JPH04128145U - Cooling device for spindle structure - Google Patents

Cooling device for spindle structure

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Publication number
JPH04128145U
JPH04128145U JP4178191U JP4178191U JPH04128145U JP H04128145 U JPH04128145 U JP H04128145U JP 4178191 U JP4178191 U JP 4178191U JP 4178191 U JP4178191 U JP 4178191U JP H04128145 U JPH04128145 U JP H04128145U
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JP
Japan
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spindle
air bearing
cooling medium
circulation path
air
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Application number
JP4178191U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
信彦 脇田
Original Assignee
株式会社デイスコ
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、半導体ウエーハなどを切削又は研
削する装置であって、切削砥石を具備したスピンドル機
構のエアーベアリングを、積極的に冷却して長時間の連
続高速駆動による熱膨張の影響を排除し、軸受けの焼付
きを防止するものである。 【構成】 本考案は、エアーベアリング内に冷却媒体の
循環路を形成し、該循環路内に冷却媒体を強制的に循環
させることで、非接触の軸受けであるエアーベアリング
を全面的に冷却し、スピンドル機構の高速回転及び長時
間の連続駆動によって生ずる空気摩擦による発熱の累積
を除去した冷却装置である。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention is a device for cutting or grinding semiconductor wafers, etc., in which an air bearing of a spindle mechanism equipped with a cutting wheel is actively cooled and driven continuously at high speed for a long period of time. This eliminates the effects of thermal expansion caused by the bearings and prevents seizure of the bearings. [Structure] This invention forms a cooling medium circulation path within the air bearing, and by forcibly circulating the cooling medium within the circulation path, the air bearing, which is a non-contact bearing, is completely cooled. This is a cooling device that eliminates the accumulation of heat generated by air friction caused by high-speed rotation and long-term continuous operation of the spindle mechanism.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本考案は、研削又は切削砥石を用いて半導体ウエーハ等を研削又は切削する装 置であって、該研削又は切削装置に装備され、前記研削又は切削砥石が装着され て回転駆動するスピンドル構成体の冷却装置に関するものである。 This invention is a device for grinding or cutting semiconductor wafers, etc. using a grinding or cutting wheel. a machine, which is equipped on the grinding or cutting device and is equipped with the grinding or cutting wheel; This invention relates to a cooling device for a spindle component that is rotationally driven.

【0002】0002

【従来技術】[Prior art]

この種の研削又は切削装置及びスピンドル構成体としては、特開昭62−16 2466号公報に開示された構成のものが従来例として周知である。この従来例 においては、ウエーハの研削装置にラッピングフィルムをラッピングする装置を 付加したものであるが、研削のための3本のスピンドル構成体が符号25で示さ れている。 This type of grinding or cutting device and spindle structure are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-16 The configuration disclosed in Japanese Patent No. 2466 is well known as a conventional example. This conventional example , a device for wrapping a wrapping film on a wafer grinding device is installed. Additionally, a three-spindle arrangement for grinding is indicated at 25. It is.

【0003】 一般的に、この種の研削又は切削装置において使用されているスピンドル構成 体は、高速回転を得ること及びスピンドルの回転に負荷を与えないようにするた めに、その軸受部としてエアーベアリングが使用されている。0003 Spindle configurations commonly used in this type of grinding or cutting equipment The body is designed to obtain high speed rotation and to avoid applying load to the rotation of the spindle. For this reason, air bearings are used as the bearings.

【0004】 このエアーベアリングは、スピンドルとの間隙が数μmの単位の精密さで非接 触の状態でスピンドルを支持しており、その間隙をエアーが通過することにより 発熱が少ないと言う利点があって、一般的には強制冷却は行われていない。0004 This air bearing has a non-contact precision with a gap of several micrometers between the spindle and the spindle. The spindle is supported in a state of contact, and by air passing through the gap It has the advantage of generating less heat, and forced cooling is generally not used.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

しかしながら、低速回転では問題にならなかった空気摩擦による発熱が、高速 回転(1分間の回転数7000rpm )では無視できなくなり、短時間の駆動であ ればそれ程発熱が累積されないが、長時間に亘って例えば40分以上連続して駆 動した場合、発熱が累積してエアーベアリング及びスピンドルに影響を及ぼし、 熱膨張現象が生じて両者間の間隙がなくなり、接触状態になることで更に発熱し 焼付いて回転不能になると言う問題点を有している。 However, heat generation due to air friction, which was not a problem at low speed rotation, Rotation (rotation speed of 7000 rpm per minute) cannot be ignored, and even short-term operation If you do so, the heat will not accumulate as much, but if you drive it for a long time, for example 40 minutes or more, it will not accumulate as much heat. If the machine moves, heat builds up and affects the air bearing and spindle. Thermal expansion occurs and the gap between the two disappears, causing further heat generation as they come into contact. The problem is that it seizes and becomes unrotatable.

【0006】 従って、従来例におけるスピンドル構成体は、連続した長時間の駆動及び高速 回転時の焼付きに解決しなければならない課題を有している。[0006] Therefore, the spindle structure in the conventional example cannot be operated continuously for a long time and at high speed. There is a problem that needs to be solved with regard to seizure during rotation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

前記従来例の課題を解決する具体的手段として本考案は、研削又は切削砥石が 装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するエアーベアリング と、スピンドルを回転させる駆動源とを含む研削又は切削装置のスピンドル構成 体であって、前記エアーベアリングに冷却媒体の循環路が形成され、該循環路内 に冷却媒体を強制的に循環供給することを特徴とするスピンドル構成体の冷却装 置を提供するものであり、前記エアーベアリングがハウジングとスラストベアリ ングとから構成され、ハウジングに対してスラストベアリングを合体させること で冷却媒体の循環路が連通するようになり、その冷却媒体の循環路が、給水口、 排水口及び通水路を一連に接続して形成されるものである。 As a specific means for solving the problems of the conventional example, the present invention provides a method in which the grinding or cutting wheel is The attached spindle and the air bearing that rotatably supports the spindle. and a drive source for rotating the spindle. A cooling medium circulation path is formed in the air bearing, and a cooling medium circulation path is formed in the air bearing. A cooling device for a spindle structure characterized by forcibly circulating and supplying a cooling medium to the The air bearing is connected to the housing and the thrust bearing. The thrust bearing is integrated into the housing. The cooling medium circulation path is now in communication with the water supply port, It is formed by connecting a drainage port and a waterway in series.

【0008】[0008]

【作用】[Effect]

エアーベアリング内に冷却媒体の循環路を形成し、該循環路内を冷却媒体が強 制的に循環させられることで、エアーベアリングを冷却し、高速回転及び長時間 の駆動によって生ずる空気摩擦による発熱の累積を除去し、熱膨張による軸受け の焼付きが全面的に解消されるのである。 A cooling medium circulation path is formed within the air bearing, and the cooling medium is forced through the circulation path. The controlled circulation cools the air bearing, allowing it to rotate at high speeds and for long periods of time. This eliminates the accumulation of heat generated by air friction caused by the drive of The image sticking is completely eliminated.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

次に本考案を図示の実施例により更に詳しく説明すると、1はスピンドル機構 全体を示すものであり、該スピンドル機構は、概ねシャフト又はスピンドル2と 、該スピンドルを支持するエアーベアリング3と、スピンドル2を回転させる駆 動源4とから構成されている。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to illustrated embodiments. 1 is a spindle mechanism. The spindle mechanism generally includes a shaft or a spindle 2. , an air bearing 3 that supports the spindle, and a drive that rotates the spindle 2. It is composed of a power source 4.

【0010】 更に、前記スピンドル2の一方の端部(図において下端部)に円盤状の支持体 5を介して切削砥石6が取り付けられている。0010 Furthermore, a disk-shaped support is provided at one end (lower end in the figure) of the spindle 2. A cutting wheel 6 is attached via 5.

【0011】 前記駆動源4はスピンドル2の他方の端部側に、スピンドルに取り付けられた フランジ状の区画壁7により仕切られた状態で配設され、例えば高周波モーター が使用されている。そして、この駆動源4は所定のケース8により全体が覆われ ている。[0011] The drive source 4 is attached to the other end of the spindle 2. For example, a high frequency motor is used. This drive source 4 is entirely covered by a predetermined case 8. ing.

【0012】 前記エアーベアリング3は、前記支持体5と区画壁7との間に遊嵌状態で配設 され、ケース8に取り付けられている。この場合のエアーベアリング3とスピン ドル2との間隙a、及びエアーベアリング3と支持体5及び区画壁7との夫々の 間隙b,cは略10μm程度である。0012 The air bearing 3 is loosely fitted between the support body 5 and the partition wall 7. and is attached to case 8. Air bearing 3 and spin in this case The gap a between the dollar 2 and the air bearing 3 and the support body 5 and the partition wall 7, respectively. The gaps b and c are approximately 10 μm.

【0013】 このように配設されたエアーベアリング3には、もともと前記各間隙a,b, cに夫々エアーを供給するための給気路9が形成されており、該給気路9を介し て吹き込まれるエアーの噴出によって、スピンドル2が非接触の状態で支持され る構成になっている。[0013] The air bearing 3 arranged in this way originally has the above-mentioned gaps a, b, An air supply passage 9 is formed for supplying air to each of the air supply passages 9 and 9. The spindle 2 is supported in a non-contact state by the jet of air blown in. The configuration is as follows.

【0014】 このエアーベアリング3は、図2に示したように、中央部に配設した筒状のハ ウジング10と、その両端部に夫々配設したスラストベアリング11とから構成 され、該スラストベアリング11は、ドーナツ状の台金12とメタル13とから 構成され、これらがハウジング10に一体的に積層されて使用される。[0014] As shown in Fig. 2, this air bearing 3 is a cylindrical hub located in the center. Consists of a housing 10 and thrust bearings 11 installed at both ends of the housing. The thrust bearing 11 is made up of a donut-shaped base metal 12 and a metal 13. These are used by being integrally stacked on the housing 10.

【0015】 前記筒状のハウジング10には、前記給気路9を避けた位置に複数本の通水路 14が設けられ、これら通水路14はハウジング10の長さ方向に沿って略平行 に形成され、且つ各通水路はハウジング10の端面においていずれも開口するも のである。そして、その内の1本の通水路は略中央部分においてハウジング10 の側面に開口させた給水口15と排水口16とを有している。[0015] The cylindrical housing 10 has a plurality of water passages at positions avoiding the air supply passage 9. 14 are provided, and these water passages 14 are substantially parallel along the length direction of the housing 10. , and each water passageway opens at the end face of the housing 10. It is. One of the water passages is located approximately at the center of the housing 10. It has a water supply port 15 and a drain port 16 that are opened on the side surface.

【0016】 前記スラストベアリング11においても、前記通水路14に対応して、同数の 通水路17が平行に設けられる。特に、台金12には両端面に開口するストレー トの通水路17が形成され、メタル13にはUターン用のコ字状又はC字状の溝 穴18が形成される。この溝穴18は、隣接する2個の通水路17の開口部を連 結するものである。[0016] The thrust bearing 11 also has the same number of holes corresponding to the water passages 14. Water passages 17 are provided in parallel. In particular, the base metal 12 has a strainer opening on both end faces. A U-shaped or C-shaped groove for a U-turn is formed in the metal 13. A hole 18 is formed. This slot 18 connects the openings of two adjacent water passages 17. It is something that connects.

【0017】 このように通水路14,17及び溝穴18を設けることにより、中央部のハウ ジング10の両側にスラストベアリング11を当接又は合体させて取り付け、エ アーベアリング3を形成すると、中央部の給水口15から排水口16まで通水路 が一連に繋がった冷却媒体の循環路が形成されることになる。[0017] By providing the water passages 14, 17 and the slot 18 in this way, the central housing Attach the thrust bearings 11 to both sides of the engine 10 by contacting or combining them. When the earth bearing 3 is formed, a water passageway runs from the water supply port 15 in the center to the drain port 16. A cooling medium circulation path is formed in which the cooling medium is connected in series.

【0018】 そして、これら給水口15及び排水口16は所定のパイプなどを通じて給水部 及び排水部に接続され、何時でも冷却水などの冷却媒体を強制的に循環路内を循 環させてエアーベアリング3を冷却させることができるようになる。[0018] These water supply ports 15 and drain ports 16 are connected to the water supply section through a predetermined pipe or the like. It is connected to the drain and drain section, and allows cooling water or other cooling medium to be forced to circulate within the circulation path at any time. The air bearing 3 can now be cooled by making a ring.

【0019】[0019]

【考案の効果】[Effect of the idea]

以上説明したように本考案に係るスピンドル構成体の冷却装置は、研削又は切 削砥石が装着されるスピンドルと、該スピンドルを回転可能に支持するエアーベ アリングと、スピンドルを回転させる駆動源とを含む研削又は切削装置のスピン ドル構成体であって、前記エアーベアリングに冷却媒体の循環路が形成され、該 循環路内に冷却媒体を強制的に循環供給するように構成したことにより、スピン ドル機構を高速で連続して長時間に亘って駆動させても、エアーベアリング内を 冷却媒体で全体的に冷却できるため、高速駆動時に発生する空気摩擦による発熱 の累積がなくなり、熱膨張による軸受けの焼付きが解消できると言う優れた効果 を奏する。 のである。 As explained above, the spindle structure cooling device according to the present invention is suitable for grinding or cutting. A spindle to which a grinding wheel is attached, and an airvehicle that rotatably supports the spindle. A spin grinding or cutting device that includes a ring and a drive source that rotates a spindle. A cooling medium circulation path is formed in the air bearing, and the cooling medium circulation path is formed in the air bearing. By forcibly circulating cooling medium in the circulation path, spin Even if the dollar mechanism is driven continuously at high speed for a long period of time, the inside of the air bearing may Since the entire body can be cooled with a cooling medium, heat generation due to air friction that occurs during high-speed driving is eliminated. The excellent effect of eliminating the accumulation of play. It is.

【0020】 又、前記エアーベアリングが給水口、排水口及び通水路を有するハウジングと 通水路を有するスラストベアリングとから構成され、前記ハウジングに対して前 記スラストベアリングを合体させることで冷却媒体の循環路が連通するようにな り、その冷却媒体の循環路が、給水口、排水口及び通水路を一連に接続して形成 される構成としたことにより、循環路の形成が容易で、その後の整備点検も容易 になると言う優れた効果を奏する。[0020] Further, the air bearing may include a housing having a water supply port, a drain port, and a water passage. The thrust bearing has a passageway and is located in front of the housing. By combining the thrust bearings, the cooling medium circulation path becomes connected. The cooling medium circulation path is formed by connecting the water supply inlet, drainage outlet, and water passage in series. The structure allows for easy formation of circulation paths and subsequent maintenance and inspection. It has an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本考案に係るスピンドル構成体の要部を示す略
字的断面図である。
FIG. 1 is an abbreviated sectional view showing essential parts of a spindle structure according to the present invention.

【図2】本考案に係るスピンドル構成体の要部であるエ
アーベアリングを分解して示した要部の略示的斜視図で
ある。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the main parts of the air bearing, which is the main part of the spindle structure according to the present invention, in an exploded manner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スピンドル構成体 2 シャフト又はスピンドル 3 エアーベアリング 4 駆動源 5 支持体 6 切削砥石 7 仕切壁 8 ケース 9 給気口 10 ハウジング 11 スラストベアリング 12 台金 13 メタル 14,17 通水路 15 給水口 16 排水口 18 溝穴 a、b、c 間隙 1 Spindle structure 2 Shaft or spindle 3 Air bearing 4 Drive source 5 Support 6 Cutting wheel 7 Partition wall 8 cases 9 Air supply port 10 Housing 11 Thrust bearing 12 Base money 13 Metal 14,17 Canal 15 Water supply port 16 Drain port 18 Groove a, b, c gap

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 研削又は切削砥石が装着されるスピンド
ルと、該スピンドルを回転可能に支持するエアーベアリ
ングと、スピンドルを回転させる駆動源とを含む研削又
は切削装置のスピンドル構成体であって、前記エアーベ
アリングに冷却媒体の循環路が形成され、該循環路内に
冷却媒体を強制的に循環供給することを特徴とするスピ
ンドル構成体の冷却装置。
1. A spindle structure for a grinding or cutting device, comprising a spindle to which a grinding or cutting whetstone is mounted, an air bearing that rotatably supports the spindle, and a drive source that rotates the spindle, the spindle structure comprising: A cooling device for a spindle structure, characterized in that a cooling medium circulation path is formed in an air bearing, and the cooling medium is forcibly circulated and supplied into the circulation path.
【請求項2】 エアーベアリングがハウジングとスラス
トベアリングとから構成され、ハウジングに対してスラ
ストベアリングを合体させることで冷却媒体の循環路が
連通するようにした請求項1に記載のスピンドル構成体
の冷却装置。
2. Cooling of a spindle structure according to claim 1, wherein the air bearing is composed of a housing and a thrust bearing, and the thrust bearing is integrated with the housing so that a cooling medium circulation path is communicated with the housing. Device.
【請求項3】 冷却媒体の循環路が、給水口、排水口及
び通水路を一連に接続して形成される請求項1又は2に
記載のスピンドル構成体の冷却装置。
3. The cooling device for a spindle structure according to claim 1, wherein the cooling medium circulation path is formed by connecting a water supply port, a drainage port, and a water passage in series.
JP4178191U 1991-05-10 1991-05-10 Cooling device for spindle structure Pending JPH04128145U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11845154B2 (en) 2019-06-18 2023-12-19 Disco Corporation Processing apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01500738A (en) * 1986-04-18 1989-03-16 ダイナモーション・コーポレーション High speed and precise drilling system

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