KR20200015378A - 휠 마운트 - Google Patents

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KR20200015378A
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grinding water
water
center
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히로키 아베
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 연삭수가 원심력의 영향을 받아도, 피연삭면과 연삭 지석의 연삭면에 연삭수를 공급하여, 연삭 지석의 소모를 적게 하는 것을 목적으로 한다.
휠 마운트(34)에서는, 설치되는 매립 마개(61, 63)를 전환함으로써, 사출되는 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 변경할 수 있다. 따라서, 휠 마운트(34)의 회전 속도에 따라 사출 부위를 변경함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 적정 범위에 가깝게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 많은 연삭수를, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급할 수 있기 때문에, 연삭 지석(40)의 냉각 및 연삭 부스러기의 제거를, 양호하게 실시하는 것이 가능해진다. 그 결과, 연삭 지석(40)의 소모를 저감할 수 있다.

Description

휠 마운트{WHEEL MOUNT}
본 발명은 휠 마운트에 관한 것이다.
판형 가공물을 연삭하는 연삭 장치에서는, 예컨대 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는 바와 같이, 환형으로 배치되는 연삭 지석을 갖는 연삭 휠을, 스핀들의 선단의 휠 마운트에 장착한다. 스핀들과 함께 회전하는 연삭 지석을, 유지 테이블에 유지되는 판형 가공물에 접촉시켜, 판형 가공물을 연삭한다. 연삭 부스러기의 제거 및 연삭 가공열의 제거를 위해서, 연삭 지석의 내주면에, 연삭수가 공급된다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제7-223152호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2015-196226호 공보
상기와 같이 연삭 지석의 내주면에 연삭수를 공급하기 위해서는, 연삭 지석의 내주면에 연삭수를 분무하는 노즐을 배치하면 된다. 그러나, 판형 가공물의 면적이 넓으면, 연삭 지석이 상기 판형 가공물로부터 약간 밖으로 비어져 나오지 않는 경우도 있다. 이 경우, 상기와 같은 연삭 지석의 내주면에 연삭수를 분무하는 노즐을 배치하는 일이 어렵다. 그 때문에, 스핀들의 중심을 통해, 연삭 지석 부근에 연삭수를 공급하고 있다.
그러나, 이 구성에서는, 연삭수는, 연삭 휠 베이스에 배치되는 공급구로부터 공급되기 때문에, 연삭수가, 스핀들의 회전에 의한 원심력에 의해 주위로 비산해 버리기 때문에, 연삭면의 전체면에 널리 퍼지기 어렵다. 이 때문에, 연삭 부스러기 및 가공열을, 충분히 제거하는 것이 곤란하다. 그 때문에, 연삭 지석의 소모가 커진다.
본 발명의 목적은, 연삭수가 원심력의 영향을 받아도, 피연삭면과 연삭 지석의 연삭면에 연삭수를 공급하여, 연삭 지석의 소모를 적게 하는 것에 있다.
본 발명의 휠 마운트(본 휠 마운트)는, 스핀들의 선단에 장착되는 스핀들 장착면과, 상기 스핀들 장착면의 반대면이며 그리고 환형으로 배치되는 연삭 지석을 갖는 연삭 휠이 장착되는 휠 장착면을 갖는, 휠 마운트로서, 상기 스핀들 장착면의 중심에 형성되고, 상기 스핀들의 중심을 관통하여 연삭수를 통과시키는 공급로에 접속되는, 접속구와, 상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하여, 제1 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치되는, 제1 공급구와, 상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하여, 상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치되는, 제2 공급구와, 상기 접속구와 상기 제1 공급구를 접속하도록 내부에 형성되는 제1 접속로와, 상기 접속구와 상기 제2 공급구를 접속하도록 내부에 형성되는 제2 접속로와, 상기 제1 접속로를 차단하기 위한 제1 매립 마개와, 상기 제2 접속로를 차단하기 위한 제2 매립 마개를 구비하고, 상기 제1 매립 마개 혹은 상기 제2 매립 마개를 이용하여, 연삭수를 통과시키는 접속로가, 상기 제1 접속로와 상기 제2 접속로 사이에서 전환된다.
본 휠 마운트는, 상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 상기 제1 공급구가 배치되는, 제1 환형홈과, 상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 상기 제2 공급구가 배치되는, 제2 환형홈을, 더 구비해도 좋다.
본 휠 마운트에서는, 그 휠 장착면에, 연삭 휠이 장착된다. 연삭 휠은, 휠 장착면의 외주측에 위치하는 연삭 지석에 의해, 판형 가공물 등의 피연삭물에 있어서의 피연삭면을 연삭한다.
그리고, 본 휠 마운트는, 휠 장착면에 있어서의 중심의 비교적 가까운 부위에 제1 공급구를 구비하고, 휠 장착면에 있어서의 중심으로부터 비교적 먼 부위(외주에 가까운 부위)에, 제2 공급구를 구비한다. 그리고, 본 휠 마운트에서는, 접속구와 제1 공급구를 접속하는 제1 접속로와, 접속구와 제2 공급구를 접속하는 제2 접속로 중 어느 하나를, 매립 마개에 의해 차단할 수 있다. 즉, 연삭수를, 중심에 가까운 제1 공급구, 혹은, 중심으로부터 먼 제2 공급구 중 어느 한쪽으로부터 사출할 수 있다.
따라서, 예컨대, 본 휠 마운트의 회전 속도가 빠른 경우에, 중심에 가까운 제1 공급구로부터 연삭수가 사출되는 한편, 본 휠 마운트의 회전 속도가 느린 경우에, 중심으로부터 먼 제2 공급구로부터 연삭수가 사출되도록, 제1 및 제2 매립 마개를 설치하는 것이 가능해진다.
즉, 사출 시에 있어서의 연삭수의 에너지는, 본 휠 마운트의 회전 속도, 및 휠 장착면에 있어서의 연삭수의 사출 부위에 따라 변화한다. 예컨대, 본 휠 마운트의 회전 속도가 빠른 경우에는, 본 휠 마운트 내에 있는 연삭수는, 사출될 때까지, 제1 혹은 제2 접속로의 벽면으로부터 강한 힘을 받는다(연삭수가 받는 원심력이 강해진다). 또한, 이 힘은, 연삭수의 사출 부위가 휠 장착면의 중심(회전 중심)으로부터 멀어질수록, 강해진다.
따라서, 회전 속도가 빠를수록, 그리고 연삭수의 사출 부위가 중심으로부터 멀어질수록, 연삭수의 에너지가 커져, 연삭수는, 사출 부위로부터 비교적 멀리까지 비상하려고 한다. 이 때문에, 회전 속도가 빠를 때에, 연삭수의 사출 부위가 중심으로부터 떨어져 있으면, 사출되는 연삭수의 낙하 위치가 적정 범위로부터 벗어날 가능성이 있다. 예컨대, 연삭수가 피연삭면 상에 떨어지지 않고, 연삭 지석의 측부로까지 비상하는 것도 고려된다. 이 경우, 일부의 연삭수가, 연삭 지석의 간극으로부터 외측으로 누설되어 버려, 연삭 지석과 피연삭면 사이에 공급되지 않을 가능성도 있다. 혹은, 연삭수는, 큰 에너지에 의해 안개형이 되어, 냉각 및 세정 효과를 갖지 않게 되고, 연삭 지석을 넘어, 주위로 비산해 버릴 가능성도 있다.
그래서, 회전 속도가 빠른 경우에는, 제2 접속로를 차단하고, 중심에 가까운 제1 공급구로부터 연삭수를 사출함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 적정 범위에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 많은 연삭수를, 피연삭면과 연삭 지석이 접촉하는 부분에 공급하는 것이 가능해진다.
한편, 본 휠 마운트의 회전 속도가 느린 경우에는, 본 휠 마운트 내에 있는 연삭수에 가해지는 힘은 약해진다. 또한, 이 힘은, 연삭수의 사출 부위가 휠 장착면의 중심에 가까워질수록, 약해진다. 따라서, 회전 속도가 느릴수록, 그리고 연삭수의 사출 부위가 중심에 가까울수록, 연삭수의 에너지가 작아져, 연삭수는, 사출 부위로부터 비교적 가까이에 떨어지려고 한다. 이 때문에, 회전 속도가 느릴 때에, 연삭수의 사출 부위가 중심에 가까우면, 연삭수는, 연삭 지석에 도달하기 어려워질 가능성이 있다.
그래서, 회전 속도가 느린 경우에는, 제1 접속로를 차단하고, 중심으로부터 먼 제2 공급구로부터 연삭수를 사출함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를, 적정 범위에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 많은 연삭수를, 피연삭면과 연삭 지석이 접촉하는 개소에 공급하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 휠 마운트에서는, 매립 마개의 설치 위치를 전환함으로써, 사출되는 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 변경하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 휠 마운트의 회전 속도 등의, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치에 영향을 주는 변수에 따라 사출 부위를 변경함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 적정 범위에 가깝게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 많은 연삭수를, 피연삭면과 연삭 지석이 접하는 개소에 공급할 수 있기 때문에, 연삭 지석의 냉각 및 연삭 부스러기의 제거를, 양호하게 실시하는 것이 가능해진다. 그 결과, 연삭 지석의 소모를 저감할 수 있다.
또한, 본 휠 마운트는, 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 제1 공급구가 배치되는, 제1 환형홈과, 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 제2 공급구가 배치되는, 제2 환형홈을, 구비하고 있어도 좋다.
이 구성에서는, 제1 및 제2 공급구로부터 사출되는 연삭수는, 각각, 제1 및 제2 환형홈에 의해, 그 내부 표면을 타고 가도록 유도되어, 피연삭면에 떨어진다. 그 후, 연삭수는, 피연삭면 상을 미끄러져, 피연삭면과 연삭 지석이 접하는 개소에 공급된다. 따라서, 이 구성에서는, 연삭수에 있어서의 낙하 위치를 제어할 수 있다. 이 때문에, 연삭수가 외주측으로 흘러, 연삭 지석의 측부에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 휠 마운트를 구비하는 연삭 장치의 구성예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연삭 장치에 있어서의 연삭수 공급 시스템을 도시한 설명도이다.
도 3은 휠 마운트의 휠 장착면을 도시한 사시도이다.
도 4는 휠 마운트에 있어서의 연삭수의 유로인 마운트 유로를 도시한 단면도이다.
도 5의 (a)는 제2 매립 마개에 의해 제2 접속로가 매립된 휠 마운트를 도시한 설명도이고, 도 5의 (b)는 제1 매립 마개에 의해 제1 접속로가 매립된 휠 마운트를 도시한 설명도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 연삭 장치(2)는, 직육면체 형상의 베이스(4), 상방으로 연장되는 지지 기둥(6), 및 연삭수를 공급하는 연삭수 공급원(46)을 구비한다.
베이스(4)의 상면 전방측(前側)에는, 척 테이블(12)을 포함하는 척 테이블부(8), 척 테이블부(8)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(도시하지 않음), 및 X축 이동 기구를 덮는 방수 커버(10)가 배치된다.
X축 이동 기구는, X축 방향(전후 방향)으로 연장되는 직사각형 형상의 개구(5) 내에 구비된다. X축 이동 기구는, X축 방향에 평행한 한 쌍의 X축 가이드 레일, X축 가이드 레일과 평행한 X축 볼 나사, 및 X축 볼 나사에 접속되는 너트부 및 X축 펄스 모터를 구비한다(모두 도시하지 않음).
X축 가이드 레일에는, 척 테이블부(8)의 X축 이동 테이블(11)이, 슬라이딩 가능하게 설치된다. 너트부는, X축 이동 테이블(11)의 하면측에 고정된다. 이 너트부에는, X축 볼 나사가 나사 결합된다. X축 펄스 모터는, X축 볼 나사의 일단부에 연결된다.
X축 이동 기구에서는, X축 펄스 모터가 X축 볼 나사를 회전시킴으로써, X축 이동 테이블(11)이, X축 가이드 레일을 따라, X축 방향으로 이동한다.
척 테이블부(8)는, 웨이퍼(1)(도 2 참조)를 유지하는 척 테이블(12), 및 척 테이블(12)을 유지하는 상기한 X축 이동 테이블(11)을 포함한다. X축 이동 테이블(11)은, 그 상면에 척 테이블(12)이 배치되고, 척 테이블(12)과 함께, X축 이동 기구에 의해, X축을 따라 이동한다. 본 실시형태에서는, X축 이동 테이블(11) 및 척 테이블(12)은, 웨이퍼(1)가 반입 및 반출되는 전방의 반입 반출 위치와, 웨이퍼(1)가 연삭되는 후방의 연삭 위치 사이를 이동한다.
척 테이블(12)은, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)과 연결되고, Z축 방향(연직 방향)으로 연장되는 회전축 둘레로 회전한다. 척 테이블(12)은, 그 상면 중앙에, 웨이퍼(1)를 흡인 유지하는 유지면(13)을 갖는다. 유지면(13)은, 원뿔면으로 형성된다. 이 원뿔면은, 척 테이블(12)의 회전 중심을 정점으로 하는, 매우 완만한 경사를 구비한다. 유지면(13)은, 도시하지 않은 흡인원에 연통(連通)되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)를, 그 피연삭면(1a)이 노출되도록, 흡인 유지한다.
지지 기둥(6)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(4)의 후방부에 세워 설치된다. 지지 기둥(6)의 전면에는, 웨이퍼(1)를 연삭하는 연삭 수단(26), 및 연삭 수단(26)을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동 기구(16)가 설치된다.
Z축 이동 기구(16)는, Z축 방향에 평행한 한 쌍의 Z축 가이드 레일(18), 이 Z축 가이드 레일(18)을 슬라이딩시키는 Z축 이동 테이블(20), Z축 가이드 레일(18)과 평행한 Z축 볼 나사(22), 및 Z축 볼 나사(22)에 접속되는 너트부(도시하지 않음) 및 Z축 펄스 모터(24)를 구비한다.
Z축 이동 테이블(20)은, Z축 가이드 레일(18)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 너트부는, Z축 이동 테이블(20)의 후면측(이면측)에 고정된다. 이 너트부에는, Z축 볼 나사(22)가 나사 결합된다. Z축 펄스 모터(24)는, Z축 볼 나사(22)의 일단부에 연결된다.
Z축 이동 기구(16)에서는, Z축 펄스 모터(24)가 Z축 볼 나사(22)를 회전시킴으로써, Z축 이동 테이블(20)이, Z축 가이드 레일(18)을 따라, Z축 방향으로 이동한다.
연삭 수단(26)은, Z축 이동 테이블(20)의 전면(표면)에 부착된다. 연삭 수단(26)은, Z축 이동 기구(16)의 Z축 이동 테이블(20)에 고정되는 지지 구조(28), 지지 구조(28)에 고정되는 스핀들 하우징(30), 스핀들 하우징(30)에 유지되는 스핀들(32), 스핀들(32)의 하단에 부착되는 휠 마운트(34), 및 휠 마운트(34)에 유지되는 연삭 휠(36)을 구비한다.
지지 구조(28)는, 연삭 수단(26)의 다른 부재를 지지한 상태에서, Z축 이동 기구(16)의 Z축 이동 테이블(20)에 부착된다. 스핀들 하우징(30)은, Z축 방향으로 연장되도록 지지 구조(28)에 유지된다. 스핀들(32)은, Z축 방향으로 연장되도록, 스핀들 하우징(30)에 회전 가능하게 지지된다. 스핀들(32)의 상단측에는, 모터 등의 회전 구동원(도시하지 않음)이 연결된다. 이 회전 구동원에 의해, 스핀들(32)은, Z축 방향으로 연장되는 회전축 둘레로 회전한다.
휠 마운트(34)는, 원반형으로 형성되고, 스핀들(32)의 하단(선단)에 고정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 휠 마운트(34)는, 스핀들 장착면(34a)을 갖는다. 휠 마운트(34)는, 스핀들 장착면(34a)을 통해, 스핀들(32)의 선단에 장착된다. 또한, 휠 마운트(34)는, 스핀들 장착면(34a)의 반대면인 휠 장착면(34b)을 갖는다. 휠 장착면(34b)에는, 연삭 휠(36)이 장착된다.
연삭 휠(36)은, 휠 마운트(34)와 대략 동일 직경을 갖도록 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭 휠(36)은, 스테인리스 등의 금속 재료로 형성되는 원환형의 휠 베이스(환형 베이스)(38)를 포함한다. 휠 베이스(38)의 하면에는, 전체 둘레에 걸쳐, 환형으로 배치되는 복수의 연삭 지석(40)이 고정된다.
한편, 연삭 장치(2)는, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a) 및 연삭 지석(40)에 연삭수를 공급하기 위한, 연삭수 공급 시스템을 구비한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭수 공급 시스템은, 연삭 장치(2)의 수원인 연삭수 공급원(46), 연삭수 공급원(46)으로부터 연장되는 연삭수 공급관(42), 스핀들(32) 내에 형성되는 스핀들 유로(33), 및 휠 마운트(34) 내에 형성되는 마운트 유로(35)를 구비한다.
연삭수 공급관(42)은, 연삭수 공급원(46)으로부터의 연삭수를, 스핀들(32)의 스핀들 유로(33)에 공급한다. 스핀들 유로(33)는, 스핀들(32)의 중심을 관통하도록 형성된다. 스핀들 유로(33)는, 연삭수 공급관(42)을 통해 공급되는 연삭수를, 휠 마운트(34)의 마운트 유로(35)까지 운반한다. 연삭수는, 마운트 유로(35)를 통해, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a) 및 연삭 지석(40)에 공급된다. 연삭수의 공급 및 정지는, 예컨대, 도시하지 않은 제어기에 의해 제어된다.
이하에, 마운트 유로(35)를 포함하는 휠 마운트(34)의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 도 3에 도시된 휠 마운트(34)의, A-B선 및 A-C선에서의 단면을 도시한다. 마운트 유로(35)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스핀들 장착면(34a)에 형성되는 접속구(51), 휠 장착면(34b)에 형성되는 제1 공급구(53), 제2 공급구(55), 제1 환형홈(65) 및 제2 환형홈(67), 그리고 휠 마운트(34)의 내부에 형성되는 제1 접속로(57) 및 제2 접속로(59)를 포함한다.
접속구(51)는, 스핀들 장착면(34a)의 중심에 형성되고, 스핀들(32)의 스핀들 유로(33)에 접속된다.
제1 환형홈(65) 및 제2 환형홈(67)은, 휠 장착면(34b)의 중심을 중심으로 하도록, 휠 장착면(34b)에 형성된다. 제2 환형홈(67)의 반경은, 제1 환형홈(65)의 반경보다 길다.
제1 공급구(53)는, 제1 환형홈(65)에 배치된다. 제1 공급구(53)는, 휠 장착면(34b)의 중심을 중심으로 하여, 제1 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치된다. 한편, 제2 공급구(55)는, 제2 환형홈(67)에 배치된다. 제2 공급구(55)는, 휠 장착면(34b)의 중심을 중심으로 하여, 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치된다.
제1 접속로(57)는, 접속구(51)와 제1 공급구(53)를 접속하도록, 휠 마운트(34)의 내부에 형성된다. 제2 접속로(59)는, 접속구(51)와 제2 공급구(55)를 접속하도록, 휠 마운트(34)의 내부에 형성된다.
또한, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 휠 마운트(34)는, 연삭수의 흐름을 막는 제1 매립 마개(61) 및 제2 매립 마개(63)를 갖는다. 제1 매립 마개(61)는, 제1 접속로(57)를 차단한다. 제2 매립 마개(63)는, 제2 접속로(59)를 차단한다.
본 실시형태에서는, 제1 매립 마개(61) 및 제2 매립 마개(63) 중 어느 한쪽이, 연삭 장치(2)를 이용한 연삭 처리를 실시하는 작업자에 의해, 제1 접속로(57) 혹은 제2 접속로(59)에 설치된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 휠 마운트(34)의 휠 장착면(34b)에는, 최외주에 형성되는 연삭 휠 부착 나사 구멍(71), 및 그것보다 내주측에 형성되는 휠 마운트 부착 구멍(73)이 형성된다.
연삭 휠 부착 나사 구멍(71)은, 휠 마운트(34)에 연삭 휠(36)의 휠 베이스(38)를 나사 고정하기 위해서 이용된다. 휠 마운트 부착 구멍(73)은, 스핀들(32)에 휠 마운트(34)를 나사 고정하기 위해서 이용된다.
여기서, 상기와 같은 구성을 갖는 연삭 장치(2)에 있어서의 연삭 처리에 대해 설명한다. 먼저, 반입 반출 위치에 있어서, 웨이퍼(1)가, 도 1에 도시된 척 테이블(12)의 유지면(13)에 배치된다. 그리고, 도시하지 않은 흡인원에 의해 생성되는 흡인력이 유지면(13)에 전달됨으로써, 유지면(13)이, 웨이퍼(1)를, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)이 노출되도록 흡인 유지한다.
그 후, 척 테이블(12)을 유지하는 X축 이동 테이블(11)이, X축 이동 기구에 의해, 연삭 수단(26) 아래까지, X축 방향을 따라 이동한다. 그리고, 연삭 수단(26)의 연삭 휠(36)과 척 테이블(12)에 유지된 웨이퍼(1)와의, X축 방향에 있어서의 위치 맞춤이 이루어진다. 이 위치 맞춤은, 예컨대, 연삭 휠(36)의 회전 중심이 웨이퍼(1)의 회전 중심에 대해 소정의 거리만큼 어긋나, 연삭 지석(40)의 회전 궤적이 웨이퍼(1)의 회전 중심을 통과하도록 행해진다. 한편, 유지면(13)이, 연삭 지석(40)의 하면인 연삭면과 평행하게 되도록, 척 테이블(12)의 기울기가 미리 조정된다. 이에 의해, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)이, 연삭 지석(40)의 연삭면과 평행해진다.
연삭 휠(36)과 웨이퍼(1)와의 위치 맞춤이 행해진 후, 도시하지 않은 회전 구동원에 의해, 스핀들(32)이 회전 구동된다. 이에 따라, 연삭 휠(36)이, 예컨대, 상방에서 보아 반시계 방향으로 회전한다. 또한, 웨이퍼(1)를 유지한 척 테이블(12)도, 도시하지 않은 회전 구동원에 의해, 상방에서 보아 반시계 방향으로 회전한다.
그 후, 연삭 수단(26)이, Z축 이동 기구(16)에 의해 하방으로 보내지고, 이에 따라 연삭 휠(36)도 강하한다. 그리고, 연삭 지석(40)이 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)에 접촉함으로써, 연삭 가공이 행해진다. 연삭 장치(2)에서는, 연삭 지석(40) 및 웨이퍼(1)의 양방이 회전하기 때문에, 연삭 지석(40)이, 웨이퍼(1)의 전체면을 연삭 가공할 수 있다.
또한, 연삭 장치(2)에서는, 연삭 가공 시, 상기한 연삭수 공급 시스템에 의해, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a) 및 연삭 지석(40)에, 연삭수가 공급된다. 연삭수의 공급량은, 예컨대, 4 리터/분이다. 이하에, 연삭 장치(2)에 있어서의 연삭수의 공급 동작에 대해 설명한다.
연삭수는, 도 2에 도시된 연삭수 공급원(46)에 축적된다. 연삭 가공이 개시되면, 도시하지 않은 제어기가, 연삭수 공급원(46)의 연삭수를, 연삭수 공급관(42)에 흘리기 시작한다. 연삭수는, 연삭수 공급관(42)을 통해, 스핀들(32)의 스핀들 유로(33)에 공급된다. 스핀들 유로(33)에 공급된 연삭수는, 도 4에 도시된 휠 마운트(34)의 마운트 유로(35)의 접속구(51)로 운반된다.
휠 마운트(34)에서는, 접속구(51)로 운반된 물은, 제1 접속로(57) 및 제2 접속로(59) 중 어느 하나를 통해, 제1 공급구(53) 및 제2 공급구(55) 중 어느 하나로부터, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)을 향해 사출된다.
여기서, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 마운트 유로(35)에는, 작업자에 의해, 제1 매립 마개(61) 혹은 제2 매립 마개(63)가 설치된다. 작업자는, 예컨대, 휠 마운트(34)의 회전 속도를 고속으로 설정하는 경우, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 접속로(59)에 제2 매립 마개(63)를 설치한다. 이에 의해, 제2 접속로(59)가 차단되기 때문에, 연삭수가 제2 접속로(59)를 통과하는 것이 곤란해진다. 따라서, 스핀들(32)로부터 공급되는 연삭수는, 제1 접속로(57)를 통해, 제1 공급구(53)로부터 사출된다.
제1 공급구(53)로부터 사출되는 연삭수는, 도 5의 (a)에 화살표(S)에 의해 나타내는 바와 같이, 제1 환형홈(65)에 의해, 그 내부 표면을 타고 가도록 유도되어, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)에 떨어진다. 그 후, 연삭수는, 피연삭면(1a) 상을 미끄러져, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급된다.
한편, 휠 마운트(34)의 회전 속도를 저속으로 설정하는 경우, 작업자는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 접속로(57)에 제1 매립 마개(61)를 설치한다. 이에 의해, 제1 접속로(57)가 차단되기 때문에, 연삭수가 제1 접속로(57)를 통과하는 것이 곤란해진다. 따라서, 스핀들(32)로부터 공급되는 연삭수는, 제2 접속로(59)를 통해, 제2 공급구(55)로부터 사출된다.
제2 공급구(55)로부터 사출되는 연삭수는, 도 5의 (b)에 화살표(L)에 의해 나타내는 바와 같이, 제2 환형홈(67)에 의해, 그 내부 표면을 타고 가도록 유도되어, 웨이퍼(1)의 피연삭면(1a)에 떨어진다. 그 후, 연삭수는, 피연삭면(1a) 상을 미끄러져, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 휠 마운트(34)의 휠 장착면(34b)에 장착되는 연삭 휠(36)은, 휠 장착면(34b)의 외주측에 위치하는 연삭 지석(40)에 의해, 웨이퍼(1)에 있어서의 피연삭면(1a)을 연삭한다.
그리고, 휠 마운트(34)는, 휠 장착면(34b)에 있어서의 중심의 비교적 가까운 부위에, 제1 공급구(53)를 구비하고, 휠 장착면(34b)에 있어서의 중심으로부터 비교적 먼 부위(외주에 가까운 부위)에, 제2 공급구(55)를 구비하며, 휠 마운트(34)에서는, 접속구(51)와 제1 공급구(53)를 접속하는 제1 접속로(57)와, 접속구(51)와 제2 공급구(55)를 접속하는 제2 접속로(59) 중 어느 하나를, 제1 매립 마개(61) 혹은 제2 매립 마개(63)에 의해 차단할 수 있기 때문에, 연삭수를, 중심에 가까운 제1 공급구(53), 혹은 중심으로부터 먼 제2 공급구(55) 중 어느 한쪽으로부터 사출할 수 있다.
따라서, 예컨대, 휠 마운트(34)의 회전 속도가 빠른 경우에, 중심에 가까운 제1 공급구(53)로부터 연삭수가 사출되는 한편, 휠 마운트(34)의 회전 속도가 느린 경우에, 중심으로부터 먼 제2 공급구(55)로부터 연삭수가 사출되도록, 제1 및 제2 매립 마개를 설치하는 것이 가능해진다.
즉, 사출 시에 있어서의 연삭수의 에너지는, 휠 마운트(34)의 회전 속도, 및 휠 장착면(34b)에 있어서의 연삭수의 사출 부위에 따라 변화한다. 예컨대, 휠 마운트(34)의 회전 속도가 빠른 경우에는, 휠 마운트(34) 내에 있는 연삭수는, 사출될 때까지, 제1 접속로(57) 혹은 제2 접속로(59)의 벽면으로부터, 강한 힘을 받는다(연삭수가 받는 원심력이 강해진다). 또한, 이 힘은, 연삭수의 사출 부위가 휠 장착면(34b)의 중심(회전 중심)으로부터 멀어질수록, 강해진다.
따라서, 휠 마운트(34)의 회전 속도가 빠를수록, 그리고 연삭수의 사출 부위가 중심으로부터 멀어질수록, 연삭수의 에너지가 커져, 연삭수는, 사출 부위로부터 비교적 멀리까지 비상하려고 한다. 이 때문에, 회전 속도가 빠를 때에, 연삭수의 사출 부위가 중심으로부터 떨어져 있으면, 사출되는 연삭수의 낙하 위치가 적정 범위로부터 벗어날 가능성이 있다. 예컨대, 연삭수가 피연삭면(1a) 상에 떨어지지 않고, 연삭 지석(40)의 측부로까지 비상하는 것도 고려된다. 이 경우, 일부의 연삭수가, 연삭 지석(40)의 간극으로부터 외측으로 누설되어 버려, 연삭 지석(40)과 피연삭면(1a) 사이에 공급되지 않을 가능성도 있다. 혹은, 연삭수는, 큰 에너지에 의해 안개형이 되어, 냉각 및 세정 효과를 갖지 않게 되고, 연삭 지석(40)을 넘어, 주위로 비산해 버릴 가능성도 있다.
그래서, 회전 속도가 빠른 경우에는, 제2 접속로(59)를 차단하고, 중심에 가까운 제1 공급구(53)로부터 연삭수를 사출함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 적정 범위에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 많은 연삭수를, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급하는 것이 가능해진다.
한편, 휠 마운트(34)의 회전 속도가 느린 경우에는, 휠 마운트(34) 내에 있는 연삭수에 가해지는 힘은 약해진다. 또한, 이 힘은, 연삭수의 사출 부위가 휠 장착면(34b)의 중심에 가까워질수록, 약해진다. 따라서, 회전 속도가 느릴수록, 그리고 연삭수의 사출 부위가 중심에 가까울수록, 연삭수의 에너지가 작아져, 연삭수는, 사출 부위로부터 비교적 가까이에 떨어지려고 한다. 이 때문에, 회전 속도가 느릴 때에, 연삭수의 사출 부위가 중심에 가까우면, 연삭수는, 연삭 지석(40)에 도달하기 어려워질 가능성이 있다.
그래서, 회전 속도가 느린 경우에는, 제1 접속로(57)를 차단하고, 중심으로부터 먼 제2 공급구(55)로부터 연삭수를 사출함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를, 적정 범위에 가깝게 할 수 있다. 이 때문에, 많은 연삭수를, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 휠 마운트(34)에서는, 설치되는 매립 마개(61, 63)를 전환함으로써, 사출되는 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 변경하는 것이 가능해진다. 따라서, 휠 마운트(34)의 회전 속도 등의, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치에 영향을 주는 변수에 따라 사출 부위를 변경함으로써, 연삭수의 에너지 및 낙하 위치를 적정 범위에 가깝게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 많은 연삭수를, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급할 수 있기 때문에, 연삭 지석(40)의 냉각 및 연삭 부스러기의 제거를, 양호하게 실시하는 것이 가능해진다. 그 결과, 연삭 지석(40)의 소모를 저감할 수 있다.
또한, 휠 마운트(34)는, 휠 장착면(34b)의 중심을 중심으로 하는, 제1 공급구(53)가 배치되는, 제1 환형홈(65)과, 휠 장착면(34b)의 중심을 중심으로 하는, 제2 공급구(55)가 배치되는, 제2 환형홈(67)을 구비한다. 이에 의해, 제1 공급구(53) 및 제2 공급구(55)로부터 사출되는 연삭수는, 각각, 제1 환형홈(65) 및 제2 환형홈(67)에 의해, 그 내부 표면을 타고 가도록 유도되어, 피연삭면(1a)에 떨어진다. 그 후, 연삭수는, 피연삭면(1a) 상을 미끄러져, 피연삭면(1a)과 연삭 지석(40) 사이에 공급된다. 따라서, 이 구성에서는, 연삭수에 있어서의 낙하 위치를 제어할 수 있다. 이 때문에, 연삭수가 외주측으로 흘러, 연삭 지석(40)의 측부에 도달하는 것을 억제할 수 있다.
1: 웨이퍼 1a: 피연삭면
2: 연삭 장치 4: 베이스
6: 지지 기둥 8: 척 테이블부
12: 척 테이블 13: 유지면
16: Z축 이동 기구 18: Z축 가이드 레일
20: Z축 이동 테이블 22: Z축 볼 나사
24: Z축 펄스 모터 26: 연삭 수단
28: 지지 구조 30: 스핀들 하우징
32: 스핀들 33: 스핀들 유로
34: 휠 마운트 34a: 스핀들 장착면
34b: 휠 장착면 35: 마운트 유로
36: 연삭 휠 38: 휠 베이스
40: 연삭 지석 51: 접속구
53: 제1 공급구 55: 제2 공급구
57: 제1 접속로 59: 제2 접속로
61: 제1 매립 마개 63: 제2 매립 마개
65: 제1 환형홈 67: 제2 환형홈
71: 연삭 휠 부착 나사 구멍 73: 휠 마운트 부착 구멍

Claims (2)

  1. 스핀들의 선단에 장착되는 스핀들 장착면과, 상기 스핀들 장착면의 반대면이며 그리고 환형으로 배치되는 연삭 지석을 갖는 연삭 휠이 장착되는 휠 장착면을 갖는, 휠 마운트로서,
    상기 스핀들 장착면의 중심에 형성되고, 상기 스핀들의 중심을 관통하여 연삭수를 통과시키는 공급로에 접속되는, 접속구와,
    상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하여, 제1 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치되는, 제1 공급구와,
    상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하여, 상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 원의 원주 상에 배치되는, 제2 공급구와,
    상기 접속구와 상기 제1 공급구를 접속하도록 내부에 형성되는 제1 접속로와,
    상기 접속구와 상기 제2 공급구를 접속하도록 내부에 형성되는 제2 접속로와,
    상기 제1 접속로를 차단하기 위한 제1 매립 마개와,
    상기 제2 접속로를 차단하기 위한 제2 매립 마개를 구비하고,
    상기 제1 매립 마개 혹은 상기 제2 매립 마개를 이용하여, 연삭수를 통과시키는 접속로가, 상기 제1 접속로와 상기 제2 접속로 사이에서 전환되는 것인, 휠 마운트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 상기 제1 공급구가 배치되는, 제1 환형홈과, 상기 휠 장착면의 중심을 중심으로 하는, 상기 제2 공급구가 배치되는, 제2 환형홈을 더 구비하는 것인, 휠 마운트.
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