CN104290031B - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供切削装置，其能够相对于支承法兰高效率地装卸切削刀具。切削装置的切削构件具备：支承法兰，其安装于主轴的末端部；切削刀具，其以能够装卸的方式支承于该支承法兰；以及固定法兰，其对支承于该支承法兰的该切削刀具进行固定，该支承法兰包括：毂部，其被插入到在该切削刀具的中央形成的开口部中；凸缘部，其一体地形成于该毂部的外周并对该切削刀具的表面进行支承；以及圆筒部，其嵌合于该主轴的末端部，在该支承法兰的该凸缘部形成有在该固定法兰侧开口的抽吸孔，在该支承法兰的该圆筒部形成有与该抽吸孔连通的连通孔，该连通孔经由固定于该主轴箱的旋转接头和开闭阀而选择性地与该抽吸源连通。

Description

切削装置
技术领域
本发明涉及对半导体晶片等被加工物进行切削的切削装置，特别涉及切削装置中的切削刀具的安装机构。
背景技术
在由分割预定线划分出的区域形成有IC、LSI等多个器件的半导体晶片，被安装有切削刀具的切削装置分割成一个个器件芯片，被分割出的器件芯片被广泛利用于便携电话、个人电脑等各种电气设备中。
切削装置具备：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其具备对保持于卡盘工作台的被加工物进行切削的切削刀具；以及加工进给构件，其使卡盘工作台和切削构件相对地进行加工进给，切削装置能够将晶片等被加工物高精度地分割成一个个器件芯片。
切削构件包括：主轴，其由马达旋转驱动；主轴箱，其将主轴支承成能够旋转；支承法兰，其安装于主轴的末端部；切削刀具，其以能够装卸的方式安装于支承法兰；以及固定法兰，其对支承于支承法兰的切削刀具进行固定。
支承法兰具有：毂部，其被插入到在切削刀具的中央形成的开口中；凸缘部，其与毂部一体地形成于毂部的外周并对切削刀具的表面进行支承；以及外螺纹，其形成于毂部的末端，支承法兰构成为，通过将切削刀具和固定法兰(按压法兰)插到支承法兰的毂部上并将螺母螺合到毂部的外螺纹进行紧固，来利用支承法兰和固定法兰夹持并固定切削刀具(例如，参照日本特开平11-33907号公报)。
专利文献1：日本特开平11-33907号公报
为了防止切削作业时因主轴的旋转而导致固定法兰发生松动，在支承法兰和螺母形成的螺纹一般是相对于主轴的旋转方向的反向螺纹。
由此，随着继续切削作业，螺母不松动而牢固地紧固于支承法兰的外螺纹，因此在切削刀具的更换时，卸下螺母需要大的转矩。
但是，由于在切削刀具磨损或产生缺口时要更换成新的切削刀具，所以切削刀具相对于支承法兰的装卸进行得比较频繁，在以往的安装结构中，由于卸下螺母需要大的转矩，因此存在生产效率低下的问题。
发明内容
本发明正是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供能够相对于支承法兰高效率地装卸切削刀具的切削装置。
根据本发明，提供一种切削装置，其具备：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其对保持于该卡盘工作台上的被加工物进行切削；以及加工进给构件，其使该卡盘工作台和该切削构件相对地进行加工进给，该切削装置的特征在于，该切削构件具备：主轴；主轴箱，其将该主轴支承成能够旋转；支承法兰，其安装于该主轴的末端部；切削刀具，其以能够装卸的方式支承于该支承法兰；以及固定法兰，其对支承于该支承法兰的该切削刀具进行固定，该支承法兰包括：毂部，其被插入到在该切削刀具的中央形成的开口部中；凸缘部，其一体地形成于该毂部的外周并对该切削刀具的表面进行支承；以及圆筒部，其嵌合于该主轴的末端部，在该支承法兰的该凸缘部形成有在该固定法兰侧开口的抽吸孔，在该支承法兰的该圆筒部形成有与该抽吸孔连通的连通孔，该连通孔经由固定于该主轴箱的旋转接头和开闭阀而选择性地与抽吸源连通，当打开该开闭阀而使该连通孔与抽吸源连通时，该支承法兰和该固定法兰之间被减压，该固定法兰被向该支承法兰吸引，从而该切削刀具被固定，在该支承法兰的该毂部和该固定法兰的安装孔形成有转动限制部，该转动限制部限制该支承法兰和该固定法兰之间的转动。
优选的是，切削装置在旋转接头和抽吸源之间配设有压力计，并且切削装置还具备安全装置，当压力计的值超过规定的值时，该安全装置输出危险信号。
根据本发明，通过在切削作业时打开开闭阀而使抽吸孔与抽吸源连通，能够向支承法兰吸引固定法兰，从而利用支承法兰和固定法兰夹持并固定切削刀具，在切削刀具的更换时，将开闭阀切换至关闭位置，使固定法兰容易从支承法兰卸下，因此能够高效率地更换切削刀具。
附图说明
图1是切削装置的立体图。
图2是示出将支承法兰安装于主轴的末端部的形态的分解立体图。
图3的(A)是示出将切削刀具安装于支承法兰的形态的分解立体图，图3的(B)是固定法兰的背面侧立体图。
图4的(A)是切削刀具安装于主轴的末端部的状态的立体图，图4的(B)是其纵剖视图。
标号说明
2：切削装置；
26：切削单元；
27：主轴箱；
28：主轴；
30：切削刀具；
36：旋转接头；
46：支承法兰；
48：第二毂部；
50：第二凸缘部；
52：凸部；
53：圆筒部；
54：第一环状槽；
58：第二环状槽；
56：连通孔；
57：连通通道；
60：抽吸孔；
64：固定法兰(按压法兰)；
70：凹部。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。参照图1，示出了具备本发明实施方式的切削刀具的安装机构的切削装置2的立体图。
在切削装置2的前面侧设置有操作面板4，操作面板4用于供操作人员输入加工条件等对装置的指令。在装置上部设置有CRT等显示监视器6，在显示监视器6显示针对操作人员的引导画面和由后述的摄像单元拍摄的图像。
作为切削装置2的切削对象的半导体晶片(以下，有时只简称为晶片)11在被粘贴到在环状框架F上安装的切割带T之后，以多张的方式收纳到晶片盒8中。晶片盒8载置于能够上下移动的盒升降机9上。
在晶片盒8的后方设置有搬出搬入单元10，搬出搬入单元10用于从晶片盒8搬出切削前的晶片11，并将切削后的晶片搬入晶片盒8。
在晶片盒8和搬出搬入单元10之间设置有暂置区域12，该暂置区域12是临时载置作为搬出搬入对象的晶片11的区域，在暂置区域12配设有使晶片11与固定的位置对准的对位机构14。
在暂置区域12附近配设有搬送单元16，该搬送单元16具有吸附并搬送晶片11的回转臂，被搬出到暂置区域12并已对位好的晶片11被搬送单元16吸附并被搬送到卡盘工作台18上，晶片11被吸引保持于该卡盘工作台18。
卡盘工作台18构成为能够旋转且能够利用未图示的加工进给机构沿X轴方向往复移动，在卡盘工作台18的X轴方向的移动路径的上方设置有检测晶片11的应切削的区域的校准单元22。标号20是夹住环状框架F的夹紧装置。
校准单元22具备对晶片11的表面进行摄像的摄像单元24，并能够根据通过摄像取得的图像，经由图像匹配等处理来检测应切削的区域。由摄像单元24取得的图像在显示监视器6显示。
在校准单元22的左侧设置有切削单元26，切削单元26对保持于卡盘工作台18上的晶片11实施切削加工。切削单元26和校准单元22构成为一体，两者联动地沿Y轴方向和Z轴方向移动。
切削单元26构成为在能够旋转的主轴28的末端安装有切削刀具30，并且切削单元26能够沿Y轴方向和Z轴方向移动。切削刀具30位于摄像单元24的X轴方向的延长线上。切削单元26的Y轴方向的移动借助于未图示的分度进给机构来实现。
标号34是对切削加工完成后的晶片11进行清洗的旋转清洗单元，切削加工完成后的晶片11被搬送单元32搬送至旋转清洗单元34，并利用旋转清洗单元34进行旋转清洗和旋转干燥。
参照图2，示出了将支承法兰46安装于主轴28的末端部的形态的分解立体图。切削单元26的主轴28借助空气轴承以能够旋转的方式支承于主轴箱27。
主轴28具有锥形部28a和末端小径部28b，在末端小径部28b形成有外螺纹31。该外螺纹31是相对于主轴28的旋转方向的反向螺纹。
在主轴箱27的端部27a形成有多个螺纹孔29。标号36是旋转接头，其由圆筒状的第一毂部38和一体地形成于圆筒状的第一毂部38的外周的第一凸缘部40构成。
圆筒状的第一毂部38具有第一嵌合孔38a和末端在第一嵌合孔38a开口的管42，如图3所示，管42经由开闭阀72而选择性地连接于抽吸源74。
旋转接头36的第一凸缘部40形成有多个安装孔41，向这些安装孔41中插入螺钉44，并螺合于在主轴箱27的端部27a形成的螺纹孔29来进行紧固，由此旋转接头36被安装于主轴箱27的端面27a。
标号46是支承切削刀具30的支承法兰，其由如下部分构成：第二毂部48，其具有安装孔49；第二凸缘部50，其与第二毂部48一体地形成于第二毂部48的外周；以及圆筒部53，其嵌合于主轴28的末端部。
在第二毂部48的外周形成有在圆周方向上隔开规定的间隔的多个凸部52。第二凸缘部50具有支承面50a和环状槽58，所述支承面50a与套在第二毂部48上的切削刀具30抵接并支承切削刀具30的表面，在环状槽58开口有在圆周方向隔开规定的间隔的多个抽吸孔60。
另一方面，在支承法兰46的圆筒部53形成有第一环状槽54，在第一环状槽54形成有在周向上隔开规定的间隔的多个连通孔56。参照图4的(B)可知，抽吸孔60和连通孔56通过在第二凸缘部50和圆筒部53形成的连通通道57而连接。
如图3的(A)所示，在连接管42和抽吸源74的抽吸通道71配设有压力计76，压力计76与控制器78连接。当将开闭阀72切换成打开状态时，在管42和开闭阀72之间的连通通道71中利用抽吸源74而产生负压，但以如下方式进行控制：利用压力计76测定该负压，当压力计76的值超过规定的值(例如0.02MPa)时，利用安装于控制器78的软件判断为危险，输出危险信号并立即停止切削作业。这里，大气压是0.1MPa，因此上述的规定的值0.02MPa为负压。
在将支承法兰46嵌合于主轴28的锥形部28a和末端小径部28b后，将螺母62螺合并紧固于外螺纹31，由此支承法兰46如图3的(A)所示地被固定于主轴28的末端部。
在将支承法兰46固定于主轴28的末端部后，将具有开口30a的切削刀具30插到支承法兰46的第二毂部48上，进而将固定法兰64插到支承法兰46的第二毂部48上。
这里，切削刀具30是由用树脂结合剂固定金刚石磨粒而成的树脂结合剂磨具、用陶瓷结合剂固定金刚石磨粒而成的陶瓷结合剂磨具、或者通过镀镍固定金刚石磨粒而成的电铸磨具等构成的圈型刀具(washer blade)。
在固定法兰(按压法兰)64的第二嵌合孔65，以在圆周方向上隔离开的方式形成有多个凹部70，所述凹部70与在支承法兰46的第二毂部48上形成的凸部52对应，在将固定法兰64插到支承法兰46的第二毂部48上时，以凸部52插入于凹部70的方式进行定位，将固定法兰64插到支承法兰46的第二毂部48上。
利用支承法兰46的凸部52和固定法兰64的凹部70，构成限制支承法兰46和固定法兰64的转动的转动限制部。图3的(B)示出固定法兰64的背面侧立体图，其具有环状支承面66和按压面68，该环状支承面66对被插到支承法兰46的第二毂部48上的切削刀具30进行支承，该按压面68对切削刀具30进行按压。
参照图4的(A)，示出了切削刀具30和固定法兰64被插到支承法兰46的第二毂部48上的状态的立体图，图4的(B)示出其纵剖视图。
当将图3的(A)所示的开闭阀72切换至打开位置，使管42与抽吸源74连接时，负压经由在支承法兰46的圆筒部53形成的第一环状槽54、连通孔56、连通通道57和抽吸孔60而作用于支承法兰46的环状槽58中，从而朝向支承法兰46抽吸固定法兰64。由此，切削刀具30被第二凸缘部50的支承面50a和固定法兰64的按压面68夹持并被固定。
若由压力计76测量到的抽吸通道71中的压力未达到上述的规定的值，则对第二凸缘部50的第二环状槽58作用的负压足够大，因此切削刀具30被第二凸缘部50的支承面50a和固定法兰64的按压面68以足够大的力夹持，不会给切削刀具30对被加工物的切削作业带来障碍。
但是，当抽吸通道71中的压力超过上述的规定的值时，对第二凸缘部50的第二环状槽58作用的负压不足够大，因此对于继续进行切削作业来说，切削刀具30的固定变得不充分。因此，当压力计76检测到该规定的值以上的压力时，控制器78以如下方式进行控制：输出危险信号，并立刻停止被加工物的切削作业。
在切削刀具30磨损或在切削刀具30产生缺口而需要更换成新的切削刀具时，将开闭阀72切换至关闭位置来截断对第二凸缘部50的第二环状槽58作用的负压。由此，解除负压对固定法兰64的限制，因此能够容易地从支承法兰46的第二毂部48卸下固定法兰64和切削刀具30。
在上述的本实施方式的切削刀具的安装机构中，将使用旋转接头36来导入负压作为一个特征。通过将旋转接头36固定在主轴箱27的端面27a，能够向支承法兰46的第二凸缘部50的第二环状槽58中导入负压，因此无需大幅改变以往的切削装置的主轴28和主轴箱27的结构，仅通过在主轴箱27的端面27a稍作修改，就能够替代以往装置所采用的使用了螺母的固定法兰64的固定，而容易地变更成由负压实现的固定法兰64的固定。
在上述的实施方式中，将负压经由旋转接头36导入到在支承法兰46的第二凸缘部50形成的第二环状槽58中，借助负压利用支承法兰46的第二凸缘部50的支承面50a和固定法兰64的按压面68夹持切削刀具30，而且将形成于第二毂部48的凸部52嵌合到在固定法兰64的第二嵌合孔65形成的凹部70中来构成转动限制部，因此不使用螺母就能够利用支承法兰46和固定法兰64夹持并可靠地固定切削刀具30。
在更换切削刀具30时，通过开闭阀72向关闭位置的切换来将固定法兰64从支承法兰46卸下，从而能够高效率地更换切削刀具30。

Claims (2)

1.一种切削装置，其具备：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其对保持于该卡盘工作台上的被加工物进行切削；以及加工进给构件，其使该卡盘工作台和该切削构件相对地进行加工进给，该切削装置的特征在于，
该切削构件具备：主轴；主轴箱，其将该主轴支承成能够旋转；支承法兰，其安装于该主轴的末端部；切削刀具，其以能够装卸的方式支承于该支承法兰；以及固定法兰，其对支承于该支承法兰的该切削刀具进行固定，
该支承法兰包括：毂部，其被插入到在该切削刀具的中央形成的开口部中；凸缘部，其一体地形成于该毂部的外周并对该切削刀具的表面进行支承；以及圆筒部，其嵌合于该主轴的末端部，
在该支承法兰的该凸缘部形成有在该固定法兰侧开口的抽吸孔，在该支承法兰的该圆筒部形成有与该抽吸孔连通的连通孔，该连通孔经由固定于该主轴箱的端面的旋转接头和开闭阀而选择性地与抽吸源连通，
当打开该开闭阀而使该连通孔与该抽吸源连通时，该支承法兰和该固定法兰之间被减压，该固定法兰被向该支承法兰吸引，借助负压利用该支承法兰和该固定法兰夹持该切削刀具，从而该切削刀具被固定，
在该支承法兰的该毂部和该固定法兰的安装孔形成有转动限制部，该转动限制部限制该支承法兰和该固定法兰之间的转动，
所述旋转接头由圆筒状毂部和一体地形成于所述圆筒状毂部的外周的凸缘部构成，将负压经由所述旋转接头导入到在所述支承法兰的凸缘部形成的环状槽中。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其中，
在该旋转接头和该抽吸源之间配设有压力计，并且所述切削装置还具备安全装置，当该压力计的值超过规定的值时，该安全装置输出危险信号。
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