专利名称：双头平面磨削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对半导体圆晶等的薄板状工件的两面进行磨削的双头平面磨削装置。
背景技术：
作为对半导体圆晶等的薄板状工件的两面进行磨削的双头平面磨削装置，比如，人们知道有专利文献1所述的类型。该专利文献1所述的双头平面磨削装置包括一对磨削砂轮，该对磨削砂轮按照磨削面相互面对的方式可旋转地被支承；工件旋转支承机构，该工件旋转支承机构按照在工件的两面的被磨削面中的至少一部分设置于磨削砂轮的磨削面之间的磨削位置的状态，可围绕与磨削砂轮的旋转轴平行的旋转轴而旋转的方式支承薄板状的工件；一对非接触支承机构，该对非接触支承机构按照从两侧夹持工件的被磨削面的磨削位置的外侧的区域的几乎整个面的方式设置，并且通过流体的压力，非接触地支承工件，该双头平面磨削装置按照在通过非接触支承机构支承工件的状态，使工件和磨削砂轮旋转，以对工件的两个面的被磨削面进行磨削的方式构成。
另外，在该双头平面磨削装置中，磨削砂轮的磨削面的直径基本等于或稍稍大于工件的半径。即，按照磨削砂轮的磨削面在平时依靠于工件的被磨削面的中心和外周的一部分这两者上的方式，设定磨削砂轮和工件的相对位置关系，由此，通过磨削砂轮可均匀地对工件的整个面进行磨削。
这种的双头平面磨削装置的非接触支承机构的非接触支承面比如，一般为图15所示的那样的形状。即，从该基本呈圆型的外缘侧，越过至少工件的中心位置B，形成圆弧状的缺口部111，在该缺口部111的内部设置磨削砂轮112。另外，在该非接触支承面上，设置多个呈基本均匀的深度的凹入状的凹腔部113，从设置于这些凹腔部113的内壁上的流体供给孔(图示省略)排出水等的流体。
此外，凹腔部113按照相对工件中心B，基本呈同心圆状的方式沿径向按多列(在这里，2排)排列。即，形成凹腔部113的周围的突起部的网眼状的网状部114由周缘部114a和内肋部114b构成，该周缘部114a沿非接触支承面的外周设置，该内肋部114b按照将该周缘部114a的内侧的区域分成多个的方式设置，并且在多个内外连接部115中与周缘部114a连接。
专利文献1JP特开2000-280155号文献发明内容在采用上述的过去的双头平面磨削装置，对圆晶(比如，直径为300mm左右)的两个面进行磨削的场合，人们知道，在磨削后的圆晶的表面上，沿面外方向形成同心圆状的μm等级以下的波状(在下面简称为“波状”)，但是，对于该程度的微小的波状，在过去没有造成特别的问题。
但是，近年，伴随形成于圆晶表面上的图案的精细化处理的进展、及曝光装置的焦点深度变得非常浅的情况，同样对于圆晶表面的平面度也要求更高的水平，就上述那样的μm等级以下的波状来说，也变得不能忽视。
本发明的目的在于针对这样的过去的问题，提供可消除因磨削而在工件的表面上产生的同心圆状的波状，进一步提高磨削后的工件表面的平面度的双头平面磨削装置。
在以图15所示的具有非接触支承面的一直以来的双头平面磨削装置为对象，进行该非接触支承面的温度分析时可知道，像图16所示的那样，沿处于最高温度的磨削砂轮112的外周(缺口部111的周围)，温度分布紊乱的部分具有多个部位(5个部位)。该温度分布紊乱的部分沿缺口部111的周围而存在的内外连接部(内肋部114b与周缘部114a的连接部分)115等分别一致，另外还与在磨削后的圆晶W的表面上产生的波状的部位基本一致。
根据上述情况而推测，缺口部111的周围的温度分布的紊乱是在磨削后的圆晶表面上产生波状的原因之一，人们考虑通过按照位于缺口部111的周围存在的内外连接部115的数量为最小限的方式设置凹腔部113和网状部114，由此将缺口部111的周围的温度分布的紊乱抑制最小程度，进而，可抑制因磨削而在工件表面上产生的同心圆状的波状。
因此，本发明涉及一种双头平面磨削装置，该双头平面磨削装置包括一对磨削砂轮，该对磨削砂轮按照磨削面相互面对的方式可旋转地被支承；工件旋转支承机构，该工件旋转支承机构按照在工件的两面的被磨削面中的至少一部分设置于上述磨削面之间的磨削位置的状态，可围绕与上述磨削砂轮的旋转轴平行的旋转轴而旋转的方式支承薄板状的工件；一对非接触支承机构，该对非接触支承机构按照从两侧夹持上述工件的被磨削面的上述磨削位置的外侧的区域的大致整个面的方式设置，并且通过流体的压力非接触地支承上述工件，该双头平面磨削装置按照在通过上述非接触支承机构支承上述工件的状态，使上述工件和上述磨削砂轮旋转，对上述工件的两个面的被磨削面进行磨削的方式构成，其特征在于在上述非接触支承机构中，形成基本呈圆弧状的缺口部，该缺口部从基本圆形的外缘侧至少超过上述工件的中心位置，与上述磨削砂轮相对应，在与上述工件面对的非接触支承面上设置多个凹腔部和网眼状的网状部，该多个凹腔部呈凹入状，并且在其内壁上具有喷射上述流体的1个或多个流体供给孔，上述网状部形成这些凹腔部的周围的突起部，上述网状部由周缘部和内肋部构成，该周缘部沿上述非接触支承面的外周设置，上述内肋部按照将该周缘部的内侧的区域分为多个的方式设置，且在多个内外连接部中与上述周缘部连接，在上述周缘部中的沿上述缺口部的部分中，至少在除了上述工件的中心位置的附近的部分，未设置上述内外连接部。
按照本发明，沿非接触支承机构的缺口部的周围而设置的内外连接部的位置可仅仅至少在工件的中心位置的附近，由此，可使缺口部的周围的温度分布的紊乱的部位仅仅在与工件W的外周部附近相对应的位置，或仅仅为与工件W的外周部附近和中心部附近相对应的位置。由此，可有效地防止过去的双头平面磨削装置中的问题，即，在工件中产生的同心圆状的波状，可进一步提高磨削后的工件表面的平面度。
另外，沿缺口部而设置的凹腔部内的流体供给孔设置于内外连接部的附近、及沿缺口部设置的内侧周缘部和其以外的外侧周缘部的连接部的附近，由此，从流体供给孔供给的流体首先通过内外连接部等的附近，这样，可有效地冷却内外连接部等的附近，可进一步抑制在磨削后的工件产生的同心圆状的波状。
而且，将沿上述缺口部设置的凹腔部沿上述磨削砂轮的周向按照径向基本相同的宽度形成，由此，可沿缺口部使缺口部的周围的热传导性基本一定，这样，可进一步抑制在磨削后的工件中产生的同心圆状的波状。
图1为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的俯视图；图2为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的主视图；图3为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的主视剖视图；图4为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的主视剖视图；图5为表示本发明的第1实施例的工件安装处理的说明图；图6为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的右方向的侧面剖视图；图7为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的左方向的侧面剖视图；图8为表示本发明的第1实施例的支承垫的侧视图；图9为表示本发明的第1实施例的支承垫的俯视图；图10为表示本发明的第1实施例的支承垫的横向剖视图；图11为表示本发明的第1实施例的双头平面磨削装置的主要部分的放大剖视图；图12为表示本发明的第1实施例的工件保持架的侧视图；图13为表示本发明的第1实施例的支承垫的温度分析结果的图；图14为表示本发明的第2实施例的支承垫的侧视图；图15为表示已有技术的非接触支承机构的非接触支承面的侧视图；图16为表示已有技术的非接触支承机构的温度分析结果的图。
具体实施例方式
下面根据附图，对本发明的实施例进行具体描述。图1～图13给出本发明的第1实施例。又，在下面的说明中，在采用前后左右的术语时，将图1的底侧称为“前”，将顶侧称为“后”，将左右称为“左右”。
在图1～图7中，标号1表示双头平面磨削装置，其包括工件驱动装置2，该工件驱动装置2保持半导体圆晶等的薄板圆板状工件W，并且旋转驱动该工件W；砂轮装置4，该砂轮装置4通过磨削砂轮3对通过该工件驱动装置2保持、旋转的工件W的两面进行磨削。该驱动装置2和砂轮装置4以可装卸的方式固定于水平底座5上。
该工件驱动装置2在对工件W的两个面进行磨削处理时，保持该工件W，并且对其进行旋转驱动，其包括工件保持机构6，该工件保持机构6从周缘部和两个面侧保持工件W；工件驱动机构7，该工件驱动机构7旋转驱动通过上述工件保持机构6保持的工件W；内壳8，该内壳8以可移动的方式支承工件保持机构6，并且覆盖其周围；滑动驱动机构9，该滑动驱动机构9使工件保持机构6相对内壳8而滑动；外壳10，该外壳10支承内壳8，并且覆盖其外侧。
该外壳10大致呈矩形箱状，其由基本水平地固定于底座5的顶面上的底部11和前后左右的侧壁板12a～12d构成，且顶侧开口。在外壳10的前侧，设置支承内壳8的前侧的前部支承机构13，在其后侧设置支承内壳8的后侧的后部支承机构14。
前部支承机构13以可摆动的方式在其前侧支承内壳8，其包括一对轴承部15a、15b，该对轴承部15a、15b分别设置于左右的侧壁板12c、12d的前侧顶部；支承杆16，该支承杆16水平地架设于左右的侧壁板12c、12d之间，并且通过轴承部15a、15b以可旋转的方式支承于其两端侧。该支承杆16穿过开设于内壳8的前侧左右中的支承托架17的通孔18，通过固定螺栓19固定于该支承托架17上。即，内壳8通过其前侧的支承托架17，借助支承杆16，以可摆动的方式被支承。
后部支承机构14用于以高度位置可调整的方式在其后侧支承内壳8，其包括凸轮21，该凸轮21按照可通过设置于后侧壁板12b的前侧顶部上的托架20，围绕左右方向的轴而旋转的方式被支承；驱动电动机23，该驱动电动机23比如，以可装卸的方式固定于左侧壁板12c的外侧，并且通过驱动轴22旋转驱动凸轮21，在凸轮21上放置设置于内壳8的后侧的支承辊24。如果使驱动电动机23动作，则通过驱动轴22，凸轮21旋转，放置于该凸轮21上的支承辊24的位置上下升降。即，内壳8通过其后侧的支承辊24，根据外壳10侧的凸轮21以高度位置可调整的方式被支承。
另外，在外壳10的内部的底部，设置进行磨削砂轮3的修整的修整装置25。该修整装置25比如，以可装卸的方式固定于底座5上。
内壳8基本呈矩形箱状，由前后左右的侧壁板31a～31d形成，为上下开口，比如，设置于外壳10的内部的顶部侧。支承托架17分别固定于前侧壁板31a的前侧左右，支承辊24以可绕左右方向轴旋转的方式支承于后侧壁板31b的后侧顶部。
此外，在前侧壁板31a上，开口30沿左右方向形成，在该开口30的内部，板厚测定机构32以可左右移动的方式设置。该板厚测定机构32用于测定工件W的磨削后的板厚，该机构包括一对测定臂33，该对测定臂33比如安装于后述的支承板42a上，呈沿前后方向较长的杆状，并且在前端侧(后侧端部)设置测定端33a；前后方向的导轨34，该前后方向的导轨34按照与这些测定臂33的上下方向平行的方式设置；主体部35，该主体部35在前侧端部支承测定臂33，并且通过导轨34以可沿前后方向滑动的方式被支承；固定于该主体部35上的前后方向的齿条36；驱动电动机37，该驱动电动机37通过旋转驱动设置于主体部35的附近，比如底侧的，并且与齿条36啮合的小齿轮37a，沿导轨34使主体部35沿前后方向移动。
工件保持机构6由左右的工件保持体41a、41b构成，该左右的工件保持体41a、41b按照相互面对的方式设置，并且通过内壳8以可左右移动的方式被支承。这些工件保持体41a、41b分别包括按照与前后方向的垂直面平行的方式设置的一对支承板42a、42b、设置于这些支承板42a、42b的相对面侧的一对支承垫(非接触支承机构)43a、43b。
该支承垫43a、43b用于通过水等的流体的压力，从两面侧对工件W进行非接触支承，其基本呈圆板状，比如，在底部侧从其外缘侧，到稍稍超过上述支承垫43a、43b的中心位置A的位置，向上形成与磨削砂轮3相对应的圆弧状的砂轮用缺口部44。
图8～图10表示左支承体41a侧的支承垫43a。另外，由于右工件支承体41b侧的支承垫43b的形状也基本与该支承垫43a相同，故支承垫43b侧的放大图面省略，每次对其不同点进行描述。
在支承垫43a、43b的相对面侧，沿除了砂轮用缺口部44以外的外缘侧，按照规定宽度形成比内侧的非接触支承面45低一级的台阶部46。另外，在该台阶部46的规定位置，比如，最顶部位置，形成朝向中心位置A侧呈圆弧状凹入的凹入部47。此外，在左工件支承体41a侧的支承垫43a中，在凹入部47的中间，沿板厚方向(左右方向)形成与该凹入部47呈同心圆状的通孔47a。在支承垫43b侧，仅仅形成凹入部47，未形成通孔47a。
在支承垫43a、43b的非接触支承面45，即，相对面侧的台阶部46的内侧的部分，形成沿板厚方向凹入的多个凹腔部51，这些凹腔部51以外的部分构成形成凹腔部51的突起部的网眼状的网状部52。
该网状部52由周缘部53和内肋部54构成，该周缘部53沿非接触支承面45的外周而设置，上述内肋部54按照将该周缘部53的内侧的区域划分为多个的方式设置，并且在多个内外连接部52a处，与周缘部53连接。另外，该周缘部53由沿砂轮用缺口部44而设置的内侧周缘部53a，与其以外的外侧周缘部53b构成，该内侧周缘部53a和外侧周缘部53b相互连接于砂轮用缺口部44的两端部。
在上述内肋部54，按照穿过宽度方向的基本中心部的方式形成规定宽度的槽部55。该槽部55用作从后述的流体供给孔62排到凹腔部51的内部的流体的排出通路，在内肋部54的各交叉部或分支部，相互交叉或分支，另外其端部横切周缘部53，与高差部46或砂轮用缺口部44侧连通。另外，槽部55的深度小于台阶部46的深度。
在内侧周缘部53a上的规定位置，比如，砂轮用缺口部44的两端部附近和中心位置A的附近的3个部位，形成用于通过空气压力检测与工件W的距离的距离检测用传感孔56。该距离检测用传感孔56通过支承垫43a、43b内的连通通路(图示省略)，比如，与流体供给源连接，规定的距离检测机构(图示省略)根据流体供给源的空气压力，分别检测支承垫43a、43b和工件W之间的距离。
另外，在左工件支承体41a侧的支承垫43a中，在周缘部53上的规定位置，比如，外侧周缘部53b上的最顶部位置的附近(凹入部47的两侧附近)和上下方向中间位置的共计6个部位，形成就位检测用传感孔58。该就位检测用传感孔58通过支承垫43a内的连通通路59，比如，与负压源连接，规定的就位检测机构(图示省略)根据该负压源的负荷的变化，检测工件W的就位的有无。
此外，周缘部53以较宽的范围形成于传感孔56，58的附近的内侧的凹腔部51侧，以便在传感孔56、58的周围确保一定的宽度。另外，在右工件支承体41b侧的支承垫43b中，未形成就位检测用传感孔58，而网状部52呈与支承垫43a侧基本相同的形状。
还有，非接触支承面45通过上述那样的网状部52，呈网眼状划分，由此，在本实施例的场合，在各支承垫43a、43b上，分别按照与通过中心位置A的垂直轴基本对称的方式设置6个凹腔部51。该6个凹腔部51中的，2个凹腔部51a、51b沿砂轮用缺口部44邻接地设置，在2个凹腔部51a、51b之间，设置内外连接部52a。即，在本实施例的支承垫43a、43b中，在周缘部53中的，沿砂轮用缺口44的内侧周缘部53a上，内外连接部52a仅仅设置于中心位置A的附近的1个部位，在内侧周缘部53a上的其以外的位置，未设置内外连接部52a。
再有，沿砂轮用缺口部44设置的2个凹腔部51a、51b沿砂轮用缺口部44的周向，即，磨削砂轮3的周向，按照径向基本相同的宽度形成。另外，剩余的4个凹腔部51c～51f按照通过内肋部54中的沿工件W的径向设置的部分将剩余区域，面积基本相等地划分的方式形成。
在支承垫43a、43b的内部，在面内分别沿纵横向设置1个或多个流体通路60。这些流体通路60通过相互交叉，全部连通。另外，在支承垫43a、43b的内侧(相对面的相反侧)，在与网状部52相对应的规定位置，比如，中心位置A的上方，与流体通路60连通的流体供给口61呈朝向相对面侧的凹入状。另外，流体通路60的外周面侧端部60全部锁闭。
另外，在各凹腔部51中，在其内壁上分别形成1个或多个排出流体的流体供给孔62。该流体供给孔62全部地形成于沿流体通路60的位置，通过沿支承垫43a、43b的板厚方向形成的连接通路63，分别与流体通路60连通。
在沿磨削用缺口部44设置的2个凹腔部51a、51b上，各自设置多个比如，5个流体供给孔62，该多个流体供给孔62集中地设置于内外连接部52a的附近和内侧周缘部53a与外侧周缘部53b的连接部64的附近。
此外，在支承垫43a、43b上，在除了砂轮用缺口部44以外的外周侧的规定位置，比如，从后侧的上下方向基本中间位置朝向内侧(中心侧)，沿比如水平方向形成规定深度的板厚传感器用缺口部65。
支承板42a、42b基本呈矩形状，其中，上下方向的尺寸基本与支承垫43a、43b相同，前后方向的尺寸大于支承垫43a、43b，在该相对面侧的基本中间位置，支承垫43a、43b比如，以装卸的方式固定。另外，在支承板42a、42b中，形成与支承垫43a、43b侧的砂轮用缺口部44相对应的缺口部70，另外，形成流通通路71，该流通通路71与支承垫43a、43b侧的流体供给口61连通，并且与流体供给机构(图示省略)连接。另外，在左工件支承体41a侧的支承板42a中，形成与支承垫43a侧的通孔47a相对应的通孔72。
在左工件支承体41a侧的支承板42a上，在与右工件支承体41b的相对面侧，在支承垫43a的周边部，沿比如支承垫43a的外周按照基本等间距设置4个支承辊73，通过4个支承辊73，以可旋转的方式支承保持工件W的工件保持架(工件旋转支承机构)74。
该工件保持架74像图11和图12所示的那样，由较厚的环部75和薄板状的保持板76构成，该保持板76从该环部75朝向径向内侧，以规定尺寸突出。该保持板76的内周侧构成可松动嵌合工件W的工件嵌入部77，在内周侧的一部分，朝向径向内侧形成的突起部78可与工件W侧的槽部Wn啮合。另外，保持板76的板厚小于工件W的板厚。
还有，工件保持架74按照该环部75与支承垫43a、43b侧的台阶部46相对应的尺寸形成，另外，保持板76的内径稍稍小于支承垫43a、43b侧的非接触支承面45的外径，该保持板76通过支承辊73，按照其中心沿支承垫43a、43b的面内方向与支承垫43a、43b侧的中心位置A基本一致的方式被支承。由此，保持于工件保持架74上的工件W的外缘部位于支承垫43a、43b的外侧周缘部53b上。在下面，工件W的中心位置区别于支承垫43a、43b侧的中心A，而由A’的标号表示。
再有，在环部75的内周侧形成内齿80，该内齿80与设置于支承垫43a侧的凹入部47的内部的工件驱动齿轮79啮合，通过具有该工件驱动齿轮79的工件驱动机构7的驱动，借助工件保持架74，工件W旋转。
工件保持体41a、41b以沿左右方向设置于内壳8侧的多个比如4个导向杆81，以可沿左右方向的滑动的方式被支承。即，在内壳8侧，在左右的侧壁板31c、31d之间，沿前后上下各架设1根，共计架设4根导向杆81，另外，在工件保持体41a、41b上，并且在支承垫43a、43b的左右两侧的位置，开设与导向杆81相对应的4个通孔82，工件支承体41a、41b通过相对内壳8侧的导向杆81，借助滑动套83，可滑动地嵌合通孔82的方式，可左右滑动地被支承。
另外，导向杆81在工件保持体41a、41b和内壳8之间，通过柔性罩81a覆盖。
此外，工件保持体41a、41b通过滑动驱动机构9，沿导向杆81分别滑动地驱动。滑动驱动机构9像图4等所示的那样，与上下的导向杆81、81之间相对应，设置于工件保持体41a、41b的左右两侧，其具有压缩空气式等的第1驱动缸84和压缩空气式等的第2驱动缸85构成，在该第1驱动缸84中，在驱动轴84a朝向左工件保持体41a侧的状态，驱动缸主体固定于右工件保持体41b的支承板42b上，并且驱动轴84a固定于左工件保持体41a侧，上述第2驱动缸85中的驱动缸主体固定于内壳8的左侧壁板31c上，并且朝向右工件保持体41b侧设置的驱动轴85a固定于左工件保持体41a上。
在第1驱动缸84中，驱动缸主体固定于右工件保持体41b的支承板42b的右面侧，驱动轴84a以可滑动的方式穿过形成于支承板42b中的导向孔86，固定于左工件保持体41a上。在第2驱动缸85中，该驱动缸主体固定于内壳8的左侧壁板31c的左面侧上，驱动轴85a以可滑动的方式穿过形成于左侧壁板31c中的导向孔87，固定于左工件保持体41a侧的支承板42a上。
通过上述滑动驱动机构9，在工件W的磨削时，工件保持体41a、41b针对在内壳8内的左右方向的基本中间位置，保持在支承垫43a、43b相互接近的“磨削时位置”(参照图1～图3)。就该“磨削时位置”来说，设置于工件保持体41a、41b上的至少1个部位，比如，设在4个角部的定位机构89的接触部89a按照与内壳8侧的止动件90接触的方式正确地定位。另外，该接触部89a通过可调整其突出量的螺栓等构成。
在工件W的装卸时，由于工件保持体41a、41b处于位于“磨削时位置”的状态，故仅仅第1驱动缸84侧在使驱动轴84a突出的方向被动作，右工件保持体41b侧保持在与左工件保持体41a离开规定距离的“工件装卸时位置”(参照图5)。另外，在通过修整装置25进行磨削砂轮3的修整时，比如，从工件保持体41a、41b位于“磨削时位置”的状态，第1驱动缸84侧沿使驱动轴84a突出的方向(左方向)动作，另外，沿拉入驱动轴85a的方向(左方向)使第2驱动缸85侧动作，由此，左右的工件保持体41a、41b共同地沿离开方向移动，保持在“修整作业时位置”(参照图4)。
另外，驱动轴85a在内壳8的左侧壁板31c和左工件保持体41a之间，通过柔性罩91覆盖。另外，第1驱动缸84的驱动缸主体右端部通过形成于外壳10的右侧壁板12d中的开口部92，在外壳10的外侧突出，该突出部的侧面的至少一部分通过柔性罩93覆盖。另外，第2驱动缸85的驱动主体左端部通过外壳10的左侧壁板12c中形成的开口部94，在外壳10的外侧突出，该突出部的侧面的至少一部分通过柔性罩95覆盖。
工件驱动机构7像图3所示的那样，包括设置于左工件支承体41a侧的工件驱动齿轮79；工件驱动电动机97，该工件驱动电动机97固定于内壳8侧，并且旋转驱动上述工件驱动齿轮79。
该工件驱动齿轮79按照将其旋转轴79a从支承垫43a的通孔47a侧向支承板42a的通孔72插入的状态，以可旋转的方式设置于凹入部47的内部。在该工件驱动齿轮79的旋转轴79a的左端侧，比如，连接形成轴向的槽98a的连接轴98。
工件驱动电动机97通过外壳10侧的开口孔99以可装卸的方式固定于内壳8的右侧壁板31c的外侧上。驱动连接部100传递工件驱动电动机97中的驱动轴97a的旋转，该驱动连接部100以与驱动轴97a偏心的方式设置。在该驱动连接部100上形成左右方向的通孔，该通孔的中央与连接轴98侧的槽98a相对应形成突起部(图示省略)，左工件支承体41a侧的连接轴98通过内壳8的左侧壁板31c的通孔101，以可左右方向滑动的方式穿过上述通孔。
由此，在相对内壳8，左工件支承体41a可左右方向移动的同时，内壳8侧的工件驱动电动机97的驱动力通过驱动轴97a、驱动连接部100、连接轴98传递给工件驱动齿轮79。
另外，在内壳8的左侧壁板31c和左工件保持体41a之间，安装覆盖连接轴98的柔性罩96。
砂轮装置4包括比如，杯型的磨削砂轮3、旋转驱动该磨削砂轮3的驱动电动机(图示省略)，在工件驱动装置2的左右两侧，各自设置1个。各砂轮装置4的各磨削砂轮3通过开设于工件驱动装置2侧的外壳10中的开口孔102、设置于内壳8上的缺口部103、工件保持体41a、41b侧的缺口部70和砂轮用缺口部44，按照与通过工件保持架74保持的工件W的两面侧相对的方式设置。
此外，砂轮装置4按照可沿轴向(左右方向)移动磨削砂轮3的方式构成，在工件W的装卸时，将磨削砂轮3从“磨削位置”移动到规定的“等待位置”。
在具有上述那样的方案的双头平面磨削装置1中，在进行工件W的磨削时，将磨削砂轮3保持在“等待位置”，将工件保持体41a、41b分别保持在“工件装卸时位置”的状态，工件W通过图中未示出的装载器，经过工件保持体41a、41b之间安装于工件保持架74的工件嵌入部77的内部(参照图5)。此时，处于工件嵌入部77侧的突起部78卡合于工件W侧的槽部Wn，工件W处于基本与支承垫43a的非接触支承面45接触的状态(参照图11，图12)。
如果工件W安装于工件保持架74的工件嵌入部77的内部，则处于通过工件W，支承垫43a侧的就位检测用传感孔58基本锁闭的状态，由此，根据与就位检测用传感孔58连接的负压源侧的负荷的变化，通过就位检测机构，检测工件W的就位。
如果检测到工件W的就位，则第1驱动缸84沿拉入驱动轴84a的方向动作，右工件保持体41b移动到左工件保持体41a侧，支承垫43a、43b保持在接近工件W的两面侧的“工件装卸时位置”。另外，从流体供给机构(图示省略)，通过支承板42a、42b侧的流体通路71、支承垫43a、43b侧的流体供给口61、流体通路59、连接通路63，从各凹腔部51的流体供给孔62排出空气、水的流体，工件W通过在磨削砂轮3的磨削位置的外侧的区域，从两面侧通过承受该流体的压力的方式，保持在非接触状态。
在该状态，通过工件驱动电动机97的驱动，借助工件驱动齿轮79，工件保持架74开始旋转，由此，工件W也开始旋转，另外，左右的磨削砂轮3也开始旋转。如果工件W开始旋转，则左右的磨削砂轮3开始旋转，并且从“等待位置”慢慢地接近工件W的被磨削面，不久，通过左右的磨削砂轮3，工件W呈在磨削位置从两侧受到夹持的状态，开始工件W的磨削。
如果在磨削砂轮3的磨削中，比如，左右的磨削砂轮3的磨耗量产生差异，在磨削砂轮3的工件W的磨削位置、支承垫43a、43b的工件W的保持位置之间产生左右方向的错位，则具有工件W处于在保持位置和磨削位置之间弯曲的状态，平面度降低等的问题。由此，在工件W的磨削中，按照下述方式进行控制，该方式为从支承垫43a、43b的各距离检测用传感孔56供给空气等的流体，根据该空气压力，通过距离检测机构分别检测工件W和各支承垫43a、43b之间的距离，根据该检测结果，调整比如，左右的磨削砂轮3的左右方向位置，以便工件W和各支承垫43a、43b之间的距离均等。另外也可调整非磨削砂轮3侧的，而调整工件保持体41a、41b侧的左右方向位置。
在磨削工件W时，从各凹腔部51的流体供给孔62供给的流体的压力保持一定。在工件W的磨削中，因磨削砂轮3和工件W的摩擦，该磨削砂轮3的附近处于高温，该热量从砂轮用缺口部44的周缘部传递到支承垫43a、43b侧。由于传递到支承垫43a、43b侧的热量避开填充有流体的凹腔部51，而沿网状部52而传导，故在沿砂轮用缺口部44的内侧周缘部53a上，在向砂轮用缺口部44的两端部侧的外侧周缘部53b侧的连接部分、与内肋部54连接的内外连接部52a，其温度变化的梯度小于其它的部分，温度分布产生紊乱，与该温度分布的紊乱的位置相对应，在工件W侧产生波形状。
在这里，在本实施例的双头平面磨削装置1中，由于在内侧周缘53a上，内外连接部52a仅仅设置于中心位置A的附近的1个部位，故温度分布发生紊乱的部位仅仅为下述两个部位，即从砂轮用缺口部44的两端部侧的内侧周缘部53a向外侧周缘部53b侧的连接部分、以及中心位置A的附近的1个的内外连接部52a，即仅仅为与在沿工件W的径向观看时，中心位置A’附近和外周部附近相对应的位置(参照图13)。由此，可有效地防止在构成过去的双头平面磨削装置中的问题，即在工件W中产生的同心圆状的波状，可进一步提高磨削后的工件W表面的平面度。
另外，在工件W中产生波状的原因在于产生按照沿面外方向使工件W弯曲的方式作用的某种物理力，故人们认为，该物理的力对应于内侧周缘部53a上的温度分布的紊乱的位置相对应而产生。同样在本实施例的双头平面磨削装置1中，人们认为，在内侧周缘部53a上，产生温度分布的紊乱的部位依然残留，对应于该位置，在工件W上作用有某种物理力，但是，由于该部位仅仅为与工件W的中心部附近和外周部附近相对应的位置，不位于该中间部分，故可推测到物理力的作用点的间距大于过去，由此，可使作用于工件W上的弯曲力减缓，波状可抑制。
此外，由于沿砂轮用缺口部44而设置的凹腔部51a、51b内的流体供给孔62集中地设置于内外连接部52a的附近、以及内侧周缘部53a和外侧周缘部53b的连接部的附近，故从这些流体供给孔62供给的流体首先通过内外连接部52a等的附近，并且可有效地冷却内外连接部52a等的附近，可进一步抑制在磨削后的工件W中产生的同心圆状的波状。
还有，由于沿砂轮用缺口部44而设置的凹腔部51a、51b沿砂轮用缺口部44的周向，即沿磨削砂轮3的周向，按照径向基本相同的宽度形成，故可沿砂轮用缺口部44，使砂轮用缺口部44的周围的热传递特性基本一定，由此，可进一步抑制在磨削后的工件W中产生的同心圆状的波状。
如果工件W的磨削结束，则板厚测定机构32的驱动电动机37动作，通过齿条36，主体部35沿导轨34向后移动，主体部35的后侧的左右一对的测定臂33、33进入支承垫43a、43b的板厚传感器用缺口部65的内部，通过测定臂33、33的前端侧的一对的测定端33a、33a，从两面侧夹持工件W，由此，测定工件W的磨削后的板厚。
如果板厚测定机构32的工件W的板厚测定结束，板厚测定机构32的测定臂33从支承垫43a、43b侧的板厚传感器用缺口部65引退。而且，将磨削砂轮3从“磨削位置”移动到“等待位置”，另外，工件保持体41b从“磨削时位置”移动到“工件装卸时位置”，通过图中未示出的装载器，磨削后的工件W从工件保持架74的工件嵌入部77取出、被送出。
图14表示本发明的第2实施例的实例，其给出下述支承垫43a、43b的实例，即在周缘部53中，在沿砂轮用缺口部44的内侧周缘部53a的部分上，支承垫43a、43b以下述方式形成，即作为与内肋部54的连接部分的内外连接部52a完全不设置。
本实施例的支承垫43a、43b与第1实施例的不同之处在于像图14所示的那样，沿砂轮用缺口部44设置的凹腔部51为1个。如果采用这样的方案，则一方面具有仅在凹腔部51的区域扩大部分的压力分布容易不均匀的缺点，而另一方面可形成在内侧周缘部53a的部分完全不设置内外连接部52a的方案，可进一步减小磨削后的工件中产生的波状的优点。
即，如果象这样，形成在内侧周缘部53a的部分完全不设置内外连接部52a的方案，则在内侧周缘部53a的部分温度分布产生紊乱的部位仅仅为从磨削用缺口部44的两端部侧的内侧周缘部53a向外侧周缘部53b侧的连接部分，即，仅仅为与工件W的外周部附近相对应的位置，故与第1实施例的场合相比较，可更加有效地防止在工件W中产生的同心圆状的的波状，可进一步提高磨削后的工件W的表面的平面度。
上面给出本发明的各实施形式的实例，但是，本发明不限于这些实施例，可在不脱离本发明的实质的范围内，进行各种变更。比如，对于支承垫43a、43b的非接触支承面45的形状，可在周缘部53中，沿砂轮用缺口部44的部分，至少工件W的中心位置A’的附近，即，除了中心位置A的附近以外的部分，不设置内外连接部52a，其以外的条件可任意地设定。比如，也可沿砂轮用缺口部44的径向设置3排(3层)以上的凹腔部51，从砂轮用缺口部44侧，第2排(第2层)以后的凹腔部51的形状、配置等是任意的。
以可旋转的方式支承工件W的工件旋转支承机构不限于采用实施例所示的工件保持架74的场合，比如，也可按照下述方式构成，该方式为通过3个以上的支承辊，直接保持工件W的外缘部，并且通过这些支承辊内的1个或其以外的驱动辊，直接旋转驱动工件W。
此外，在采用工件保持架，以可旋转的方式支承工件W的场合，工件保持架的形状等、及其驱动机构是任意的。比如，也可在工件保持架的外周侧形成驱动齿轮79所啮合的外齿。
同样对于支承垫43a、43b以外的工件驱动装置2侧的方案，砂轮器4侧的方案也可任意地改变实施例的方案。
在实施例中，给出磨削砂轮3沿左右方向相对地设置的双头平面磨削装置的实例，但是，本发明同样可适用于其它的双头平面磨削装置，比如，按照磨削砂轮3沿上下方向相对的方式构成的场合等。
符号的说明符号1表示双头平面磨削装置；标号3表示磨削砂轮；
标号43a、43b表示支承垫(非接触支承机构)；标号44表示砂轮用缺口部(缺口部)；标号45表示非接触支承面；标号51、51a～51f表示凹腔部；标号52表示网状部；标号52a表示内外连接部；标号53表示周缘部；标号53a表示内侧周缘部；标号53b表示外侧周缘部；标号54表示内肋部；标号62表示流体供给部；标号74表示工件保持架(工件旋转支承机构)标号W表示工件。
权利要求
1.一种双头平面磨削装置，该双头平面磨削装置包括一对磨削砂轮，该对磨削砂轮按照磨削面相互面对的方式可旋转地被支承；工件旋转支承机构，该工件旋转支承机构按照在工件的两面的被磨削面中的至少一部分设置于上述磨削面之间的磨削位置的状态，可围绕与上述磨削砂轮的旋转轴平行的旋转轴而旋转的方式支承薄板状的工件；一对非接触支承机构，该对非接触支承机构按照从两侧夹持上述工件的被磨削面的上述磨削位置的外侧的区域的几乎整个面的方式设置，并且通过流体的压力非接触地支承上述工件，该双头平面磨削装置按照在通过上述非接触支承机构支承上述工件的状态，使上述工件和上述磨削砂轮旋转，对上述工件的两个面的被磨削面进行磨削的方式构成，其特征在于在上述非接触支承机构中，形成基本呈圆弧状的缺口部，该缺口部从基本圆形的外缘侧，至少超过上述工件的中心位置与上述磨削砂轮相对应，在与上述工件面对的非接触支承面上，设置多个凹腔部和网眼状的网状部，该多个凹腔部呈凹入状，并且在其内壁上具有排出流体的1个或多个流体供给孔，上述网状部形成这些凹腔部的周围的突起部，上述网状部由周缘部和内肋部构成，该周缘部沿上述非接触支承面的外周设置，上述内肋部按照将该周缘部的内侧的区域分为多个的方式设置，且在多个内外连接部中与上述周缘部连接，在上述周缘部中，沿上述缺口部的部分至少在除了上述工件的中心位置的附近的部分，未设置上述内外连接部。
2.根据权利要求1所述的双头平面磨削装置，其特征在于在上述周缘部中，沿上述缺口部设置的内侧周缘部、其以外的外侧周缘部在上述缺口部的两端部被连接，沿上述缺口部设置的上述凹腔部内的流体供给孔设置于上述内外连接部的附近和上述内侧周缘部与外侧周缘部的连接部的附近。
3.根据权利要求1或2所述的双头平面磨削装置，其特征在于沿上述缺口部设置的上述凹腔部沿上述磨削砂轮的周向，按照径向基本相同的宽度形成。
4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的双头平面磨削装置，其特征在于沿上述缺口部设置的凹腔部以外的凹腔部通过上述内部肋部中的沿上述工件的径向设置的部分被划分。
全文摘要
本发明的课题在于提供可通过磨削消除在工件表面上产生的同心圆状的波状，进一步提高磨削后的工件表面的平面度的双头平面磨削装置。在磨削砂轮的外侧夹持工件，通过流体的压力对工件进行非接触支承的一对支承垫(43a)上，从其外缘侧朝向中心，形成与磨削砂轮相对应的缺口部(44)，并且，在其非接触支承面(45)上设有具有流体供给孔(62)的多个凹腔部(51)，和形成这些凹腔部(51)的突起部的网状部(52)，网状部(52)由沿着非接触支承面(45)的外周的周缘部(53)和内肋部(54)构成，该内肋部(54)分割周缘部(53)的内侧，并且在内外连接部(52a)与周缘部(53)连接，周缘部(53)中沿缺口部(44)的部分，按照至少在除了工件W的中心位置A’附近的部分未设置内外连接部(52a)的方式形成。
文档编号B24B7/17GK1905990SQ20048004069
公开日2007年1月31日 申请日期2004年9月16日 优先权日2004年1月22日
发明者大仓健司 申请人:光洋机械工业株式会社