[发明专利]超声波共振体的支承构造以及超声波振动加工装置

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

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。

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)。

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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-210928号公报

专利文献2：日本特开2000-93894号公报

专利文献3：日本特开2018-126967号公报

专利文献4：日本实开平03-98979号公报

专利文献5：日本实开平03-87501号公报

发明内容

发明要解决的课题