TWI758364B - 板狀工件的保持方法 - Google Patents

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Abstract

形成為即使是具有翹曲的板狀工件也能夠在工作夾台的保持面吸引保持。

由於工作夾台具備：多孔板，具有吸引保持板狀工件的保持面；及框體，具備使保持面露出而收容該多孔板的凹部，且其中框體具備形成於凹部的底面且可與吸引源相連通的吸引孔、及在框體的上表面開口而形成且可與水供給源相連通的水供給孔，所以能夠從水供給孔供給水來將板狀工件的外周部水封，並且以保持面來吸引保持板狀工件，因而即使是外周部是有翹曲的板狀工件，也能夠防止吸引力從工作夾台的保持面與板狀工件的外周部之間洩漏之情況，而確實地以工作夾台來吸引保持板狀工件。

Description

板狀工件的保持方法 發明領域
本發明是有關於一種吸引保持板狀工件的工作夾台及對吸引保持於工作夾台上的板狀工件施行磨削的磨削裝置。
發明背景
對板狀工件等的被加工物進行磨削的磨削裝置至少具備有吸引保持板狀工件的工作夾台、對被吸引保持於工作夾台的板狀工件進行磨削的磨削機構、暫置板狀工件的暫置台、及將板狀工件從暫置台搬入工作夾台的搬入機構(參照例如下述之專利文獻1)。並且，板狀工件是在藉由搬入機構而從暫置台被搬入工作夾台上，且在工作夾台的保持面上被吸引保持之後，以磨削機構磨削到達到規定的厚度為止。
然而，有在板狀工件的外周部產生翹曲的情況(參照例如下述之專利文獻2)。即便將這樣的板狀工件搬入工作夾台，由於外周部會朝向從工作夾台的保持面遠離的上方向翹曲，所以無法以保持面來充分地吸引保持板狀工件。因此，在例如藉由搬入機構將已翹曲的板狀工件搬入工作夾台之時，是使搬入機構朝向保持面並將板狀工件 的外周部按壓於保持面上，並且使保持面與吸引源連通以在保持面上吸引保持板狀工件。又，例如，在下述之專利文獻3中，也提出有透過彈性墊在工作夾台上吸引保持板狀工件的方法。在所述方法中，因為當以工作夾台的保持面來吸引板狀工件時，是使彈性墊收縮而使板狀工件沈入彈性墊，所以能夠消除板狀工件的外周部的翹曲。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2001-313326號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-261415號公報
專利文獻3：日本專利特開2015-199153號公報
發明概要
但是，即使是使用如上述的方法，仍有吸引力從工作夾台的保持面與板狀工件的外周部之間的微小的間隙洩漏，而變得無法以保持面來吸引保持板狀工件的外周部的情況。當在此狀態下原樣藉由磨削機構開始進行板狀工件的磨削時，會有使板狀工件從工作夾台脫落而變得無法加工的問題。
本發明是有鑒於上述事實而作成之發明，其目的在於形成即使是有翹曲的板狀工件也能夠在工作夾台的保持面上吸引保持。
本發明是一種吸引保持板狀工件的工作夾台，其具備：多孔板，具有吸引保持板狀工件的保持面；及框體，具備使該保持面露出而收容該多孔板的凹部，其中該框體具備：吸引孔，形成於該凹部的底面且可與吸引源相連通；及水供給孔，在該框體的上表面開口而形成，且可與水供給源相連通，該框體的前述上表面圍繞收容於該凹部的該多孔板。
又，本發明是一種磨削裝置，並具備將上述工作夾台可旋轉地裝設的保持機構、具有對該工作夾台所吸引保持的板狀工件進行磨削之磨削磨石的磨削機構、及將板狀工件搬入該工作夾台的搬入機構，該磨削裝置在藉由該搬入機構將板狀工件搬入該工作夾台且使該工作夾台吸引保持板狀工件時，從前述水供給孔將水供給到前述框體的上表面，以一邊將板狀工件的外周部水封，一邊使吸引保持有板狀工件的該工作夾台旋轉，而能夠以該磨削機構來對板狀工件進行磨削。
本發明之工作夾台由於具備具有吸引保持板狀工件的保持面的多孔板、及具備使保持面露出而收容多孔板的凹部之框體，且其中框體具備形成於凹部的底面且可與吸引源相連通的吸引孔、及在該框體的上表面開口而形成，且可與水供給源相連通的水供給孔，該框體的前述上表面圍繞收容於該凹部的該多孔板，所以可以從水供 給孔供給水來將板狀工件的外周部水封，並且以保持面來吸引保持板狀工件，因而即使是外周部有翹曲的板狀工件，也能夠防止吸引力從工作夾台的保持面與板狀工件的外周部之間洩漏之情況，而確實地以工作夾台的保持面來吸引保持板狀工件。
又，由於本發明之磨削裝置是構成為具備將上述工作夾台可旋轉地裝設的保持機構、具有對工作夾台所吸引保持的板狀工件進行磨削之磨削磨石的磨削機構、及將板狀工件搬入工作夾台的搬入機構，且在藉由搬入機構將板狀工件搬入工作夾台且使工作夾台吸引保持板狀工件時，從上述水供給孔將水供給到上述框體的上表面，以一邊將板狀工件的外周部水封，一邊使吸引保持有板狀工件的工作夾台旋轉，而以磨削機構來對板狀工件進行磨削，所以與上述同樣地，即使是外周部有翹曲的板狀工件，也能夠防止吸引力從工作夾台的保持面與板狀工件的外周部之間洩漏之情況。從而，能夠防止板狀工件在磨削中從工作夾台脫落之疑慮，而能夠以工作夾台的保持面確實地吸引保持板狀工作並實施磨削加工。
1:磨削裝置
2:裝置基台
3a、3b:載台
4a、4b:片匣
5:搬出入機構
6:暫置台
7:洗淨機構
8:轉台
9、9a:搬入機構
10:工作夾台
11:多孔板
11a:保持面
11b:下表面
12:框體
13:保持機構
14:旋轉機構
15:旋轉接頭
16:吸引路
17、94:吸引源
17a:吸引閥
18:水路
19:水供給源
19a:供水閥
20A、20B:磨削機構
21:主軸
22、32、93:馬達
23:主軸殼體
24:支持器
25:安裝座
26a、26b:磨削輪
27a、27b:磨削磨石
28、29:支柱
30A、30B:磨削進給機構
31:滾珠螺桿
33:導軌
34:升降板
40:厚度測量機構
41:第1量器
42:第2量器
90:搬送墊
90a:吸引面
91:支臂部
92:軸部
100:水層
120:凹部
120a:底面
121:吸引孔
122:吸引溝
123:凸部
123a:上表面
124:水供給孔
130:基座
A:箭頭
P1:裝卸區域
P2:磨削區域
W:板狀工件
Wc:外周部
±X、±Y、±Z:方向
圖1是顯示磨削裝置之一例的構成的立體圖。
圖2是顯示工作夾台、保持機構及搬入機構的構成的截面圖。
圖3是顯示工作夾台的構成的分解立體圖。
圖4是顯示工作夾台的構成的立體圖。
圖5是顯示藉由搬入機構接收已暫置於暫置台上的板狀工件之狀態的截面圖。
圖6是顯示藉由搬入機構將板狀工件移交至工作夾台之狀態的截面圖。
圖7是顯示一邊將被吸引保持於工作夾台的板狀工件的外周部水封，一邊對板狀工件進行磨削之狀態的截面圖。
用以實施發明之形態
圖1所示的磨削裝置1具有在Y軸方向上延伸的裝置基台2，且在裝置基台2的-Y方向側上將載台3a、3b相鄰而配設。在載台3a上載置有收容磨削前的板狀工件的片匣4a，而在載台3b上載置有收容磨削後的板狀工件的片匣4b。在與片匣4a及片匣4b相面對的位置上配設有搬出入機構5，該搬出入機構5是進行從片匣4a的板狀工件之搬出，並且進行到片匣4b之板狀工件的搬入。在搬出入機構5的可動範圍內配設有用於暫置板狀工件的暫置台6、及洗淨並去除附著於磨削後的板狀工件上的磨削屑的洗淨機構7。
在裝置基台2的中央部配設有可旋轉的轉台8。在轉台8上具備有供例如3個吸引保持板狀工件的工作夾台10可旋轉地裝設的保持機構13。可以藉由旋轉轉台8來使保持機構13公轉，而使保持機構13在對工作夾台10進行板狀工件的裝卸的裝卸區域P1、及將板狀工件粗磨削、精磨削的磨削區域P2之間移動。
在裝置基台2的+Y方向側的端部上豎立設置有於Z軸方向上延伸的支柱28。在支柱28的前方側透過磨削進給機構30A而配設有磨削機構20A。磨削機構20A具備有：具有Z軸方向的軸心的主軸21、連接於主軸21的一端的馬達22、將主軸21以可旋轉的方式圍繞並支撐的主軸殼體23、保持主軸殼體23的支持器24、透過安裝座25而裝卸自如地裝設在主軸21的下端的磨削輪26a、及在磨削輪26a的下部固接成圓環狀的粗磨削用的磨削磨石27a。並且，可以藉由驅動馬達22使主軸21旋轉，而使磨削輪26a以規定的旋轉速度旋轉。
磨削進給機構30A具備有：在Z軸方向上延伸的滾珠螺桿31、連接於滾珠螺桿31的一端的馬達32、與滾珠螺桿31平行地延伸且配設於支柱28的一對導軌33、及將其中一面連結於支持器24的升降板34。於升降板34的另一面滑動接觸有一對導軌33，且在形成於升降板34的中央部之螺帽螺合有滾珠螺桿31。可以藉由以馬達32旋動滾珠螺桿31，而將磨削機構20A與升降板34一起沿著一對導軌33於Z軸方向上磨削進給。
在裝置基台2的+Y方向側的端部上，與支柱28之間設置規定的間隔而豎立設置有支柱29。在支柱29的前方側透過磨削進給機構30B而配設有磨削機構20B。磨削機構20B具備透過安裝座25而裝卸自如地裝設在主軸21的下端的磨削輪26b、及在磨削輪26b的下部固接成圓環狀之精磨削用的磨削磨石27b，除了這些以外，是成為與 磨削機構20A同樣的構成。在磨削機構20B中，可以藉由驅動馬達22使主軸21旋轉，而使磨削輪26b以規定的旋轉速度旋轉。
關於磨削進給機構30B，也是成為與磨削進給機構30A同樣的構成。亦即，磨削進給機構30B具備滾珠螺桿31、連接於滾珠螺桿31的一端的馬達32、與滾珠螺桿31平行地延伸且配設於支柱29的一對導軌33、及將其中一面連結於支持器24的升降板34，且可以藉由馬達32旋動滾珠螺桿31，而將磨削機構20B與升降板34一起沿著一對導軌33於Z軸方向上磨削進給。
在磨削機構20A及磨削機構20B的下方側各自配設有測量板狀工件的厚度的厚度測量機構40。厚度測量機構40具備有接觸式的第1量器41與第2量器42。在厚度測量機構40中，能夠以第1量器41測量保持於工作夾台10上的板狀工件的高度，並且以第2量器42測量工作夾台10的高度，而計算各自的測量值之差來作為板狀工件的厚度。
在暫置台6的附近配設有將暫置於暫置台6之磨削前的板狀工件搬入已定位於裝卸區域P1的工作夾台10的搬入機構9。又，在洗淨機構7的附近配設有將吸引保持在已定位於裝卸區域P1的工作夾台10之磨削後的板狀工件搬入洗淨機構7的搬入機構9a。
如圖2所示，搬入機構9、9a具備有：具有吸引保持板狀工件的吸引面90a的搬送墊90、將一端連結於搬送墊90的支臂部91、連接於支臂部91的另一端且可旋轉 及升降的軸部92、及連接於軸部92的馬達93。於搬送墊90上連接有吸引源94，而變得可讓吸引源94的吸引力作用於吸引面90a來吸引保持板狀工件。在搬入機構9中，是藉由驅動馬達93而旋轉軸部92，以使支臂部91於水平方向上旋繞，且使搬送墊90在圖1所示的暫置台6與已定位於裝卸區域P1的工作夾台10之間移動。又，在搬入機構9a中，當驅動馬達93而使軸部92旋轉時，能夠使支臂部91於水平方向上旋繞，而使搬送墊90在已定位於裝卸區域P1的工作夾台10與洗淨機構7之間移動。此外，在搬入機構9，9a中，當升降軸部92時，能夠使支臂部91朝上下方向(Z軸方向)升降，而使搬送墊90升降。
如圖2所示，工作夾台10具備有多孔板11及框體12，該多孔板11具有吸引保持板狀工件的保持面11a，該框體12具備使保持面11a露出而收容多孔板11的凹部120。框體12是裝設於構成保持機構13的基座130上。於基座130的下端連結有旋轉接頭15。在框體12及旋轉接頭15形成有成為吸引力的通道的吸引路16，且在吸引路16上是透過吸引閥17a而連接有吸引源17。又，在框體12及旋轉接頭15形成有成為水之流路的水路18，且在水路18上是透過供水閥19a而連接有水供給源19。在旋轉接頭15上連接有旋轉機構14，該旋轉機構14是用以使裝設於基座130的工作夾台10旋轉。
圖3所顯示的是將多孔板11收容於框體12前的狀態。多孔板11是形成為例如圓盤狀，且是由多孔陶瓷 等的多孔質構件所構成。本實施形態所示之多孔板11的保持面11a是形成為與板狀工件相似形狀，且具有與板狀工件大致相同的面積。在框體12形成有環狀的凸部123，此凸部123的內側的區域成為因應於多孔板11的形狀而形成的凹部120。亦即，框體12的凹部120的內徑是形成得僅比多孔板11的外徑稍大，而變得可將多孔板11嵌入凹部120。
凹部120的底面120a是形成為平坦面，以將多孔板11的下表面11b水平地固定。在凹部120的底面120a的中央形成有可通過圖2所示的吸引路16來與吸引源17連通的吸引孔121。又，在凹部120的底面120a，於比底面120a更低的位置上形成有吸引溝122。藉由使其通過吸引孔121而於吸引溝122產生負壓，能夠將吸引力傳達到已嵌合於凹部120的多孔板11，而在保持面11a上發揮吸引作用。再者，在圖示之例中，吸引孔121雖然僅於凹部120的底面120a之中央形成有1個，但吸引孔121的數量或位置並未受限。從而，將吸引孔121的數量增加到2個以上，並且分別形成在底面120a的所期望的位置上亦可。
如圖2所示，框體12的凸部123的上表面123a是設定在與將多孔板11嵌合於凹部120時的保持面11a相同高度位置而成為基準面。並且，於板狀工件的磨削時，是使上述的第2量器42接觸於上表面123a來測量工作夾台10的高度。
在凸部123的上表面123a形成有複數個可通過水路18與水供給源19連通的水供給孔124。水供給孔 124是在凸部123的上表面123a開口，而能夠朝向上表面123a的上方噴出水。如圖3所示，本實施形態所示之水供給孔124是在沿著多孔板11的外周的外側之位置上設置規定的間隔而形成有複數個，且整體而言是形成為環狀。又，雖然在圖示的例子中，水供給孔124的形狀是設成圓形的開口部，但亦可設成例如環狀之連續的開口部來形成。
在將多孔板11收容於框體12的情況下，是在凹部120的底面120a例如塗佈接著材之後，將多孔板11嵌入凹部120，以使底面120a接著固定多孔板11的下表面11b。藉此，如圖4所示，可形成使多孔板11與框體12成為一體的工作夾台10。複數個水供給孔124是形成為包圍多孔板11的外周而定位。當以如此構成的工作夾台10的保持面11a吸引保持板狀工件時，會成為藉由複數個水供給孔124將板狀工件的外周部包圍的狀態。在所述狀態下，能夠藉由從複數個水供給孔124噴出水，以在板狀工件的外周部的外側形成水層，而藉由水層將板狀工件的外周部水封並且在保持面11a上吸引保持板狀工件。如此，由於在本發明之工作夾台10中，即便在欲以工作夾台10保持的板狀工件的外周部有翹曲，也能藉由水層將板狀工件的外周部水封，所以能夠防止吸引力從外周部與保持面11a之間洩漏之情況，而變得可確實地以保持面11a來吸引保持板狀工件。
接著，說明磨削裝置1的動作例。圖5(a)所示的板狀工件W為圓形板狀的被加工物的一例，並於圖1所 示的片匣4a中收容有複數個。首先，搬出入機構5是從片匣4a中取出1片磨削前的板狀工件W，且如圖5(a)所示，將板狀工件W暫置於暫置台6。於此，板狀工件W的外周部Wc會因以密封樹脂將元件晶片密封時所產生的熱的影響等，而產生有例如朝從暫置台6的上表面遠離的上方向翹曲。如圖5(b)所示，搬入機構9是藉由使搬送墊90與支臂部91一起下降，而使搬送墊90的吸引面90a接觸於在暫置台6上以翹曲的狀態被暫置之板狀工件W的上表面，且以搬送墊90朝下方按壓。搬入機構9是使吸引源94的吸引力作用於吸引面90a以吸引保持板狀工件W。如此進行，而使搬入機構9接收板狀工件W。
搬入機構9是使搬送墊90與支臂部91一起上升，並且如圖6(a)所示，藉由驅動馬達93來將軸部92朝箭頭A方向旋轉，而使支臂部91於水平方向上旋繞，且使搬送墊90移動到工作夾台10的上方側。接著，搬入機構9是使搬送墊90與支臂部91一起下降，而將板狀工件W載置於工作夾台10的保持面11a。
如圖6(b)所示，開啟已配設於吸引路16的吸引閥17a，使吸引作用通過吸引源17與吸引路16而在工作夾台10的保持面11a上發揮，並以保持面11a來吸引保持板狀工件W。搬入機構9是使吸引面90a的吸引力釋放且使搬送墊90與支臂部91一起上升。在搬送墊90從板狀工件W遠離之前，打開配設於水路18的供水閥19a，而從水供給源19到水路18開始進行規定量的水的供給，且使水從水供給 孔124往上方側噴出。從水供給孔124將水持續噴出並形成圍繞板狀工件W的外周部Wc的水層100，且藉由水層100將板狀工件W的外周部Wc水封。然後，使搬送墊90從板狀工件W退避。如此進行，而從搬入機構9將板狀工件W移交到工作夾台10。
接著，藉由使圖1所示的轉台8旋轉，以使已吸引保持板狀工件W的工作夾台10移動到磨削機構20A的下方。如圖7所示，藉由旋轉機構14使工作夾台10例如朝箭頭A方向旋轉，且磨削機構20A是旋轉主軸21而使磨削磨石27a以規定的旋轉速度朝箭頭A方向旋轉，並且藉由圖1所示的磨削進給機構30A使磨削機構20A例如朝-Z方向下降，而以磨削磨石27a來對板狀工件W的上表面整個面邊按壓邊進行粗磨削。
粗磨削中是從水供給源19到水路18持續供給水，並從水供給孔124噴出水，以藉由水層100經常地將板狀工件W的外周部Wc水封。因此，即便因外周部Wc的翹曲而使得保持面11a與外周部Wc之間產生些許的間隙，也能夠藉由水層100防止吸引力從保持面11a洩漏之情形。如此，可藉由水層100將板狀工件W的外周部Wc水封，並且以旋轉的磨削磨石27a將板狀工件W的上表面整個面粗磨削至達到規定的厚度為止。板狀工件W的粗磨削中，是使用圖1所示的厚度測量機構40，並經常地測量板狀工件W的厚度，以在達到規定的厚度之時間點上結束粗磨削。
如上述，雖然可將外周部Wc水封到板狀工件W的粗磨削結束為止，但由於當將板狀工件W進行一定程度薄化時，即會消除外周部Wc的翹曲，所以亦可在這種情況下，停止從水供給源19對水路18的水的供給。亦即，粗磨削中只要在消除板狀工件W的外周部Wc的翹曲以前，可將外周部Wc水封並且以工作夾台10來吸引保持板狀工件W即可。
結束粗磨削後，將圖1所示的轉台8進一步旋轉，而使吸引保持有粗磨削後的板狀工件W的工作夾台10移動到磨削機構20B的下方。精磨削是藉由與粗磨削同樣的動作來進行。亦即，使工作夾台10旋轉，並且磨削機構20B是旋轉主軸21，而使磨削磨石27b以規定的旋轉速度旋轉。藉由磨削進給機構30A使磨削機構20B例如朝-Z方向下降，而以磨削磨石27b來對板狀工件W的上表面整個面按壓並且進行精磨削。在進行精磨削時，只要板狀工件W的外周部Wc的翹曲未被消除，即宜與粗磨削同樣地從水供給孔124噴出水，以藉由水層100經常地將板狀工件W的外周部Wc水封，並且以保持面11a來吸引保持板狀工件W。精磨削中，是使用厚度測量機構40經常地測量板狀工件W的厚度，以在達到規定的精磨削厚度的時間點上結束精磨削。
結束精磨削後，使轉台8旋轉，而將工作夾台10定位於裝卸區域P1，並藉由搬入機構9a將磨削完成的板狀工件W從工作夾台10搬送到洗淨機構7。並且，以洗 淨機構7將板狀工件W洗淨後，藉由搬出入機構5將板狀工件W收容於片匣4b。
像這樣，由於本發明之磨削裝置1是構成為具備：保持機構13，供工作夾台10可旋轉地裝設；磨削機構20A、20B，磨削工作夾台10所吸引保持的板狀工件W；及搬入機構9，將板狀工件W搬入工作夾台10，且藉由搬入機構9將板狀工件W搬入工作夾台10且使工作夾台10吸引保持板狀工件W後，可從水供給孔124將水供給到框體12的上表面123a來形成水層100，且藉由水層100將板狀工件W的外周部Wc水封並且使工作夾台10旋轉，而以磨削機構20A、20B對板狀工件W進行磨削，所以即使是外周部Wc有翹曲的板狀工件W，也能夠防止吸引力從工作夾台10的保持面11a與板狀工件W的外周部Wc之間洩漏之情況。從而，能夠防止板狀工件W在磨削中從工作夾台10脫落之疑慮，而能夠以工作夾台10的保持面11a來確實地吸引保持板狀工件W並實施磨削加工。
雖然在上述實施形態所示的工作夾台10中，多孔板11的保持面11a具有與板狀工件W大致相同的面積，但工作夾台10的保持面11a的面積亦可為例如比板狀工件W稍微小的面積。又，工作夾台10的保持面11a的面積亦可為比板狀工件W稍微大的面積。即使在此情形下，由於仍然能夠根據本發明而從複數個水供給孔124噴出水，來將板狀工件W的外周部Wc水封，所以能夠防止吸引力從工作夾台10的保持面11a與板狀工件W的外周部 Wc之間洩漏之情況，而以保持面11a來確實地吸引保持板狀工件。
10:工作夾台
11:多孔板
11a:保持面
11b:下表面
12:框體
120:凹部
120a:底面
121:吸引孔
122:吸引溝
123:凸部
123a:上表面
124:水供給孔

Claims (1)

  1. 一種板狀工件的保持方法，其是磨削裝置之工作夾台中的板狀工件的保持方法，前述磨削裝置具備將前述工作夾台可旋轉地裝設的保持機構、具有對前述工作夾台所吸引保持的前述板狀工件進行磨削之磨削磨石的磨削機構、及具備有吸引保持前述板狀工件的搬送墊並將前述板狀工件搬入前述工作夾台的搬入機構，前述工作夾台具備：多孔板，具有吸引保持前述板狀工件的保持面；及框體，具備使前述保持面露出而收容前述多孔板的凹部，前述框體具備：吸引孔，形成於前述凹部的底面且可與吸引源相連通；及水供給孔，在前述框體的上表面開口而形成，且可與水供給源相連通，前述框體的前述上表面圍繞已收容於前述凹部的前述多孔板，前述水供給孔是形成為：在將前述板狀工件吸引保持於前述保持面時，只定位於比前述板狀工件的外周更外側，前述板狀工件的保持方法是在藉由前述搬入機構進行前述板狀工件之朝前述工作夾台的搬入時，於前述搬送墊從前述板狀工件遠離前從前述水供給孔將水供給到前述框體的上表面，以將前述板狀工件的外周部水封，並在將前述板狀工件吸引保持於前述保持面之後使前述搬送墊退 避，在從前述水供給孔持續供給水而已進行前述水封的狀態下，使吸引保持有前述板狀工件的前述工作夾台旋轉，而以前述磨削機構來對前述板狀工件進行磨削。
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