to the value of the scale of the upper surface height measuring unit A grinding device that calculates the thickness of a workpiece by subtracting the thickness value.
該記憶部に記憶された値に、該厚み算出部により算出された研削終了時の被加工物の厚みを加算し、研削終了時の該研削砥石の高さ位置を差し引いて、該研削砥石の磨耗量を算出する磨耗量算出部と、を備える、請求項1記載の研削装置。 a storage unit that stores the height of the lower surface of the grinding wheel that is in contact with the holding surface;
The thickness of the workpiece at the end of grinding calculated by the thickness calculating unit is added to the value stored in the storage unit, and the height position of the grinding wheel at the end of grinding is subtracted. 2. The grinding apparatus according to claim 1, further comprising a wear amount calculator for calculating the wear amount.
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