JP2005056983A - Spindle - Google Patents

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Tomohiro Haba
智寛 羽場
Yoshikazu Tabata
吉和 田畑
Shigeyuki Uchiyama
茂行 内山
Kenichi Ashizawa
健一 芦沢
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Apic Yamada Corp
Fukuda Corp
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Apic Yamada Corp
Fukuda Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such a spindle that can accurately control the position of a blade. <P>SOLUTION: The spindle 400 is provided with a blade 410 that is attached or detached freely to cut a work into a plurality of sections. It is also provided with a spindle shaft 430 to couple the blade 410 with a motor 420 for rotary-driving the blade 410, a thrust bearing 440 that is provided closer to the motor 420 than the blade 410 and is a positional reference in the axial direction of the blade 410, a spindle housing 450 that is provided with a bearing 452 for thrust bearing for engaging with the thrust bearing 440 and houses the motor 420 and the spindle shaft 430, and a flange 460 that is provided closer to the blade 410 than the thrust bearing 440 and connects the spindle housing 450 and a moving mechanism for moving the spindle housing 450 along the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般には、半導体製造装置に係り、特に、切削又は切溝加工を施すブレードを高速回転可能に保持するスピンドルに関する。本発明は、例えば、ワークを多数の個片に切断するダイシング装置に好適である。   The present invention generally relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a spindle that holds a blade for cutting or grooving so as to be rotatable at high speed. The present invention is suitable, for example, for a dicing apparatus that cuts a workpiece into a large number of pieces.

近年の電子機器の高性能化と普及に伴い、半導体製造装置は、かかる電子機器に使用される高品位な半導体装置(例えば、CSP(Chip Size Package)など)をますます効率的に製造しなければならなくなってきている。半導体製造プロセスの組立工程(後工程)では、ウェハ処理工程(前工程)が完了したワーク(例えば、ウェハやモールドした基板)を(チップなどの素子に相当する)多数の領域に区画するダイシングを施す。ダイシングでは、ワークをインデックステーブルと呼ばれる台に真空吸着して位置決め及び固定した上で、インデックステーブルをXY方向に移動しながら高速回転するブレードでワークを切断し、多数の領域に区画する(個片化)。インデックステーブルは回転可能に構成され、ワークの一方向の切断が終了すると、90度回転して直交する方向の切断を行う。このため、個片化された領域は、通常、矩形形状となる。なお、CSPに代表されるように、半導体装置は、非常に小型化しており、ブレードによるワークの切断部位を高精度に制御することも要求されてきている。   With the recent high performance and widespread use of electronic equipment, semiconductor manufacturing equipment must more and more efficiently manufacture high-quality semiconductor devices (such as CSP (Chip Size Package)) used in such electronic equipment. It must be gone. In the assembly process (post-process) of the semiconductor manufacturing process, dicing is performed to divide a work (for example, a wafer or a molded substrate) that has completed the wafer processing process (pre-process) into a large number of regions (corresponding to elements such as chips). Apply. In dicing, a workpiece is vacuum-sucked on a table called an index table, positioned and fixed, and then the workpiece is cut with a blade that rotates at high speed while moving the index table in the XY direction, and divided into a number of regions (individual pieces). ). The index table is configured to be rotatable, and when cutting of the workpiece in one direction is completed, the index table is rotated 90 degrees to cut in the orthogonal direction. For this reason, the divided | segmented area | region becomes a rectangular shape normally. Note that, as represented by CSP, semiconductor devices are extremely miniaturized, and it has been required to control the cutting site of a workpiece with a blade with high accuracy.

従来のダイシング装置は、先端にブレードを取り付けたスピンドルシャフトと、スピンドルシャフトを回転させるモーターとをスピンドルハウジングに収納し、かかるスピンドルハウジングの長手方向の両端部を連結金具によって移動機構に取り付けていた。また、スピンドルシャフトには、ブレードの位置の基準となるスラストベアリングが設けられており、スラストベアリングの位置を管理することでブレードの位置を制御している。より詳細には、スラストベアリングの位置に予め設計されたスラストベアリングからブレードまでの距離を加えてブレードの位置としている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−61933号公報
In the conventional dicing apparatus, a spindle shaft with a blade attached to the tip and a motor for rotating the spindle shaft are housed in the spindle housing, and both ends in the longitudinal direction of the spindle housing are attached to the moving mechanism by connecting fittings. The spindle shaft is provided with a thrust bearing that serves as a reference for the position of the blade, and the position of the blade is controlled by managing the position of the thrust bearing. More specifically, the position of the blade is obtained by adding the distance from the thrust bearing designed in advance to the blade to the position of the thrust bearing (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-61933 A

ダイシングでは、高品位な半導体装置を効率よく製造するためにブレードの位置を高精度に制御することが必要となる。しかし、従来のダイシング装置は、連結金具によりスピンドルハウジングを2箇所(両端)で保持しているため、モーターの発熱に起因して連結金具、スピンドルシャフト及びスピンドルハウジングが関連性なく(独立して)熱膨張し、その結果、スラストベアリングがどの方向に位置ずれを生じるのか把握することができなかった。そのため、ブレードの位置を高精度に制御することができず、切断部位のずれなどにより高品位な半導体装置の効率的生産を達成することができなかった。切断部位がずれた半導体装置は廃棄しなければならず、歩留まりが低下する。   In dicing, it is necessary to control the position of the blade with high precision in order to efficiently manufacture a high-quality semiconductor device. However, in the conventional dicing apparatus, the spindle housing is held at two locations (both ends) by the coupling bracket, so the coupling bracket, the spindle shaft and the spindle housing are not related (independently) due to the heat generated by the motor. As a result of thermal expansion, it was impossible to grasp in which direction the thrust bearing was displaced. For this reason, the position of the blade cannot be controlled with high accuracy, and efficient production of a high-quality semiconductor device cannot be achieved due to a shift in the cutting site. A semiconductor device whose cutting site is shifted must be discarded, and the yield decreases.

また、熱膨張の少ない材料を用いてスピンドルシャフト及びスピンドルハウジングを構成することでスラストベアリングの位置ずれを防止することも可能であるが、かかる材料は高価であるためコストの増加を招き、製造の効率化の要求に反する。   It is also possible to prevent the displacement of the thrust bearing by configuring the spindle shaft and the spindle housing using a material having a small thermal expansion. However, such a material is expensive, resulting in an increase in cost, Contrary to demand for efficiency.

そこで、本発明は、高精度にブレードの位置を制御することができ、高品位な半導体装置を効率的に製造することが可能なスピンドルを提供することを例示的目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a spindle that can control the position of the blade with high accuracy and can efficiently manufacture a high-quality semiconductor device.

上記目的を達成するために本発明の一側面としてのスピンドルは、ワークを複数の区画に切断するためのブレードが着脱自在に装着されるスピンドルであって、前記ブレードと前記ブレードを回転駆動するモーターとを接続するスピンドルシャフトと、前記スピンドルシャフトにおいて、前記ブレードよりも前記モーターに近い位置に設けられ、前記ブレードの軸方向の位置の基準となるスラストベアリングと、前記スラストベアリングに係合するスラストベアリング軸受部を有し、前記モーターと前記スピンドルシャフトを収納するスピンドルハウジングと、前記スラストベアリングよりも前記ブレードに近い位置に設けられ、前記スピンドルハウジングと前記スピンドルハウジングを移動させる移動機構とを前記軸方向に沿って接続するフランジとを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a spindle according to one aspect of the present invention is a spindle on which a blade for cutting a workpiece into a plurality of sections is detachably mounted, and the motor that rotationally drives the blade and the blade. A spindle shaft that connects the blade, a thrust bearing that is provided closer to the motor than the blade, and that serves as a reference for the axial position of the blade, and a thrust bearing that engages the thrust bearing A spindle housing having a bearing portion and accommodating the motor and the spindle shaft, and a moving mechanism for moving the spindle housing and the spindle housing provided in a position closer to the blade than the thrust bearing is in the axial direction. Connect along And having a flange.

かかるスピンドルによれば、スラストベアリングをモーターの近傍に、フランジをスラストベアリングよりもブレードの近傍に設けることで、モーターの発熱に起因する熱膨張の方向を規定し、かかる熱膨張によるスラストベアリングの位置ずれを低減することができる。具体的には、スピンドルシャフトの熱膨張の方向とスピンドルハウジングの熱膨張の方向とを逆方向とすることで、互いの熱膨張を打ち消すことができる。また、フランジがブレードの軸方向において移動機構と接続するため、フランジの熱膨張の影響を低減することができる。   According to such a spindle, the thrust bearing is provided in the vicinity of the motor and the flange is provided in the vicinity of the blade rather than the thrust bearing, thereby defining the direction of thermal expansion caused by the heat generation of the motor, and the position of the thrust bearing due to the thermal expansion. Deviation can be reduced. Specifically, the thermal expansion of the spindle shaft and the direction of thermal expansion of the spindle housing can be reversed to cancel each other's thermal expansion. Further, since the flange is connected to the moving mechanism in the axial direction of the blade, the influence of the thermal expansion of the flange can be reduced.

本発明の別の側面としての半導体製造装置は、ワークを複数の区画に切断するためのブレードと、前記ブレードが着脱自在に装着される上述のスピンドルとを有することを特徴とする。かかる半導体製造装置によれば、高精度にブレードの位置を制御することができ、高品位な半導体装置を効率よく製造することが可能となる。   A semiconductor manufacturing apparatus according to another aspect of the present invention includes a blade for cutting a workpiece into a plurality of sections, and the above-described spindle on which the blade is detachably mounted. According to such a semiconductor manufacturing apparatus, the position of the blade can be controlled with high accuracy, and a high-quality semiconductor device can be efficiently manufactured.

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。   Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、高精度にブレードの位置を制御することができ、高品位な半導体装置を効率的に製造することが可能なスピンドルを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position of a braid | blade can be controlled with high precision and the spindle which can manufacture a high quality semiconductor device efficiently can be provided.

以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての半導体製造装置について説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図1は、本発明の半導体製造装置の一例としてのダイシング装置1の概略正面図である。図2は、図1に示すダイシング装置1の概略上面図である。図3は、図1に示すダイシング装置1の概略側面図である。なお、図1及び図3では、ブレード410が下降した状態を二点破線で示している。   Hereinafter, a semiconductor manufacturing apparatus according to an aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected about the same member in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 1 is a schematic front view of a dicing apparatus 1 as an example of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 2 is a schematic top view of the dicing apparatus 1 shown in FIG. FIG. 3 is a schematic side view of the dicing apparatus 1 shown in FIG. In FIGS. 1 and 3, the state where the blade 410 is lowered is indicated by a two-dot broken line.

図1乃至図3を参照するに、ダイシング装置1は、ウェハやモールドした基板などのワークを複数のチップに切断及び区画する装置であり、図示しないインデックステーブルと、移動機構200と、支持部材300と、スピンドル400とを有する。   1 to 3, the dicing apparatus 1 is an apparatus that cuts and partitions a workpiece such as a wafer or a molded substrate into a plurality of chips, and includes an index table (not shown), a moving mechanism 200, and a support member 300. And a spindle 400.

図示しないインデックステーブルは、例えば、円盤形状を有し、中央付近に配置された吸引孔を介してワークを固定及び位置決めする。インデックステーブルは、後述するブレード410と協同してワークを個片化する機能を有する。インデックステーブルは、回転機構によって少なくとも90度回転可能に構成されると共に並進機構によって並進可能に構成されている。   An index table (not shown) has, for example, a disk shape, and fixes and positions a workpiece through a suction hole arranged near the center. The index table has a function of separating workpieces in cooperation with a blade 410 described later. The index table is configured to be rotatable at least 90 degrees by the rotation mechanism and to be translated by the translation mechanism.

装置枠100は、後述する移動機構200を介してスピンドル400が移動可能に取り付けられる。装置枠100には、移動機構200の一部を構成するY軸ガイドレール212がスピンドル400のブレード410の軸方向(スピンドルシャフト430の軸)と平行に設けられ、凹溝部110が形成されている。   The apparatus frame 100 is attached so that the spindle 400 can move through a moving mechanism 200 described later. In the apparatus frame 100, a Y-axis guide rail 212 that constitutes a part of the moving mechanism 200 is provided in parallel with the axial direction of the blade 410 of the spindle 400 (the axis of the spindle shaft 430), and a concave groove 110 is formed. .

凹溝部110は、図3に示すように、凹形状の断面を有し、Y軸モーター218を収納する機能を有する。凹溝部110は、Y軸モーター218がスピンドル400のY軸方向の移動に同期してY軸方向に移動するため、Y軸と平行に形成される。凹溝部110によって、Y軸モーター218を設置するための余分なスペースを省くことができる。換言すれば、凹溝部110は、装置枠100と後述するY軸プレート214との距離を小さくする機能を有している。   As shown in FIG. 3, the concave groove 110 has a concave cross section and has a function of accommodating the Y-axis motor 218. The concave groove 110 is formed in parallel with the Y axis because the Y axis motor 218 moves in the Y axis direction in synchronization with the movement of the spindle 400 in the Y axis direction. The recessed groove portion 110 can save an extra space for installing the Y-axis motor 218. In other words, the concave groove 110 has a function of reducing the distance between the device frame 100 and a Y-axis plate 214 described later.

移動機構200は、Y軸ガイドレール212を介して装置枠100と接続し、スピンドル400をY軸方向及びZ軸方向に移動させることができる。移動機構200は、本実施形態では、Y軸移動部210と、Z軸移動部220とから構成されるが、かかる構成は例示的であり、これと同様の作用及び効果を有する移動機構の使用を妨げるものではない。   The moving mechanism 200 is connected to the apparatus frame 100 via the Y-axis guide rail 212, and can move the spindle 400 in the Y-axis direction and the Z-axis direction. In this embodiment, the moving mechanism 200 includes a Y-axis moving unit 210 and a Z-axis moving unit 220. However, such a configuration is exemplary, and the use of a moving mechanism having the same operation and effect as this is used. It does not prevent.

Y軸移動部210は、スピンドル400をY軸方向に移動させる機能を有し、Y軸ガイドレール212と、Y軸プレート214と、Y軸直動ガイド216と、Y軸モーター218とを有する。   The Y axis moving unit 210 has a function of moving the spindle 400 in the Y axis direction, and includes a Y axis guide rail 212, a Y axis plate 214, a Y axis linear motion guide 216, and a Y axis motor 218.

Y軸ガイドレール212は、Y軸に平行に装置枠100に設けられ、後述するY軸直動ガイド216が移動可能に係合している。Y軸ガイドレール212は、本実施形態では、第1のレール212a及び第2のレール212bから構成され、互いに平行になるように装置枠100に配置されている。なお、Y軸ガイドレール212を構成するレールの数は2つに限定されず、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。   The Y-axis guide rail 212 is provided in the apparatus frame 100 in parallel with the Y-axis, and a Y-axis linear motion guide 216 described later is engaged so as to be movable. In this embodiment, the Y-axis guide rail 212 includes a first rail 212a and a second rail 212b, and is arranged on the device frame 100 so as to be parallel to each other. The number of rails constituting the Y-axis guide rail 212 is not limited to two and may be one or two or more.

Y軸プレート214は、板状部材から構成され、図3によく示されるように、装置枠100側の面214aに一対のY軸直動ガイド216が設けられ、他方の面214bにスピンドル400のブレード410の軸方向(スピンドルシャフト430の軸)に垂直に後述するZ軸ガイドレール222及びZ軸モーター228が設けられている。図1を参照するに、Y軸プレート214は、本実施形態では、Y軸方向の長さがスピンドルハウジング450の長さと略一致し、Z軸方向の長さが装置枠100に設けられたY軸ガイドレール212の第1のレール212aと第2のレール212bとの距離よりも長い矩形形状を有する。   The Y-axis plate 214 is composed of a plate-shaped member, and as shown in FIG. 3, a pair of Y-axis linear motion guides 216 is provided on the surface 214a on the apparatus frame 100 side, and the spindle 400 is mounted on the other surface 214b. A Z-axis guide rail 222 and a Z-axis motor 228 described later are provided perpendicular to the axial direction of the blade 410 (the axis of the spindle shaft 430). Referring to FIG. 1, in this embodiment, the Y-axis plate 214 has a length in the Y-axis direction that substantially matches the length of the spindle housing 450, and a length in the Z-axis direction provided in the apparatus frame 100. The shaft guide rail 212 has a rectangular shape longer than the distance between the first rail 212a and the second rail 212b.

Y軸直動ガイド216は、装置枠100のY軸ガイドレール212と対応するようにY軸プレート214の面214aに一対設けられ、Y軸ガイドレール212と移動可能に係合する。これにより、Y軸プレート214は、Y軸ガイドレール212に沿ってY軸方向に移動することができる。また、Y軸プレート214に接続する後述するZ軸プレート224も同期してY軸方向に移動し、その結果、Z軸プレート224に支持部材300を介して接続するスピンドル400もY軸ガイドレール212に沿ってY軸方向に移動することになる。   A pair of Y-axis linear motion guides 216 are provided on the surface 214a of the Y-axis plate 214 so as to correspond to the Y-axis guide rails 212 of the apparatus frame 100, and movably engage with the Y-axis guide rails 212. Thereby, the Y-axis plate 214 can move in the Y-axis direction along the Y-axis guide rail 212. In addition, a Z-axis plate 224 (described later) connected to the Y-axis plate 214 also moves in the Y-axis direction in synchronization. As a result, the spindle 400 connected to the Z-axis plate 224 via the support member 300 also moves to the Y-axis guide rail 212. Along the Y axis direction.

Y軸直動ガイド216は、本実施形態では、Y軸ガイドレール212を構成する第1のレール212a及び第2のレール212bに対応して、Y軸と平行にY軸プレート214のZ軸方向の両端に第1のガイド216a及び第2のガイド216bが配置されている。これにより、Y軸ガイドレール212とY軸直動ガイド216との係合による装置枠100とY軸プレート214との接続位置が、Y軸プレート214のZ軸方向の両端となり、かかる接続を安定させることができる。また、Y軸直動ガイド216は、Y軸ガイドレール212が第1のレール212a及び第2のレール212bの2つで構成されているため、対応して第1のガイド216a及び第2のガイド216bの2つのガイドが設けられているが、Y軸ガイドレール212の数が1つであれば対応して1つのガイドのY軸直動ガイド216を設けるように、Y軸ガイドレール212のレールの数と同数のガイドを設ければよいことは言うまでもない。   In this embodiment, the Y-axis linear motion guide 216 corresponds to the first rail 212a and the second rail 212b constituting the Y-axis guide rail 212, and is parallel to the Y-axis in the Z-axis direction of the Y-axis plate 214. The first guide 216a and the second guide 216b are disposed at both ends of the first and second guides. As a result, the connection positions of the apparatus frame 100 and the Y-axis plate 214 due to the engagement of the Y-axis guide rail 212 and the Y-axis linear motion guide 216 become both ends in the Z-axis direction of the Y-axis plate 214, and the connection is stabilized. Can be made. In addition, since the Y-axis guide rail 212 includes the first rail 212a and the second rail 212b, the Y-axis linear motion guide 216 corresponds to the first guide 216a and the second guide 216a. Two guides 216b are provided. If the number of Y-axis guide rails 212 is one, the Y-axis guide rail 212 rails are provided so that the corresponding Y-axis linear motion guide 216 is provided. Needless to say, the same number of guides may be provided.

Y軸モーター218は、装置枠100の凹溝部110に収納されるように、Y軸プレート214の面214aに設けられ、Y軸ガイドレール212及びY軸直動ガイド216を介してY軸プレート214をY軸方向に移動させる駆動源としての機能を有する。Y軸モーター218は、本実施形態では、Y軸プレート214のZ軸方向の両端に設けられた一対のY軸直動ガイド216(即ち、第1のガイド216a及び第2のガイド216b)に挟まれるように、Y軸プレート214の面214aの中央付近に設けられている。これは、重量が重くなる傾向があるY軸モーター218を考慮して、Y軸プレート214と装置枠100との接続をより安定させるためである。   The Y-axis motor 218 is provided on the surface 214 a of the Y-axis plate 214 so as to be accommodated in the concave groove 110 of the apparatus frame 100, and the Y-axis plate 214 is interposed via the Y-axis guide rail 212 and the Y-axis linear motion guide 216. Has a function as a drive source for moving the lens in the Y-axis direction. In this embodiment, the Y-axis motor 218 is sandwiched between a pair of Y-axis linear motion guides 216 (that is, the first guide 216a and the second guide 216b) provided at both ends of the Y-axis plate 214 in the Z-axis direction. As shown in the figure, it is provided near the center of the surface 214 a of the Y-axis plate 214. This is to make the connection between the Y-axis plate 214 and the apparatus frame 100 more stable in consideration of the Y-axis motor 218 that tends to increase in weight.

Z軸移動部220は、スピンドル400をZ軸方向に移動させる機能を有し、Z軸ガイドレール222と、Z軸プレート224と、Z軸直動ガイド226と、Z軸モーター228とを有する。   The Z-axis moving unit 220 has a function of moving the spindle 400 in the Z-axis direction, and includes a Z-axis guide rail 222, a Z-axis plate 224, a Z-axis linear guide 226, and a Z-axis motor 228.

Z軸ガイドレール222は、Z軸に平行にY軸プレート214の面214bに設けられ、後述するZ軸直動ガイド226が移動可能に係合している。Z軸ガイドレール222は、本実施形態では、第3のレール222a及び第4のレール222bから構成され、互いに平行になるようにY軸プレート214の下端に配置されている。Z軸ガイドレール222をY軸プレート214の下端に配置することで、ダイシングの際にスピンドル400をZ軸方向に下降させる距離を少なくすることができるだけではなく、Z軸ガイドレール222自体の長さも最小限に抑えることができる。なお、Z軸ガイドレール222を構成するレールの数は2つに限定されず、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。   The Z-axis guide rail 222 is provided on the surface 214b of the Y-axis plate 214 in parallel with the Z-axis, and a Z-axis linear guide 226 described later is movably engaged therewith. In this embodiment, the Z-axis guide rail 222 includes a third rail 222a and a fourth rail 222b, and is disposed at the lower end of the Y-axis plate 214 so as to be parallel to each other. By arranging the Z-axis guide rail 222 at the lower end of the Y-axis plate 214, not only can the distance by which the spindle 400 is lowered in the Z-axis direction during dicing be reduced, but the length of the Z-axis guide rail 222 itself is also increased. Can be minimized. The number of rails constituting the Z-axis guide rail 222 is not limited to two, and may be one or two or more.

Z軸プレート224は、板状部材から構成され、Y軸プレート214側の面224aに一対のZ軸直動ガイド226が設けられ、他方の面224bに支持部材300が設けられている。Z軸プレート224は、複数の支持板224cによって回転自在に支持されたZ軸と、例えば、ナットとして具体化される固定部224dを介して連繋する。Z軸プレート224は、本実施形態では、Y軸方向の長さがスピンドルハウジング450の長さと略一致し、略L字形状を有する。但し、Z軸プレート224の形状は、略L字形状に限定されず、例えば、矩形形状などであってもよい。   The Z-axis plate 224 is composed of a plate-like member, and a pair of Z-axis linear motion guides 226 is provided on the surface 224a on the Y-axis plate 214 side, and the support member 300 is provided on the other surface 224b. The Z-axis plate 224 is connected to a Z-axis that is rotatably supported by a plurality of support plates 224c via, for example, a fixing portion 224d that is embodied as a nut. In the present embodiment, the Z-axis plate 224 has a substantially L-shape in which the length in the Y-axis direction substantially matches the length of the spindle housing 450. However, the shape of the Z-axis plate 224 is not limited to a substantially L shape, and may be, for example, a rectangular shape.

Z軸直動ガイド226は、Y軸プレート214のZ軸ガイドレール222と対応するようにZ軸プレート224の面224aに一対設けられ、Z軸ガイドレール222と移動可能に係合する。これにより、Z軸プレート224は、Z軸ガイドレール222に沿ってZ軸方向に移動することができる。その結果、Z軸プレート224に支持部材300を介して接続するスピンドル400もZ軸ガイドレール222に沿ってZ軸方向に移動することになる。   A pair of Z-axis linear motion guides 226 is provided on the surface 224a of the Z-axis plate 224 so as to correspond to the Z-axis guide rail 222 of the Y-axis plate 214, and movably engages with the Z-axis guide rail 222. Accordingly, the Z-axis plate 224 can move in the Z-axis direction along the Z-axis guide rail 222. As a result, the spindle 400 connected to the Z-axis plate 224 via the support member 300 also moves along the Z-axis guide rail 222 in the Z-axis direction.

Z軸直動ガイド226は、本実施形態ではZ軸ガイドレール222を構成する第3のレール222a及び第4のレール222bに対応して、Z軸と平行にZ軸プレート224のY軸方向の両端に第3のガイド226a及び第4のガイド226bが配置されている。これにより、Z軸ガイドレール222とZ軸直動ガイド226との係合によるY軸プレート214とZ軸プレート224との接続位置が、Z軸プレート224のZ軸方向の両端となり、かかる接続を安定させることができる。また、Z軸直動ガイド216は、Z軸ガイドレール222が第3のレール222a及び第4のレール222bの2つで構成されているため、対応して第3のガイド226a及び第4のガイド226bの2つのガイドが設けられているが、Z軸ガイドレール222の数が1つであれば対応して1つのガイドのZ軸直動ガイド226を設けるように、Z軸ガイドレール222のレールの数と同数のガイドを設ければよいことは言うまでもない。   In this embodiment, the Z-axis linear motion guide 226 corresponds to the third rail 222a and the fourth rail 222b constituting the Z-axis guide rail 222, and is parallel to the Z-axis in the Y-axis direction of the Z-axis plate 224. A third guide 226a and a fourth guide 226b are disposed at both ends. As a result, the connection positions of the Y-axis plate 214 and the Z-axis plate 224 due to the engagement of the Z-axis guide rail 222 and the Z-axis linear motion guide 226 become both ends of the Z-axis plate 224 in the Z-axis direction, and this connection is made. It can be stabilized. In addition, since the Z-axis guide rail 222 includes the third rail 222a and the fourth rail 222b, the Z-axis linear guide 216 corresponds to the third guide 226a and the fourth guide 226a. Two guides 226b are provided, but if the number of Z-axis guide rails 222 is one, the Z-axis guide rail 222 rails are provided so that the corresponding Z-axis linear motion guide 226 is provided. Needless to say, the same number of guides may be provided.

Z軸モーター228は、Y軸プレート214とZ軸プレート224との間に位置するように、Z軸プレート224の面224aに固定され、Z軸ガイドレール222及びZ軸直動ガイド226を介してZ軸プレート224をZ軸方向に移動させる駆動源としての機能を有する。Z軸モーター228は、本実施形態では、Y軸プレート114のY軸方向の両端に設けられた一対のZ軸ガイドレール222(即ち、第3のレール222a及び第4のレール222b)に挟まれるように、Y軸プレート214の面214bの中央付近に設けられている。これは、重量が重くなる傾向があるZ軸モーター228を考慮して、Z軸プレート224とY軸プレート214との接続をより安定させるためである。また、Z軸モーター228の位置と、Y軸プレート214の面214aに設けられるY軸モーター214の位置とを合わせることにより、Y軸プレート214をより安定させることができる。   The Z-axis motor 228 is fixed to the surface 224 a of the Z-axis plate 224 so as to be positioned between the Y-axis plate 214 and the Z-axis plate 224, and passes through the Z-axis guide rail 222 and the Z-axis linear motion guide 226. It has a function as a drive source for moving the Z-axis plate 224 in the Z-axis direction. In this embodiment, the Z-axis motor 228 is sandwiched between a pair of Z-axis guide rails 222 (that is, the third rail 222a and the fourth rail 222b) provided at both ends of the Y-axis plate 114 in the Y-axis direction. Thus, it is provided near the center of the surface 214b of the Y-axis plate 214. This is to make the connection between the Z-axis plate 224 and the Y-axis plate 214 more stable in consideration of the Z-axis motor 228 that tends to increase in weight. Further, by matching the position of the Z-axis motor 228 with the position of the Y-axis motor 214 provided on the surface 214a of the Y-axis plate 214, the Y-axis plate 214 can be made more stable.

支持部材300は、Z軸プレート224とスピンドル400とを接続し、スピンドル400を支持する機能を有する。支持部材300によって、スピンドル400は、Z軸プレート224と同期してY軸方向及びZ軸方向に移動をすることができる。支持部材300は、図3に示すように、略L字形状の側面形状を有し、その一端がZ軸プレート224と接続する第1の接続部310となり、他端近傍の側面320が後述するスピンドル400のフランジ460と接続する第2の接続部320となる。なお、支持部材300は、少なくとも、Z軸プレート224をZ軸方向に最も下降させたときに、スピンドル400のブレード410がY軸プレート214及びZ軸プレート224の下端よりも低い位置になる(即ち、図3に示すように、ブレード410が突き出る)ように構成される。支持部材300は、後述するスピンドルハウジング450及びフランジ460と同じ素材で構成される。これは、モーター420の発熱による熱の伝導率を同じにするためである。   The support member 300 connects the Z-axis plate 224 and the spindle 400 and has a function of supporting the spindle 400. The support member 300 allows the spindle 400 to move in the Y-axis direction and the Z-axis direction in synchronization with the Z-axis plate 224. As shown in FIG. 3, the support member 300 has a substantially L-shaped side surface, and one end of the support member 300 serves as a first connection portion 310 connected to the Z-axis plate 224, and a side surface 320 near the other end will be described later. The second connection portion 320 is connected to the flange 460 of the spindle 400. In the support member 300, at least when the Z-axis plate 224 is moved down most in the Z-axis direction, the blade 410 of the spindle 400 is positioned lower than the lower ends of the Y-axis plate 214 and the Z-axis plate 224 (that is, The blade 410 protrudes as shown in FIG. The support member 300 is made of the same material as a spindle housing 450 and a flange 460 described later. This is to make the heat conductivity due to the heat generated by the motor 420 the same.

第1の接続部310は、本実施形態では、Z軸プレート224の面224bのZ軸方向の下端、即ち、Z軸直動ガイド226と同じ位置に接続する。これは、上述したように、スピンドル400のブレード410がY軸プレート214及びZ軸プレート224の下端よりも低い位置にするためである。なお、第1の接続部310を、Z軸プレート224のZ軸方向の上端に接続することも可能であるが、この場合、支持部材300のZ軸方向の長さを長くする必要が生じることに留意されたい。   In the present embodiment, the first connecting portion 310 is connected to the lower end in the Z-axis direction of the surface 224b of the Z-axis plate 224, that is, the same position as the Z-axis linear motion guide 226. This is because the blade 410 of the spindle 400 is positioned lower than the lower ends of the Y-axis plate 214 and the Z-axis plate 224 as described above. The first connecting portion 310 can be connected to the upper end of the Z-axis plate 224 in the Z-axis direction, but in this case, it is necessary to increase the length of the support member 300 in the Z-axis direction. Please note that.

図4にスピンドル400を透過して見た場合の支持部材300の第2の接続部320を示す。図4を参照するに、第2の接続部320は、ブレード410の軸方向(スピンドルシャフト430の軸)において、後述するスピンドル400のフランジ460と接続する。かかる接続は、例えば、放射状に配置されたネジ322によってネジ止めされることによって行われる。但し、本発明は、ネジ322によるネジ止めに限定するものではなく、ブレード410の軸方向において、スピンドル400のフランジ460と接続する構成であればよい。また、本実施形態では、8つのネジ322が配置されているが、ネジ322の数を限定するものでもない。ブレード410の軸方向において、フランジ460と接続する構成にすることにより、フランジ460の熱膨張を支持部材300により低減することができる。   FIG. 4 shows the second connection portion 320 of the support member 300 when viewed through the spindle 400. Referring to FIG. 4, the second connecting portion 320 is connected to a flange 460 of the spindle 400 described later in the axial direction of the blade 410 (the axis of the spindle shaft 430). Such a connection is made, for example, by screwing with screws 322 arranged radially. However, the present invention is not limited to screwing with the screw 322, and may be configured to be connected to the flange 460 of the spindle 400 in the axial direction of the blade 410. In the present embodiment, eight screws 322 are arranged, but the number of screws 322 is not limited. By adopting a configuration in which the blade 410 is connected to the flange 460 in the axial direction of the blade 410, the thermal expansion of the flange 460 can be reduced by the support member 300.

スピンドル400は、ブレード410を着脱自在に装着すると共に、移動機構200と協同してブレード410を位置決めする機能を有する。スピンドル400は、図5に示すように、モーター420と、スピンドルシャフト430と、スラストベアリング440と、スピンドルハウジング450と、フランジ460とを有する。ここで、図5は、図1に示すスピンドル400の部分透過断面図である。   The spindle 400 has a function of detachably mounting the blade 410 and positioning the blade 410 in cooperation with the moving mechanism 200. As shown in FIG. 5, the spindle 400 includes a motor 420, a spindle shaft 430, a thrust bearing 440, a spindle housing 450, and a flange 460. Here, FIG. 5 is a partially transparent sectional view of the spindle 400 shown in FIG.

ブレード410は、スピンドルシャフト430に交換可能に取り付けられ、図示しない回転軸を中心として高速回転することで、インデックステーブルに固定及び位置決めされたワークを切断(切削及び切溝加工)する機能を有する。ブレード410は、ワークを切断する際の摩擦熱及びワーク飛散防止のために図示しないノズルから冷却水が注水されている。従って、かかる冷却水によって、ブレード410近傍も冷却されることになる。なお、ブレード410は、本実施形態では、切断部412を含めて全体が剥き出た構成となっているが、図示しないカバーによって切断部412を除く部分を覆うように構成してもよい。   The blade 410 is interchangeably attached to the spindle shaft 430, and has a function of cutting (cutting and grooving) a workpiece fixed and positioned on the index table by rotating at high speed around a rotation shaft (not shown). The blade 410 is injected with cooling water from a nozzle (not shown) in order to prevent frictional heat when the workpiece is cut and to prevent the workpiece from scattering. Therefore, the vicinity of the blade 410 is also cooled by the cooling water. In the present embodiment, the blade 410 is configured to be entirely exposed including the cutting portion 412. However, the blade 410 may be configured to cover a portion other than the cutting portion 412 with a cover (not shown).

モーター420は、ブレード410を高速回転させるための回転運動を生成する機能を有する。モーター420は、例えば、整流子及びブラシを有するブラシ付きモーターや磁電変換素子を含むブラシレスモーターを用いることができる。また、モーター420は、一般に、回転運動を生成する際に発熱する。   The motor 420 has a function of generating a rotational motion for rotating the blade 410 at a high speed. As the motor 420, for example, a brush motor having a commutator and a brush or a brushless motor including a magnetoelectric conversion element can be used. Further, the motor 420 generally generates heat when generating a rotational motion.

スピンドルシャフト430は、ブレード410の軸方向に延伸した円筒状部材から構成され、先端432にブレード410が、後端434にモーター420が取り付けられる。換言すれば、スピンドルシャフト430は、ブレード410とモーター420とを接続し、モーター430の回転運動をブレード410の図示しない回転軸に付与する機能を有する。スピンドルシャフト430は、モーター420の発熱に起因して熱膨張を生じるが、後述するように、スピンドルハウジング450の熱膨張と関連性を有するため、ブレード410の位置ずれの影響を低減することができる。また、スピンドルシャフト430には、スラストベアリング440が設けられている。   The spindle shaft 430 is composed of a cylindrical member extending in the axial direction of the blade 410, and the blade 410 is attached to the front end 432 and the motor 420 is attached to the rear end 434. In other words, the spindle shaft 430 has a function of connecting the blade 410 and the motor 420 and imparting the rotational motion of the motor 430 to a rotation shaft (not shown) of the blade 410. The spindle shaft 430 undergoes thermal expansion due to the heat generated by the motor 420. As will be described later, since the spindle shaft 430 is related to the thermal expansion of the spindle housing 450, the influence of the positional deviation of the blade 410 can be reduced. . The spindle shaft 430 is provided with a thrust bearing 440.

スラストベアリング440は、環状部材から構成され、スピンドルシャフト430において、ブレード410よりもモーター420に近い位置に配置される。スラストベアリング440は、後述するようにスラストベアリング440に所定方向(矢印α’方向)の位置ずれを生じさせるために、モーター420が取り付けられたスピンドルシャフト430の後端434に接するように配置することが好ましい。スラストベアリング440は、ブレード410の軸方向の位置の基準となる。換言すれば、スピンドルシャフト430に設けられたスラストベアリング440の位置からブレード410の位置を検出することができる。   The thrust bearing 440 is composed of an annular member, and is disposed on the spindle shaft 430 at a position closer to the motor 420 than the blade 410. The thrust bearing 440 is disposed so as to contact the rear end 434 of the spindle shaft 430 to which the motor 420 is attached in order to cause the thrust bearing 440 to be displaced in a predetermined direction (arrow α ′ direction) as described later. Is preferred. The thrust bearing 440 serves as a reference for the position of the blade 410 in the axial direction. In other words, the position of the blade 410 can be detected from the position of the thrust bearing 440 provided on the spindle shaft 430.

具体的には、スピンドルシャフト430に設けたスラストベアリング440の位置からスピンドルシャフト430の先端432までの距離Lが決定し、スピンドルシャフト430の先端432からブレード410(の切断部)までの距離Lも設計値から判っているので、かかる距離L及びLを足し合わせることで、スラストベアリング440からブレード410の距離L、即ち、ブレード410の位置を検出する。 More specifically, the distance L A is determined from the position of the thrust bearing 440 provided on the spindle shaft 430 to the tip 432 of the spindle shaft 430, the distance from the tip 432 of the spindle shaft 430 to the blade 410 (cutting unit) L since also known from the design value B, by adding up such distances L a and L B, the distance L S of the blade 410 from the thrust bearing 440, i.e., detects the position of the blade 410.

本実施形態では、後述するようにモーター420の発熱に起因するスピンドルシャフト430の熱膨張とスピンドルハウジング450の熱膨張とが関連性を有するため、スラストベアリング440の位置ずれを低減することができ、ブレード410の位置を高精度に維持することができる。   In the present embodiment, as will be described later, since the thermal expansion of the spindle shaft 430 and the thermal expansion of the spindle housing 450 due to the heat generation of the motor 420 are related, the displacement of the thrust bearing 440 can be reduced. The position of the blade 410 can be maintained with high accuracy.

スピンドルハウジング450は、モーター420とスピンドルシャフト430を回転可能、且つ、スピンドルシャフト430の先端432がスピンドルハウジング450から露出するように収納する。スピンドルハウジング450は、モーター420の発熱に起因して熱膨張を生じるが、後述するように、スピンドルシャフト430の熱膨張と関連性を有するため、ブレード410の位置ずれの影響を低減することができる。また、スピンドルハウジング450は、スピンドルシャフト430に設けられたスラストベアリング440に対応する位置に軸受部452を有する。   The spindle housing 450 accommodates the motor 420 and the spindle shaft 430 so that the motor 420 and the spindle shaft 430 can rotate, and the tip 432 of the spindle shaft 430 is exposed from the spindle housing 450. The spindle housing 450 is thermally expanded due to the heat generated by the motor 420. As will be described later, since the spindle housing 450 is related to the thermal expansion of the spindle shaft 430, the influence of the positional deviation of the blade 410 can be reduced. . The spindle housing 450 has a bearing portion 452 at a position corresponding to the thrust bearing 440 provided on the spindle shaft 430.

軸受部452は、環状凹形状を有する溝で形成され、スラストベアリング440と係合する。これにより、軸受部452は、スラストベアリング440を介してスピンドルシャフト430の位置決めている。また、スラストベアリング440の位置ずれが低減するということは、軸受部452の位置ずれが低減するということでもある。   The bearing portion 452 is formed by a groove having an annular concave shape, and engages with the thrust bearing 440. As a result, the bearing 452 positions the spindle shaft 430 via the thrust bearing 440. Further, the reduction in the displacement of the thrust bearing 440 also means that the displacement of the bearing portion 452 is reduced.

フランジ460は、スピンドルハウジング450において、スラストベアリング440よりもブレード410に近い位置に設けられる。フランジ460は、後述するようにスラストベアリング440に上述した所定方向の逆方向(矢印β’方向)の位置ずれを生じさせるために、ブレード410が取り付けられたスピンドルシャフト430の先端432に接するように配置することが好ましい。フランジ460は、図4に示したように、環状部材からなり、ネジ322を介して支持部材300の第2の接続部320にネジ止めされる。即ち、フランジ460は、スピンドルハウジング450と移動機構200とをブレード410の軸方向に沿って接続する機能を有する。なお、フランジ460は、スピンドルハウジング450に1つしか設けられておらず、スピンドル400と移動機構200とは、フランジ460が配置された1箇所において接続する。フランジ460により、支持部材300はブレード410の近傍を固定し、支持部材300の近傍にモーター420とスラストベアリング440が位置しないようにしている。これにより、スピンドル400の振れを防止することができる。上述したように、スピンドルハウジング450を支持する支持部300(及びフランジ460)は1つしかないものの、スピンドル400の振れの原因となる震動源(即ち、スラストベアリング440)及び熱源(即ち、モーター420)が支持部材300の近傍にないからである。   The flange 460 is provided at a position closer to the blade 410 than the thrust bearing 440 in the spindle housing 450. As will be described later, the flange 460 is in contact with the tip 432 of the spindle shaft 430 to which the blade 410 is attached in order to cause the thrust bearing 440 to be displaced in the reverse direction (arrow β ′ direction) described above. It is preferable to arrange. As shown in FIG. 4, the flange 460 is formed of an annular member, and is screwed to the second connection portion 320 of the support member 300 via a screw 322. That is, the flange 460 has a function of connecting the spindle housing 450 and the moving mechanism 200 along the axial direction of the blade 410. Note that only one flange 460 is provided in the spindle housing 450, and the spindle 400 and the moving mechanism 200 are connected at one place where the flange 460 is disposed. The supporting member 300 fixes the vicinity of the blade 410 by the flange 460 so that the motor 420 and the thrust bearing 440 are not positioned in the vicinity of the supporting member 300. Thereby, the shake of the spindle 400 can be prevented. As described above, although there is only one support portion 300 (and flange 460) for supporting the spindle housing 450, the vibration source (ie, the thrust bearing 440) and the heat source (ie, the motor 420) that cause the spindle 400 to shake. ) Is not in the vicinity of the support member 300.

ここで、図5を参照して、スピンドル400において、モーター420の発熱に起因するスピンドルシャフト430の熱膨張とスピンドルハウジング450の熱膨張との関連性について説明する。   Here, with reference to FIG. 5, the relationship between the thermal expansion of the spindle shaft 430 and the thermal expansion of the spindle housing 450 caused by the heat generation of the motor 420 in the spindle 400 will be described.

まず、スピンドルシャフト430の熱膨張について考える。スピンドルシャフト430は、後端434に取り付けられたモーター420の発熱によって、図中矢印α方向に熱膨張(伸び)する。これは、スピンドルシャフト430の後端434にモーター420が固定されているため、熱膨張(伸び)の方向が、後端434から先端432に向かう方向に限定されるからである。   First, the thermal expansion of the spindle shaft 430 will be considered. The spindle shaft 430 thermally expands (extends) in the direction of arrow α in the figure due to heat generated by the motor 420 attached to the rear end 434. This is because the motor 420 is fixed to the rear end 434 of the spindle shaft 430, so that the direction of thermal expansion (elongation) is limited to the direction from the rear end 434 toward the front end 432.

スピンドルシャフト430が矢印α方向に熱膨張することによって、スピンドルシャフト430に設けられたスラストベアリング440も同様に矢印α’方向に移動して位置ずれを生じる。   As the spindle shaft 430 thermally expands in the direction of the arrow α, the thrust bearing 440 provided on the spindle shaft 430 similarly moves in the direction of the arrow α ′ to cause a positional shift.

次に、スピンドルハウジング450の熱膨張について考える。スピンドルハウジング450は、モーター420の発熱によって、フランジ460を基準面として図中矢印β方向に熱膨張(伸び)する。これは、スピンドルハウジング450は、フランジ460を介して支持部材300に固定されているため、熱膨張(伸び)の方向が、フランジ460からモーター420に向かう方向に限定されるからである。換言すれば、フランジ460からブレード410までのスピンドルハウジング450は、熱膨張の影響を受けないことになる。従って、配置上の制約がなければ、フランジ460は、スピンドルハウジング450の最もブレード410側に設けることが望ましい。   Next, the thermal expansion of the spindle housing 450 will be considered. The spindle housing 450 thermally expands (extends) in the direction of arrow β in the figure with the flange 460 as a reference plane due to heat generated by the motor 420. This is because the spindle housing 450 is fixed to the support member 300 via the flange 460, so that the direction of thermal expansion (elongation) is limited to the direction from the flange 460 toward the motor 420. In other words, the spindle housing 450 from the flange 460 to the blade 410 is not affected by thermal expansion. Therefore, if there is no restriction on the arrangement, it is desirable that the flange 460 is provided on the blade 410 closest to the spindle housing 450.

スピンドルハウジング450が矢印β方向に熱膨張することによって、スピンドルハウジング450に形成された軸受部452も同様に矢印β’方向に移動する。この結果、軸受部452に規定されるスラストベアリング440も矢印β’方向に移動して位置ずれを生じる。   As the spindle housing 450 thermally expands in the arrow β direction, the bearing portion 452 formed in the spindle housing 450 similarly moves in the arrow β ′ direction. As a result, the thrust bearing 440 defined by the bearing portion 452 also moves in the direction of the arrow β ′, causing a positional shift.

以上により、スラストベアリング440は、スピンドルシャフト430の熱膨張により矢印α’方向に、スピンドルハウジング450の熱膨張により矢印β’方向に位置ずれを生じるが、矢印α’方向及び矢印β’方向は、互いに相反する方向であるのでスラストベアリング440の位置ずれを打ち消し合うことになる。つまり、スラストベアリング440は、熱膨張による矢印α’及び矢印β’への位置ずれが相殺される位置に設ければよいことが分かる。なお、スラストベアリング440の位置ずれを打ち消し合うようにするには、上述したように、スピンドルハウジング450において、モーター420をブレード410から離して配置し、スラストベアリング440をモーター420の近傍に、支持部材300をブレード410近傍に設けることが必要となる。これにより、モーター420の発熱によるスラストベアリング440の位置ずれを低減することができる。従って、モーター420の発熱によるスラストベアリング440の位置からスピンドルシャフト430の先端432までの、スピンドルシャフト430の先端432からブレード410までの距離Lか及びスラストベアリング440からブレード410の距離Lの変動を低減することが可能となり、ブレード410の位置を高精度に制御することができる。 As described above, the thrust bearing 440 is displaced in the arrow α ′ direction due to the thermal expansion of the spindle shaft 430 and in the arrow β ′ direction due to the thermal expansion of the spindle housing 450, but the arrow α ′ direction and the arrow β ′ direction are Since the directions are opposite to each other, the displacement of the thrust bearing 440 is canceled out. That is, it can be seen that the thrust bearing 440 may be provided at a position where the positional deviation from the arrows α ′ and β ′ due to thermal expansion is offset. In order to cancel out the displacement of the thrust bearing 440, as described above, the motor 420 is arranged away from the blade 410 in the spindle housing 450, and the thrust bearing 440 is placed in the vicinity of the motor 420 and the supporting member. It is necessary to provide 300 near the blade 410. As a result, the displacement of the thrust bearing 440 due to the heat generated by the motor 420 can be reduced. Thus, from the position of the thrust bearing 440 by heat generation of the motor 420 to the tip 432 of the spindle shaft 430, the distance L B or and the thrust bearing 440 from the tip 432 of the spindle shaft 430 to the blade 410 of the distance L S of the blade 410 fluctuates And the position of the blade 410 can be controlled with high accuracy.

また、スラストベアリング440の位置ずれを低減させるために、モーター420の発熱に起因するスピンドルシャフト430及びスピンドルハウジング450の熱膨張を利用しているため、スピンドルシャフト430及びスピンドルハウジング450に熱膨張の少ない高価な材料を用いる必要もない。換言すれば、本発明は、モーター420の発熱に起因する熱膨張を積極的に利用し、モーター420、スピンドルシャフト430、スラストベアリング440、スピンドルハウジング450及びフランジ460の配置によって熱膨張の生じる方向を制御することでスラストベアリング440の位置ずれを防止している。   Further, in order to reduce the displacement of the thrust bearing 440, the thermal expansion of the spindle shaft 430 and the spindle housing 450 caused by the heat generation of the motor 420 is used, so that the thermal expansion of the spindle shaft 430 and the spindle housing 450 is small. There is no need to use expensive materials. In other words, the present invention positively utilizes the thermal expansion caused by the heat generation of the motor 420, and determines the direction in which the thermal expansion occurs due to the arrangement of the motor 420, the spindle shaft 430, the thrust bearing 440, the spindle housing 450, and the flange 460. By controlling, the displacement of the thrust bearing 440 is prevented.

以下、ダイシング装置1の動作について説明する。ここでは、図6に示すように、リードフレームRを複数の半導体装置Wに個片化する場合を例に説明する。本実施形態では、半導体装置Wは、例えば、CSPとして具体化され、基板としてのリードフレームR内でダイシング工程を経て個片化された樹脂封止部PMPである。もっとも、本発明は、半導体装置Wが樹脂封止されているかどうかを限定するものではない。リードフレーム上Rには、図6に示すように、複数の樹脂封止部PMPを有し、各樹脂封止部PMPは、切断ライン又は切断溝SLによって規定される複数の半導体装置Wを有する。なお、樹脂封止部PMPは、実際には、半導体装置Wの他に製品として不要な端材部分を有するが省略している。ここで、図6は、ダイシング工程を経て個片化された半導体装置Wを示す平面図である。   Hereinafter, the operation of the dicing apparatus 1 will be described. Here, as shown in FIG. 6, a case where the lead frame R is divided into a plurality of semiconductor devices W will be described as an example. In the present embodiment, the semiconductor device W is, for example, a resin-encapsulated part PMP that is embodied as a CSP and separated into pieces through a dicing process in a lead frame R as a substrate. However, the present invention does not limit whether the semiconductor device W is resin-sealed. As shown in FIG. 6, the lead frame top R includes a plurality of resin sealing portions PMP, and each resin sealing portion PMP includes a plurality of semiconductor devices W defined by cutting lines or cutting grooves SL. . In addition to the semiconductor device W, the resin sealing portion PMP actually has an end material portion unnecessary as a product, but is omitted. Here, FIG. 6 is a plan view showing the semiconductor device W singulated through a dicing process.

まず、キャリブレーションカメラ等の位置合わせ機構を用いて、リードフレームRを図示しないインデックステーブルの所定の位置に固定する。次に、ブレード410をスピンドル400に装着する。この際、初期状態やブレードの交換時には、ブレード410の摩耗状態を検知するようにしてもよい。   First, the lead frame R is fixed to a predetermined position of an index table (not shown) by using an alignment mechanism such as a calibration camera. Next, the blade 410 is mounted on the spindle 400. At this time, the wear state of the blade 410 may be detected in the initial state or when the blade is replaced.

次に、スピンドル400を移動機構200で操作して、リードフレームRを複数の半導体装置W毎に区画する。具体的には、Y軸移動部210を利用してブレード410を切断溝SLの上に移動させる。次いで、ブレード410を高速回転させると共に、Z軸移動部220を利用してブレード410を下降して切断溝SLに接触させ、ある切断溝SLでリードフレームRを切断する。その後、Z軸移動部220を利用してブレード410を上昇させ、Y軸移動部210を利用してブレード410を次の切断溝SLの上に移動させる。そして、Z軸移動部220を利用してブレード410を下降して切断溝SLに沿って切断する。 Next, the spindle 400 is operated by the moving mechanism 200 to partition the lead frame R for each of the plurality of semiconductor devices W. Specifically, the blade 410 is moved onto the cutting groove SL x using the Y-axis moving unit 210. Then, the blade 410 causes a high speed, is contacted by lowering the blade 410 by using the Z-axis moving unit 220 to the cutting groove SL x, cutting the lead frame R at a certain cutting groove SL x. Then, raise the blade 410 by using the Z-axis moving unit 220, by using the Y-axis moving unit 210 moves the blade 410 on the next cutting groove SL x. Then, cut along the cutting groove SL x lowered the blade 410 by using the Z-axis moving unit 220.

全ての切断溝SLの切断が終了した後、回転機構によってインデックステーブルを90度回転させ、Y軸移動部210を利用してブレード410を切断溝SLの上に移動させる。その後、切断溝SLの切断と同様の作業を繰り返し、全ての切断溝SLを切断し、リードフレームRを複数の半導体装置Wに個片化する。 After the cutting of all the cutting grooves SL x is completed, the index table is rotated 90 degrees by the rotation mechanism, and the blade 410 is moved onto the cutting groove SL y using the Y-axis moving unit 210. Thereafter, repeating the same tasks and cutting of the cutting groove SL x, and disconnect all the cutting groove SL y, singulating the lead frame R to a plurality of semiconductor devices W.

ブレード410を切断溝SL及びSLに移動させる際は、スピンドル400のスラストベアリング430の位置からブレード410の位置を制御する。このとき、スラストベアリング430は熱膨張の影響を受けていないため、ブレード410の位置を高精度に制御することができ、切断溝溝SL及びSLに対してブレード410を正確に位置決めすることが可能となる。従って、切断部位の位置ずれを防止して高品位な半導体装置を効率的に生産することができ、歩留まりを向上させることができる。 When the blade 410 is moved to the cutting grooves SL x and SL y , the position of the blade 410 is controlled from the position of the thrust bearing 430 of the spindle 400. At this time, since the thrust bearing 430 is not affected by thermal expansion, the position of the blade 410 can be controlled with high accuracy, and the blade 410 can be accurately positioned with respect to the cutting groove grooves SL x and SL y . Is possible. Therefore, it is possible to efficiently produce a high-quality semiconductor device by preventing the displacement of the cut site, and to improve the yield.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

本発明の半導体製造装置の一例としてのダイシング装置の概略正面図である。It is a schematic front view of the dicing apparatus as an example of the semiconductor manufacturing apparatus of this invention. 図1に示すダイシング装置の概略上面図である。It is a schematic top view of the dicing apparatus shown in FIG. 図1に示すダイシング装置の概略側面図である。It is a schematic side view of the dicing apparatus shown in FIG. 図3に示す支持部材の第2の接続部の拡大側面図である。It is an enlarged side view of the 2nd connection part of the support member shown in FIG. 図1に示すスピンドルの部分透過断面図である。FIG. 2 is a partial transmission sectional view of the spindle shown in FIG. 1. ダイシング工程を経て個片化された半導体装置を示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor device separated into pieces through the dicing process.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体製造装置(ダイシング装置)
100 装置枠
200 移動機構
210 Y軸移動部
220 Z軸移動部
300 支持部材
310 第1の接続部
320 第2の接続部
322 ネジ
400 スピンドル
410 ブレード
420 モーター
430 スピンドルシャフト
440 スラストベアリング
450 スピンドルハウジング
452 軸受部
460 フランジ
1 Semiconductor manufacturing equipment (dicing equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Apparatus frame 200 Moving mechanism 210 Y-axis moving part 220 Z-axis moving part 300 Support member 310 1st connection part 320 2nd connection part 322 Screw 400 Spindle 410 Blade 420 Motor 430 Spindle shaft 440 Thrust bearing 450 Spindle housing 452 Bearing 460 Flange

Claims (1)

ワークを複数の区画に切断するためのブレードが着脱自在に装着されるスピンドルであって、
前記ブレードと前記ブレードを回転駆動するモーターとを接続するスピンドルシャフトと、
前記スピンドルシャフトにおいて、前記ブレードよりも前記モーターに近い位置に設けられ、前記ブレードの軸方向の位置の基準となるスラストベアリングと、
前記スラストベアリングに係合するスラストベアリング軸受部を有し、前記モーターと前記スピンドルシャフトを収納するスピンドルハウジングと、
前記スラストベアリングよりも前記ブレードに近い位置に設けられ、前記スピンドルハウジングと前記スピンドルハウジングを移動させる移動機構とを前記軸方向に沿って接続するフランジとを有することを特徴とするスピンドル。
A spindle on which a blade for cutting a workpiece into a plurality of sections is detachably mounted,
A spindle shaft that connects the blade and a motor that rotationally drives the blade;
A thrust bearing provided at a position closer to the motor than the blade in the spindle shaft, and serving as a reference for the axial position of the blade;
A spindle housing having a thrust bearing portion engaged with the thrust bearing, and housing the motor and the spindle shaft;
A spindle provided with a flange that is provided closer to the blade than the thrust bearing and connects the spindle housing and a moving mechanism that moves the spindle housing along the axial direction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014531583A (en) * 2011-09-06 2014-11-27 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Passive position compensation of spindles, stages, or components exposed to thermal loads

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