JPS6117629B2

JPS6117629B2 -

Info

Publication number: JPS6117629B2
Application number: JP12586178A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Kinoshita
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-10-13
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1986-05-08
Also published as: JPS5554177A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、不活性ガスイオンによる砥石のドレ
ツシング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a grindstone dressing device using inert gas ions.

近時、その需要が飛躍的に増大した薄刃のダイ
ヤモンド砥石は特に半導体を含む電子工業におい
て、ウエハのダイシングあるいは磁気ヘツドの溝
加工等に用いられ、その研削性能の向上が要求さ
れている。これらの方面では、特に極薄刃の砥石
の使用頻度が高く、またその厚さも40μｍに達す
るものまで使われるようになつている。しかし、
このような極薄刃ダイヤモンド砥石のドレツシン
グは非常に難しく、また、研削、切断加工におい
ては、砥石側面のドレツシング状態が、切断加工
精度に大きく影響するものであつた。そこで、本
発明者は極薄刃砥石に対する極めて有効なドレツ
シング方法を、特願昭52−146087（特開昭54−
79891号）において開示した。この方法はイオン
のスパツタリング現象を応用したものであり、従
来のようにドレツシング用の砥石を押しつけてド
レツシングする場合のように、ドレツシングされ
る砥石が変形するようなことはない。ところで、
砥石のドレツシングに当つて、その都度砥石を加
工機の主軸から脱着するようにしていると、加工
機の主軸に対する取付精度が低下して、加工精度
が劣化する。その為砥石を加工機の主軸に取付け
た状態でドレツシングを行なうのが望ましい。し
かし、前述のようなイオンビームによるドレツシ
ングでは真空雰囲気は不可避である。が、その為
に加工機全体を真空雰囲気に置くことはできず、
従来は砥石のみを真空加工室の試料台上に置いて
ドレツシングを行なつていた。そのため砥石のド
レツシング状態は良好であるにもかかわらず、加
工機の主軸は取付けたときの取付け精度が悪く、
必ずしも良好な加工精度が得られるものではなか
つた。 Demand for thin-bladed diamond grindstones has increased dramatically in recent years, and they are used for wafer dicing, magnetic head groove processing, etc., particularly in the electronics industry, including semiconductors, and there is a demand for improved grinding performance. In these fields, grindstones with extremely thin blades are frequently used, and grindstones with a thickness of up to 40 μm are now being used. but,
Dressing such an ultra-thin blade diamond grinding wheel is extremely difficult, and in grinding and cutting, the dressing condition of the side surface of the grinding wheel has a large effect on cutting accuracy. Therefore, the present inventor proposed an extremely effective dressing method for ultra-thin blade grindstones in Japanese Patent Application No. 52-146087 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-1989).
No. 79891). This method applies the sputtering phenomenon of ions, and unlike the conventional dressing method in which the dressing wheel is pressed against the dressing wheel, the dressing wheel is not deformed. by the way,
If the grindstone is attached to and detached from the main shaft of the processing machine each time the grindstone is dressed, the accuracy of attachment to the main shaft of the processing machine will be lowered, and the processing accuracy will be degraded. Therefore, it is desirable to perform dressing with the grindstone attached to the main shaft of the processing machine. However, in dressing using an ion beam as described above, a vacuum atmosphere is unavoidable. However, for this reason, the entire processing machine cannot be placed in a vacuum atmosphere,
Conventionally, dressing was performed by placing only the grindstone on the sample stage in the vacuum processing chamber. Therefore, even though the dressing condition of the grindstone is good, the mounting accuracy of the main shaft of the processing machine is poor when it is installed.
Good machining accuracy was not necessarily obtained.

本発明は、上記事情を鑑みなされたもので、不
活性ガスをイオン化するイオン源から発生するイ
オンビームを照射して研削加工するものにおい
て、被加工砥石をフランジに取付けた状態で照射
するようにしたものであつて、加工機の主軸に対
る取付はフランジを介して行なわれるため、主軸
に対する取付け精度が高く加工精度の高い砥石が
得られる砥石のドレツシング装置を提供すること
を目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a grinding machine that performs grinding by irradiating an ion beam generated from an ion source that ionizes an inert gas, the present invention is designed so that the irradiation is performed while the grindstone to be processed is attached to the flange. The object of the present invention is to provide a dressing device for a grinding wheel, which can be attached to the main shaft of a processing machine through a flange, so that the grinding wheel can be attached to the main shaft with high precision and has high machining accuracy. It is.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図中１は真空加工室であり、この真空加工室
１の上面部には、不活性ガスをイオン化するイオ
ン源２が設けられ、真空加工室１内にイオンビー
ム３を照射するようになつている。上記真空加工
室１内には、フランジ４に取付けられた環状の被
加工砥石５が、その軸心を前記イオンビーム３の
照射方向と直交するように設けられ一端部に被加
工砥石５を回転駆動せしめる駆動手段６を取付け
たアーム７の他端部に回転自在に枢着されてい
る。砥石５は第４図と第５図に示すように、ダイ
ヤモンド砥粒４０と、これら砥粒４０を分散保持
する、たとえば青銅などからなる結合剤４１とか
らなつている。そして、上記駆動手段６は、真空
加工室１の１側面８に回動自在に貫通するシヤフ
ト１２を介して、真空加工室１外に設けられた被
加工砥石５を揺動せしめる揺動手段９に接続固定
されている。ここで、上記被加工砥石５を回転駆
動する駆動手段６および揺動手段９について、更
に詳しく説明すると、第２図において、真空加工
室１の１側面部に設けられた開口部１０に、蓋１
１が気密性を保持して嵌合されている。そしてこ
の蓋１１の中心部に真空加工室１内から真空加工
室１外へ貫通するシヤフト１２を貫通させ、真空
シール１３を介して回動自在に枢支されている。
このシヤフト１２の真空加工室１内側には、真空
モータ１４を内蔵した框体１５が取付けられてお
り、またシヤフト１２の真空加工室１外側には、
ギア１６が嵌挿固定されており、モータ１７の回
転軸に嵌挿固定したギア１８を上記ギア１６に歯
合させモータ１７の回転をシヤフト１２に伝達し
ている。なお、モータ１７はギア構造を有するも
ので、一定回転角度内で正逆転されるようにした
ものである。前記框体１５の一端部には伝達用回
転軸１９を回転自在に枢支する軸受２０が固定さ
れている。上記伝達用回転軸１９は、その一端部
にプーリ２１を嵌挿固定し、他端部を前記真空モ
ータ１４の回転軸と直交するように設け、それぞ
れに笠歯車２２，２３を嵌挿固定するとともに、
上記歯車２２，２３を歯合させ、真空モータ１４
の回転を伝達用回転軸１９に伝達している。ま
た、框体１５の側壁部には、上記軸受２０を貫通
させてアーム２４が、その一端部をボルト２５を
介して、このボルト２５を中心に回動可能に固定
されている。上記アーム２４の軸受２０が貫通す
る貫通口２６は長穴構造になつており、上記アー
ム２４を一定角度内で回動させた時、上記軸受２
０がアーム２４の回動を阻止しないようになつて
いる。一方、アーム２４の他端部には、加工物回
転軸２７を回転自在に枢支する軸受２８が固定さ
れている。そして上記加工物回転軸２７の一端部
にはプーリ２９が嵌挿固定され、他端部には環状
の被加工砥石５を固定した一対のフランジ４がボ
ルト３２を介して固定されている。尚、ポーリ２
１および２９間にはベルト３３が掛けられてい
る。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the figure, 1 is a vacuum processing chamber, and an ion source 2 for ionizing inert gas is provided on the upper surface of the vacuum processing chamber 1, and an ion beam 3 is irradiated into the vacuum processing chamber 1. There is. Inside the vacuum processing chamber 1, an annular workpiece grindstone 5 attached to a flange 4 is provided with its axis perpendicular to the irradiation direction of the ion beam 3, and one end rotates the workpiece grindstone 5. It is rotatably pivoted to the other end of an arm 7 to which a driving means 6 is attached. As shown in FIGS. 4 and 5, the grindstone 5 is made up of diamond abrasive grains 40 and a binder 41 made of, for example, bronze, which disperses and holds these abrasive grains 40. The driving means 6 includes a swinging means 9 that swings the grindstone 5 provided outside the vacuum processing chamber 1 via a shaft 12 that rotatably penetrates one side surface 8 of the vacuum processing chamber 1. The connection has been fixed. Here, the driving means 6 and the swinging means 9 for rotationally driving the grindstone 5 to be processed will be explained in more detail. In FIG. 1
1 are fitted while maintaining airtightness. A shaft 12 passing from the inside of the vacuum processing chamber 1 to the outside of the vacuum processing chamber 1 passes through the center of the lid 11, and is rotatably supported via a vacuum seal 13.
A frame 15 containing a vacuum motor 14 is attached to the inside of the vacuum processing chamber 1 of the shaft 12, and a frame 15 containing a built-in vacuum motor 14 is attached to the outside of the vacuum processing chamber 1 of the shaft 12.
A gear 16 is fitted and fixed, and a gear 18 fitted and fixed to the rotating shaft of a motor 17 meshes with the gear 16 to transmit the rotation of the motor 17 to the shaft 12. It should be noted that the motor 17 has a gear structure and is designed to be rotated forward and backward within a fixed rotation angle. A bearing 20 that rotatably supports the transmission rotating shaft 19 is fixed to one end of the frame 15. The transmission rotating shaft 19 has a pulley 21 fitted and fixed to one end thereof, and the other end thereof is provided perpendicularly to the rotating shaft of the vacuum motor 14, and cap gears 22 and 23 are fitted and fixed to each of them. With,
The gears 22 and 23 are meshed, and the vacuum motor 14
The rotation is transmitted to the transmission rotating shaft 19. Further, an arm 24 is fixed to the side wall of the frame 15 through a bolt 25 at one end so as to be rotatable about the bolt 25, passing through the bearing 20. The through hole 26 through which the bearing 20 of the arm 24 passes has an elongated hole structure, and when the arm 24 is rotated within a certain angle, the bearing 20 of the arm 24 passes through.
0 does not prevent the arm 24 from rotating. On the other hand, a bearing 28 that rotatably supports a workpiece rotating shaft 27 is fixed to the other end of the arm 24. A pulley 29 is fitted and fixed to one end of the workpiece rotating shaft 27, and a pair of flanges 4 to which an annular workpiece grindstone 5 is fixed is fixed to the other end via bolts 32. Furthermore, Poli 2
A belt 33 is placed between 1 and 29.

このような構成により砥石をドレツシングする
場合、まずイオン源２から照射されるイオンビー
ム３が、加工物回転軸２７の軸心およびシヤフト
１２の軸心とそれぞれ直行する方向から照射さ
れ、かつイオンビーム３の中心が、上記両軸心が
交差する位置にくるように、装置全体をセツトす
る。つぎに、ボルト２５を弛緩させ、アーム２４
を第３図に示すように被加工砥石３０の外周縁が
シヤフト１２の軸心、つまり揺動軸３４に接する
位置まで回動し、ボルト２５を介して再び固定す
る。次に、モータ１４及び１７を起動し、イオン
ビーム３を照射する。このときの照射条件は、ち
なみに電流密度0.2A/cm²、加速電圧2kV、アルゴ
ンガス圧２×10^-4Torrである。すると、モータ
１４の回転によつて、加工物回転軸２７が回転
し、フランジ４に一体構造として設けられた被加
工砥石５が回転する。次にモータ１７の回転によ
つてシヤフト１２が、左右に回動し、被加工砥石
５は揺動軸３４を中心とする、一定角度内で左右
に揺動される。ところが被加工砥石５はその外周
縁が揺動軸３４に接する位置に設けられている
為、被加工砥石５は揺動軸３４と接する位置にく
る外周縁を中心に左右に振られる。そしてイオン
ビーム３は揺動軸３４と被加工砥石５の外周縁が
接する接点を中心として揺動軸３４にほぼ直交す
る方向から照射される為、被加工砥石５はその外
周縁を頂点とする断面錘形状にドレツシングされ
る。そしてドレツシング中被加工砥石５は一定速
度で回転している為、砥石の外周部全域にわたつ
て均一なドレツシングを行なうことができるもの
である。 When dressing a grindstone with such a configuration, first, the ion beam 3 irradiated from the ion source 2 is irradiated from a direction perpendicular to the axis of the workpiece rotation shaft 27 and the axis of the shaft 12, and Set the entire apparatus so that the center of 3 is at the intersection of the two axes. Next, loosen the bolt 25 and remove the arm 24.
As shown in FIG. 3, the outer peripheral edge of the grindstone 30 to be processed is rotated to a position where it touches the axis of the shaft 12, that is, the swing shaft 34, and is fixed again via the bolt 25. Next, the motors 14 and 17 are started, and the ion beam 3 is irradiated. The irradiation conditions at this time were a current density of 0.2 A/cm ² , an acceleration voltage of 2 kV, and an argon gas pressure of 2×10 ⁻⁴ Torr. Then, due to the rotation of the motor 14, the workpiece rotating shaft 27 rotates, and the workpiece grindstone 5, which is integrally provided on the flange 4, rotates. Next, the shaft 12 is rotated left and right by the rotation of the motor 17, and the grindstone 5 to be processed is swung left and right within a certain angle around the swing shaft 34. However, since the grindstone 5 to be processed is provided at a position where its outer peripheral edge is in contact with the swing shaft 34, the grindstone 5 to be processed is swung left and right around the outer peripheral edge that is in contact with the swing shaft 34. Since the ion beam 3 is irradiated from a direction substantially perpendicular to the swing shaft 34, centering on the contact point where the swing shaft 34 and the outer peripheral edge of the grinding wheel 5 to be machined touch, the grinding wheel 5 to be processed has its outer peripheral edge as its apex. Dressed to have a cone-shaped cross section. Since the workpiece grindstone 5 rotates at a constant speed during dressing, uniform dressing can be performed over the entire outer circumference of the grindstone.

一般に、メタルボンドのダイヤモンド砥石を長
時間使用すると、第４図に示すように突出してい
たダイヤモンド砥粒４０が摩滅、減耗するととも
に、切屑が砥粒４０間に堆積し、結合剤４１と砥
粒４０との表面が同一平面となる。つまり、目詰
りが生じ、砥石５は研削能力が大幅に低下し、使
用不能に陥る。このように目詰りした砥石５を上
述したようにフランジ４から外すことなく、フラ
ンジ４とともに砥石５にイオンビーム３が照射す
ると、たとえば結合剤４１が青銅の場合、砥粒４
０の結合剤４１の約1/7しか除去されない。その
ため、第５図に示すように砥粒４０は砥石５の表
面より適度に突出し、十分なドレツシングが行な
われる。 Generally, when a metal bonded diamond grinding wheel is used for a long time, as shown in FIG. The surface with 40 becomes the same plane. In other words, clogging occurs, and the grinding ability of the grindstone 5 is significantly reduced, making it unusable. If the ion beam 3 is applied to the grinding wheel 5 along with the flange 4 without removing the clogged grinding wheel 5 from the flange 4 as described above, for example, if the binder 41 is bronze, the abrasive grains 4
Only about 1/7 of the 0 binder 41 is removed. Therefore, as shown in FIG. 5, the abrasive grains 40 appropriately protrude from the surface of the grindstone 5, and sufficient dressing is performed.

したがつて本発明は不活性ガスをイオン化する
イオン源から発生するイオンビームを照射して研
削加工するものであつて、従来のようにドレツシ
ング用砥石を押しつけてドレツシングする場合の
ように被加工砥石が変形するようなことはなく、
また被加工砥石をフランジに一体に取付けた状態
でドレツシングするようにした為、加工機の主軸
に取付けた場合の取付け精度は高く、したがつて
加工精度の高い砥石が得られるものである。 Therefore, the present invention performs grinding by irradiating an ion beam generated from an ion source that ionizes an inert gas. There is no deformation of the
Furthermore, since dressing is carried out with the grindstone to be machined integrally attached to the flange, the attachment accuracy is high when it is attached to the main shaft of the processing machine, and therefore a grindstone with high processing accuracy can be obtained.

また、被加工砥石を回転駆動する駆動源手段及
び被加工砥石を揺動させる揺動手段とを設け、イ
オンビームの照射中、被加工砥石を常に回転およ
び揺動させるようにし、かつ被加工砥石をその外
周縁が揺動軸に接する位置に設けるようにした
為、被加工砥石の外周端面および両側面を同時に
ドレツシングできるとともに、砥石の外周部全域
にわたつて均一なドレツシングが行なえるもので
ある。 Further, a drive source means for rotationally driving the grindstone to be processed and a swinging means for swinging the grindstone to be processed are provided so that the grindstone to be processed is always rotated and oscillated during ion beam irradiation, and the grindstone to be processed is is provided at a position where its outer periphery is in contact with the swing axis, so it is possible to simultaneously dress the outer periphery end face and both sides of the grindstone to be processed, and uniform dressing can be performed over the entire outer periphery of the grindstone. .

[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明の実施例を示す概説図、第２
図は同実施例の被加工砥石を回転駆動する手段及
び揺動手段を示す断面図、第３図は同実施例の被
加工砥石の配設位置を示す略図、第４図はドレツ
シング前の砥石の模式図、第５図はドレツシング
後の砥石の模式図である。１……真空加工室、２……イオン源、３……イ
オンビーム、４……フランジ、５……被加工砥
石、６……駆動手段、９……揺動手段、３４……
揺動軸。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a cross-sectional view showing the means for rotationally driving the grindstone to be processed and the swinging means in the same embodiment, FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement position of the grindstone to be processed in the same example, and FIG. 4 is the grindstone before dressing. FIG. 5 is a schematic diagram of the grindstone after dressing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Vacuum processing chamber, 2... Ion source, 3... Ion beam, 4... Flange, 5... Grinding wheel to be processed, 6... Drive means, 9... Rocking means, 34...
Swing axis.

Claims

[Claims]

1. A rotary drive means for holding and rotationally driving a disk-shaped grindstone made of abrasive grains and a binder that disperses and holds the abrasive grains; Vacuum machining in which a swinging means that holds the grindstone so as to be rotatably fixed in a plane and swings the grindstone with a tangent line touching the outer peripheral edge of the grindstone as a swing axis, and the rotation drive means and the swing means are housed. and an ion source that ionizes an inert gas and irradiates the grindstone held by the rotation drive means with an ion beam from a direction substantially perpendicular to the swing axis to dress the grindstone. A dressing device for grinding wheels.