切断研磨加工装置
【課題】矩形基板を棒状基板に効率よく切断するとともに切断面を効率よく研磨することができる切断研磨加工装置を提供する。
【解決手段】矩形基板１０を保持する保持テーブル機構と、矩形基板１０を分割予定ライン１０１に沿って切断する切削ブレード５４２と切断面を研磨する研磨ホイール５４３とを有する複合工具を備えた加工手段とを具備している。保持テーブル機構は支持基台３２と矩形基板１０を支持する保持面を備えており、保持テーブル３３には送り治具１１と、治具送り手段と、送り治具１１に接合された矩形基板１０を吸引保持する吸引保持手段と、送り治具１１を保持面に押圧して送り治具１１の動きを規制する押圧手段３７と、送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端部を吸引支持する支持部材３８１と支持部材３８１を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構３８２を備えた基板端部支持手段３８とが配設されている。
【解決手段】矩形基板１０を保持する保持テーブル機構と、矩形基板１０を分割予定ライン１０１に沿って切断する切削ブレード５４２と切断面を研磨する研磨ホイール５４３とを有する複合工具を備えた加工手段とを具備している。保持テーブル機構は支持基台３２と矩形基板１０を支持する保持面を備えており、保持テーブル３３には送り治具１１と、治具送り手段と、送り治具１１に接合された矩形基板１０を吸引保持する吸引保持手段と、送り治具１１を保持面に押圧して送り治具１１の動きを規制する押圧手段３７と、送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端部を吸引支持する支持部材３８１と支持部材３８１を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構３８２を備えた基板端部支持手段３８とが配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形基板を所定の分割予定ラインに沿って棒状基板に切断するとともに切断面を研磨するための切断研磨加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体用の磁気ディスクに記録されている情報を読み取る磁気ヘッドは、アルチック（アルミナ・チタン・カーバイト複合セラミックス）基板の表面に複数の分割ラインによって区画された複数の領域にそれぞれ薄膜ヘッドを形成して矩形基板を構成し、この矩形基板を分割予定ラインに沿って切断することにより製造される。
【０００３】
上述したようにして切断される磁気ヘッドは、端面を数十nm以下の厚み精度で研磨する必要がある。このような要求を満たすために、矩形基板を短冊状に切断するとともに、切断した端面を上記精度で研磨する加工方法および加工装置が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上記特許文献１に開示された加工方法は、矩形基板の両側面に第１のワーク一体化治具と第２のワーク一体化治具をワックスで接合して矩形基板を支持した状態で短冊状に切断するため、切断された棒状基板を第２のワーク一体化治具から取り外す際には、ワックスを溶融して棒状基板を第２のワーク一体化治具から取り外し、矩形基板における棒状基板に切断される側を支持する際には矩形基板を支持する第１のワーク一体化治具に対面させてワックスにより第２のワーク一体化治具を貼り付けなければならず、生産性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、矩形基板を棒状基板に効率よく切断するとともに切断面を効率よく研磨することができる切断研磨加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数の分割予定ラインが平行に形成された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨する切断研磨加工装置であって、
矩形基板を保持する保持テーブル機構と、該保持テーブル機構に保持された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する切削ブレードと切断面を研磨する研磨ホイールとを有する複合工具を備えた加工手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備し、
該保持テーブル機構は、該加工送り手段によって移動せしめられる支持基台と、該支持基台上に配設され外周に垂直平面を備えるとともに上面に該垂直平面に対して垂直に延び矩形基板を摺動可能に支持する保持面を備え且つ該保持面と直交する回転軸を中心として回動可能に支持された保持テーブルとを具備しており、
該保持テーブルには、矩形基板における分割予定ラインと平行な一方の端面にワックスを介して接合した状態で該保持面に載置する送り治具と、矩形基板に接合した該送り治具を該保持面に沿って割り出し送り方向に分割予定ラインの間隔分送り出す治具送り手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板を吸引保持する吸引保持手段と、該送り治具を該保持面に押圧して該送り治具の動きを規制する押圧手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板の自由端部を吸引支持する支持部材と該支持部材を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構を備えた基板端部支持手段とが配設されている、
ことを特徴とする切断研磨加工装置が提供される。
【０００８】
上記保持テーブルは垂直平面が複合工具と対向する第１の加工位置と、該第１の加工位置から９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるように構成されており、上記基板端部支持手段は支持部材が保持テーブルの垂直平面と対向する第１の支持位置と第１の支持位置から２７０度回動した第２の支持位置に位置付けられるように構成されている。
また、上記基板端部支持手段の支持部材は、矩形基板の自由端部が係合する係合凹部を備えており、係合凹部を形成する側面には長手方向に沿って吸引手段に連通する複数の吸引口が設けられていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による切断研磨加工装置は上述したように構成されているので、矩形基板の一方の端面に送り治具をワックスを介して接合し保持テーブルに保持した状態で、複合工具を構成する切削ブレードによる切断加工と複合工具を構成する研磨ホイールによる研磨加工を実施することができる。従って、本発明による切断研磨加工装置においては、上記従来のように矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する都度切断されて残った矩形基板の端面に一体化治具をワックスを介して接合する必要がなく、矩形基板を棒状基板に効率良く切断するとともに切断面を効率良く研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された切断研磨加工装置の斜視図。
【図２】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構の要部斜視図。
【図３】矩形基板の一方の端面に送り治具にワックスを介して接合する治具接合工程の説明図。
【図４】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構の基板支持手段を構成する支持部材を拡大して示す斜視図。
【図５】図１に示す切断研磨加工装置に装備される取り出し手段の斜視図。
【図６】図１に示す切断研磨加工装置に装備される複合工具を備えた加工手段の要部斜視図。
【図７】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する矩形基板保持工程の説明図。
【図８】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する端面研磨工程の説明図。
【図９】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する矩形基板端部支持工程の説明図。
【図１０】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する切断工程の説明図。
【図１１】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構を第１の切断面研磨工程を実施する位置に位置付けた状態を示す斜視図。
【図１２】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構を第２の切断面研磨工程を実施する位置に位置付けた状態を示す斜視図。
【図１３】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する第２の切断面研磨工程の説明図。
【図１４】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する棒状基板取り出し工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された切断研磨加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された切断研磨加工装置の斜視図が示されている。
図１に示された切断研磨加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持する保持テーブル機構３と、静止基台２に加工送り方向Xと直交する割り出し方向Ｙ（Ｙ軸方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に矢印Ｚで示す切り込み方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたスピンドルユニット５を具備している。
【００１３】
上記保持テーブル機構３は、静止基台２上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該一対の案内レール３１、３１上にX軸方向に移動可能に配設された支持基台３２と、該支持基台３２上に配設され被加工物を保持する保持テーブル３３を具備している。支持基台３２には上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられている、この一対の被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。
【００１４】
次に、上記支持基台３２上に配設される保持テーブル３３について、図２を参照して説明する。
図示の実施形態における保持テーブル３３は、円盤状に形成され外周の一部が垂直平面３３１に形成されている。この垂直平面３３１は、保持テーブル３３が図１に示す状態においてX軸方向と平行に位置付けられる。このように形成された保持テーブル３３の上面には、上記垂直平面３３１に対して垂直に延び被加工物を摺動可能に支持する保持面３３２が形成されている。この保持面３３２に被加工物である矩形基板が載置される。図３の(a)および(b)で示すように矩形基板１１は、一方の端面が送り治具１１にワックス１２を介して接合される（治具接合工程）。このように矩形基板１０の一方の端面が送り治具１１にワックス１２を介して接合した状態で、上記保持面３３２に載置される。矩形基板１０は、例えば厚みが１mmのアルチック板によって矩形に形成され表面に複数の分割予定ライン１０１が平行に形成されている。このように形成された矩形基板１０には分割予定ライン１０１と平行な一方の端面にワックス１２を介して送り治具１１が接合され、矩形基板１０を前方（上記垂直平面３３１側）に向けて保持面３３２に載置される。このように構成された保持テーブル３３は、下面に設けられた回動軸３３０を中心として回動可能に上記支持基台３２に支持されている。そして、回動軸３３０を駆動する図示しない駆動手段によって、図１に示す第１の加工位置と、第１の加工位置から矢印３３aで示す方向に９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるようになっている。
【００１５】
保持面３３２の両側には、保持面３３２に載置された被加工物の位置を規制する位置きめ手段３４が配設されている。この位置きめ手段３４は、上記垂直平面３３１に対して垂直に延びる位置規制板３４１と、該位置規制板３４１と平行には配設され位置規制板３４１に対して進退可能に構成された摺動板３４２と、該摺動板３４２を位置規制板３４１に向けて移動すべく附勢するばねを備えた附勢手段３４３とからなっている。従って、保持面３３２に送り治具１１が接合された矩形基板１０を載置し、附勢手段３４３によって摺動板３４２を位置規制板３４１に向けて移動することにより、送り治具１１が接合された矩形基板１０は位置規制板３４１と摺動板３４２との間に位置決めされる。
【００１６】
上記保持面３３２の後方（上記垂直平面３３１と反対側）には、保持面３３２に載置された送り治具１１が接合された矩形基板１０を前方（上記垂直平面３３１側）即ち保持テーブル３３が図１に示す状態においてY軸方向に送り出す治具送り手段３５が配設されている。この治具送り手段３５は、保持面３３２に形成された案内溝３３３に沿って移動可能に配設された送り板３５１と、該送り板３５１を案内溝３３３に沿って移動せしめるための送り機構３５２とからなっている。なお、送り機構３５２はパルスモータによって駆動される周知のボールスクリュ−機構によって構成されている。このように構成された治具送り手段３５は、保持面３３２に載置された矩形基板１０が接合された送り治具１１を矩形基板１０に形成された分割予定ラインの間隔分ずつ送り出す。
【００１７】
上記保持面３３２の前部（上記垂直平面３３１側）には、上記治具送り手段３５によって送り出された送り治具１１に接合された矩形基板１０を吸引保持する吸引保持手段３６が設けられている。吸引保持手段３６は、保持面３３２と同一平面になるように配設されたポーラスセラミックスからなる吸着チャック３６１と、該吸着チャック３６１に連通する図示しない吸引手段とからなっている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック３６１に位置している矩形基板１０および送り治具１１を吸引保持する。
【００１８】
また、保持テーブル３３には、保持面３３２に載置された矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する押圧手段３７が配設されている。この押圧手段３７は、保持テーブル３３の上面に配設された一対のブラケット３７１、３７１と、該一対のブラケット３７１、３７１に取り付けられた支持軸３７２に中間部が回動可能に支持された押圧レバー３７３と、該押圧レバー３７３の一端に取り付けられた押圧部材３７４と、押圧レバー３７３の他端を上下方向に作動する油圧ピストン機構３７５とからなっている。このように構成された押圧手段３７は、油圧ピストン機構３７５を作動して押圧レバー３７３の他端を上方に押し上げることにより、押圧レバー３７３の一端が下方に押し下げられ、該押圧レバー３７３の一端に取り付けられた押圧部材３７４が保持面３３２に載置された矩形基板１０が接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する。
【００１９】
上記保持テーブル３３には、上記治具送り手段３５によって送り出された送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端部を吸引支持する基板端部支持手段３８が配設されている。この基板端部支持手段３８は、治具送り手段３５によって送り出され保持テーブル３３の垂直平面３３１から突出して位置付けられた矩形基板１０の自由端部を吸引支持する支持部材３８１と、該支持部材３８１を図２に示す第１に支持位置と該第１に支持位置から矢印３８aで示す方向に２７０度回動した第２の加工位置に位置付ける旋回機構３８２を具備している。支持部材３８１は、図４に示すように矩形基板１０の自由端部が係合する係合凹部３８１aを備えている。この係合凹部３８１aは、幅が例えば０．２mmで深さが例えば０．９mmに形成され、その長さは矩形基板１０の長さに対応する寸法に設定されている。このように形成された係合凹部３８１aの底面３８１b上に矩形基板１０の自由端部が載置される。また、係合凹部３８１aを形成する側面３８１cには長手方向に沿って複数の吸引口３８１dが設けられており、この複数の吸引口３８１dが図示しない吸引手段に連通されている。このように構成された支持部材３８１を旋回せしめる旋回機構３８２は、支持部材３８１に一端が連結されたL字状の旋回アーム３８２aと、図２に示すように該L字状の旋回アーム３８２aの他端に設けられた支持軸３８２bを回動する正転・逆転可能なパルスモータ３８２cとからなっている。このように構成された基板端部支持手段３８は、旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動することによってL字状の旋回アーム３８２aの他端に設けられた支持軸３８２bを回動し、L字状の旋回アーム３８２aの一端に取り付けられた支持部材３８１を図２に示すように保持テーブル３３の保持テーブル３３と対向する第１の支持位置と該第１の支持位置から矢印３８aで示す方向に２７０度回動した第２の支持位置に位置付ける。
【００２０】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態のおける切断研磨加工装置は、上記保持テーブル機構３を一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動するための加工送り手段３９を具備している。加工送り手段３９は、上記一対の案内レール３１、３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３９１と、該雄ネジ１ッド３９１を回転駆動するためのパルスモータ３９２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３９１は、その一端が静止基台２に固定された軸受ブロック３９３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３９２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３９１は、保持テーブル機構３を構成する支持基台３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３９２によって雄ネジロッド３９１を正転および逆転駆動することにより、支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。
【００２１】
また、図示の実施形態のおける切断研磨加工装置は、上記保持テーブル機構３を構成する基板端部支持手段３８によって支持され後述するように切断された棒状基板を取り出す取り出し手段６を具備している。取り出し手段６は、図５に示すように上記一対の案内レール３１、３１の端部上に配設された支持板６１と、該支持板６１の上面に配設された一対のブラケット６２、６２と、該一対のブラケット６２、６２に取り付けられた支持軸６３に一端部が回動可能に支持された作動レバー６４と、該作動レバー６４の他端に取り付けられた保持部材６５と、支持軸６３を回動せしめるモータ６６とからなっている。なお、保持部材６５の端面には複数の吸引口６５１が設けられており、この複数の吸引口６５１が図示しない吸引手段に連通されている。
【００２２】
図１を参照して説明を続けると、上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上にＹ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該一対の案内レール４１、４１上にＹ軸方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、一対の案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられたスピンドル装着部４２２とからなっている。移動支持部４２１の下面には一対の案内レール４１、４１と嵌合する一対の被案内溝４２１a、４２１aが形成されており、この一対の被案内溝４２１a、４２１aを一対の案内レール４１、４１に嵌合することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿って移動可能に構成される。また、スピンドル装着部４２２は、一側面にＺ軸方向に延びる一対の案内レール４２２a（図１には一方の４２２aだけが示されている）が平行に設けられている。
【００２３】
図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動させるための割り出し送り手段４３を具備している。割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。
【００２４】
上記スピンドルユニット５は、スピンドルホルダ５１と、該スピンドルホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２を具備している。スピンドルホルダ５１には上記スピンドル支持機構４のスピンドル装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２２aに摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１ａ（図１には一方の被案内溝５１ａだけが示されている）が設けられており、この一対の被案内溝５１ａを上記案内レール４２２ａに嵌合することにより、スピンドルホルダ５１は案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に支持される。上記スピンドルハウジング５２内には回転スピンドル５３が回転自在に配設されており、この回転スピンドル５３は図示しない回転駆動機構によって回転駆動されるようになっている。回転スピンドル５３の先端部はスピンドルハウジング５２の端面より突出して配設されており、回転スピンドル５３の先端部に複合工具５４が装着される。なお、スピンドルユニット５は、スピンドルホルダ５１を一対の案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動させるための切り込み送り手段５５を具備している。切り込み送り手段５５は、上記加工送り手段３４および割り出し送り手段４３と同様に案内レール４２２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５５２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５５２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット５を案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動せしめる。
【００２５】
次に、上記複合工具５４について、図６を参照して説明する。
複合工具５４は、円筒状の基台（ハブ）５４１と、該基台５４１の片側面外周部に設けられた環状の切断ブレード５４２と、基台５４１の他側面に設けられた環状の研磨ホイール５４３とからなっている。このように構成された複合工具５４は、上記回転スピンドル５６に取り付けられたマウンター５７に基台５４１を嵌合し、マウンター５７の端部外周面に形成されたネジに締付ナット５８を螺合することにより、回転スピンドル５３に装着される。
【００２６】
図１に戻って説明を続けると、上記スピンドルハウジング５２の先端部には、上記保持テーブル３３上に保持された矩形基板１０を撮像し、上記切削ブレード５４１によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５９を具備している。この撮像手段５９は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２７】
次に、図示の実施形態における切断研磨加工装置によって、上記矩形基板１０から棒状基板を形成する方法について、図７乃至図１４を参照して説明する。
先ず、図７に示すように上記保持テーブル機構３を構成する保持テーブル３３の保持面３３２上に図３に示すように送り治具１１に接合された矩形基板１０を載置する。このとき、矩形基板１０が保持テーブル３３の垂直平面３３１側となるように載置する。このようにして、送り治具１１に接合された矩形基板１０を保持テーブル３３の保持面３３２上に載置したならば、位置きめ手段３４を作動して送り治具１１に接合された矩形基板１０を位置規制板３４１と摺動板３４２との間に位置決めする。なお、このとき基板端部支持手段３８の支持部材３８１は、第２の支持位置に位置付けられている。
【００２８】
次に、治具送り手段３５を作動して、図７に示すように矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持テーブル３３の垂直平面３３１側に向けて所定量送り、送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端を保持テーブル３３の垂直平面３３１から所定量突出させて位置付ける（治具送り工程）。そして、図示しない吸引手段を作動して吸着チャック３６１の上面に負圧を作用せしめ、吸着チャック３６１上に位置付けられている矩形基板１０を吸引保持するとともに、押圧手段３７の油圧ピストン機構３７５を作動して押圧部材３７４によって矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する（矩形基板保持工程）。
【００２９】
次に、図８の(a)および(b)に示すように複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を矩形基板１０の端面に作用させて、該端面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（端面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３および切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動調整して、回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が矩形基板１０の端面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を図８の(a)において矢X1で示す方向に移動することにより、保持テーブル３３に保持された矩形基板１０の端面を研磨することができる。
【００３０】
上述したように端面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退させる。そして、基板端部支持手段３８の旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動して旋回アーム３８２aを支持軸３８２ｂを中心として２７０度回動し、旋回アーム３８２の一端に取り付けられた支持部材３８１を図９に示す第１の支持位置に位置付ける。この結果、保持テーブル３３に保持され上記端面研磨工程が実施された矩形基板１０の自由端部が、基板端部支持手段３８を構成する支持部材３８１に設けられている係合凹部３８１a（図４参照）に係合する。そして、図示しない吸引手段を作動し係合凹部３８１aを形成する側面３８１cに設けられた複数の吸引口３８１dに負圧を作用し、矩形基板１０の自由端面を吸引保持する（矩形基板端部支持工程）。このとき、係合凹部３８１aを形成する側面３８１cに設けられた複数の吸引口３８１dは長手方向に沿って設けられているので、負圧の洩れも少なく矩形基板１０の自由端面を確実に吸引保持することができる。
【００３１】
上述したように矩形基板端部支持工程を実施したならば、加工送り手段３９を作動して矩形基板１０を保持している保持テーブル３３を撮像手段５９の直下まで移動せしめる。そして、保持テーブル３３が撮像手段５９の直下に位置付けられると、撮像手段５９によって矩形基板１０に形成されている分割予定ライン１０１が検出され、分割予定ライン１０１と複合工具５４の切断ブレード５４２との精密位置合わせ作業が行われる（アライメント工程）。
【００３２】
上述したように、アライメント工程を実施したならば、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を複合工具５４による加工領域に移動する。保持テーブル３３を複合工具５４による加工領域に移動したならば、図１０の(a)に示すように複合工具５４の切断ブレード５４２を保持テーブル３３に保持された矩形基板１０に形成されている分割予定ライン１０１のX軸方向の延長線上に位置付ける。そして、切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５を下降し、図１０の(b)に示すように切断ブレード５４２の外周縁が矩形基板１０の下面に達する切り込み位置に位置付ける。次に、複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転するとともに、保持テーブル３３を図１０の(a)において矢印X1で示す方向に加工送りする（切断工程）。この結果、矩形基板１０は分割予定ライン１０１に沿って切断され、図１０の(c)に示すように自由端側の分離された棒状基板１１０が基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された状態となる。
【００３３】
上述した切断工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退させる。そして、基板端部支持手段３８の旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動して旋回アーム３８２aを支持軸３８２ｂを中心として２７０度回動し、旋回アーム３８２の一端に取り付けられた支持部材３８１を図１１に示す第２の支持位置に位置付ける。
【００３４】
次に、複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を矩形基板１０の切断面に作用させて、該切断面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（第１の切断面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３および切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動調整して、上記端面研磨工程と同様に図８の(a)および(b)に示すように回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が矩形基板１０の切断面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３をX1で示す方向に移動することにより、保持テーブル３３に保持された矩形基板１０の切断面を研磨することができる。
【００３５】
上述したように第１の切断面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退される。そして、保持テーブル３３を図１１の状態から９０度回動して図１２に示すように第２の加工位置に位置付ける。この結果、保持テーブル３３に配設された基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面が、研磨ホイール５４３の端面（研削面）と対向する位置に位置付けられる。次に、図１３の(a)および(b)に示すように複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０の切断面に作用させて、該切断面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（第２の切断面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向に移動調整して、回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を図１３の(a)において矢印X1で示す方向に移動することにより、基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面を研磨することができる。
【００３６】
上述した第２の切断面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退される。そして、保持テーブル３３を図１２の状態から９０度回動して図１４に示すように第１の加工位置に位置付ける。この結果、図１４に示すように第２の切断面研磨工程を実施され基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０が、取り出し手段６の保持部材６５と対向する位置に位置付けられる。次に、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を取り出し手段６に向けて移動し、基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０を取り出し手段６の保持部材６５に接触させる。このようにして、棒状基板１１０を取り出し手段６の保持部材６５に接触させたならば、基板端部支持手段３８による棒状基板１１０の吸引保持を解除するとともに、取り出し手段６の吸引手段を作動し保持部材６５によって棒状基板１１０を吸引保持する（棒状基板取り出し工程）。次に、取り出し手段６は、モータ６６を作動して作動レバー６４を図１４において２点鎖線で示す位置に位置付け、図示しないカセットに搬送する。
【００３７】
以上のようにして、矩形基板１０を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨した棒状基板１１０を図示しないカセットに搬送したならば、上述した治具送り工程、矩形基板保持工程、矩形基板端部支持工程、切断工程、第１の切断面研磨工程、第２の切断面研磨工程、棒状基板取り出し工程を矩形基板１０に形成された全ての分割予定ラインに沿って実施する。
【００３８】
以上のように、図示の実施形態における切断研磨加工装置においては、矩形基板１０の一方の端面に送り治具１１をワックス１２を介して接合し保持テーブル３３に保持した状態で、上述した切断工程と第１の切断面研磨工程および第２の切断面研磨工程を実施することができるので、上記従来のように矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する都度切断されて残った矩形基板の端面に一体化治具をワックスによって接合する必要がなく、矩形基板１１を棒状基板１１０に効率良く切断するとともに切断面を効率良く研磨することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３２：支持基台
３３：保持テーブル
３４：位置きめ手段
３５：治具送り手段
３６：吸引保持手段
３７：押圧手段
３８：基板端部支持手
３８１：支持部材
３８２：旋回機構
３９：加工送り手段
４：スピンドル支持機構
４２：可動支持基台
４３：割り出し送り手段
５：スピンドルユニット
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
５４：複合工具
５４１：円筒状の基台（ハブ）
５４２：環状の切断ブレード
５４３：環状の研磨ホイール
５５：切り込み送り手段
５９：撮像手段
６：取り出し手段
１０：矩形基板
１１：送り治具
１２：ワックス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形基板を所定の分割予定ラインに沿って棒状基板に切断するとともに切断面を研磨するための切断研磨加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体用の磁気ディスクに記録されている情報を読み取る磁気ヘッドは、アルチック（アルミナ・チタン・カーバイト複合セラミックス）基板の表面に複数の分割ラインによって区画された複数の領域にそれぞれ薄膜ヘッドを形成して矩形基板を構成し、この矩形基板を分割予定ラインに沿って切断することにより製造される。
【０００３】
上述したようにして切断される磁気ヘッドは、端面を数十nm以下の厚み精度で研磨する必要がある。このような要求を満たすために、矩形基板を短冊状に切断するとともに、切断した端面を上記精度で研磨する加工方法および加工装置が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２７７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上記特許文献１に開示された加工方法は、矩形基板の両側面に第１のワーク一体化治具と第２のワーク一体化治具をワックスで接合して矩形基板を支持した状態で短冊状に切断するため、切断された棒状基板を第２のワーク一体化治具から取り外す際には、ワックスを溶融して棒状基板を第２のワーク一体化治具から取り外し、矩形基板における棒状基板に切断される側を支持する際には矩形基板を支持する第１のワーク一体化治具に対面させてワックスにより第２のワーク一体化治具を貼り付けなければならず、生産性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、矩形基板を棒状基板に効率よく切断するとともに切断面を効率よく研磨することができる切断研磨加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、複数の分割予定ラインが平行に形成された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨する切断研磨加工装置であって、
矩形基板を保持する保持テーブル機構と、該保持テーブル機構に保持された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する切削ブレードと切断面を研磨する研磨ホイールとを有する複合工具を備えた加工手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備し、
該保持テーブル機構は、該加工送り手段によって移動せしめられる支持基台と、該支持基台上に配設され外周に垂直平面を備えるとともに上面に該垂直平面に対して垂直に延び矩形基板を摺動可能に支持する保持面を備え且つ該保持面と直交する回転軸を中心として回動可能に支持された保持テーブルとを具備しており、
該保持テーブルには、矩形基板における分割予定ラインと平行な一方の端面にワックスを介して接合した状態で該保持面に載置する送り治具と、矩形基板に接合した該送り治具を該保持面に沿って割り出し送り方向に分割予定ラインの間隔分送り出す治具送り手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板を吸引保持する吸引保持手段と、該送り治具を該保持面に押圧して該送り治具の動きを規制する押圧手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板の自由端部を吸引支持する支持部材と該支持部材を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構を備えた基板端部支持手段とが配設されている、
ことを特徴とする切断研磨加工装置が提供される。
【０００８】
上記保持テーブルは垂直平面が複合工具と対向する第１の加工位置と、該第１の加工位置から９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるように構成されており、上記基板端部支持手段は支持部材が保持テーブルの垂直平面と対向する第１の支持位置と第１の支持位置から２７０度回動した第２の支持位置に位置付けられるように構成されている。
また、上記基板端部支持手段の支持部材は、矩形基板の自由端部が係合する係合凹部を備えており、係合凹部を形成する側面には長手方向に沿って吸引手段に連通する複数の吸引口が設けられていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による切断研磨加工装置は上述したように構成されているので、矩形基板の一方の端面に送り治具をワックスを介して接合し保持テーブルに保持した状態で、複合工具を構成する切削ブレードによる切断加工と複合工具を構成する研磨ホイールによる研磨加工を実施することができる。従って、本発明による切断研磨加工装置においては、上記従来のように矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する都度切断されて残った矩形基板の端面に一体化治具をワックスを介して接合する必要がなく、矩形基板を棒状基板に効率良く切断するとともに切断面を効率良く研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された切断研磨加工装置の斜視図。
【図２】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構の要部斜視図。
【図３】矩形基板の一方の端面に送り治具にワックスを介して接合する治具接合工程の説明図。
【図４】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構の基板支持手段を構成する支持部材を拡大して示す斜視図。
【図５】図１に示す切断研磨加工装置に装備される取り出し手段の斜視図。
【図６】図１に示す切断研磨加工装置に装備される複合工具を備えた加工手段の要部斜視図。
【図７】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する矩形基板保持工程の説明図。
【図８】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する端面研磨工程の説明図。
【図９】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する矩形基板端部支持工程の説明図。
【図１０】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する切断工程の説明図。
【図１１】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構を第１の切断面研磨工程を実施する位置に位置付けた状態を示す斜視図。
【図１２】図１に示す切断研磨加工装置に装備される保持テーブル機構を第２の切断面研磨工程を実施する位置に位置付けた状態を示す斜視図。
【図１３】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する第２の切断面研磨工程の説明図。
【図１４】図１に示す切断研磨加工装置によって実施する棒状基板取り出し工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された切断研磨加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には、本発明に従って構成された切断研磨加工装置の斜視図が示されている。
図１に示された切断研磨加工装置は、静止基台２と、該静止基台２に矢印Ｘで示す加工送り方向（X軸方向）に移動可能に配設され被加工物を保持する保持テーブル機構３と、静止基台２に加工送り方向Xと直交する割り出し方向Ｙ（Ｙ軸方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に矢印Ｚで示す切り込み方向（Z軸方向）に移動可能に配設されたスピンドルユニット５を具備している。
【００１３】
上記保持テーブル機構３は、静止基台２上にX軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール３１、３１と、該一対の案内レール３１、３１上にX軸方向に移動可能に配設された支持基台３２と、該支持基台３２上に配設され被加工物を保持する保持テーブル３３を具備している。支持基台３２には上記一対の案内レール３１、３１と嵌合する一対の被案内溝３２１、３２１が設けられている、この一対の被案内溝３２１、３２１が一対の案内レール３１、３１に嵌合することにより、支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動可能に構成される。
【００１４】
次に、上記支持基台３２上に配設される保持テーブル３３について、図２を参照して説明する。
図示の実施形態における保持テーブル３３は、円盤状に形成され外周の一部が垂直平面３３１に形成されている。この垂直平面３３１は、保持テーブル３３が図１に示す状態においてX軸方向と平行に位置付けられる。このように形成された保持テーブル３３の上面には、上記垂直平面３３１に対して垂直に延び被加工物を摺動可能に支持する保持面３３２が形成されている。この保持面３３２に被加工物である矩形基板が載置される。図３の(a)および(b)で示すように矩形基板１１は、一方の端面が送り治具１１にワックス１２を介して接合される（治具接合工程）。このように矩形基板１０の一方の端面が送り治具１１にワックス１２を介して接合した状態で、上記保持面３３２に載置される。矩形基板１０は、例えば厚みが１mmのアルチック板によって矩形に形成され表面に複数の分割予定ライン１０１が平行に形成されている。このように形成された矩形基板１０には分割予定ライン１０１と平行な一方の端面にワックス１２を介して送り治具１１が接合され、矩形基板１０を前方（上記垂直平面３３１側）に向けて保持面３３２に載置される。このように構成された保持テーブル３３は、下面に設けられた回動軸３３０を中心として回動可能に上記支持基台３２に支持されている。そして、回動軸３３０を駆動する図示しない駆動手段によって、図１に示す第１の加工位置と、第１の加工位置から矢印３３aで示す方向に９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるようになっている。
【００１５】
保持面３３２の両側には、保持面３３２に載置された被加工物の位置を規制する位置きめ手段３４が配設されている。この位置きめ手段３４は、上記垂直平面３３１に対して垂直に延びる位置規制板３４１と、該位置規制板３４１と平行には配設され位置規制板３４１に対して進退可能に構成された摺動板３４２と、該摺動板３４２を位置規制板３４１に向けて移動すべく附勢するばねを備えた附勢手段３４３とからなっている。従って、保持面３３２に送り治具１１が接合された矩形基板１０を載置し、附勢手段３４３によって摺動板３４２を位置規制板３４１に向けて移動することにより、送り治具１１が接合された矩形基板１０は位置規制板３４１と摺動板３４２との間に位置決めされる。
【００１６】
上記保持面３３２の後方（上記垂直平面３３１と反対側）には、保持面３３２に載置された送り治具１１が接合された矩形基板１０を前方（上記垂直平面３３１側）即ち保持テーブル３３が図１に示す状態においてY軸方向に送り出す治具送り手段３５が配設されている。この治具送り手段３５は、保持面３３２に形成された案内溝３３３に沿って移動可能に配設された送り板３５１と、該送り板３５１を案内溝３３３に沿って移動せしめるための送り機構３５２とからなっている。なお、送り機構３５２はパルスモータによって駆動される周知のボールスクリュ−機構によって構成されている。このように構成された治具送り手段３５は、保持面３３２に載置された矩形基板１０が接合された送り治具１１を矩形基板１０に形成された分割予定ラインの間隔分ずつ送り出す。
【００１７】
上記保持面３３２の前部（上記垂直平面３３１側）には、上記治具送り手段３５によって送り出された送り治具１１に接合された矩形基板１０を吸引保持する吸引保持手段３６が設けられている。吸引保持手段３６は、保持面３３２と同一平面になるように配設されたポーラスセラミックスからなる吸着チャック３６１と、該吸着チャック３６１に連通する図示しない吸引手段とからなっている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック３６１に位置している矩形基板１０および送り治具１１を吸引保持する。
【００１８】
また、保持テーブル３３には、保持面３３２に載置された矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する押圧手段３７が配設されている。この押圧手段３７は、保持テーブル３３の上面に配設された一対のブラケット３７１、３７１と、該一対のブラケット３７１、３７１に取り付けられた支持軸３７２に中間部が回動可能に支持された押圧レバー３７３と、該押圧レバー３７３の一端に取り付けられた押圧部材３７４と、押圧レバー３７３の他端を上下方向に作動する油圧ピストン機構３７５とからなっている。このように構成された押圧手段３７は、油圧ピストン機構３７５を作動して押圧レバー３７３の他端を上方に押し上げることにより、押圧レバー３７３の一端が下方に押し下げられ、該押圧レバー３７３の一端に取り付けられた押圧部材３７４が保持面３３２に載置された矩形基板１０が接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する。
【００１９】
上記保持テーブル３３には、上記治具送り手段３５によって送り出された送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端部を吸引支持する基板端部支持手段３８が配設されている。この基板端部支持手段３８は、治具送り手段３５によって送り出され保持テーブル３３の垂直平面３３１から突出して位置付けられた矩形基板１０の自由端部を吸引支持する支持部材３８１と、該支持部材３８１を図２に示す第１に支持位置と該第１に支持位置から矢印３８aで示す方向に２７０度回動した第２の加工位置に位置付ける旋回機構３８２を具備している。支持部材３８１は、図４に示すように矩形基板１０の自由端部が係合する係合凹部３８１aを備えている。この係合凹部３８１aは、幅が例えば０．２mmで深さが例えば０．９mmに形成され、その長さは矩形基板１０の長さに対応する寸法に設定されている。このように形成された係合凹部３８１aの底面３８１b上に矩形基板１０の自由端部が載置される。また、係合凹部３８１aを形成する側面３８１cには長手方向に沿って複数の吸引口３８１dが設けられており、この複数の吸引口３８１dが図示しない吸引手段に連通されている。このように構成された支持部材３８１を旋回せしめる旋回機構３８２は、支持部材３８１に一端が連結されたL字状の旋回アーム３８２aと、図２に示すように該L字状の旋回アーム３８２aの他端に設けられた支持軸３８２bを回動する正転・逆転可能なパルスモータ３８２cとからなっている。このように構成された基板端部支持手段３８は、旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動することによってL字状の旋回アーム３８２aの他端に設けられた支持軸３８２bを回動し、L字状の旋回アーム３８２aの一端に取り付けられた支持部材３８１を図２に示すように保持テーブル３３の保持テーブル３３と対向する第１の支持位置と該第１の支持位置から矢印３８aで示す方向に２７０度回動した第２の支持位置に位置付ける。
【００２０】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態のおける切断研磨加工装置は、上記保持テーブル機構３を一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動するための加工送り手段３９を具備している。加工送り手段３９は、上記一対の案内レール３１、３１の間に平行に配設された雄ネジロッド３９１と、該雄ネジ１ッド３９１を回転駆動するためのパルスモータ３９２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３９１は、その一端が静止基台２に固定された軸受ブロック３９３に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ３９２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３９１は、保持テーブル機構３を構成する支持基台３２の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ３９２によって雄ネジロッド３９１を正転および逆転駆動することにより、支持基台３２は一対の案内レール３１、３１に沿ってX軸方向に移動せしめられる。
【００２１】
また、図示の実施形態のおける切断研磨加工装置は、上記保持テーブル機構３を構成する基板端部支持手段３８によって支持され後述するように切断された棒状基板を取り出す取り出し手段６を具備している。取り出し手段６は、図５に示すように上記一対の案内レール３１、３１の端部上に配設された支持板６１と、該支持板６１の上面に配設された一対のブラケット６２、６２と、該一対のブラケット６２、６２に取り付けられた支持軸６３に一端部が回動可能に支持された作動レバー６４と、該作動レバー６４の他端に取り付けられた保持部材６５と、支持軸６３を回動せしめるモータ６６とからなっている。なお、保持部材６５の端面には複数の吸引口６５１が設けられており、この複数の吸引口６５１が図示しない吸引手段に連通されている。
【００２２】
図１を参照して説明を続けると、上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上にＹ軸方向に沿って平行に配設された一対の案内レール４１、４１と、該一対の案内レール４１、４１上にＹ軸方向に移動可能に配設された可動支持基台４２を具備している。この可動支持基台４２は、一対の案内レール４１、４１上に移動可能に配設された移動支持部４２１と、該移動支持部４２１に取り付けられたスピンドル装着部４２２とからなっている。移動支持部４２１の下面には一対の案内レール４１、４１と嵌合する一対の被案内溝４２１a、４２１aが形成されており、この一対の被案内溝４２１a、４２１aを一対の案内レール４１、４１に嵌合することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿って移動可能に構成される。また、スピンドル装着部４２２は、一側面にＺ軸方向に延びる一対の案内レール４２２a（図１には一方の４２２aだけが示されている）が平行に設けられている。
【００２３】
図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４２を一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動させるための割り出し送り手段４３を具備している。割り出し送り手段４３は、上記一対の案内レール４１、４１の間に平行に配設された雄ネジロッド４３１と、該雄ネジロッド４３１を回転駆動するためのパルスモータ４３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４３２の出力軸に伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４３１は、可動支持基台４２を構成する移動支持部４３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４３２によって雄ネジロッド４３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４２は一対の案内レール４１、４１に沿ってＹ軸方向に移動せしめられる。
【００２４】
上記スピンドルユニット５は、スピンドルホルダ５１と、該スピンドルホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２を具備している。スピンドルホルダ５１には上記スピンドル支持機構４のスピンドル装着部４２２に設けられた一対の案内レール４２２aに摺動可能に嵌合する一対の被案内溝５１ａ（図１には一方の被案内溝５１ａだけが示されている）が設けられており、この一対の被案内溝５１ａを上記案内レール４２２ａに嵌合することにより、スピンドルホルダ５１は案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動可能に支持される。上記スピンドルハウジング５２内には回転スピンドル５３が回転自在に配設されており、この回転スピンドル５３は図示しない回転駆動機構によって回転駆動されるようになっている。回転スピンドル５３の先端部はスピンドルハウジング５２の端面より突出して配設されており、回転スピンドル５３の先端部に複合工具５４が装着される。なお、スピンドルユニット５は、スピンドルホルダ５１を一対の案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動させるための切り込み送り手段５５を具備している。切り込み送り手段５５は、上記加工送り手段３４および割り出し送り手段４３と同様に案内レール４２２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５５２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５５２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、スピンドルユニット５を案内レール４２２ａに沿ってＺ軸方向に移動せしめる。
【００２５】
次に、上記複合工具５４について、図６を参照して説明する。
複合工具５４は、円筒状の基台（ハブ）５４１と、該基台５４１の片側面外周部に設けられた環状の切断ブレード５４２と、基台５４１の他側面に設けられた環状の研磨ホイール５４３とからなっている。このように構成された複合工具５４は、上記回転スピンドル５６に取り付けられたマウンター５７に基台５４１を嵌合し、マウンター５７の端部外周面に形成されたネジに締付ナット５８を螺合することにより、回転スピンドル５３に装着される。
【００２６】
図１に戻って説明を続けると、上記スピンドルハウジング５２の先端部には、上記保持テーブル３３上に保持された矩形基板１０を撮像し、上記切削ブレード５４１によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５９を具備している。この撮像手段５９は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００２７】
次に、図示の実施形態における切断研磨加工装置によって、上記矩形基板１０から棒状基板を形成する方法について、図７乃至図１４を参照して説明する。
先ず、図７に示すように上記保持テーブル機構３を構成する保持テーブル３３の保持面３３２上に図３に示すように送り治具１１に接合された矩形基板１０を載置する。このとき、矩形基板１０が保持テーブル３３の垂直平面３３１側となるように載置する。このようにして、送り治具１１に接合された矩形基板１０を保持テーブル３３の保持面３３２上に載置したならば、位置きめ手段３４を作動して送り治具１１に接合された矩形基板１０を位置規制板３４１と摺動板３４２との間に位置決めする。なお、このとき基板端部支持手段３８の支持部材３８１は、第２の支持位置に位置付けられている。
【００２８】
次に、治具送り手段３５を作動して、図７に示すように矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持テーブル３３の垂直平面３３１側に向けて所定量送り、送り治具１１に接合された矩形基板１０の自由端を保持テーブル３３の垂直平面３３１から所定量突出させて位置付ける（治具送り工程）。そして、図示しない吸引手段を作動して吸着チャック３６１の上面に負圧を作用せしめ、吸着チャック３６１上に位置付けられている矩形基板１０を吸引保持するとともに、押圧手段３７の油圧ピストン機構３７５を作動して押圧部材３７４によって矩形基板１０に接合された送り治具１１を保持面３３２に押圧して送り治具１１の動きを規制する（矩形基板保持工程）。
【００２９】
次に、図８の(a)および(b)に示すように複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を矩形基板１０の端面に作用させて、該端面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（端面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３および切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動調整して、回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が矩形基板１０の端面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を図８の(a)において矢X1で示す方向に移動することにより、保持テーブル３３に保持された矩形基板１０の端面を研磨することができる。
【００３０】
上述したように端面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退させる。そして、基板端部支持手段３８の旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動して旋回アーム３８２aを支持軸３８２ｂを中心として２７０度回動し、旋回アーム３８２の一端に取り付けられた支持部材３８１を図９に示す第１の支持位置に位置付ける。この結果、保持テーブル３３に保持され上記端面研磨工程が実施された矩形基板１０の自由端部が、基板端部支持手段３８を構成する支持部材３８１に設けられている係合凹部３８１a（図４参照）に係合する。そして、図示しない吸引手段を作動し係合凹部３８１aを形成する側面３８１cに設けられた複数の吸引口３８１dに負圧を作用し、矩形基板１０の自由端面を吸引保持する（矩形基板端部支持工程）。このとき、係合凹部３８１aを形成する側面３８１cに設けられた複数の吸引口３８１dは長手方向に沿って設けられているので、負圧の洩れも少なく矩形基板１０の自由端面を確実に吸引保持することができる。
【００３１】
上述したように矩形基板端部支持工程を実施したならば、加工送り手段３９を作動して矩形基板１０を保持している保持テーブル３３を撮像手段５９の直下まで移動せしめる。そして、保持テーブル３３が撮像手段５９の直下に位置付けられると、撮像手段５９によって矩形基板１０に形成されている分割予定ライン１０１が検出され、分割予定ライン１０１と複合工具５４の切断ブレード５４２との精密位置合わせ作業が行われる（アライメント工程）。
【００３２】
上述したように、アライメント工程を実施したならば、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を複合工具５４による加工領域に移動する。保持テーブル３３を複合工具５４による加工領域に移動したならば、図１０の(a)に示すように複合工具５４の切断ブレード５４２を保持テーブル３３に保持された矩形基板１０に形成されている分割予定ライン１０１のX軸方向の延長線上に位置付ける。そして、切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５を下降し、図１０の(b)に示すように切断ブレード５４２の外周縁が矩形基板１０の下面に達する切り込み位置に位置付ける。次に、複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転するとともに、保持テーブル３３を図１０の(a)において矢印X1で示す方向に加工送りする（切断工程）。この結果、矩形基板１０は分割予定ライン１０１に沿って切断され、図１０の(c)に示すように自由端側の分離された棒状基板１１０が基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された状態となる。
【００３３】
上述した切断工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退させる。そして、基板端部支持手段３８の旋回機構３８２を構成するパルスモータ３８２cを作動して旋回アーム３８２aを支持軸３８２ｂを中心として２７０度回動し、旋回アーム３８２の一端に取り付けられた支持部材３８１を図１１に示す第２の支持位置に位置付ける。
【００３４】
次に、複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を矩形基板１０の切断面に作用させて、該切断面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（第１の切断面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３および切り込み送り手段５５を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向およびＺ軸方向に移動調整して、上記端面研磨工程と同様に図８の(a)および(b)に示すように回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が矩形基板１０の切断面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３をX1で示す方向に移動することにより、保持テーブル３３に保持された矩形基板１０の切断面を研磨することができる。
【００３５】
上述したように第１の切断面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退される。そして、保持テーブル３３を図１１の状態から９０度回動して図１２に示すように第２の加工位置に位置付ける。この結果、保持テーブル３３に配設された基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面が、研磨ホイール５４３の端面（研削面）と対向する位置に位置付けられる。次に、図１３の(a)および(b)に示すように複合工具５４を矢印５４aで示す方向に回転しつつ研磨ホイール５４３の端面（研削面）を基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０の切断面に作用させて、該切断面を面粗さが２０ｎｍ（ナノメートル）以下の精度になるまで研磨する（第２の切断面研磨工程）。即ち、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５をＹ軸方向に移動調整して、回転スピンドル５３に取り付けられた複合工具５４の研磨ホイール５４３の端面（研削面）が基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面に作用する位置に位置付け、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を図１３の(a)において矢印X1で示す方向に移動することにより、基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持された棒状基板１１０の切断面を研磨することができる。
【００３６】
上述した第２の切断面研磨工程を実施したならば、割り出し送り手段４３を作動してスピンドルユニット５を後退される。そして、保持テーブル３３を図１２の状態から９０度回動して図１４に示すように第１の加工位置に位置付ける。この結果、図１４に示すように第２の切断面研磨工程を実施され基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０が、取り出し手段６の保持部材６５と対向する位置に位置付けられる。次に、加工送り手段３９を作動して保持テーブル３３を取り出し手段６に向けて移動し、基板端部支持手段３８の支持部材３８１に保持されている棒状基板１１０を取り出し手段６の保持部材６５に接触させる。このようにして、棒状基板１１０を取り出し手段６の保持部材６５に接触させたならば、基板端部支持手段３８による棒状基板１１０の吸引保持を解除するとともに、取り出し手段６の吸引手段を作動し保持部材６５によって棒状基板１１０を吸引保持する（棒状基板取り出し工程）。次に、取り出し手段６は、モータ６６を作動して作動レバー６４を図１４において２点鎖線で示す位置に位置付け、図示しないカセットに搬送する。
【００３７】
以上のようにして、矩形基板１０を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨した棒状基板１１０を図示しないカセットに搬送したならば、上述した治具送り工程、矩形基板保持工程、矩形基板端部支持工程、切断工程、第１の切断面研磨工程、第２の切断面研磨工程、棒状基板取り出し工程を矩形基板１０に形成された全ての分割予定ラインに沿って実施する。
【００３８】
以上のように、図示の実施形態における切断研磨加工装置においては、矩形基板１０の一方の端面に送り治具１１をワックス１２を介して接合し保持テーブル３３に保持した状態で、上述した切断工程と第１の切断面研磨工程および第２の切断面研磨工程を実施することができるので、上記従来のように矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する都度切断されて残った矩形基板の端面に一体化治具をワックスによって接合する必要がなく、矩形基板１１を棒状基板１１０に効率良く切断するとともに切断面を効率良く研磨することができる。
【符号の説明】
【００３９】
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３２：支持基台
３３：保持テーブル
３４：位置きめ手段
３５：治具送り手段
３６：吸引保持手段
３７：押圧手段
３８：基板端部支持手
３８１：支持部材
３８２：旋回機構
３９：加工送り手段
４：スピンドル支持機構
４２：可動支持基台
４３：割り出し送り手段
５：スピンドルユニット
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
５４：複合工具
５４１：円筒状の基台（ハブ）
５４２：環状の切断ブレード
５４３：環状の研磨ホイール
５５：切り込み送り手段
５９：撮像手段
６：取り出し手段
１０：矩形基板
１１：送り治具
１２：ワックス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割予定ラインが平行に形成された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨する切断研磨加工装置であって、
矩形基板を保持する保持テーブル機構と、該保持テーブル機構に保持された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する切削ブレードと切断面を研磨する研磨ホイールとを有する複合工具を備えた加工手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備し、
該保持テーブル機構は、該加工送り手段によって移動せしめられる支持基台と、該支持基台上に配設され外周に垂直平面を備えるとともに上面に該垂直平面に対して垂直に延び矩形基板を摺動可能に支持する保持面を備え且つ該保持面と直交する回転軸を中心として回動可能に支持された保持テーブルとを具備しており、
該保持テーブルには、矩形基板における分割予定ラインと平行な一方の端面にワックスを介して接合した状態で該保持面に載置する送り治具と、矩形基板に接合した該送り治具を該保持面に沿って割り出し送り方向に分割予定ラインの間隔分送り出す治具送り手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板を吸引保持する吸引保持手段と、該送り治具を該保持面に押圧して該送り治具の動きを規制する押圧手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板の自由端部を吸引支持する支持部材と該支持部材を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構を備えた基板端部支持手段とが配設されている、
ことを特徴とする切断研磨加工装置。
【請求項２】
該保持テーブルは該垂直平面が該複合工具と対向する第１の加工位置と、該第１の加工位置から９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるように構成されており、該基板端部支持手段は該支持部材が該保持テーブルの該垂直平面と対向する第１の支持位置と該第１の支持位置から２７０度回動した第２の支持位置に位置付けられるように構成されている、請求項１記載の切断研磨加工装置。
【請求項３】
該基板端部支持手段の該支持部材は、矩形基板の自由端部が係合する係合凹部を備えており、該係合凹部を形成する側面には長手方向に沿って吸引手段に連通する複数の吸引口が設けられている、請求項１又は２記載の切断研磨加工装置。
【請求項１】
複数の分割予定ラインが平行に形成された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断するとともに切断面を研磨する切断研磨加工装置であって、
矩形基板を保持する保持テーブル機構と、該保持テーブル機構に保持された矩形基板を分割予定ラインに沿って切断する切削ブレードと切断面を研磨する研磨ホイールとを有する複合工具を備えた加工手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向に相対的に加工送りする加工送り手段と、該保持テーブル機構と加工手段とを加工送り方向と直交する割り出し送り方向に相対的に割り出し送りする割り出し送り手段と、を具備し、
該保持テーブル機構は、該加工送り手段によって移動せしめられる支持基台と、該支持基台上に配設され外周に垂直平面を備えるとともに上面に該垂直平面に対して垂直に延び矩形基板を摺動可能に支持する保持面を備え且つ該保持面と直交する回転軸を中心として回動可能に支持された保持テーブルとを具備しており、
該保持テーブルには、矩形基板における分割予定ラインと平行な一方の端面にワックスを介して接合した状態で該保持面に載置する送り治具と、矩形基板に接合した該送り治具を該保持面に沿って割り出し送り方向に分割予定ラインの間隔分送り出す治具送り手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板を吸引保持する吸引保持手段と、該送り治具を該保持面に押圧して該送り治具の動きを規制する押圧手段と、該治具送り手段によって送り出された該送り治具に接合された矩形基板の自由端部を吸引支持する支持部材と該支持部材を該保持面と直交する支持軸を中心として旋回せしめる旋回機構を備えた基板端部支持手段とが配設されている、
ことを特徴とする切断研磨加工装置。
【請求項２】
該保持テーブルは該垂直平面が該複合工具と対向する第１の加工位置と、該第１の加工位置から９０度回動した第２の加工位置に位置付けられるように構成されており、該基板端部支持手段は該支持部材が該保持テーブルの該垂直平面と対向する第１の支持位置と該第１の支持位置から２７０度回動した第２の支持位置に位置付けられるように構成されている、請求項１記載の切断研磨加工装置。
【請求項３】
該基板端部支持手段の該支持部材は、矩形基板の自由端部が係合する係合凹部を備えており、該係合凹部を形成する側面には長手方向に沿って吸引手段に連通する複数の吸引口が設けられている、請求項１又は２記載の切断研磨加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−３６９３９（Ｐ２０１１−３６９３９Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８４８７２（Ｐ２００９−１８４８７２）
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月７日（２００９．８．７）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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