超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置制造方法及图纸

超声波共振体的支承构造(10)将在安装有加工工具(12)的超声波变幅器(13)的轴向的两侧分别同轴地固定有第1增强器(14)和第2增强器(15)的超声波共振体(16)以两端支承的方式支承为能够相对于保持架(17)进行旋转，保持架(17)具有：滚动轴承机构(18)，其将超声波共振体(16)的第1增强器(14)侧支承为能够旋转；以及气体轴承机构(19)，其将超声波共振体(16)的第2增强器(15)侧支承为能够旋转。第2增强器(15)侧支承为能够旋转。第2增强器(15)侧支承为能够旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置


[0001]本专利技术主要涉及用于半导体晶片(硅晶片)等硬脆性材料的加工的超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置。

技术介绍

[0002]在专利文献1中公开了一种超声波振动切断装置，该超声波振动切断装置使安装于以轴向为水平方向的超声波共振体(超声波振动旋转机构)的前端的圆盘状的切断刀(加工工具的一种)一边进行旋转一边在切断刀的半径方向上进行超声波振动，并且使该切断刀进行直线移动而将晶片(切削对象部件)切断。
[0003]在专利文献1中，由于成为在超声波共振体的前端安装有切断刀的悬臂构造，因此存在如下的问题：由于在加工中从晶片受到的反作用力，超声波共振体的前端侧容易倾斜，切入速度被限制而加工时间变长。与此相对，如专利文献2、3那样，还公开了如下的装置：使用在安装有振动作用部和旋转刀(加工工具的一种)的超声波变幅器的轴向的两侧分别连结有增强器的超声波共振体(超声波振动用共振器)，并采用对该超声波共振体的轴向的两侧部进行支承的两侧支承构造。
[0004]在如专利文献2、3那样对超声波共振体进行两侧支承的情况下，为了维持有效的驻波，需要使支承部中的任意一方相对于超声波的振动方向即超声波共振体的轴向不固定而使超声波共振体的一端侧为自由端。
[0005]因此，在专利文献2中，根据与旋转驱动源的卡合的情况，驱动源侧的增强器(第1增强器)侧经由内壳而被固定于保持架的轴承部(臂)支承，从而在轴向上被固定，另一个增强器(第2增强器)侧被安装于导轨的轴承部(臂)支承为能够在超声波的振动方向即超声波共振体的轴向上滑动而成为自由端。此时，在圆柱状的各个增强器的外周设置有与专利文献4的图1至图3或者专利文献5的图2所记载的支承部相同的支承部。该支承部成为裙状的凸缘，在该支承部的一部分(与超声波共振体的轴向平行的圆筒部)设置有用于吸收半径方向的振动能量的薄壁部(薄壁的中间部)。
[0006]另外，在专利文献3中，虽然利用空气轴承(气体轴承)将超声波共振体的两侧支承为能够旋转，但根据与旋转驱动源的卡合的情况，驱动源侧的增强器(第1增强器)侧被推力空气轴承在轴向上固定，另一个增强器(第2增强器)侧在空气轴承(径向轴承)内被支承为能够沿超声波的振动方向即超声波共振体的轴向滑动而成为自由端。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2000
‑
210928号公报
[0010]专利文献2：日本特开2000
‑
93894号公报
[0011]专利文献3：日本特开2018
‑
126967号公报
[0012]专利文献4：日本实开平03
‑
98979号公报
[0013]专利文献5：日本实开平03
‑
87501号公报

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的课题
[0015]然而，在专利文献2中，存在如下的课题：由于利用机械轴承对超声波共振体的轴向的两侧进行支承，因此如果不使两侧的机械轴承的轴心一致，则无法使超声波共振体顺畅地旋转，对位困难且欠缺组装作业性。另外，存在如下的课题：基于机械轴承的支承构造复杂，部件数量较多，加工、分解以及超声波变幅器的更换也花费工夫，生产率和维护性也欠缺。此外，还存在如下的课题：在纵向地(使超声波共振体的轴向为铅垂方向地)使用该支承装置的情况下，或者在倾斜地(使超声波共振体的轴向相对于水平面倾斜地)使用该支承装置的情况下，安装于成为下侧的第2增强器的旋转筒、轴承(轴承座)以及臂等的重量也施加于对成为上侧的第1增强器进行保持的支承部，由于长时间的使用，支承部的薄壁部容易破损，而且第2增强器侧的重量会对超声波共振体的共振状态产生影响，欠缺耐久性和动作的稳定性。另外，还存在如下的课题：在加工时，无法防止切削水浸入下侧的轴承部的内部和切削屑咬入下侧的轴承部，缺乏可靠性。
[0016]与此相对，在专利文献3中，利用空气轴承对超声波共振体的轴向的两侧进行支承，安装于第1、第2增强器的第1、第2旋转内壳与安装于框架的第1、第2固定外壳不接触，因此即使以超声波共振体的轴向成为铅垂方向的方式纵向使用，施加于对成为上侧的第1增强器进行保持的支承部的重量(负担)也较少。因此，在专利文献3中，与专利文献2、4、5相同，即使在采用局部具有薄壁部的支承部(裙状的凸缘)的情况下，也不容易产生支承部的薄壁部的破损。但是，存在如下的课题：为了超声波共振体的轴向的支承，需要在第1固定外壳的外侧设置推力空气轴承，在纵向使用时，如果提供至推力空气轴承的空气的压力发生变动，则超声波共振体沿上下方向(轴向)移动，加工位置发生变动而无法进行精密的加工。
[0017]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够以简单的结构容易地进行组装和分解，生产性和维护性优异，无论超声波共振体的姿势如何都能够进行稳定的动作，能够防止产生加工位置的偏移而进行精密的加工的耐久性和可靠性优异的超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]达成上述目的的第1专利技术的超声波共振体的支承构造将在安装有加工工具的超声波变幅器的轴向的两侧分别同轴地固定有第1增强器和第2增强器的超声波共振体以两端支承的方式支承为能够相对于保持架进行旋转，其中，所述保持架具有：滚动轴承机构，其将所述超声波共振体的所述第1增强器这一侧支承为能够旋转；以及气体轴承机构，其将所述超声波共振体的所述第2增强器这一侧支承为能够旋转。
[0020]这里，加工工具通过超声波振动的作用进行切断、切削、磨削或者接合等加工。
[0021]在第1专利技术的超声波共振体的支承构造中，优选的是，所述滚动轴承机构具有：第1固定圆筒部，其安装于所述保持架的一侧；球轴承，其保持于该第1固定圆筒部的内侧；以及圆筒体，其在内部对所述第1增强器进行保持，外周被所述球轴承支承而与所述超声波共振体一起进行旋转，所述气体轴承机构具有：第2固定圆筒部，其安装于所述保持架的另一侧；以及径向气体轴承部，其在该第2固定圆筒部的内侧将所述第2增强器的外周支承为能够旋转。
[0022]在第1专利技术的超声波共振体的支承构造中，优选的是，在所述第1增强器的外周设
置有被保持在所述圆筒体的内部的支承部。
[0023]在第1专利技术的超声波共振体的支承构造中，优选的是，所述超声波变幅器和所述第1增强器、所述第2增强器各自的轴向长度与在所述超声波共振体中产生的超声波振动的波长的1/2的长度的整数倍相等。
[0024]达成上述目的的第2专利技术的超声波振动加工装置具有第1专利技术的超声波共振体的支承构造。
[0025]在第2专利技术的超声波振动加工装置中，优选的是，所述超声波共振体以使所述第2增强器这一侧斜向下或者铅垂向下的方式配置(在将超声波共振体水平以外地、即使超声波共振体的轴向倾斜或者铅垂地配置的情况下，将第1增强器侧配置于上侧)。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声波共振体的支承构造，其将在安装有加工工具的超声波变幅器的轴向的两侧分别同轴地连结有第1增强器和第2增强器的超声波共振体以两端支承的方式支承为能够相对于保持架进行旋转，其特征在于，所述保持架具有：滚动轴承机构，其将所述超声波共振体的所述第1增强器这一侧支承为能够旋转；以及气体轴承机构，其将所述超声波共振体的所述第2增强器这一侧支承为能够旋转。2.根据权利要求1所述的超声波共振体的支承构造，其特征在于，所述滚动轴承机构具有：第1固定圆筒部，其安装于所述保持架的一侧；球轴承，其保持于该第1固定圆筒部的内侧；以及圆筒体，其在内部对所述第1增强器进行保持，外周被所述球轴承支承而与所述超声波共振体一起进行旋转，所述气体轴承机构具有：第2固定圆筒部，其安装于所述保持架的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：四元敬一，森伸广，久保直树，松山裕宣，
申请(专利权)人：日商高田工业所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：