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CN107538317A - 加工装置 - Google Patents

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CN107538317A
CN107538317A CN201710492700.0A CN201710492700A CN107538317A CN 107538317 A CN107538317 A CN 107538317A CN 201710492700 A CN201710492700 A CN 201710492700A CN 107538317 A CN107538317 A CN 107538317A
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Abstract

提供加工装置，其具有：卡盘工作台，其具有保持被加工物的保持面；和加工构件，其对保持在卡盘工作台上的被加工物实施加工，加工构件包括：主轴；电动机，其对主轴进行旋转驱动；轮座，其与主轴的一端连结，与卡盘工作台的保持面相对；第1工具，其装卸自由地安装在轮座的被安装面上，具有第1直径；第2工具用座，其在轮座的与被安装面相反侧的背面侧按照不能旋转且能够在主轴的轴向上移动的方式安装在主轴上，第2工具用座具有收纳部和围绕收纳部的第2工具安装部，收纳部对轮座和安装在轮座上的第1工具进行收纳，第2工具安装部的内径比第1直径大；以及第2工具，其按照能够装卸的方式安装在第2工具用座上，具有比第1直径大的内径。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及加工装置，能够用一台加工装置实现磨削加工、研磨加工以及车刀切削加工等多种加工。
背景技术
在为了使半导体晶片等被加工物薄化而进行磨削加工时，为了提高品质和生产率，首先对被加工物实施粗磨削加工，然后实施精磨削加工而将被加工物精加工成期望的厚度。
为了高效地实施磨削加工，例如在日本特开2016-010838号公报中公知有下述构成的加工装置：将粗磨削用的磨削磨轮和精磨削用的磨削磨轮并排配设，相对于各磨轮，保持在卡盘工作台上的被加工物利用旋转工作台的旋转而被依次搬送。
另一方面，为了使作为加工装置的磨削装置小型化，本申请人在日本特开昭63-62650号公报中提出了将两个磨削磨轮呈同心圆状配置的磨削装置。该磨削装置的各磨削磨轮分别具有不同的铅垂方向移动轴，电动机的旋转驱动力借助皮带传递给配置在外侧的磨削磨轮的主轴。
专利文献1：日本特开2016-010838号公报
专利文献2：日本特开昭63-62650号公报
但是，在专利文献2所公开的磨削装置的结构中，电动机的旋转驱动力借助皮带传递给配置在外侧的磨削装置的主轴，因此担心主轴被皮带拉拽而导致主轴的旋转容易振动，从而无法对被加工物实施高精度的磨削加工。
发明内容
本发明是鉴于这点而完成的，其目的在于提供一种加工装置，该加工装置能够实现加工装置的小型化，并且能够对被加工物实施高精度的加工。
根据本发明，能够提供一种加工装置，该加工装置具有：卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；以及加工构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物实施加工，其中，该加工构件具有：主轴；电动机，其对该主轴进行旋转驱动；轮座，其与该主轴的一端连结，并与该卡盘工作台的该保持面相对；第1工具，其装卸自由地安装在该轮座的被安装面上，该第1工具具有第1直径；第2工具用座，其在该轮座的与该被安装面相反的一侧的背面侧按照不能旋转且能够在该主轴的轴向上移动的方式安装在该主轴上，该第2工具用座具有收纳部以及围绕该收纳部的第2工具安装部，该收纳部对该轮座和安装在该轮座上的该第1工具进行收纳，该第2工具安装部的内径比该第1直径大；第2工具，其按照能够装卸的方式安装在该第2工具用座上，该第2工具具有比该第1直径大的内径；以及移动构件，其使该第2工具座在该主轴的轴向上移动，该移动构件能够将该第2工具用座定位在退避位置和第2工具作用位置，所述退避位置是该第1工具与保持在该卡盘工作台上的被加工物接触但该第2工具不与该被加工物接触的位置，所述第2工具作用位置是该第1工具不与保持在该卡盘工作台上的被加工物接触但该第2工具与该被加工物接触的位置。
优选通过利用该移动构件将该第2工具用座定位于该退避位置，从而该第1工具从该第2工具用座的该收纳部露出，将该第1工具固定在该轮座上的固定部从该轮座的背面侧露出。
根据本发明的加工装置，将第1工具和第2工具呈同心状配置，而且将第1工具和第2工具安装在同一主轴上，因此无需为了使一个工具旋转而使用皮带，不存在主轴被皮带拉拽而旋转容易振动而无法对被加工物实施高精度的加工的担忧。由此，能够进行加工装置的小型化，并且能够对被加工物实施高精度的加工。
附图说明
图1是本发明实施方式的加工装置的立体图。
图2是加工单元的剖视图。
图3是将第2工具用座定位在退避位置而利用第1工具对被加工物进行磨削加工的状态的加工单元的剖视图。
图4是将第2工具用座定位在加工位置而利用第2工具对被加工物实施研磨加工的状态的加工单元的剖视图。
图5的(A)是示出将第1工具取下的状态的加工单元的剖视图，图5的(B)是对第1工具进行更换而对被加工物进行车刀切削加工的状态的加工单元的剖视图。
标号说明
2：加工装置；10：加工单元；18：主轴；22：轮座；24：磨削磨轮(第1工具)；32：气缸；34：腔室；35a：第1空气提供路径；35b：第2空气提供路径；36：活塞；37：活塞杆；38：第2工具用座；42：研磨垫(第2工具)；52：加工单元进给机构；56：卡盘工作台；62：车刀轮(第1工具)。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。参照图1，示出了本发明的实施方式的加工装置2的立体图。4是加工装置2的基座，在基座4的后方竖立设置有柱6。在柱6上固定有沿上下方向延伸的一对导轨8。
加工单元(加工构件)10按照能够沿着该一对导轨8在上下方向上移动的方式进行安装。加工单元10具有主轴壳体12和对主轴壳体12进行支承的支承部14，支承部14被安装在沿着一对导轨8在上下方向上移动的移动基台16上。
如图2最清楚地示出，加工单元10包括：主轴18，其按照能够旋转的方式收纳在主轴壳体12中；电动机20，其对主轴18进行旋转驱动；轮座22，其固定于主轴18的一端(前端)；以及作为第1工具的磨削磨轮24，其利用多个螺钉26按照能够装卸的方式安装在轮座22的被安装面22a上。磨削磨轮24由环状的轮基台28和呈环状固着于轮基台28的下端外周部的多个磨削磨具30构成。
在轮座22的与被安装面22a相反的一侧的背面22b侧，具有环状腔室34的气缸32被固定于主轴18上。环状的活塞36插入至气缸32的腔室34内，多个活塞杆37的上端与活塞36的下表面连结，各活塞杆37的下端固定于第2工具用座38上。
压缩空气借助第1空气提供路径35a被选择性地提供至气缸32的腔室34的缸盖端侧，借助第2空气提供路径35b被选择性地提供至杆端侧。在本实施方式中，由气缸32、活塞36和活塞杆37构成移动构件。
第2工具用座38在其下端面具有：收纳部(收纳凹部)40，其对轮座22和安装于轮座22上的磨削磨轮(第1工具)24进行收纳；以及第2工具安装部38a，其内径比围绕收纳部40的磨削磨轮(第1工具)24的直径大。
第2工具用座38被固定在固定于主轴18的气缸32的活塞杆37的下端。因此，第2工具用座38在轮座22的与被安装面22a相反的一侧的背面22b侧，按照不能旋转且能够在主轴18的轴向上移动的方式安装在主轴18上。
这里，按照不能旋转的方式安装在主轴18上是指第2工具用座38相对于主轴18不旋转而是与主轴18一起旋转。
将具有比磨削磨轮(第1工具)24的直径大的内径的第2工具(研磨垫)42利用多个螺钉44以能够装卸的方式安装在第2工具用座38的第2工具安装部38a上。
再次参照图1，加工装置2具有加工单元进给机构52，其由使加工单元10沿着一对导轨8在上下方向上移动的滚珠丝杠48和脉冲电动机50构成。当对脉冲电动机50进行驱动时，滚珠丝杠48旋转，使加工单元10在上下方向上移动。
在基座4的上表面形成有凹部4a，在该凹部4a中配设有卡盘工作台机构54。卡盘工作台机构54具有卡盘工作台56，卡盘工作台56利用未图示的移动机构在被加工物装卸位置A和与加工单元10对置的加工位置B之间在Y轴方向上移动。58为折皱，在基座4的前方侧配设有供加工单元2的操作者输入加工条件等的操作面板60。
接着，以下对如此构成的加工装置2的作用进行说明。在图2所示的加工单元10中，采用磨削磨轮作为第1工具24，采用研磨垫作为第2工具42。
该情况下，利用作为第1工具的磨削磨轮24对保持在卡盘工作台56上的作为被加工物的晶片11进行磨削加工，在磨削加工之后，利用作为第2工具的研磨垫42对晶片11的磨削面进行研磨。
更详细而言，将吸引保持着晶片11的卡盘工作台56在图1的Y轴方向上移动至加工位置B，如图3所示，磨削磨轮24的磨削磨具30被定位成在卡盘工作台56上所保持的晶片11的中心附近通过。
然后，使卡盘工作台56在箭头a所示的方向上以约300rpm进行旋转，同时使磨削磨轮28在箭头b所示的方向上以约6000rpm进行旋转，并且使脉冲电动机50工作，而使磨削磨轮28的磨削磨具30与晶片11接触。然后，一边对磨削磨轮28以规定的磨削进给速度向下方进行磨削进给，一边对晶片11进行磨削，使晶片11薄化至期望的厚度。
另外，在进行由磨削磨轮24实现的对晶片11的磨削加工时，将压缩空气从第2空气提供路径35b提供至腔室34的杆端，使活塞36上升，作为第1工具的磨削磨轮24与晶片11接触，但作为第2工具的研磨垫42不与晶片11接触，将第2工具用座38定位于图3所示的退避位置。
当晶片11的磨削加工结束时，将压缩空气借助第1空气提供路径35a提供至腔室34的缸盖端，使活塞36下降。通过足够大地设置活塞36的行程，能够在第2工具座38的凹部40内收纳轮座22和轮座22上所安装的磨削磨轮24，并能够使作为第2工具的研磨垫42与保持在卡盘工作台56上的晶片11接触。
在该状态下，使卡盘工作台56在箭头a方向上旋转，并且使研磨垫42在箭头b方向上旋转，而对晶片11的磨削面进行研磨。通过该研磨加工，能够去除由于晶片11的磨削而产生的磨削应变，能够将晶片11的上表面精加工为镜面。
在上述的本实施方式的加工装置中，由气缸32、活塞36和活塞杆30构成的移动构件将第2工具用座38定位在退避位置和第2工具作用位置，所述退避位置是第1工具24相对于保持在卡盘工作台56的被加工物接触但第2工具42不与被加工物接触的位置，所述第2工具作用位置是第1工具24不与保持在卡盘工作台56的被加工物接触但第2工具42与被加工物接触的位置。
接着，参照图5，对第1工具的更换方法进行说明。在对第1工具进行更换时，通过将压缩空气导入至腔室34的缸盖端，而如图5的(A)所示那样将第2工具用座38定位在退避位置。
该状态下，通过拆除螺钉26而将作为第1工具的磨削磨轮24从轮座22上取下。然后，如图5的(B)所示，将作为第1工具的车刀轮62安装在轮座22上。车刀轮22由环状的基台64和安装在基台64上的车刀工具66构成。
要想利用车刀工具66对保持在卡盘工作台56上的晶片11进行转动切削，一边使按照规定的深度切入被加工物11的车刀工具66在箭头b所示的方向上旋转，一边对卡盘工作台56在箭头Y1方向上直线性地进行加工进给。由此，能够对保持在卡盘工作台56上的晶片11的上表面平坦地进行转动切削。
在上述实施方式中，对于将作为第1工具的磨削磨轮24安装在轮座22上、将作为第2工具的研磨垫42安装在第2工具用座38上的示例进行了说明，但第1工具和第2工具的组合并不限于此，可以将磨削磨轮、干式抛光垫、CMP垫以及车刀轮等各种工具进行适当组合。

Claims (2)

1.一种加工装置，该加工装置具有：卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；以及加工构件，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物实施加工，其中，
该加工构件具有：
主轴；
电动机，其对该主轴进行旋转驱动；
轮座，其与该主轴的一端连结，并与该卡盘工作台的该保持面相对；
第1工具，其装卸自由地安装在该轮座的被安装面上，该第1工具具有第1直径；
第2工具用座，其在该轮座的与该被安装面相反的一侧的背面侧按照不能旋转且能够在该主轴的轴向上移动的方式安装在该主轴上，该第2工具用座具有收纳部以及围绕该收纳部的第2工具安装部，该收纳部对该轮座和安装在该轮座上的该第1工具进行收纳，该第2工具安装部的内径比该第1直径大；
第2工具，其按照能够装卸的方式安装在该第2工具用座上，该第2工具具有比该第1直径大的内径；以及
移动构件，其使该第2工具座在该主轴的轴向上移动，
该移动构件能够将该第2工具用座定位在退避位置和第2工具作用位置，所述退避位置是该第1工具与保持在该卡盘工作台上的被加工物接触但该第2工具不与该被加工物接触的位置，所述第2工具作用位置是该第1工具不与保持在该卡盘工作台上的被加工物接触但该第2工具与该被加工物接触的位置。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其中，
通过利用该移动构件将该第2工具用座定位于该退避位置，该第1工具从该第2工具用座的该收纳部露出，将该第1工具固定在该轮座上的固定部从该轮座的背面侧露出。
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