JP2000190155A

JP2000190155A - ハブブレ―ド

Info

Publication number: JP2000190155A
Application number: JP11262002A
Authority: JP
Inventors: Eiji Kadosawa; 英治門沢
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】切削装置に配設された回転スピンドルの先端
部に形成されているブレード保持部にハブブレードを装
着する場合において、装着を容易に行うことを可能とす
ると共に、回転スピンドルの回転時に偏心が生じるのを
防止することによりハブブレードにぶれが発生しないよ
うにして、切削精度を高める。【解決手段】ハブブレード１０に形成された挿入孔１
７を、ブレード保持部１２に形成されたブレードマウン
ト部１４のテーパ形状に対応したテーパ形状に形成し、
テーパ面同士が密着した状態で固定されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、切削装置に搭載さ
れて被加工物を切削するブレードであって、特に、切り
刃がハブと一体に形成されたタイプのハブブレードに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のハブブレードは、例えば、図１
１に示す切削装置５０に搭載される。この切削装置５０
において、例えばウェーハＷを切削するときは、ウェー
ハＷは保持テープＴを介してフレームＦに保持され、ウ
ェーハＷを保持する保持手段であるチャックテーブル５
１に吸引保持される。そして、チャックテーブル５１が
Ｘ軸方向に移動してアライメント手段５２の直下に位置
付けられ、パターンマッチング等の処理によって切削領
域が検出され、切削領域と切削手段５３を構成するブレ
ードとのＹ軸方向の位置合わせが行われる。こうして位
置合わせがなされると、更にチャックテーブル５１がＸ
軸方向に移動し、切削手段５３を構成するハブブレード
５６の２００００ＲＰＭほどの回転による作用を受けて
切削が行われる。

【０００３】図１２は、フロントカバーを外した状態の
切削手段５３を示したものであり、スピンドルハウジン
グ５４によって回転可能に支持されたスピンドル５５の
先端に被加工物を切削するブレード、例えば円形基台５
６ａと切り刃５６ｂとからなるハブブレード５６が装着
され、取り付けナット５７により固定された構成となっ
ている。また、スピンドルハウジング５４の先端にはブ
レードカバー５８が取り付けられ、これによってハブブ
レード５６が覆われる構成となっており、更に、ブレー
ドカバー５８には切削時に切削水を供給する切削水供給
ノズル５９も配設されている。

【０００４】図１３に示すように、スピンドル３５の先
端部にはブレード保持部６０が形成されており、このブ
レード保持部６０は、スピンドル５５の軸径よりも大き
な径を有するストッパ部６１と、ハブブレード５６が装
着される被装着部６２と、ブレード保持部６０の最も先
端に形成され取り付けナット５７が螺合する雄ネジから
なる被螺合部６３とから構成されている。

【０００５】そして、ハブブレード５６には装着孔６４
が形成されており、この装着孔６４を被装着部６２に挿
嵌し、取り付けナット５７を被螺合部６３に螺合させる
ことにより、ハブブレード５６がストッパ部６１と取り
付けナット５７とによって挟持されてスピンドル５５に
固定され、スピンドル５５の回転と共に回転可能にな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装着孔
６４の内径は、被装着部６２の軸径とほぼ等しく、しか
も一様に一定の内径となっているため、ハブブレード５
６をブレード保持部６０に装着しにくいという問題があ
る。

【０００７】その一方、装着孔６４の被装着部６２への
挿嵌を可能とすべく、装着孔６４の内径は被装着部６２
の軸径よりも若干（例えば十数μｍ程度）大きく形成さ
れているため、装着したときに両者の間に若干の隙間が
生じ、これが原因となってスピンドル５５の回転時には
偏心が生じる場合がある。こうして偏心が生じると、ハ
ブブレード５６にぶれが生じて切削精度を悪化させ、ウ
ェーハにチッピング（欠け）が生じやすくなるという問
題がある。特に、切削効率を高めるべくスピンドル５５
の回転数を３００００ＲＰＭ〜６００００ＲＰＭと大き
くした場合にはこの問題は顕著に現れる。

【０００８】このように、回転スピンドルの先端部に形
成されたブレード保持部にハブブレードを装着する場合
においては、装着を容易に行うことを可能とすると共
に、回転スピンドルの回転時に偏心が生じるのを防止す
ることによりハブブレードにぶれが発生しないようにし
て、切削精度を高めることに解決すべき課題を有してい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の具体的手段として本発明は、被加工物を保持する保持
手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削するブ
レード及び該ブレードが装着されるスピンドルを備えた
切削手段とを少なくとも含む切削装置において、スピン
ドルの先端部に形成されたブレード保持部に装着される
ハブブレードであって、円形基台と、該円形基台の外周
部から突出した切り刃とから構成され、円形基台の中心
部には、ブレード保持部を構成するブレードマウント部
のテーパ形状に対応して挿入口側に向けて拡径するテー
パ形状の挿入孔が形成されているハブブレードを提供す
る。

【００１０】そしてこのハブブレードは、挿入孔のテー
パ面が、スピンドルの回転軸心に対して５度〜２０度の
角度をなすよう形成されていること、円形基台の厚さは
１０ｍｍ〜２０ｍｍであることを付加的要件とする。

【００１１】このように構成されるハブブレードは、挿
入孔の挿入口の内径がブレード保持部の先端の軸径より
も十分に大きいため、ブレードマウント部への装着の際
に精密な位置合わせを必要とせず、また、ブレードマウ
ント部のテーパ面に沿ってスムーズに装着することがで
きるため、装着を極めて容易に行うことができる。

【００１２】また、挿入孔のテーパ面がブレードマウン
ト部のテーパ面に隙間無く密着した状態で固定されるた
め、スピンドルの回転時にハブブレードに偏心があまり
起こらず、ぶれも極めて小さくなる。

【００１３】更に、挿入孔を構成するテーパ面がスピン
ドルの回転軸心に対して５度〜２０度の角度をなすよう
形成されている場合、円形基台の厚さが１０ｍｍ〜２０
ｍｍである場合には、特に、ハブブレードの偏心が小さ
くなり、ぶれを最小限におさえることができると共に材
料の無駄をなくすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態とし
て、図１１に示した切削装置に搭載されるスピンドルに
装着されるハブブレード１０について図１及び図２を参
照して説明する。

【００１５】図１に示す例においては、スピンドル１１
の先端部にブレード保持部１２が形成されており、この
ブレード保持部１２は、スピンドル１１の軸径よりも大
きな径を有するストッパ部１３と、ハブブレード１０が
装着されるブレードマウント部１４と、取り付けナット
１５が螺合する被螺合部１６とから構成されているが、
ブレードマウント部１４がテーパ形状に形成されている
点で、図１２及び図１３に示した従来例とは異なってい
る。

【００１６】ハブブレード１０は、円形基台１０ａと、
円形基台１０ａから外周側に突出した切り刃１０ｂとか
らなり、軸心方向には、テーパ形状に形成されたブレー
ドマウント部１４の形状に対応させたテーパ形状の挿入
孔１７が形成されている。この挿入孔１７は、挿入口１
８側に向けて拡径するテーパ形状に形成され、挿入口１
８は、ブレード保持部１２の先端の軸径よりも十分に大
きな内径を有している。

【００１７】このように構成されるハブブレード１０を
ブレードマウント部１４に装着するときは、挿入口１８
をブレード保持部１２の先端に位置付け、挿入孔１７に
ブレードマウント部１４が係合するようハブブレード１
０の片面がストッパ部１３に当接するまでハブブレード
１０を挿入する。そして、取り付けナット１５を被螺合
部１６に螺合させると、ブレードマウント部１４のテー
パ面と挿入孔１７のテーパ面とが隙間無く密着した状態
で固定される。

【００１８】このように、ハブブレード１０の装着にあ
たって、従来のようにブレードマウント部１４と挿入孔
１７との精密な位置合わせを行う必要はなく、挿入口１
８の内部にブレード保持部１２の先端部が収まるよう大
まかに位置付けた上でハブブレード１０を押し込むだけ
で済むため、容易に装着を行うことができる。

【００１９】また、取り付けナット１５を被螺合部１６
に螺合させると、ブレードマウント部１４のテーパ面と
挿入孔１７のテーパ面とが隙間無く密着した状態で固定
されるため、スピンドル１１の回転時にハブブレード１
０に偏心が起こらない。従って、ハブブレード１０にぶ
れが生じないので切削精度が高くなり、チッピングも発
生しにくくなる。

【００２０】次に、図２に示すように、スピンドル２０
の先端に別個にブレード保持部としてブレードマウンタ
２１が装着され、そのブレードマウンタ２１にハブブレ
ード１０が装着される場合について説明する。なお、こ
の場合もハブブレード１０は図１の場合と同一のものを
装着することができる。

【００２１】図２の場合は、スピンドル２０の先端にマ
ウンタ挿入口２９を位置付け、ブレードマウンタ２１を
挿入して、スピンドル２０とブレードマウンタ２１の内
部に形成されたマウンタ挿入孔２２とが係合し、更に、
ブレードマウンタ取り付けナット２３が第一の被螺合部
２４に螺合されることによって、ブレードマウンタ２１
がスピンドル２０に固定される。なお、図示したよう
に、マウンタ挿入孔２２の全部若しくは一部にテーパ形
状の被係合部２２ａを形成し、スピンドル２０にもその
テーパ形状に対応した係合部２８を形成することにより
ブレードマウンタ２１のスピンドル２０への装着を容易
に行うことができると共に、ブレードマウンタ２１にぶ
れが生じるのを防止することもできる。

【００２２】ブレードマウンタ２１は、ストッパ部２５
と、テーパ形状のブレードマウント部２６と、雄ネジが
形成された第二の被螺合部２７とから構成されている。
そして、ブレードマウント部２６のテーパ面にハブブレ
ード１０を挿嵌して挿入孔１７のテーパ面同士が密着
し、更に取り付けナット１５を第二の被螺合部２７に螺
合させると、ストッパ部２５と取り付けナット１５とに
よって挟持されてハブブレード１０がブレードマウンタ
２１に固定される。

【００２３】このようにしてブレードマウンタ２１にハ
ブブレード１０が装着される場合も、図１の場合と同様
にブレードマウント部２６と挿入孔１７との精密な位置
合わせを行う必要はなく、挿入口１８の内部にブレード
マウンタ２１の先端部が収まるよう大まかに位置付けた
上でハブブレード１０を押し込むだけで済むため、容易
に装着を行うことができる。

【００２４】また、挿入孔１７とブレードマウント部２
６とのテーパ面同士が隙間無く密着した状態で固定され
るため、スピンドル２０の回転時にハブブレード１０に
偏心が起こらない。従って、ハブブレード１０にぶれが
生じないので切削精度が高くなり、被加工物にチッピン
グも発生しにくくなる。

【００２５】次に、本発明の第二の実施の形態として、
図３〜図５に示すハブブレード３０について説明する。
このハブブレード３０は、円形基台３１と、円形基台３
１から外周側に突出した切り刃３２と、フランジ３３と
からなり、挿入孔３４がこれらを軸心方向に貫通する構
成となっている。この挿入孔３４は、図４に示すよう
に、挿入口３５側に向けて拡径するテーパ形状に形成さ
れている。

【００２６】図３及び図４に示す例においては、スピン
ドル４０の先端部にブレード保持部４１が形成されてお
り、このブレード保持部４１は、ハブブレード３０が装
着されるブレードマウント部４２と、取り付けナット１
５が螺合する被螺合部４３とから構成されている。

【００２７】ハブブレード３０をブレードマウント部４
２に装着するときは、ハブブレード３０の挿入口３５を
ブレード保持部４１の先端に位置付け、挿入孔３４にブ
レードマウント部４２が係合するようハブブレード３０
を挿入する。そして、取り付けナット１５を被螺合部４
３に螺合させると、ブレードマウント部４２のテーパ面
と挿入孔３４のテーパ面とが隙間無く密着した状態で固
定される。このときの状態を図５に示す。

【００２８】このように、ブレードマウント部４２のテ
ーパ面と挿入孔３４のテーパ面とが隙間無く密着した状
態で固定されるため、スピンドル４０の回転時にハブブ
レード３０に偏心が起こらない。従って、ハブブレード
３０にぶれが生じないので切削精度が高くなり、被加工
物にチッピングも発生しにくくなる。

【００２９】なお、スピンドル４０には、図１の例にお
けるストッパ部１３、図２の例におけるストッパ部２５
に相当するものがないが、ブレードマウント部１４のテ
ーパ面と挿入孔１７のテーパ面とが隙間無く密着した状
態で固定され、ブレードマウント部１４がストッパとし
ての役割を果たすため、必ずしもストッパ部は必要では
ない。

【００３０】ここで、図５の状態において実際にスピン
ドル４０を回転させ、そのときのハブブレード３０のア
ンバランス量及び振動振幅値を測定したときの結果を図
７〜図１０に示す。なお、アンバランス量の測定には島
津製作所社製のアンバランス量測定機器（ＤＢＭ−ＥＡ
Ｂ−３Ｔ）を用い、振動振幅値の測定には振研社製の振
動変位量測定機器（Ｖ−１１０７Ｍ）及びエンデブコ社
製の加速度センサ（２１３Ｅ）を用いた。また、実験を
行うにあたっては、図６に示すように、ハブブレード３
０の外径をＤ、厚さをＴ、挿入孔３４を構成するテーパ
面のスピンドル４０の軸心に対する傾斜角度をθとした
場合、すべての実験において外径Ｄは５２ｍｍとした
が、厚さＴ及び傾斜角度θについては種々のタイプのも
のについて測定した。

【００３１】まず図７は、外径Ｄ＝５２ｍｍ、厚さＴ＝
１０ｍｍ、傾斜角度θ＝５度のハブブレード３０、及
び、これと同様の外径及び厚さを有するが傾斜角度θ＝
０度の図１２及び図１３に示した従来のハブブレード５
６の双方を用い、スピンドル４０を５０００ＲＰＭで回
転させ、このときのアンバランス量をモーメント（単位
はｍｇ・ｃｍ）として測定したときの結果を示したもの
である。ここで、スピンドル４０に対するハブブレード
３０の装着の角度によってアンバランス量が異なる場合
があるため、ハブブレード３０をスピンドル４０に対し
て９０度ずつ回転させて装着し、ある一定の位置を基準
として装着角度を０度、９０度、１８０度、２７０度の
４つの場合に分け、それぞれの場合について測定した。

【００３２】図７からわかるように、従来のハブブレー
ドの場合は、いずれの角度においてもアンバランス量が
３０ｍｇ・ｃｍ以上となっているのに対し、本発明のハ
ブブレードの場合は、いずれも５ｍｇ・ｃｍ以下であ
り、アンバランス量が大幅に減少していることがわか
る。

【００３３】次に、図８（Ａ）〜（Ｄ）は、図７の場合
と同様の２つのハブブレードを用い、スピンドル４０の
回転数を３００００ＲＰＭ、４００００ＲＰＭ、５００
００ＲＰＭ、６００００ＲＰＭとし、それぞれの場合の
振動振幅値（単位はμｍ）を測定したときの結果を示し
たものである。

【００３４】図８からわかるように、いずれの場合にお
いても本発明のハブブレードのほうが従来のハブブレー
ドよりも振動振幅値が小さいことが確認された。

【００３５】図７及び図８の測定結果より、本発明のハ
ブブレードは、スピンドル４０に対する偏心が従来のハ
ブブレード５６よりも大幅に減少していることがわか
る。

【００３６】図９は、本発明のハブブレード３０につい
て、厚さＴ及び傾斜角度θを変化させた種々のタイプの
ものを用意し、それぞれについてアンバランス量を測定
したときの結果を示したものである。なお、この測定に
あたっては、図７の測定の場合と同様に、スピンドル４
０に対するハブブレード３０の装着を、０度、９０度、
１８０度、２７０度と回転させて行い、それぞれの場合
について測定したが、図９においてはこれら４つの場合
の平均値を示す。

【００３７】図９からわかるように、厚さＴが５ｍｍの
場合、傾斜角度θが２度の場合は比較的アンバランス量
が大きくなるが、厚さＴが１０ｍｍ以上、傾斜角度θが
５度以上の場合にはアンバランス量が小さくなってい
る。

【００３８】図１０は、図９の測定の場合と同様の条件
において、ハブブレード３０の振動振幅値を測定したと
きの値を示したもので、（Ａ）はスピンドル４０を３０
０００ＲＰＭで回転させた場合、（Ｂ）はスピンドル４
０を６００００ＲＰＭで回転させた場合の測定結果を示
したものである。いずれにおいても厚さＴが５ｍｍの場
合、傾斜角度θが２度または２５度以上の場合は比較的
振動振幅値が大きくなるが、厚さＴが１０ｍｍ以上、傾
斜角度θが５〜２０度の場合には振動振幅値が小さくな
っている。

【００３９】図９及び図１０の結果を総合して検討する
と、ハブブレード３０の偏心を小さくするために、厚さ
Ｔは１０ｍｍ以上、傾斜角度θは５〜２０度の範囲にあ
ることが必要であると考えられるが、厚さが２０ｍｍを
超えても振動振幅値はほぼ一定の値となるので、材料の
無駄をなくすために、厚さは１０ｍｍ〜２０ｍｍとする
ことが望ましい。

【００４０】なお、スピンドル４０を４００００ＲＰＭ
で回転させた場合と５００００ＲＰＭで回転させた場合
については図示していないが、いずれの場合も上記と同
様に、厚さＴが１０ｍｍ以上、傾斜角度θが５〜２０度
の場合に振動振幅値が小さくなることが確認された。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るハブ
ブレードは、挿入孔の挿入口側の内径がブレード保持部
の先端の軸径よりも十分に大きいため、ブレード保持部
への装着の際に精密な位置合わせを必要とせず、また、
ブレードマウント部のテーパ面に沿ってスムーズに装着
することができるため、装着を極めて容易に行うことが
できる。従って、ハブブレードの交換等のメンテナンス
を効率的に行うことができる。

【００４２】また、挿入孔のテーパ面がブレードマウン
ト部のテーパ面に隙間無く密着した状態で固定されるた
め、スピンドルの回転時にハブブレードに偏心が起こら
ない。従って、ハブブレードにぶれが生じないので切削
精度が高くなり、被加工物にチッピングも発生しにく
く、品質の高い製品を提供することが可能となる。

【００４３】更に、挿入孔を構成するテーパ面がスピン
ドルの回転軸心に対して５度〜２０度の角度をなすよう
形成されている場合、円形基台の厚さが１０ｍｍ〜２０
ｍｍである場合には、特に、ハブブレードの偏心が小さ
くなり、ぶれを最小限におさえると共に材料の無駄をな
くすことができるため、チッピングの発生を極めて効果
的に防止することができ、更に製品の高品質化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態におけるハブブレー
ド、該ハブブレードが装着されるスピンドル及び取り付
けナットを示す断面図である。

【図２】同ハブブレード、ブレードマウンタ、スピンド
ル及び取り付けナットを示す断面図である。

【図３】本発明の第二の実施の形態におけるハブブレー
ド、スピンドル及び取り付けナットを示す斜視図であ
る。

【図４】同ハブブレード、スピンドル及び取り付けナッ
トを示す断面図である。

【図５】同ハブブレード及び取り付けナットをスピンド
ルに組み付けた状態を示す正面図である。

【図６】同ハブブレードの外径、厚さ、挿入孔の傾斜角
度を記号で示した断面図である。

【図７】同ハブブレード及び従来のハブブレードのアン
バランス量の測定結果を示す表である。

【図８】同ハブブレード及び従来のハブブレードを装着
したスピンドルの回転数を変化させた場合の各回転数に
おける振動振幅値の測定結果を示す表である。

【図９】同ハブブレードの厚さ及び挿入孔の傾斜角度を
変化させた場合におけるアンバランス量の測定結果を示
す表である。

【図１０】同ハブブレードの厚さ及び挿入孔の傾斜角
度、スピンドルの回転数を変化させた場合の振動振幅値
の測定結果を示す表である。

【図１１】ハブブレードが搭載される切削装置の一例を
示す斜視図である。

【図１２】従来のハブブレードを備えた切削手段の構成
を示す斜視図である。

【図１３】従来のハブブレード、スピンドル及び取り付
けナットを示す断面図である。

【符号の説明】

１０…ハブブレード１０ａ…円形基台１０ｂ…切り刃１１…スピンドル１２…ブレード保持部１３…ストッパ部１４…ブレードマウント部１５…取り付けナット１６…被螺合部１７…挿入孔１８…挿入口２０…スピンドル２１…ブレードマウンタ２２…マウンタ挿入孔２２ａ…被係合部２３…ブレードマウンタ取り付けナット２４…第一の被螺合部２５…ストッパ部２６…ブレードマウント部２７…第二の被螺合部２８…係合部２９…挿入口３０…ハブブレード３１…円形基台３２…切り刃３３…フランジ３４…挿入孔３５…挿入口４０…スピンドル４１…ブレード保持部４２…ブレードマウント部４３…被螺合部５０…切削装置５１…チャックテーブル５２…アライメント手段５３…切削手段５４…スピンドルハウジング５５…スピンドル５６…ハブブレード５７…取り付けナット５８…ブレードカバー５９…切削水供給ノズル６０…ブレード保持部６１…ストッパ部６２…ブレードマウント部６３…被螺合部６４…挿入孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を保持する保持手段と、該保持
手段に保持された被加工物を切削するブレード及び該ブ
レードが装着されるスピンドルを備えた切削手段とを少
なくとも含む切削装置において、該スピンドルの先端部
に形成されたブレード保持部に装着されるハブブレード
であって、円形基台と、該円形基台の外周部から突出した切り刃と
から構成され、該円形基台の中心部には、該ブレード保
持部を構成するブレードマウント部のテーパ形状に対応
して挿入口側に向けて拡径するテーパ形状の挿入孔が形
成されているハブブレード。
【請求項２】挿入孔を構成するテーパ面は、スピンド
ルの回転軸心に対して５度〜２０度の角度をなすよう形
成されている請求項１に記載のハブブレード。
【請求項３】円形基台の厚さは１０ｍｍ〜２０ｍｍで
ある請求項１または２に記載のハブブレード。