KR20200014193A - 연삭 장치의 원점 위치 설정 기구, 및 원점 위치 설정 방법 - Google Patents

연삭 장치의 원점 위치 설정 기구, 및 원점 위치 설정 방법 Download PDF

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시게노리 하라다
신지 야마시타
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Abstract

(과제) 연삭 장치의 셋업을 접촉 센서를 사용하지 않고 양호한 정밀도로 실시한다.
(해결 수단) 연삭 지석 (641) 이 장착되는 스핀들 (60) 및 스핀들 (60) 을 회전시키는 모터 (62) 를 구비한 연삭 유닛 (6) 과, 연삭 유닛 (6) 을 수직 방향으로 이동시키는 유닛 이송 기구 (7) 를 구비하는 연삭 장치 (1) 에 있어서, 지석 (641) 의 테이블 (30) 에 대한 원점 위치를 설정하는 기구이고, 모터 (62) 의 부하 전류값 검출 수단 (90) 과, 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 이동된 연삭 유닛 (6) 의 위치를 검출하는 수단 (91) 과, 전류값 검출 수단 (90) 및 위치 검출 수단 (91) 으로부터의 신호에 기초하여 원점 위치 설정하는 제어 수단 (92) 을 구비하고, 제어 수단 (92) 은, 회전한 지석 (641) 을 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 수직 이동시켜 지석 연삭면이 테이블 (30) 에 유지된 드레싱 보드 (B) 표면에 접촉함으로써, 모터 부하 전류값이 임계값 이상이 되었을 때의 위치 검출 수단 (91) 이 검출한 위치에서 보드 (B) 의 두께를 뺀 위치를 원점 위치 설정하는 기구 (9).

Description

연삭 장치의 원점 위치 설정 기구, 및 원점 위치 설정 방법{ORIGINAL POSITION SETTING MECHANISM AND ORIGINAL POSITION SETTING METHOD FOR GRINDING APPARATUS}
본 발명은, 연삭 장치에 있어서, 연삭 지석의 척 테이블에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 기구 및 원점 위치 설정 방법에 관한 것이다.
IC 나 LSI 등의 디바이스가 복수 형성된 반도체 웨이퍼 등의 피가공물은 이면이 연삭되어 소정 두께로 형성되고, 다이싱 장치 등의 분할 장치에 의해 개개의 디바이스로 분할되어 휴대 전화, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 이용된다.
피가공물의 이면을 연삭하는 연삭 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석을 회전할 수 있게 지지한 연삭 유닛을 구비하여 구성되며, 피가공물을 효율적으로 연삭할 수 있다.
이와 같은 연삭 장치에 있어서 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 이면을 연삭하여 소정 두께로 마무리하려면, 척 테이블의 유지면에서부터 연삭 지석의 가공면 (하면) 까지의 상대 거리를 고정밀도로 파악하는 셋업이 이루어질 필요가 있다.
척 테이블의 유지면에서부터 연삭 지석의 가공면까지의 상대 거리를 파악하는 방법으로서, 종래에는, 척 테이블의 유지면보다 소정 거리만큼 상방의 높이 위치로 미리 설정된 접촉 센서를 연삭 지석의 하방으로 이동시켜, 연삭 유닛을 하강시켜 연삭 지석이 접촉 센서에 닿은 시점에 있어서의 연삭 유닛의 위치를 검출하고, 검출된 그 위치와 그 소정 거리로부터 그 상대 거리를 파악하고 있었다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공보 5815422호
그러나, 상기 종래의 방법에 있어서는, 접촉 센서를 셋업시에 그때마다 연삭 지석의 하방으로 이동시킬 필요가 있어, 장치의 작동 기구 (機構) 가 복잡해진다. 또, 연삭 지석이 버프 등과 같이 유연한 부재로 이루어지는 경우에는, 접촉 센서의 선단 형상이 침상으로 가늘게 형성되어 있기 때문에, 연삭 지석에 접촉 센서가 접촉했을 때에 연삭 지석에 파고들거나 또는 연삭 지석이 패여, 접촉 위치를 오인식할 우려가 있다.
따라서, 척 테이블의 유지면에서부터 연삭 지석의 가공면까지의 상대 거리를 파악하는 셋업에 있어서는, 접촉 센서를 사용하지 않아도 되도록 하고, 또, 정밀도가 양호한 셋업이 가능하도록 한다는 과제가 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석이 장착되는 스핀들 및 그 스핀들을 회전 구동시키는 모터를 구비한 연삭 유닛과, 그 연삭 유닛을 그 척 테이블의 유지면과 수직인 방향으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구를 구비하는 연삭 장치에 있어서, 그 연삭 지석의 그 척 테이블에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 기구로서, 그 모터의 부하 전류값을 검출하는 전류값 검출 수단과, 그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 이동된 그 연삭 유닛의 위치를 검출하는 연삭 유닛 위치 검출 수단과, 그 전류값 검출 수단 및 그 연삭 유닛 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 기초하여 그 원점 위치를 설정하는 제어 수단을 구비하고, 그 제어 수단은, 회전한 그 연삭 지석을 그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 그 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 그 연삭 지석의 연삭면이 그 척 테이블의 유지면에 유지되고 그 연삭 지석의 드레스를 실시하기 위한 판상 지석을 구비하는 드레싱 보드의 표면에 접촉함으로써, 그 모터의 부하 전류값이 미리 설정한 임계값 이상이 된 시점에 있어서 그 연삭 유닛 위치 검출 수단이 검출한 그 연삭 유닛의 위치에서 그 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 그 원점 위치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 장치의 원점 위치 설정 기구이다.
또, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석이 장착되는 스핀들 및 그 스핀들을 회전 구동시키는 모터를 구비한 연삭 유닛과, 그 연삭 유닛을 그 척 테이블의 유지면과 수직인 방향으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구를 구비하는 연삭 장치에 있어서, 그 연삭 지석의 그 척 테이블에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 방법으로서, 그 연삭 지석의 드레스를 실시하기 위한 판상 지석을 구비하는 드레싱 보드를 그 척 테이블에 유지하는 드레싱 보드 유지 스텝과, 그 모터가 회전시킨 그 연삭 지석을 그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 그 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 그 연삭 지석을 그 드레싱 보드의 표면에 접촉시키는 연삭 지석 접촉 스텝과, 그 모터의 부하 전류값이 임계값 이상이 된 시점에 있어서의 그 연삭 유닛의 위치를 기억하는 위치 기억 스텝을 구비하고, 그 위치 기억 스텝에서 기억한 연삭 유닛의 위치에서 그 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 그 원점 위치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 장치의 원점 위치 설정 방법이다.
본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구는, 회전한 연삭 지석을 연삭 유닛 이송 기구에 의해 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 연삭 지석의 연삭면이 척 테이블의 유지면에 유지된 드레싱 보드의 표면에 접촉함으로써, 모터의 부하 전류값이 미리 설정한 임계값 이상이 된 시점에 있어서 연삭 유닛 위치 검출 수단이 검출한 연삭 유닛의 위치에서 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 원점 위치로서 설정할 수 있기 때문에, 접촉 센서를 사용하지 않아도 되고, 또, 정밀도가 양호한 셋업이 가능해진다.
본 발명에 관련된 원점 위치 설정 방법은, 모터가 회전시킨 연삭 지석을 연삭 유닛 이송 기구에 의해 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 연삭 지석을 드레싱 보드의 표면에 접촉시키는 연삭 지석 접촉 스텝과, 회전하는 연삭 지석이 드레싱 보드의 표면에 접촉하여 모터의 부하 전류값이 임계값 이상이 된 시점에 있어서의 연삭 유닛의 위치를 기억하는 위치 기억 스텝을 구비하고, 위치 기억 스텝에서 기억한 연삭 유닛의 위치에서 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 원점 위치로서 설정할 수 있기 때문에, 접촉 센서를 사용하지 않아도 되고, 또, 정밀도가 양호한 셋업이 가능해진다.
도 1 은 연삭 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 연삭 장치의 원점 위치 설정 방법을 설명하는 단면도이다.
도 1 에 나타내는 연삭 장치 (1) 는, 척 테이블 (30) 상에 유지된 반도체 웨이퍼 등의 피가공물 (W) 을 연삭 유닛 (6) 에 의해 연삭하는 장치이다. 연삭 장치 (1) 의 베이스 (10) 상의 전방 (-X 방향측) 은, 척 테이블 (30) 에 대해 피가공물 (W) 또는 드레싱 보드 (B) 의 착탈이 실시되는 영역으로 되어 있고, 베이스 (10) 상의 후방 (+X 방향측) 은, 연삭 유닛 (6) 에 의해 척 테이블 (30) 상에 유지된 피가공물 (W) 의 연삭 또한 드레싱 보드 (B) 의 연삭 (연삭 유닛 (6) 의 연삭 지석 (641) 의 드레싱) 이 실시되는 영역으로 되어 있다.
또한, 연삭 장치 (1) 가 실시하는 연삭에는, 펠트 등의 부직포로 이루어지는 연마 패드에 의한 피가공물 (W) 의 연마도 포함한다.
연삭 장치 (1) 의 베이스 (10) 상의 후방측에는, 칼럼 (17) 이 세워져 형성되어 있고, 칼럼 (17) 의 전면 (前面) 에는 연삭 유닛 (6) 을 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 과 수직인 방향 (Z 축 방향) 으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구 (7) 가 배치 형성되어 있다. 연삭 유닛 이송 기구 (7) 는, Z 축 방향의 축심을 갖는 볼 나사 (70) 와, 볼 나사 (70) 와 평행하게 배치 형성된 1 쌍의 가이드 레일 (71) 과, 볼 나사 (70) 에 연결하여 볼 나사 (70) 를 회동 (回動) 시키는 모터 (72) 와, 내부의 너트가 볼 나사 (70) 에 나사 결합하여 측부가 가이드 레일 (71) 에 슬라이딩 접촉하는 승강판 (73) 과, 승강판 (73) 에 연결되고 연삭 유닛 (6) 을 유지하는 홀더 (74) 로 구성되고, 모터 (72) 가 볼 나사 (70) 를 회동시키면, 이에 수반하여 승강판 (73) 이 가이드 레일 (71) 로 가이드되어 Z 축 방향으로 왕복 이동하고, 홀더 (74) 에 지지된 연삭 유닛 (6) 도 Z 축 방향으로 왕복 이동한다.
연삭 유닛 (6) 은, 축 방향이 Z 축 방향인 스핀들 (60) 과, 스핀들 (60) 을 회전할 수 있게 지지하는 하우징 (61) 과, 스핀들 (60) 을 회전 구동시키는 모터 (62) 와, 스핀들 (60) 의 하단에 장착된 마운트 (63) 와, 마운트 (63) 에 착탈 가능하게 접속된 연삭 휠 (64) 을 구비한다. 연삭 휠 (64) 은, 휠 기대 (640) 와, 대략 직방체 형상의 외형을 구비하고 휠 기대 (640) 의 하면에 복수 환상으로 배치 형성된 연삭 지석 (641) 을 구비하고 있다. 연삭 지석 (641) 은, 적절한 본드제로 다이아몬드 지립 등이 고착되어 성형되어 있다.
외형이 원 형상인 척 테이블 (30) 은, 포러스 부재 등으로 이루어지고 피가공물 (W) 을 흡착하는 흡착부 (300) 와, 흡착부 (300) 를 지지하는 프레임체 (301) 를 구비한다. 척 테이블 (30) 의 흡착부 (300) 는, 베큐엄 펌프나 이젝터 등의 진공 발생 장치로 이루어지는 도시되지 않은 흡인원에 연통되고, 흡인원이 흡인함으로써 만들어진 흡인력이, 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 이 되는 상면에 전달됨으로써, 척 테이블 (30) 은 유지면 (300a) 상에서 피가공물 (W) 을 흡인 유지할 수 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유지면 (300a) 은, 척 테이블 (30) 의 회전 중심을 정점으로 하는 매우 완만한 경사를 구비하는 원뿔면으로 형성되어 있다. 또, 척 테이블 (30) 은, 커버 (39) 에 의해 주위로부터 둘러싸이면서, 커버 (39) 및 커버 (39) 에 연결된 벨로즈 커버 (39a) 아래에 배치 형성된 도시되지 않은 X 축 방향 이송 수단에 의해, 베이스 (10) 상을 X 축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30) 의 하방에는 모터 및 회전축 등으로 이루어지는 회전 수단 (32) 이 배치 형성되어 있어, 척 테이블 (30) 은 회전 수단 (32) 에 의해 Z 축 방향의 축심 둘레로 회전할 수 있게 되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 척 테이블 (30) 은, 그 하방에 배치 형성된 기울기 조절부 (35) 에 의해 유지면 (300a) 의 기울기를 조절할 수 있게 되어 있다. 기울기 조절부 (35) 는, 척 테이블 (30) 의 바닥면측에 둘레 방향으로 일정한 간격을 두고, 복수 (예를 들어, 3 개) 배치 형성되어 있다. 기울기 조절부 (35) 는, 척 테이블 (30) 을 지지하는 지지 기둥 (35a) 과, 지지 기둥 (35a) 과 베어링 등을 개재하여 연결된 연결부 (35e) 와, 연결부 (35e) 에 나사 결합되고 Z 축 방향의 축심 둘레로 회전 가능한 나사부 (35b) 와, 나사부 (35b) 와 베어링 등으로 이루어지는 커플링 (35c) 을 개재하여 연결하는 모터 (35d) 를 구비하고, 모터 (35d) 가 나사부 (35b) 를 회동시키면, 이에 수반하여 지지 기둥 (35a) 이 Z 축 방향으로 왕복 이동하여, 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 의 수평면에 대한 기울기가 조절된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 척 테이블 (30) 의 이동 경로옆에는, 접촉식의 1 쌍의 높이 측정 수단 (하이트 게이지), 즉, 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 의 높이 측정용의 제 1 높이 측정 수단 (381) 과, 척 테이블 (30) 에 유지된 피가공물 (W) 의 상면 (Wb) 의 높이 측정용의 제 2 높이 측정 수단 (382) 이 배치 형성되어 있다.
제 1 높이 측정 수단 (381) 및 제 2 높이 측정 수단 (382) 은, 그 각 선단에 상하 방향으로 승강하고 각 피측정면에 접촉하는 콘택트를 구비하고 있으며, 각각의 콘택트를 각 피측정면에 대해 적절한 힘으로 가압한 상태에서 높이 측정을 실시한다. 또한, 제 1 높이 측정 수단 (381) 및 제 2 높이 측정 수단 (382) 은, 접촉식의 하이트 게이지에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 투광부와 수광부를 구비하고 비접촉으로 피측정면의 높이를 측정할 수 있는 반사형의 광센서여도 된다.
제 1 높이 측정 수단 (381) 및 제 2 높이 측정 수단 (382) 에는, 후술하는 제어 수단 (92) 이 전기적으로 접속되어 있다. 제어 수단 (92) 은, 연삭 가공 중에 있어서 제 2 높이 측정 수단 (382) 이 측정한 피가공물 (W) 의 상면 (Wb) 의 높이와 제 1 높이 측정 수단 (381) 이 측정한 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 의 높이의 차를 피가공물 (W) 의 두께로서 산출한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 연삭 장치 (1) 는, 연삭 유닛 (6) 의 척 테이블 (30) 에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 기구 (9) 를 구비하고 있다. 원점 위치 설정 기구 (9) 는, 연삭 유닛 (6) 의 모터 (62) 의 부하 전류값을 검출하는 전류값 검출 수단 (90) 과, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 이동된 연삭 유닛 (6) 의 위치를 검출하는 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 과, 전류값 검출 수단 (90) 및 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 으로부터의 검출 신호에 기초하여 원점 위치를 설정하는 제어 수단 (92) 을 구비하고 있다.
제어 수단 (92) 은, 제어 프로그램에 따라 연산 처리하는 CPU 및 메모리 등의 기억 소자 등으로 구성되어 있으며, 도시되지 않은 배선에 의해, 연삭 유닛 이송 기구 (7), 도시되지 않은 X 축 방향 이동 수단 등에 전기적으로 접속되어 있어, 제어 수단 (92) 의 제어하에서, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의한 연삭 유닛 (6) 의 Z 축 방향으로의 이동 개시 및 이동 정지, 및 X 축 방향 이동 수단에 의한 척 테이블 (30) 의 이동 개시 및 이동 정지 등이 제어된다.
연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 은, 예를 들어, 칼럼 (17) 에 고정되고 연삭 유닛 (6) 의 이동 방향 (Z 축 방향) 으로 연장되는 스케일 (910) 과, 승강판 (73) 에 고정되고 스케일 (910) 을 따라 승강판 (73) 과 함께 이동하여 스케일 (910) 의 눈금을 판독하는 판독부 (911) 를 구비하고 있다. 판독부 (911) 는, 예를 들어, 스케일 (910) 에 형성된 눈금의 반사광을 판독하는 광학식의 것이며, 스케일 (910) 의 눈금을 검출하여 연삭 유닛 (6) 의 Z 축 방향에 있어서의 높이 위치를 검출한다.
연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 은, 상기 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 서술한 연삭 유닛 이송 기구 (7) 의 모터 (72) 는, 도시되지 않은 펄스 발진기로부터 공급되는 구동 펄스에 의해 동작하는 펄스 모터이다. 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 은, 모터 (72) 에 공급되는 구동 펄스수를 카운트하여, 연삭 유닛 (6) 의 높이 위치를 인식한다. 또한, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 의 모터 (72) 를 서보 모터로 하고, 서보 모터에 로터리 인코더가 접속된 구성으로 해도 된다. 로터리 인코더는, 도시되지 않은 서보 앰프로부터 서보 모터에 대해 동작 신호가 공급된 후, 인코더 신호 (서보 모터의 회전수) 를 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 에 대해 출력한다. 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 은 수취한 인코더 신호에 의해, 연삭 유닛 (6) 의 Z 축 방향에 있어서의 이동량을 산출하여 그 높이 위치를 인식한다.
이하에, 연삭 장치 (1) 를 사용하여 본 발명에 관련된 원점 위치 설정 방법을 실시하는 경우의 각 스텝에 대하여 설명한다.
(1) 드레싱 보드 유지 스텝
도 1 에 나타내는 드레싱 보드 (B) 는, 예를 들어, 연삭 지석 (641) 의 드레스 (날 세우기) 를 실시하기 위한 판상 지석 (B1) 과, 판상 지석 (B1) 을 유지하는 원형판상의 유지판 (B2) 으로 이루어진다. 판상 지석 (B1) 은, 예를 들어, 다이아몬드 지립이나 CBN 지립이 적절한 본드제로 고착되어 원형판상으로 형성되어 있다. 판상 지석 (B1) 은 유지판 (B2) 의 상면에 접착제로 접착되어 있다.
그 드레싱 보드 (B) 의 두께 (T1) (도 2 참조) 에 대해서는 이미 알려진 정보이며, 제어 수단 (92) 에 미리 기억되어 있다.
먼저, 도 1 에 나타내는 연삭 장치 (1) 의 착탈 영역 내에 있어서, 도시되지 않은 반입출 수단에 의해, 드레싱 보드 (B) 가 표면 (B1a) (판상 지석 (B1) 의 상면) 이 상측이 되도록 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 상에 재치 (載置) 된다. 그리고, 도시되지 않은 흡인원에 의해 만들어지는 흡인력이 유지면 (300a) 에 전달됨으로써, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30) 이 유지면 (300a) 상에서 드레싱 보드 (B) 를 흡인 유지한다.
매우 완만한 원뿔면인 유지면 (300a) 이, 연삭 지석 (641) (도 2 참조) 의 연삭면 (하면) 에 대해 평행해지도록, 도 2 에 나타내는 기울기 조절부 (35) 에 의해 척 테이블 (30) 의 기울기가 조절됨으로써, 원뿔면인 유지면 (300a) 을 모방하여 흡인 유지되고 있는 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 이, 연삭 지석 (641) 의 연삭면에 대해 평행해진다.
(2) 연삭 지석 접촉 스텝
도 2 에 나타내는 바와 같이, 척 테이블 (30) 이, 도시되지 않은 X 축 방향 이송 수단에 의해 연삭 유닛 (6) 아래까지 +X 방향으로 이동하여, 연삭 휠 (64) 과 척 테이블 (30) 에 유지된 드레싱 보드 (B) 의 위치 맞춤이 이루어진다.
연삭 휠 (64) 과 드레싱 보드 (B) 의 위치 맞춤이 이루어진 후, 모터 (62) 에 의해 스핀들 (60) 이 회전 구동됨에 따라서, 연삭 휠 (64) 도 Z 축 방향의 축심 둘레로 회전한다.
또한, 연삭 지석 (641) 의 드레스를 실시하는 것을 목적으로는 하고 있지 않기 때문에, 드레싱 보드 (B) 를 흡인 유지하는 척 테이블 (30) 은, Z 축 방향의 축심 둘레로 회전해도 되고, 또는 회전하고 있지 않는 상태여도 된다.
또, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 가, 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 이 유지 한 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 대해 수직으로 연삭 유닛 (6) 을 소정의 연삭 이송 속도로 하강시킨다.
연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송이 개시되면, 도 2 에 나타내는 전류값 검출 수단 (90) 이, 스핀들 (60) 을 회전 구동시키는 모터 (62) 에 흐르는 전류값을 검출하기 시작한다. 그리고, 전류값 검출 수단 (90) 이, 검출한 모터 (62) 의 부하 전류값에 대한 정보를 순차적으로 제어 수단 (92) 에 검출 신호로서 보내고, 제어 수단 (92) 이, 스핀들 (60) 을 회전 구동시키는 모터 (62) 의 부하 전류값의 감시를 개시한다.
연삭 유닛 (6) 의 회전하는 연삭 지석 (641) 이 공(空)절단하고 있는 상태에 있어서, 전류값 검출 수단 (90) 이 검출하는 모터 (62) 의 부하 전류값은, 미리 제어 수단 (92) 에 기억되어 있는 소정의 임계값 (전류값) 미만이 된다. 또한, 그 임계값은, 연삭 지석 (641) 의 회전 속도나 드레싱 보드 (B) 의 판상 지석 (B1) 의 재질 등에 대응하여 실험적, 경험적, 또는 이론적으로 선택된 전류값이다.
또, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송이 개시되면, 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 에 의해 연삭 유닛 (6) 의 Z 축 방향에 있어서의 위치가 순차적으로 검출되고, 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 이 검출 신호 (위치 정보) 를 제어 수단 (92) 에 순차적으로 송신한다.
그리고, 소정의 연삭 이송 속도로 하강하는 연삭 유닛 (6) 의 회전하는 연삭 지석 (641) 이, 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉한다.
(3) 위치 기억 스텝
공절단하고 있었던 연삭 지석 (641) 이 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉하는, 즉, 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 절입함으로써, 연삭 지석 (641) 에 가해지는 연삭 부하가 커진다. 그리고, 연삭 휠 (64) 이 한창 회전하고 있을 때에는, 도시되지 않은 전원으로부터 모터 (62) 에 전력이 계속 공급되고 있어, 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 으로의 절입에 의해 연삭 지석 (641) 에 작용하는 부하가 커진 경우에도 스핀들 (60) 을 일정한 회전수로 회전시키도록 모터 (62) 는 피드백 제어되고 있기 때문에, 모터 (62) 의 부하 전류값이 상승한다. 즉, 전류값 검출 수단 (90) 이 검출하는 모터 (62) 의 전류값이, 임계값 이상이 될 때까지 급상승한다. 그리고, 전류값 검출 수단 (90) 으로부터 송신되어 오는 검출 신호에 의해 스핀들 (60) 을 회전 구동시키는 모터 (62) 의 부하 전류값을 감시하고 있는 제어 수단 (92) 은, 그 부하 전류값이 임계값 이상이 된 것으로부터 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 연삭 지석 (641) 이 절입했다 (접촉했다) 고 판단하여, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의한 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송을 정지시킨다.
또한, 제어 수단 (92) 은, 모터 (62) 의 부하 전류값이 임계값 이상이 된 시점에 있어서의 연삭 유닛 (6) 의 위치를 기억한다. 즉, 제어 수단 (92) 은, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의한 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송을 정지시킨 시점에 있어서의 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 으로부터 송신되어 온 검출 신호에 의해, 그 시점에 있어서의 연삭 유닛 (6) 의 위치 (Z1) 를 파악하여 기억한다.
(4) 원점 위치의 설정
위치 기억 스텝이 상기와 같이 실시된 후, 제어 수단 (92) 은, 연삭 유닛 (6) 의 위치 (Z1) 에서 드레싱 보드 (B) 의 두께 (T1) 를 뺀 위치 (Z2) 를 연삭 유닛 (6) 의 연삭 지석 (641) 의 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 대한 원점 위치, 즉, 연삭 지석 (641) 이 유지면 (300a) 에 접촉할 때의 연삭 유닛 (6) 의 높이 위치로서 연삭 장치 (1) 에 설정한다 (셋업한다). 예를 들어, 이 원점 위치는, 연삭 유닛 이송 기구 (7) 의 모터 (72) 가 펄스 모터인 경우에는, 펄스수 0 인 위치로서 제어 수단 (92) 은 기억한다.
이와 같이, 연삭 지석 (641) 의 연삭면 (하면) 이 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 접촉할 때의 연삭 유닛 (6) 의 높이 위치를 인식하는 셋업을 실시하는, 바꾸어 말하면, 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에서부터 연삭 지석 (641) 의 연삭면 (하면) 까지의 상대 거리를 연삭 장치 (1) 가 고정밀도로 파악해 둠으로써, 도 1 에 나타내는 척 테이블 (30) 에서 피가공물 (W) 을 유지하여 연삭을 실시하는 경우에, 그 높이 위치 (Z2) 를 기준으로 하여 연삭 유닛 (6) 의 연삭 이송 위치를 결정하여, 피가공물 (W) 에 정밀도가 양호한 연삭 가공을 실시하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구 (9) 는, 회전한 연삭 지석 (641) 을 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 척 테이블 (30) 에 수직 방향으로 이동시켜, 연삭 지석 (641) 의 연삭면이 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 유지된 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉함으로써, 연삭 유닛 (6) 의 모터 (62) 의 부하 전류값이 미리 설정한 임계값 이상이 된 시점에 있어서 연삭 유닛 위치 검출 수단 (91) 이 검출한 연삭 유닛 (6) 의 위치 (Z1) 에서 드레싱 보드 (B) 의 두께 (T1) 를 뺀 위치 (Z2) 를 원점 위치로서 설정할 수 있기 때문에, 접촉 센서를 사용하지 않아도 되고, 또, 정밀도가 양호한 셋업이 가능해진다.
본 발명에 관련된 원점 위치 설정 방법은, 연삭 유닛 (6) 의 모터 (62) 가 회전시킨 연삭 지석 (641) 을 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의해 척 테이블 (30) 에 수직 방향으로 이동시켜, 연삭 지석 (641) 을 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉시키는 연삭 지석 접촉 스텝과, 회전하는 연삭 지석 (641) 이 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉하여 모터 (62) 의 부하 전류값이 임계값 이상이 된 시점에 있어서의 연삭 유닛 (6) 의 위치 (Z1) 를 기억하는 위치 기억 스텝을 구비하고, 위치 기억 스텝에서 기억한 연삭 유닛 (6) 의 위치 (Z1) 에서 드레싱 보드 (B) 의 두께 (T1) 를 뺀 위치 (Z2) 를 원점 위치로서 설정할 수 있기 때문에, 접촉 센서를 사용하지 않아도 되고, 또, 정밀도가 양호한 셋업이 가능해진다.
또한, 본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구 (9) 및 원점 위치 설정 방법의 효과에 대한 구체적인 한 사례 (종래의 매뉴얼 셋업과의 비교) 를 이하에 나타낸다.
종래의 연삭 장치 (1) 에서 실시되고 있었던 매뉴얼 셋업이란, 작업자가 수동으로 연삭 지석 (641) 을 척 테이블 (30) 에 접근하는 방향으로 연삭 이송시키고, 연삭 지석 (641) 의 연삭면이 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 접촉한 위치를 검출하여 원점 위치로 한다. 또는, 작업자가 소정 두께의 기준편 (블록 게이지) 을 사용하여, 그 블록 게이지가 연삭 지석 (641) 의 연삭면과 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 사이에 간극 없이 들어가는 상태를 알아냄으로써 실시되고 있었다. 그리고, 매뉴얼 셋업에 있어서, 연삭 지석 (641) 의 연삭면 (하면) 이 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 접촉할 때의 연삭 유닛 (6) 의 높이 위치의 공차는, 약 20 ∼ 약 25 ㎛ 정도였다.
앞서 설명한 (3) 위치 기억 스텝에 있어서, 연삭 지석 (641) 이 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉하고 나서 모터 (62) 의 전류값이 임계값 이상이 되는 변화가 나타나는, 즉, 전류값 검출 수단 (90) 이 그 변화를 검출할 수 있을 때까지에는, 약간의 타임 래그가 있다. 그 타임 래그는, 예를 들어, 연삭 유닛 (6) 이, 연삭 이송 속도 50 ㎛/초로 연삭 이송되고 있는 경우에는 0.25 초, 연삭 이송 속도 1 ㎛/초로 연삭 이송되고 있는 경우에는 10 초, 연삭 이송 속도 0.5 ㎛/초로 연삭 이송되고 있는 경우에는 20 초 정도가 되고 있다. 그 타임 래그에 따라, 연삭 지석 (641) 이 드레싱 보드 (B) 의 표면 (B1a) 에 접촉하고 나서 전류값 검출 수단 (90) 이 그 변화를 검출할 수 있을 때까지의 연삭 지석 (641) 의 연삭량은, 연삭 이송 속도 50 ㎛/초인 경우에는 12.5 ㎛, 연삭 이송 속도 1 ㎛/초인 경우에는 10 ㎛, 연삭 이송 속도 0.5 ㎛/초인 경우에는 7.5 ㎛ 정도가 되고 있다.
또한, 전류값 검출 수단 (90) 이 모터 (62) 의 전류값이 임계값 이상이 되는 변화를 검출하여 그 검출 신호를 제어 수단 (92) 에 송출하고, 검출 신호를 받은 제어 수단 (92) 이 연삭 유닛 이송 기구 (7) 에 의한 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송을 정지시킬 때까지에도 약간의 타임 래그가 있다. 이 타임 래그에 의해, 전류값 검출 수단 (90) 이 모터 (62) 의 전류값이 임계값 이상이 되는 변화를 검출하고 나서 연삭 유닛 (6) 의 -Z 방향으로의 연삭 이송이 정지될 때까지의, 연삭 지석 (641) 의 연삭량은, 연삭 이송 속도 50 ㎛/초인 경우에는 8 ㎛, 연삭 이송 속도 1 ㎛/초인 경우에는 0.16 ㎛, 연삭 이송 속도 0.5 ㎛/초인 경우에는 0.08 ㎛ 정도가 되고 있다.
따라서, 본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구 (9) 및 원점 위치 설정 방법에 있어서 얻을 수 있는 연삭 지석 (641) 의 연삭면 (하면) 이 척 테이블 (30) 의 유지면 (300a) 에 접촉할 때의 연삭 유닛 (6) 의 높이 위치의 공차는, 연삭 이송 속도 50 ㎛/초인 경우에는 12.5 ㎛ ＋ 8 ㎛ ＝ 20.5 ㎛, 연삭 이송 속도 1 ㎛/초인 경우에는 10 ㎛ ＋ 0.16 ㎛ ＝ 10.16 ㎛, 연삭 이송 속도 0.5 ㎛/초인 경우에는 7.5 ㎛ ＋ 0.08 ㎛ ＝ 7.58 ㎛ 가 된다. 따라서, 공차는 아무리 커도 연삭 이송 속도 50 ㎛/초인 경우에 있어서의 20.5 ㎛ 이기 때문에, 종래의 매뉴얼 셋업에 있어서의 공차 약 20 ∼ 25 ㎛ 와 비교해도, 본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구 (9) 및 원점 위치 설정 방법은, 동등 이상의 정밀도로 셋업을 실시할 수 있다.
본 발명에 관련된 원점 위치 설정 기구 (9) 및 원점 위치 설정 방법은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 실시되면 된다는 것은 말할 필요도 없다. 또, 첨부 도면에 도시되어 있는 연삭 장치 (1) 의 각 구성 요소에 대해서도, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경 가능하다.
1 : 연삭 장치, 10 : 베이스, 17 : 칼럼
30 : 척 테이블, 300 : 흡착부, 300a : 유지면, 301 : 프레임체, 39 : 커버, 32 : 회전 수단, 35 : 기울기 조절부
381 : 제 1 높이 측정 수단, 382 : 제 2 높이 측정 수단
6 : 연삭 유닛, 60 : 스핀들, 61 : 하우징, 62 : 모터, 63 : 마운트
64 : 연삭 휠, 640 : 휠 기대, 641 : 연삭 지석
7 : 연삭 유닛 이송 기구, 72 : 모터
9 : 원점 위치 설정 기구, 90 : 전류값 검출 수단, 91 : 연삭 유닛 위치 검출 수단, 910 : 스케일, 911 : 판독부, 92 : 제어 수단
W : 피가공물, B : 드레싱 보드

Claims (2)

  1. 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석이 장착되는 스핀들 및 그 스핀들을 회전 구동시키는 모터를 구비한 연삭 유닛과, 그 연삭 유닛을 그 척 테이블의 유지면과 수직인 방향으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구를 구비하는 연삭 장치에 있어서, 그 연삭 지석의 그 척 테이블에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 기구로서,
    그 모터의 부하 전류값을 검출하는 전류값 검출 수단과,
    그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 이동된 그 연삭 유닛의 위치를 검출하는 연삭 유닛 위치 검출 수단과,
    그 전류값 검출 수단 및 그 연삭 유닛 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 기초하여 그 원점 위치를 설정하는 제어 수단을 구비하고,
    그 제어 수단은, 회전한 그 연삭 지석을 그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 그 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 그 연삭 지석의 연삭면이 그 척 테이블의 유지면에 유지되고 그 연삭 지석의 드레스를 실시하기 위한 판상 지석을 구비하는 드레싱 보드의 표면에 접촉함으로써, 그 모터의 부하 전류값이 미리 설정한 임계값 이상이 된 시점에 있어서 그 연삭 유닛 위치 검출 수단이 검출한 그 연삭 유닛의 위치에서 그 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 그 원점 위치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 장치의 원점 위치 설정 기구.
  2. 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 피가공물을 연삭하는 연삭 지석이 장착되는 스핀들 및 그 스핀들을 회전 구동시키는 모터를 구비한 연삭 유닛과, 그 연삭 유닛을 그 척 테이블의 유지면과 수직인 방향으로 이동시키는 연삭 유닛 이송 기구를 구비하는 연삭 장치에 있어서, 그 연삭 지석의 그 척 테이블에 대한 원점 위치를 설정하기 위한 원점 위치 설정 방법으로서,
    그 연삭 지석의 드레스를 실시하기 위한 판상 지석을 구비하는 드레싱 보드를 그 척 테이블에 유지하는 드레싱 보드 유지 스텝과,
    그 모터가 회전시킨 그 연삭 지석을 그 연삭 유닛 이송 기구에 의해 그 척 테이블에 수직 방향으로 이동시켜, 그 연삭 지석을 그 드레싱 보드의 표면에 접촉시키는 연삭 지석 접촉 스텝과,
    그 모터의 부하 전류값이 임계값 이상이 된 시점에 있어서의 그 연삭 유닛의 위치를 기억하는 위치 기억 스텝을 구비하고, 그 위치 기억 스텝에서 기억한 연삭 유닛의 위치에서 그 드레싱 보드의 두께를 뺀 위치를 그 원점 위치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 연삭 장치의 원점 위치 설정 방법.
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