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JP5788304B2 - Grinding equipment - Google Patents

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JP5788304B2
JP5788304B2 JP2011266651A JP2011266651A JP5788304B2 JP 5788304 B2 JP5788304 B2 JP 5788304B2 JP 2011266651 A JP2011266651 A JP 2011266651A JP 2011266651 A JP2011266651 A JP 2011266651A JP 5788304 B2 JP5788304 B2 JP 5788304B2
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啓吾 伊藤
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は、研削対象の板状ワークを保持する保持手段の回転軸の傾斜を調整することができる研削装置に関する。   The present invention relates to a grinding apparatus capable of adjusting the inclination of a rotating shaft of a holding unit that holds a plate-shaped workpiece to be ground.

研削装置においては、ウェーハがチャックテーブルに保持され、チャックテーブルが回転するとともに回転する砥石がウェーハの面に接触することによってウェーハの面が研削される。チャックテーブルの保持面は円錐面に形成されており、これに対応して研削手段の回転軸も傾斜している(例えば、特許文献1参照)。   In the grinding apparatus, the wafer is held on the chuck table, and the surface of the wafer is ground as the chuck table rotates and the rotating grindstone contacts the surface of the wafer. The holding surface of the chuck table is formed as a conical surface, and the rotating shaft of the grinding means is also inclined correspondingly (see, for example, Patent Document 1).

チャックテーブルの回転軸と、砥石を備えた研削手段の回転軸とがなす角は、予め決められた角度に調整されており、研削後のウェーハについてウェーハの厚さ分布を求め、その厚さ分布に応じて、チャックテーブルの回転軸又は研削手段の回転軸の傾きを調整するようにしている。このように、ウェーハの厚さ分布に基づき、研削手段又はチャックテーブルの回転軸の傾きを調整する作業を繰り返し行っている(例えば、特許文献2参照)。   The angle formed between the rotation axis of the chuck table and the rotation axis of the grinding means equipped with the grindstone is adjusted to a predetermined angle, and the wafer thickness distribution is obtained for the ground wafer, and the thickness distribution is obtained. Accordingly, the inclination of the rotation axis of the chuck table or the rotation axis of the grinding means is adjusted. As described above, the operation of adjusting the inclination of the rotating shaft of the grinding means or the chuck table is repeatedly performed based on the thickness distribution of the wafer (see, for example, Patent Document 2).

特開2009−141176号公報JP 2009-141176 A 特開2009−090389号公報JP 2009-090389 A

しかし、研削終了後のウェーハの厚さ分布を測定し、その結果に基づきチャックテーブルの回転軸の傾き又は研削手段の回転軸の傾きを調整するため、調整のための研削が必要であり、時間がかかりすぎるという問題がある。   However, since the thickness distribution of the wafer after grinding is measured and the tilt of the rotation axis of the chuck table or the rotation axis of the grinding means is adjusted based on the result, grinding for adjustment is necessary and time is required. There is a problem that it takes too much.

また、回転軸の傾き調整前に研削したウェーハは、厚さばらつきがあるため、製品として出荷することができず、廃棄している。したがって、ウェーハに多くの無駄が生じるという問題もある。   In addition, wafers ground before adjusting the tilt of the rotating shaft have thickness variations, and therefore cannot be shipped as products and are discarded. Therefore, there is also a problem that a lot of waste is generated on the wafer.

本発明は、このような事情にかんがみなされたもので、回転軸の傾き調整を効率よく行い、ウェーハに無駄が生じないようにすることを課題とする。   The present invention has been considered in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to efficiently adjust the inclination of the rotating shaft so as not to waste the wafer.

本発明は、板状ワークを保持して回転可能な保持手段と、昇降機構を備え保持手段に保持された板状ワークを研削する研削手段と、保持手段に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段と、を少なくとも備える研削装置に関するもので、保持手段は、板状ワークの一方の面を保持する保持面と、保持面の中心を通る回転軸と、回転軸の傾きを調整する傾き調整手段と、を少なくとも備え、厚み測定手段は、保持面に保持される板状ワークの上方から複数箇所において板状ワークの厚みを非接触状態で測定する測定部と、測定部における測定値に基づき回転軸の傾きを算出する算出部と、算出部において算出された回転軸の傾きの値を受け取り傾きの値に基づき傾き調整手段を駆動する制御部と、を少なくとも備え、研削手段は、板状ワークが仕上げ厚みに達する前に研削を一時停止し、厚み測定手段によって板状ワークの厚みを測定し、算出部で算出される回転軸の傾きの値と所定の傾きの値との差を基に、制御部が傾き調整手段を駆動することによって回転軸の傾きを修正した後、再び研削手段によって所定の仕上げ厚みに形成されるまで板状ワークを研削する。 The present invention relates to a holding means capable of holding and rotating a plate-like work, a grinding means for grinding a plate-like work provided with an elevating mechanism and held by the holding means, and a thickness of the plate-like work held by the holding means. A holding device that holds one surface of the plate-like workpiece, a rotation axis that passes through the center of the holding surface, and an inclination of the rotation axis. A thickness adjusting means for measuring the thickness of the plate-like workpiece in a non-contact state at a plurality of locations from above the plate-like workpiece held on the holding surface, and a measurement in the measurement portion. A calculation unit that calculates the inclination of the rotation axis based on the value, and a control unit that receives the value of the inclination of the rotation axis calculated by the calculation unit and drives the inclination adjustment unit based on the value of the inclination , and the grinding unit includes , Board Pause the grinding before the workpiece reaches the thickness finish, measured the thickness of the plate-shaped workpiece by the thickness measuring means, based on the difference between the inclination value and the value of a predetermined inclination of the rotation axis calculated by the calculating section In addition, after the control unit corrects the inclination of the rotation axis by driving the inclination adjusting means , the plate-like workpiece is ground again until the predetermined finishing thickness is formed by the grinding means.

保持手段に保持された板状ワークの回転中心から外周端に向けて測定部を走査させることで、板状ワークの半径方向の厚みを測定することもできる。また、測定部が、保持手段に保持された板状ワークの回転中心と、板状ワークの外周端と、板状ワークの回転中心と外周端との中間点と、の3箇所においてワークの厚みを測定するようにしてもよい。   The thickness in the radial direction of the plate-like workpiece can also be measured by scanning the measurement unit from the rotation center of the plate-like workpiece held by the holding means toward the outer peripheral end. In addition, the thickness of the workpiece is measured at three locations, that is, the rotation center of the plate-shaped workpiece held by the holding means, the outer peripheral end of the plate-shaped workpiece, and the midpoint between the rotation center of the plate-shaped workpiece and the outer peripheral end. May be measured.

本発明では、研削手段は、板状ワークが仕上げ厚みに達する前に研削を一時停止し、厚み測定手段によって板状ワークの厚みを測定し、算出部で算出される回転軸の傾きを基に、傾き調整手段によって回転軸の傾きを修正した後、再び研削手段によって所定の仕上げ厚みに形成されるまで板状ワークを研削するため、厚さばらつきのある板状ワークが形成されることがなく、板状ワークに無駄を生じさせることなくすべての板状ワークを所望の厚さに形成することができる。また、回転軸の調整のための研削が不要であり、一度の研削で回転軸の傾きを調整して板状ワークを所定の厚さに仕上げることができるため、効率的である。   In the present invention, the grinding means temporarily stops grinding before the plate-like workpiece reaches the finished thickness, measures the thickness of the plate-like workpiece by the thickness measuring means, and based on the inclination of the rotation axis calculated by the calculation unit. After the inclination of the rotation axis is corrected by the inclination adjusting means, the plate-like work is ground until it is again formed to a predetermined finished thickness by the grinding means, so that a plate-like work having a thickness variation is not formed. All plate-like workpieces can be formed in a desired thickness without causing waste in the plate-like workpieces. Further, it is not necessary to perform grinding for adjusting the rotating shaft, and the plate-like workpiece can be finished to a predetermined thickness by adjusting the inclination of the rotating shaft by one grinding, which is efficient.

研削装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a grinding device. 保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第1の例を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the 1st example of a holding means, a grinding means, and a thickness measurement means. 保持手段及び傾き調整手段を示す側面図である。It is a side view which shows a holding means and an inclination adjustment means. 保持手段及び傾き調整手段を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows a holding means and an inclination adjustment means. 傾き調整手段を構成する位置調整ユニットの配置例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of arrangement | positioning of the position adjustment unit which comprises an inclination adjustment means. 位置調整ユニットと保持手段と保持手段の駆動機構とを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a position adjustment unit, a holding means, and a drive mechanism of the holding means. 位置調整ユニットの例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example of a position adjustment unit. 保持手段と第1研削手段との位置関係を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the positional relationship of a holding means and a 1st grinding means. 保持手段と第2研削手段との位置関係を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the positional relationship of a holding means and a 2nd grinding means. 仕上げ研削を行う状態を略示的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the state which performs finish grinding. 厚さバラツキのある板状ワークの第1の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st example of the plate-shaped workpiece | work with thickness variation. 厚さバラツキのある板状ワークの第2の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd example of the plate-shaped workpiece | work with thickness variation. 厚さバラツキのある板状ワークの第3の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd example of the plate-shaped workpiece | work with thickness variation. 厚さバラツキのある板状ワークの第4の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th example of the plate-shaped workpiece | work with thickness variation. (a)は保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第2の例を示す斜視図であり、(b)は保持手段、研削手段及び厚み測定手段の第2の例を示す略示的に示す断面図である。(A) is a perspective view showing a second example of the holding means, the grinding means, and the thickness measuring means, and (b) is a schematic view showing the second example of the holding means, the grinding means, and the thickness measuring means. It is sectional drawing.

図1に示す研削装置1は、複数の保持手段2において板状の被加工物(板状ワーク)を保持し、第1研削手段3a及び第2研削手段3bによって板状ワークを研削加工する装置である。   A grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for holding a plate-like workpiece (plate-like workpiece) by a plurality of holding means 2 and grinding the plate-like workpiece by the first grinding means 3a and the second grinding means 3b. It is.

研削装置1は、保持手段2に対する板状ワークの着脱が行われる着脱エリアAと、研削加工が行われる加工エリアBとによって構成されている。複数の保持手段2は、ターンテーブル2aによって自転及び公転可能に支持されており、個々の保持手段2は、ターンテーブル2aの回転によって公転することにより、着脱エリアAと加工エリアBとの間を移動可能となっている。   The grinding apparatus 1 includes an attachment / detachment area A where a plate-like workpiece is attached / detached to / from the holding means 2 and a processing area B where grinding is performed. The plurality of holding means 2 are supported by the turntable 2a so as to be able to rotate and revolve, and each holding means 2 revolves by the rotation of the turntable 2a, so that the space between the attachment / detachment area A and the processing area B is obtained. It is movable.

着脱エリアAには、研削加工前の板状ワークが収容される供給カセット4aと、研削加工後の板状ワークが収容される回収カセット4bとを備えている。また、供給カセット4a及び回収カセット4bに対面する位置には、供給カセット4aからの被加工物の搬出及び回収カセット4bへの被加工物の搬入を行う搬送ロボット5が配設されている。   The attachment / detachment area A includes a supply cassette 4a that stores a plate-shaped workpiece before grinding and a recovery cassette 4b that stores a plate-shaped workpiece after grinding. In addition, a transfer robot 5 for carrying out the workpiece from the supply cassette 4a and carrying the workpiece into the collection cassette 4b is disposed at a position facing the supply cassette 4a and the recovery cassette 4b.

搬送ロボット5の可動範囲には、加工前の被加工物を仮置きする仮置き手段6及び加工後の被加工物に付着した研削屑を洗浄する洗浄手段7が配設されている。   In the movable range of the transfer robot 5, a temporary placement means 6 for temporarily placing a workpiece before processing and a cleaning means 7 for cleaning grinding waste adhering to the workpiece after processing are disposed.

仮置き手段6の近傍には、仮置き手段6に仮置きされた研削加工前の板状ワークを着脱エリアAに位置する保持手段2に搬送する第1搬送手段8aが配設されている。また、洗浄手段7の近傍には、着脱エリアAに位置する保持手段2に保持された研削加工後の板状ワークを洗浄手段7に搬送する第2搬送手段8bが配設されている。   In the vicinity of the temporary placement means 6, a first transport means 8 a for transporting the plate-shaped workpiece temporarily placed on the temporary placement means 6 to the holding means 2 located in the attachment / detachment area A is disposed. Further, in the vicinity of the cleaning unit 7, a second transport unit 8 b that transports the plate work after grinding held by the holding unit 2 located in the attachment / detachment area A to the cleaning unit 7 is disposed.

加工エリアBには、保持手段2に保持された板状ワークに対して粗研削を施す第1研削手段3aと、粗研削された板状ワークに対して仕上げ研削を施す第2研削手段3bとが配設されている。第1研削手段3a及び第2研削手段3bは、保持手段2の移動経路の上方に配設されている。   In the processing area B, a first grinding means 3a that performs rough grinding on the plate-like workpiece held by the holding means 2, and a second grinding means 3b that performs finish grinding on the roughly ground plate-like workpiece; Is arranged. The first grinding means 3 a and the second grinding means 3 b are disposed above the movement path of the holding means 2.

図2に示すように、第1研削手段3aは、ほぼ鉛直方向の軸心を有するスピンドル30と、スピンドル30を回転可能に支持するハウジング31と、スピンドル30の上端に連結されスピンドル30を回転駆動するモータ32と、スピンドル30の下端に固定されたマウント33と、マウント33に固定されたホイール34とから構成されている。ホイール34の下面には、円環状に粗研削砥石35aが固着されている。   As shown in FIG. 2, the first grinding means 3 a includes a spindle 30 having a substantially vertical axis, a housing 31 that rotatably supports the spindle 30, and a spindle 30 that is connected to the upper end of the spindle 30 and rotates. Motor 32, a mount 33 fixed to the lower end of the spindle 30, and a wheel 34 fixed to the mount 33. A rough grinding wheel 35a is fixed to the lower surface of the wheel 34 in an annular shape.

第2研削手段3bも同様に構成されており、研削砥石の種類だけが第1研削手段3aとは異なっており、粗研削砥石35aに代えて仕上げ研削砥石35bを備えている。   The second grinding means 3b is also configured in the same manner, and only the type of grinding wheel is different from the first grinding means 3a, and includes a finishing grinding wheel 35b instead of the rough grinding wheel 35a.

図1に示すように、第1研削手段3a及び第2研削手段3bは、ホイール34を昇降させるための昇降機構36を備えている。昇降機構36は、スピンドル30と同方向の軸心を有するボールスクリュー360と、ボールスクリュー360と平行に配設されたガイドレール361と、ボールスクリュー360に連結されボールスクリュー360を回動させるモータ362と、ボールスクリュー360に螺合するナットを内部に備えるとともに側部がガイドレール361に摺接しハウジング31と連結された昇降部材363とから構成され、モータ362に駆動されてボールスクリュー360が回動するのにともない、ガイドレール361にガイドされて昇降部材363が昇降し、併せてハウジング31が昇降する構成となっている。   As shown in FIG. 1, the 1st grinding means 3a and the 2nd grinding means 3b are provided with the raising / lowering mechanism 36 for raising / lowering the wheel 34. As shown in FIG. The elevating mechanism 36 includes a ball screw 360 having an axial center in the same direction as the spindle 30, a guide rail 361 disposed parallel to the ball screw 360, and a motor 362 connected to the ball screw 360 and rotating the ball screw 360. And an elevating member 363 which is provided with a nut screwed to the ball screw 360 and whose side portion is in sliding contact with the guide rail 361 and is connected to the housing 31, and is driven by the motor 362 to rotate the ball screw 360. As a result, the elevating member 363 is raised and lowered while being guided by the guide rail 361, and the housing 31 is also raised and lowered.

図2に示すように、保持手段2は、上部にポーラス部材20を備えており、ポーラス部材20は、図示しない吸引源に連通している。ポーラス部材20の上面は、板状ワークの一方の面を保持する保持面20aとなっており、保持手段2は、保持面20aに直交するとともに保持面20aの中心を通る回転軸200を中心として回転可能となっている。   As shown in FIG. 2, the holding means 2 includes a porous member 20 at the top, and the porous member 20 communicates with a suction source (not shown). The upper surface of the porous member 20 is a holding surface 20a that holds one surface of the plate-like workpiece, and the holding means 2 is centered on a rotating shaft 200 that is orthogonal to the holding surface 20a and passes through the center of the holding surface 20a. It can be rotated.

図1に示すように、加工エリアBには、第1研削手段3aの下方に位置する保持手段2に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定ゲージ9aと、第2研削手段3bの下方に位置する保持手段2に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定ゲージ9bとが配設されている。   As shown in FIG. 1, in the processing area B, a thickness measuring gauge 9a for measuring the thickness of the plate-like workpiece held by the holding means 2 positioned below the first grinding means 3a, and the second grinding means 3b A thickness measuring gauge 9b for measuring the thickness of the plate-like workpiece held by the holding means 2 positioned below is disposed.

個々の厚み測定ゲージ9a、9bは、厚み測定の基準面である保持手段2の保持面20の高さ位置を計測する基準ハイトゲージ90と、板状ワークの表面の高さ位置を計測するワークハイトゲージ91とを備えており、基準ハイトゲージ90の計測値とワークハイトゲージ91の計測値との差を板状ワークの厚みとして認識する。   The individual thickness measurement gauges 9a and 9b include a reference height gauge 90 that measures the height position of the holding surface 20 of the holding means 2 that is a reference surface for thickness measurement, and a work height gauge that measures the height position of the surface of the plate-like workpiece. 91, and the difference between the measured value of the reference height gauge 90 and the measured value of the workpiece height gauge 91 is recognized as the thickness of the plate-like workpiece.

図1に示すように、第2研削手段3bの下方には、保持手段2に保持された板状ワークの厚みを計測する非接触式の厚み測定手段10が配設されている。この厚み測定手段10は、保持面20に保持される板状ワークの上方から複数箇所において板状ワークの厚みを非接触状態で測定する測定部100と、測定部100における測定値に基づき保持手段2の回転軸の傾きを算出する算出部101とを備えている。   As shown in FIG. 1, non-contact type thickness measuring means 10 for measuring the thickness of the plate-like workpiece held by the holding means 2 is disposed below the second grinding means 3b. The thickness measuring unit 10 includes a measuring unit 100 that measures the thickness of the plate-like workpiece in a non-contact state at a plurality of locations from above the plate-like workpiece held on the holding surface 20, and a holding unit based on the measurement value in the measuring unit 100. And a calculation unit 101 that calculates the inclination of the second rotation axis.

測定部100は、ターンテーブル2aの外周側に立設されたスタンド102と、スタンド102から保持手段2の上方に向けて延びるアーム部103とによって支持されており、測定部100は、アーム部103に固定された3つのセンサ104a、104b、104cとから構成されている。センサ104a、104b、104cは、板状ワークに向けて測定光を照射し、板状ワークの上下の界面(上面と下面)にて反射した反射光を受光したタイミングの差から、板状ワークの厚さを算出することができる。   The measuring unit 100 is supported by a stand 102 erected on the outer peripheral side of the turntable 2 a and an arm unit 103 that extends from the stand 102 toward the upper side of the holding unit 2, and the measuring unit 100 is supported by the arm unit 103. The three sensors 104a, 104b, and 104c are fixed to each other. The sensors 104a, 104b, and 104c irradiate the plate-shaped workpiece with measurement light, and receive the reflected light reflected by the upper and lower interfaces (upper surface and lower surface) of the plate-shaped workpiece. Thickness can be calculated.

算出部101は、少なくともCPU及びメモリを備えた制御部105に接続されており、算出部101において求めた保持手段2の回転軸の傾きの値は、制御部105に送られる。制御部105においては、保持手段2の回転軸の傾きの値に応じ、研削装置1の各部位の制御を行う。   The calculation unit 101 is connected to a control unit 105 including at least a CPU and a memory, and the value of the inclination of the rotation axis of the holding unit 2 obtained by the calculation unit 101 is sent to the control unit 105. In the control unit 105, each part of the grinding apparatus 1 is controlled according to the value of the inclination of the rotation axis of the holding unit 2.

図3に示すように、個々の保持手段2は、回転軸200の傾きを調整する傾き調整手段21を備えている。   As shown in FIG. 3, each holding unit 2 includes an inclination adjusting unit 21 that adjusts the inclination of the rotation shaft 200.

傾き調整手段21は、支持台22と、支持台22に連結された位置調整ユニット23とから構成されている。支持台22は、円筒状に形成された支持筒部220と、支持筒部220から拡径したフランジ部221とから構成され、図4に示すように、ベアリング24を介して保持手段2の軸部200aを回転可能に支持している。傾き調整手段21は、フランジ部221の傾きを調整することにより、軸部200aの傾きを調整する機能を有する。   The inclination adjusting means 21 includes a support base 22 and a position adjustment unit 23 connected to the support base 22. The support base 22 is composed of a cylindrical support cylinder part 220 and a flange part 221 whose diameter is larger than that of the support cylinder part 220. As shown in FIG. The part 200a is rotatably supported. The inclination adjusting means 21 has a function of adjusting the inclination of the shaft part 200a by adjusting the inclination of the flange part 221.

図3に示した位置調整ユニット23は、フランジ部221の円弧に沿って、等間隔に2つ以上設けられている。例えば図5に示すように、120度間隔で、2つの位置調整ユニット23と、フランジ部221を固定する固定部23aとが配設される。また、位置調整ユニット23が3つ以上配設されるようにしてもよい。   Two or more position adjustment units 23 shown in FIG. 3 are provided at equal intervals along the arc of the flange portion 221. For example, as illustrated in FIG. 5, two position adjustment units 23 and a fixing portion 23 a that fixes the flange portion 221 are disposed at intervals of 120 degrees. Three or more position adjustment units 23 may be provided.

図6に示すように、位置調整ユニット23は、ビス25によってターンテーブル2aに固定された筒部230と、筒部230を貫通するシャフト231と、シャフト231の下端に連結された駆動部232と、シャフト231の上端においてフランジ部221に固定された固定部233とから構成されている。駆動部232は、シャフト231を回転させるモータ232aと、シャフト231の回転速度を弱める減速機232bとから構成されている。   As shown in FIG. 6, the position adjustment unit 23 includes a cylindrical portion 230 fixed to the turntable 2 a by screws 25, a shaft 231 that penetrates the cylindrical portion 230, and a drive portion 232 that is connected to the lower end of the shaft 231. The fixing portion 233 is fixed to the flange portion 221 at the upper end of the shaft 231. The drive unit 232 includes a motor 232a that rotates the shaft 231 and a speed reducer 232b that weakens the rotational speed of the shaft 231.

また、軸部200aにはベルト260が巻回されており、このベルト260は、回転軸261にも巻かれている。回転軸261は、モータ262によって回転駆動されるように構成されており、モータ262に駆動されて回転軸261が回転することにより、その回転力がベルト260によって軸部200aに伝わる。そして、軸部200aが回転することにより保持手段2が回転する構成となっている。軸部200aには配管200bが貫通して形成されており、配管200bは、図示しない吸引源に連通している。   Further, a belt 260 is wound around the shaft portion 200 a, and this belt 260 is also wound around the rotation shaft 261. The rotating shaft 261 is configured to be rotationally driven by a motor 262. When the rotating shaft 261 is rotated by being driven by the motor 262, the rotational force is transmitted to the shaft portion 200a by the belt 260. The holding means 2 is rotated by rotating the shaft portion 200a. A pipe 200b is formed through the shaft portion 200a, and the pipe 200b communicates with a suction source (not shown).

図7に示すように、シャフト231の上端部には、第1の雄ねじ231aが形成されている。一方、固定部233は、第1の雄ねじ231aに螺合する第1の雌ねじ234aを有するナット234と、ボルト235aによってナット234に固定された挟持ナット235とから構成され、ナット234と挟持ナット235とでフランジ部221を挟持している。ボルト235aとシャフト231との間にはスプリング235bが介在している。   As shown in FIG. 7, a first male screw 231 a is formed at the upper end of the shaft 231. On the other hand, the fixing portion 233 includes a nut 234 having a first female screw 234a screwed to the first male screw 231a, and a clamping nut 235 fixed to the nut 234 by a bolt 235a. The nut 234 and the clamping nut 235 And the flange portion 221 is sandwiched. A spring 235b is interposed between the bolt 235a and the shaft 231.

筒部230は、ターンテーブル2aに形成された孔1cにおいて支持されている。また、シャフト231の下端部には、カップリング232cを介して減速機232b及びモータ232aに連結されており、モータ232aによる駆動によりシャフト231を回転させることができる。   The cylinder part 230 is supported in the hole 1c formed in the turntable 2a. Further, the lower end portion of the shaft 231 is connected to the speed reducer 232b and the motor 232a via the coupling 232c, and the shaft 231 can be rotated by driving by the motor 232a.

図8に示すように、保持手段2の保持面20aは、回転中心200を頂点とした円錐面に形成されている。すなわち、保持面20aは回転中心から外周側に向けて下降する傾斜を有する斜面に形成されている。そして、かかる傾斜に対応し、第1研削手段3aを構成する粗研削砥石35a及び第2研削手段3bを構成する仕上げ研削砥石35bの下面も、保持面20aと平行となっている。また、研削対象のワークWも、円錐面にならって保持される。なお、図8においては円錐面の傾斜を誇張して示しているが、実際には肉眼では認識できないほどのわずかな傾斜である。   As shown in FIG. 8, the holding surface 20 a of the holding means 2 is formed in a conical surface with the rotation center 200 as a vertex. That is, the holding surface 20a is formed as a slope having an inclination that descends from the rotation center toward the outer peripheral side. Corresponding to this inclination, the lower surfaces of the rough grinding wheel 35a constituting the first grinding means 3a and the finish grinding wheel 35b constituting the second grinding means 3b are also parallel to the holding surface 20a. Further, the workpiece W to be ground is also held along the conical surface. In FIG. 8, the inclination of the conical surface is exaggerated, but in actuality, the inclination is so slight that it cannot be recognized with the naked eye.

また、図9に示すように、第2研削手段3bの下方に位置する保持手段2の保持面20aの一部の上方には、回転軸200を中心とする径方向に、保持面20aと平行に3つのセンサ104a、104b、104cが直線状に並んでいる。   Further, as shown in FIG. 9, above a part of the holding surface 20 a of the holding means 2 located below the second grinding means 3 b, parallel to the holding surface 20 a in the radial direction around the rotation axis 200. In addition, three sensors 104a, 104b, 104c are arranged in a straight line.

このように構成される研削装置1においては、図1に示した搬送ロボット5が供給カセット4aから研削前の板状ワークを取り出し、仮置き手段6に搬送する。そして、仮置き手段6において板状ワークの中心位置を一定の位置にあわせた後、第1搬送手段8aが板状ワークを着脱エリアAに位置する保持手段2に搬送する。そして、板状ワークWは、保持面20a上に保持される。   In the grinding apparatus 1 configured as described above, the transport robot 5 shown in FIG. 1 takes out the plate-shaped workpiece before grinding from the supply cassette 4 a and transports it to the temporary placement means 6. Then, after the center position of the plate-like workpiece is adjusted to a fixed position in the temporary placement means 6, the first conveying means 8 a conveys the plate-like workpiece to the holding means 2 located in the detachable area A. The plate-like workpiece W is held on the holding surface 20a.

(1)研削ステップ
板状ワークを保持した保持手段2は、ターンテーブル2aの矢印C方向への回転によって加工エリアBに進入し、第1研削手段3aの下方に移動する。そして、図8に示すように、保持手段2が矢印D方向に自転するとともに、スピンドル30を矢印E方向に回転させながら第1研削手段3aを下降させ、回転する粗研削砥石35aを板状ワークWの上面W1に接触させて粗研削を行う。研削は、粗研削砥石35aが常にワークWの上面W1の回転中心に接触するようにして行う。
(1) Grinding step The holding means 2 holding the plate-like workpiece enters the machining area B by the rotation of the turntable 2a in the direction of arrow C and moves below the first grinding means 3a. Then, as shown in FIG. 8, while the holding means 2 rotates in the direction of arrow D, the first grinding means 3a is lowered while rotating the spindle 30 in the direction of arrow E, and the rotating rough grinding wheel 35a is replaced with a plate-like workpiece. Rough grinding is performed in contact with the upper surface W1 of W. The grinding is performed such that the rough grinding wheel 35a is always in contact with the rotation center of the upper surface W1 of the workpiece W.

粗研削の終了後、ターンテーブル2aをさらに同方向に回転させることにより、粗研削された板状ワークWを第2研削手段3bの下方に移動させる。そして、図9に示すように、保持手段2が矢印D方向に自転するとともに、スピンドル30を矢印E方向に回転させながら第2研削手段3bを下降させ、回転する仕上げ研削砥石35bを板状ワークWの上面W1に接触させて仕上げ研削を行う。仕上げ研削は、図10に示すように、仕上げ研削砥石35bが常に板状ワークWの上面W1の回転中心に接触するようにして行う。   After the completion of the rough grinding, the turntable 2a is further rotated in the same direction to move the roughly ground plate-like workpiece W below the second grinding means 3b. As shown in FIG. 9, the holding means 2 rotates in the direction of arrow D, and the second grinding means 3b is lowered while rotating the spindle 30 in the direction of arrow E. Finish grinding is performed by contacting the upper surface W1 of W. As shown in FIG. 10, the finish grinding is performed such that the finish grinding wheel 35b is always in contact with the center of rotation of the upper surface W1 of the plate-like workpiece W.

第2研削手段3bにおいては、板状ワークWが所望の仕上げ厚みに形成される前に、ホイール34を上昇させて研削を一時停止し、厚み測定手段10によって板状ワークWの厚みを測定する。具体的には、3つのセンサ104a、104b、104cによって、板状ワークWの回転中心と、板状ワークWの外周端と、板状ワークWの回転中心と外周端との中間点との3箇所において、板状ワークWの厚みがそれぞれ測定される。3箇所においてそれぞれ厚みを測定することにより、図1及び図2に示した算出部101において、板状ワークWの厚さのバラツキが認識される。   In the second grinding means 3b, before the plate-like workpiece W is formed to a desired finish thickness, the wheel 34 is raised to temporarily stop grinding, and the thickness measuring means 10 measures the thickness of the plate-like workpiece W. . Specifically, the three sensors 104a, 104b, and 104c are used to determine the rotation center of the plate-like workpiece W, the outer peripheral end of the plate-like workpiece W, and the intermediate point between the rotation center and the outer peripheral end of the plate-like workpiece W. At each location, the thickness of the plate-like workpiece W is measured. By measuring the thickness at each of the three places, the calculation unit 101 shown in FIGS. 1 and 2 recognizes the variation in the thickness of the plate-like workpiece W.

(2)傾き調整ステップ
次に、傾き調整手段21によって、保持手段2の回転軸200の傾きを調整する。最初に、算出部101において、3つのセンサ104a、104b、104cによる板状ワークWの3箇所の厚さの測定値に基づき、例えば、104aの測定値と104cの測定値の差もしくは、104aの測定値と104cの測定値の平均値と104bの測定値の差から回転軸200の傾きを求めることができる。そして、求めた回転軸200の傾きが、所定の値となっていない場合は、回転軸200の傾きが所定の値となるように調整する。なお、図9における保持面20aの傾き20bが、仕上げ研削砥石35bの下面35cの傾き35dと平行であれば、回転軸200の傾きが当該所定の値になっていると判断することができる。
(2) Inclination Adjustment Step Next, the inclination of the rotating shaft 200 of the holding means 2 is adjusted by the inclination adjusting means 21. First, in the calculation unit 101, for example, based on the measured values of the thickness of the three positions of the plate-like workpiece W by the three sensors 104a, 104b, and 104c, for example, the difference between the measured value of 104a and the measured value of 104c, The inclination of the rotating shaft 200 can be obtained from the difference between the measured value and the average value of the measured value of 104c and the measured value of 104b. And when the calculated | required inclination of the rotating shaft 200 is not a predetermined value, it adjusts so that the inclination of the rotating shaft 200 may become a predetermined value. In addition, if the inclination 20b of the holding surface 20a in FIG. 9 is parallel to the inclination 35d of the lower surface 35c of the finish grinding wheel 35b, it can be determined that the inclination of the rotating shaft 200 is the predetermined value.

回転軸200の傾きが所定の値となっていない状態で研削を行うと、例えば図11〜図14に示す板状ワークWa〜Wdのように、厚さばらつきが生じて厚さが均一にならない。図11に示す板状ワークWaは、回転軸200の傾きが大きすぎるために、104aの測定値−104cの測定値>0(ゼロ)となり板状ワークWの中心部分が厚く形成され、外周側が薄く形成されている。図12に示す板状ワークWbは、回転軸200の傾きが小さすぎるために、104aの測定値−104cの測定値<0(ゼロ)となり板状ワークWの中心部分が薄く形成され、外周側が厚く形成されている。図13に示す板状ワークWcは、(104aの測定値+104cの測定値)/2−104bの測定値<0(ゼロ)で、図14に示す板状ワークWdは、(104aの測定値+104cの測定値)/2−104bの測定値>0(ゼロ)で回転軸200の傾きが不適切であるために、板状ワークWの上面(被研削面)が平らに形成されていない。   When grinding is performed in a state where the inclination of the rotary shaft 200 does not reach a predetermined value, for example, like the plate-like workpieces Wa to Wd shown in FIGS. . The plate-like workpiece Wa shown in FIG. 11 has a measured value of 104a−measured value of −104c> 0 (zero) because the inclination of the rotating shaft 200 is too large, and the central portion of the plate-like workpiece W is formed thick, and the outer peripheral side is Thinly formed. The plate-like workpiece Wb shown in FIG. 12 has a measured value of 104a−measured value of −104c <0 (zero) because the inclination of the rotary shaft 200 is too small, and the central portion of the plate-like workpiece W is formed thin, and the outer peripheral side is It is formed thick. 13 is (measured value of 104a + measured value of 104c) / 2−measured value of 2-104b <0 (zero), and the plate-like workpiece Wd shown in FIG. 14 is (measured value of 104a + 104c). Measurement value) / 2-104b measurement value> 0 (zero) and the inclination of the rotary shaft 200 is inappropriate, so that the upper surface (surface to be ground) of the plate-like workpiece W is not formed flat.

回転軸200の傾きの調整は、図5に示した2つの位置調整ユニット23を用いて行う。具体的には、回転軸200の傾きの実際の値と所定の値との差を算出部101が算出し、モータ262による保持手段2の回転駆動を停止させた状態で、図7に示した制御部105がモータ232aを駆動し、シャフト231を回転させることにより、フランジ部221を上下動させる。なお、モータ232aを駆動させる時、モータ262による保持手段2の回転駆動を停止させても良い。   Adjustment of the inclination of the rotating shaft 200 is performed using the two position adjusting units 23 shown in FIG. Specifically, the difference between the actual value of the inclination of the rotating shaft 200 and a predetermined value is calculated by the calculation unit 101, and the rotation driving of the holding means 2 by the motor 262 is stopped, as shown in FIG. The controller 105 drives the motor 232a and rotates the shaft 231 to move the flange 221 up and down. When the motor 232a is driven, the rotation driving of the holding unit 2 by the motor 262 may be stopped.

フランジ部221が上下動することにより、図4に示したようにフランジ部221を含む支持台22によって支持された保持手段2の軸部200aの傾きが変化し、保持手段2の回転軸200の傾きを調整することができる。このようにして回転軸200の微調整が完了する。   As the flange portion 221 moves up and down, the inclination of the shaft portion 200a of the holding means 2 supported by the support base 22 including the flange portion 221 changes as shown in FIG. The tilt can be adjusted. In this way, fine adjustment of the rotating shaft 200 is completed.

(3)再研削ステップ
このようにして傾き調整手段21によって保持手段2の回転軸200の傾き調整が行われた後、図10に示したように、保持手段2が矢印D方向に自転するとともに、スピンドル30を矢印E方向に回転させながら第2研削手段3bを下降させ、回転する仕上げ研削砥石35bを板状ワークWの上面W1に接触させて、再び仕上げ研削を行う。そして、図1に示した厚み測定ゲージ9bによって板状ワークWが指定された厚みに形成されたことが確認されると、仕上げ研削を終了する。
(3) Re-grinding step After the tilt adjustment of the rotating shaft 200 of the holding means 2 is thus adjusted by the tilt adjusting means 21, the holding means 2 rotates in the direction of arrow D as shown in FIG. Then, the second grinding means 3b is lowered while rotating the spindle 30 in the direction of arrow E, the rotating grinding wheel 35b is brought into contact with the upper surface W1 of the plate-like workpiece W, and finishing grinding is performed again. Then, when it is confirmed by the thickness measurement gauge 9b shown in FIG. 1 that the plate-like workpiece W has been formed to the specified thickness, the finish grinding is finished.

再研削ステップにおいては、保持手段2の回転軸200が所定の傾きに修正された状態で仕上げ研削が行われるため、研削ステップにおいて仮に板状ワークWに厚さばらつきがあったとしても、再研削ステップにおける研削によって厚さばらつきがなくなり、均一な厚さの板状ワークを形成することができる。   In the regrinding step, the finish grinding is performed in a state in which the rotation shaft 200 of the holding means 2 is corrected to a predetermined inclination. Therefore, even if the thickness of the plate-like workpiece W varies in the grinding step, the regrind is performed. Thickness variation is eliminated by grinding in the step, and a plate-like workpiece having a uniform thickness can be formed.

仕上げ研削終了後は、板状ワークWが第2搬送手段8bによって洗浄手段7に搬送されて洗浄された後、搬送ロボット5によって回収カセット4bに収容される。   After finishing grinding, the plate-like workpiece W is transferred to the cleaning means 7 by the second transfer means 8b and cleaned, and then stored in the recovery cassette 4b by the transfer robot 5.

(4)厚み測定手段の変更例
なお、図2に示した厚み測定手段10に代えて、図15に示す厚み測定手段11を用いることもできる。この厚み測定手段11は、保持面20に保持される板状ワークの上方から板状ワークの厚みを非接触状態で測定するセンサからなる測定部110と、測定部110における測定値に基づき保持手段2の回転軸の傾きを算出する算出部111とを備えている。
(4) Modification Example of Thickness Measuring Means Note that the thickness measuring means 11 shown in FIG. 15 can be used instead of the thickness measuring means 10 shown in FIG. The thickness measuring unit 11 includes a measuring unit 110 including a sensor that measures the thickness of the plate-like workpiece in a non-contact state from above the plate-like workpiece held on the holding surface 20, and the holding unit based on the measurement value in the measuring unit 110. And a calculation unit 111 that calculates the inclination of the second rotation axis.

測定部110は、ターンテーブル2aの外周側に立設され回転可能なスタンド112から保持手段2の上方に向けて延びるアーム部113に固定されており、スタンド112の回転によって旋回可能となっている。スタンド112にはベルト114が巻回され、ベルト114は、モータ115の回転軸115aに巻回されており、モータ115に駆動されて回転軸115aが回転することにより、その回転力がベルト114によってスタンド112に伝わり、アーム部113が旋回動する構成となっている。   The measuring unit 110 is fixed to an arm unit 113 that is provided on the outer peripheral side of the turntable 2 a and extends from the rotatable stand 112 toward the upper side of the holding unit 2, and can be turned by the rotation of the stand 112. . A belt 114 is wound around the stand 112, and the belt 114 is wound around a rotating shaft 115 a of the motor 115. When the rotating shaft 115 a is driven to rotate by the motor 115, the rotational force is applied by the belt 114. The arm 113 is transmitted to the stand 112 and pivoted.

保持手段2に保持されたワークWの厚みを測定する際には、研削を一時中断し、アーム部113を旋回させて測定部110を保持面20aの面方向に移動させ、保持手段2に保持された板状ワークWの回転中心から外周端W2もしくは外周端W2から回転中心に向けて測定部110を走査させる。   When measuring the thickness of the workpiece W held by the holding means 2, the grinding is temporarily interrupted, the arm portion 113 is turned, and the measuring portion 110 is moved in the direction of the holding surface 20 a and held by the holding means 2. The measuring unit 110 is scanned from the rotation center of the plate-shaped workpiece W to the outer peripheral end W2 or from the outer peripheral end W2 toward the rotation center.

測定部110の走査により、板状ワークWの回転中心と外周端と外周端と回転中心の中間点(1/2R)との3箇所の厚さを測定することができる。そして、かかる厚さの測定値から保持手段2の回転軸200の傾きを求め、傾き調整手段21によって所望の傾きに修正する。そしてその後、研削を再開し、厚み測定ゲージ9bによる計測により板状ワークWが所定の厚みに形成されると、研削を終了する。   By scanning the measurement unit 110, it is possible to measure three thicknesses of the rotation center, the outer peripheral edge, the outer peripheral edge, and the midpoint (1 / 2R) of the rotation center of the plate-like workpiece W. Then, the inclination of the rotating shaft 200 of the holding means 2 is obtained from the measured thickness value, and is corrected to a desired inclination by the inclination adjusting means 21. After that, grinding is resumed, and when the plate-like workpiece W is formed with a predetermined thickness by measurement by the thickness measurement gauge 9b, the grinding is finished.

なお、図1に示した研削装置1は、2つの研削手段を備えているが、研削手段が1つのみまたは3つ以上の研削装置であってもよい。   Although the grinding apparatus 1 shown in FIG. 1 includes two grinding means, only one grinding means or three or more grinding apparatuses may be used.

1:研削装置
A:着脱エリア B:加工エリア
2:保持手段
20:ポーラス部材 20a:保持面 200:回転軸 200a:軸部
21:傾き調整手段
22:支持台 220:支持筒部 221:フランジ部
23:位置調整ユニット
230:筒部
231:シャフト
231a:第1の雄ねじ
232:駆動部 232a:モータ 232b:減速機 232c:カップリング
233:固定部
234:ナット 234a:第1の雌ねじ
235:挟持ナット 235a:ボルト
24:ベアリング 25:ビス
260:ベルト 261:回転軸 262:モータ
2a:ターンテーブル
3a:第1研削手段 3b:第2研削手段
30:スピンドル 31:ハウジング 32:モータ 33:マウント
34:ホイール 35a:粗研削砥石 35b:仕上げ研削砥石
36:昇降機構
360:ボールスクリュー 361:ガイドレール 362:モータ
363:昇降部材
4a:供給カセット 4b:回収カセット
5:搬送ロボット
6:仮置き手段 7:洗浄手段
8a:第1搬送手段 8b:第2搬送手段
9a、9b:厚み測定ゲージ
90:基準ハイトゲージ 91:ワークハイトゲージ
10:厚み測定手段
100:測定部 101:算出部 102:スタンド 103:アーム部
104a,104b,104c:センサ 105:制御部
11:厚み測定手段110:測定部 111:算出部
112:スタンド 113:アーム部 114:ベルト
115:モータ 115a:回転軸
1: Grinding apparatus A: Removable area B: Processing area 2: Holding means 20: Porous member 20a: Holding surface 200: Rotating shaft 200a: Shaft portion 21: Inclination adjusting means 22: Support base 220: Support cylinder portion 221: Flange portion 23: Position adjustment unit 230: Tube portion 231: Shaft 231a: First male screw 232: Drive portion 232a: Motor 232b: Reducer 232c: Coupling 233: Fixing portion 234: Nut 234a: First female screw 235: Holding nut 235a: Bolt 24: Bearing 25: Screw 260: Belt 261: Rotating shaft 262: Motor 2a: Turntable 3a: First grinding means 3b: Second grinding means 30: Spindle 31: Housing 32: Motor 33: Mount 34: Wheel 35a: Coarse grinding wheel 35b: Finish grinding wheel 36: Lifting mechanism 3 0: Ball screw 361: Guide rail 362: Motor 363: Elevating member 4a: Supply cassette 4b: Collection cassette 5: Transfer robot 6: Temporary placing means 7: Cleaning means 8a: First transfer means 8b: Second transfer means 9a, 9b: Thickness measuring gauge 90: Reference height gauge 91: Work height gauge 10: Thickness measuring means 100: Measuring part 101: Calculation part 102: Stand 103: Arm parts 104a, 104b, 104c: Sensor 105: Control part 11: Thickness measuring means 110 : Measurement unit 111: Calculation unit 112: Stand 113: Arm unit 114: Belt 115: Motor 115 a: Rotating shaft

Claims (2)

板状ワークを保持して回転可能な保持手段と、昇降機構を備え該保持手段に保持された板状ワークを研削する研削手段と、該保持手段に保持された板状ワークの厚みを測定する厚み測定手段と、を少なくとも備える研削装置であって、
該保持手段は、板状ワークの一方の面を保持する保持面と、該保持面の中心を通る回転軸と、該回転軸の傾きを調整する傾き調整手段と、を少なくとも備え、
該厚み測定手段は、該保持面に保持される板状ワークの上方から該板状ワークの外周端と、該板状ワークの回転中心と、該板状ワークの回転中心と外周端との中間点と、の3箇所において板状ワークの厚みを非接触状態で測定する測定部と、該測定部における測定値に基づき該回転軸の傾きを算出する算出部と、該算出部において算出された回転軸の傾きの値を受け取り該傾きの値に基づき該傾き調整手段を駆動する制御部と、を少なくとも備え、
該研削手段は、板状ワークが仕上げ厚みに達する前に研削を一時停止し、該厚み測定手段によって該板状ワークの厚みを測定し、該算出部で算出される該回転軸の傾きの値と所定の傾きの値との差を基に、該制御部が該傾き調整手段を駆動することによって該回転軸の傾きを修正した後、再び該研削手段によって所定の仕上げ厚みに形成されるまで該板状ワークを研削する研削装置。
A holding means capable of holding and rotating a plate-like work, a grinding means provided with an elevating mechanism for grinding the plate-like work held by the holding means, and a thickness of the plate-like work held by the holding means are measured. A grinding device comprising at least a thickness measuring means,
The holding means includes at least a holding surface that holds one surface of the plate-like workpiece, a rotation axis that passes through the center of the holding surface, and an inclination adjustment means that adjusts the inclination of the rotation axis,
The thickness measuring means includes an outer peripheral end of the plate-shaped workpiece from above the plate-shaped workpiece held on the holding surface, a rotation center of the plate-shaped workpiece, and an intermediate between the rotation center and the outer peripheral end of the plate-shaped workpiece. a measuring unit for measuring a point, the thickness of the plate-shaped workpiece in three places in a non-contact state, a calculation unit for calculating an inclination of the rotary shaft based on the measured values at the measurement portion, is calculated in the calculated output unit A controller that receives the value of the tilt of the rotation axis and drives the tilt adjusting means based on the tilt value ;
The grinding means temporarily stops grinding before the plate-like workpiece reaches the finished thickness, measures the thickness of the plate-like workpiece by the thickness measuring means, and calculates the value of the inclination of the rotation axis calculated by the calculation unit. The control unit corrects the inclination of the rotating shaft by driving the inclination adjusting means based on the difference between the predetermined inclination value and the predetermined inclination value until the grinding means again forms a predetermined finished thickness. A grinding device for grinding the plate-like workpiece.
前記保持手段に保持された板状ワークの回転中心から外周端に向けて該測定部を走査させて板状ワークの厚みを測定する請求項1記載の研削装置。   The grinding apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the plate-like workpiece is measured by scanning the measurement unit from the rotation center of the plate-like workpiece held by the holding means toward the outer peripheral end.
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