JP2012148386A

JP2012148386A - 加工装置

Info

Publication number: JP2012148386A
Application number: JP2011010519A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ono; 隆之小野; Yoshio Maemoku; 芳雄前杢
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP5690599B2

Abstract

【課題】切削ブレードの傾斜を正確に制御可能とする。
【解決手段】ワークＷを保持する保持手段２と、切削ブレード３０が装着されたスピンドル３１がスピンドルカバー３２で覆われ、切削ブレード３０をワークＷの表面Ｗ１に対して傾斜させる傾斜機構３３を有する切削加工手段３と、保持手段２と切削加工手段３とを加工進行方向と加工進行方向に交わる割り出し方向とに相対移動させる移動手段８とを有する切削加工装置において、加工進行方向を回転軸としてスピンドルカバー３２を回転可能とするとともに、切削ブレード３０が保持手段２側に回転する方向に向けてスピンドルカバー３２を付勢する付勢部を設け、切削ブレード３０がワークＷの表面Ｗ１に対していずれの方向に傾く場合でも、常に切削ブレード３０が保持手段２側に回転する方向に力が働く構成とし、バックラッシュを回避し切削ブレード３０の傾斜角度を正確に制御することを可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を切削する切削ブレードを備え、切削ブレードが被加工物に対して切り込む際の角度を可変とした切削加工装置に関する。

半導体ウェーハ等の被加工物（ワーク）を切削する切削装置では、保持手段においてワークを保持し、高速回転する切削ブレードと保持手段とを相対移動させながらワークに対して切削ブレードを切り込ませて切断を行っている。ワークの種類によっては、ワークの表面と直角な面に対して傾斜する切断面が形成されるように切削を行うこともあるため、切削ブレードの回転軸を傾斜させる機構を有する切削装置も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載された切削装置では、鉛直方向に配設された雄ネジロッドを回転させることにより移動雌ネジブロックを鉛直方向に移動させ、これによって移動雌ねじブロックの係合穴に係合した係合突起を鉛直方向に移動させて係合突起と一体に形成されたスピンドルユニット支持部材を傾斜させ、スピンドルに装着された切削ブレードを傾斜させる構成としている。

特開２００３−１２４１５５号公報

しかし、上記特許文献１に記載された切削装置では、係合穴と係合突起との間のバックラッシュに起因し、スピンドルカバーの傾斜角度を正確に制御することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような点にかんがみてなされたものであり、その目的は、切削加工装置において、バックラッシュのないスピンドル傾斜機構を実現し、切削ブレードの傾斜を正確に制御可能とすることにある。

本発明は、ワークを保持する保持手段と、保持手段に保持されたワークを切削加工する切削ブレードと、切削ブレードが装着され回転可能なスピンドルと、スピンドルを囲むスピンドルカバーと、切削ブレードの回転軸を保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる傾斜機構とを含む切削加工手段と、保持手段と切削加工手段とを加工進行方向と加工進行方向に交わる割り出し方向とに相対的に移動させる移動手段とを有する切削加工装置に関し、傾斜機構は、加工進行方向を回転軸としてスピンドルカバーを回転可能に連結する連結部を有するスピンドル支持部と、割り出し方向において連結部が配設された位置と異なった位置に配設されスピンドルカバーを切削ブレードが保持手段側に回転する方向に付勢する付勢部と、割り出し方向において連結部が配設された位置を基準として付勢部が配設された位置側に配設されスピンドルカバーを切削ブレードが保持手段から離れる側に回転する方向に付勢部による付勢よりも大きな力を加える外力付与部とを有し、外力付与部によってスピンドルカバーを連結部を回転軸としてスピンドル支持部に対して回転させることによって切削ブレードの回転軸を保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる。

外力付与部は、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設された接触部材と、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され接触部材を割り出し方向に沿って移動させる移動部と、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設され接触部材に接触した接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材とを有することが望ましい。

本発明では、切削ブレードが保持手段側に回転する方向に向けてスピンドルカバーを付勢する付勢部を設け、切削ブレードがワークの表面に対していずれの方向に傾く場合でも、常にスピンドルカバーに対して付勢力が働く構成としたため、バックラッシュを回避し、切削ブレードの傾斜角度を正確に制御することが可能となる。

また、外力付与部を構成する移動部が接触部材を割り出し方向に沿って移動させ、接触部材がスピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され、接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材がスピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設された構成とすることで、スピンドルの割り出し方向と接触部材の移動方向とが一致するため、外力付与部を無駄なスペースを使用しない構造とすることができ、これにより接触部材の移動距離を長くとることが可能となり、傾斜の分解能を高めることも容易となる。

切削加工装置の一例を示す正面図である。切削ブレードがワークから遠ざかる方向にスピンドルを傾斜させた状態を示す正面図である。切削ブレードがワークに近づく方向にスピンドルを傾斜させた状態を示す正面図である。

図１に示す切削加工装置１は、切削対象の被加工物（ワーク）Ｗを保持する保持する保持手段２と、保持手段２に保持されたワークＷに対して切削加工を施す切削加工手段３とを備えている。保持手段２と切削加工手段３とは、移動手段８によって駆動されて加工進行方向（Ｘ方向）と加工進行方向に交わる割り出し方向（Ｙ方向）とに相対的に移動可能となっている。さらに、保持手段２と切削加工手段３とは、移動手段８によって駆動されて加工進行方向（Ｘ方向）及び割り出し方向（Ｙ方向）に交わるワークの厚み方向（Ｚ方向）にも相対的に移動可能となっている。例えば、保持手段２が加工進行方向に移動し、切削加工手段３が割り出し方向及びワークの切り込み方向に移動する構成となっている。

切削加工手段３は、保持手段２に保持されたワークに作用して切削加工する切削ブレード３０と、切削ブレード３０が装着され回転可能なスピンドル３１と、スピンドル３１を囲んだ状態で回転可能に支持するスピンドルカバー３２と、切削ブレード３０の回転軸３００を保持手段２に保持されたワークＷの表面Ｗ１に対して傾斜させる傾斜機構３３と、スピンドル３１及び切削ブレード３０を回転させるモータ３４を備えている。

切削ブレード３０は、スピンドル３１に装着され、ナット３５をスピンドル３１の先端に形成された雄ねじに締結することにより、スピンドル３１に固定されている。切削ブレード３０は、スピンドル３１の回転軸と同様に割り出し方向の回転軸３００を有している。切削ブレード３０は、フランジ部３０１によって挟持されており、割り出し方向の厚み（例えば数十μｍ程度）を有している。

傾斜機構３３は、スピンドル３１、スピンドルカバー３２及び切削ブレード３０を支持するスピンドル支持部４を備えている。スピンドル支持部４は、加工進行方向を回転軸としてスピンドルカバー３２を回転可能に連結する連結部４０を有しており、スピンドルカバー３２は、連結部４０の回転軸４００を回転中心として回転することにより傾斜可能となっている。そして、スピンドルカバー３２が傾斜することにより、スピンドル３１も同様に傾斜し、スピンドル３１に装着された切削ブレード３０もワークＷの表面Ｗ１に対して傾斜する。

傾斜機構３３は、スピンドルカバー３２を切削ブレード３０が保持手段２に近づく側に回転する方向に付勢する付勢部５を備えている。図示の例における付勢部５は、例えばテンションスプリングにより構成され、上方に向けて付勢されている。付勢部５は、連結部４０が配設された位置とは割り出し方向において異なった位置に配置されている。付勢部５の上端５０はスピンドル支持部４に回転可能に連結され、下端５１はスピンドルカバー３２に回転可能に連結されている。

傾斜機構３３には、スピンドルカバー３２を切削ブレード３０が保持手段２から離れる側に回転する方向に、付勢部５による付勢力よりも大きな力を加える外力付与部６を備えている。外力付与部６は、連結部４０が配設された位置を基準として、割り出し方向において付勢部５が配設された位置側に配設されている。

外力付与部６は、連結部４０の回転軸４００を回転中心としてスピンドルカバー３２をスピンドル支持部４に対して回転させることによって、切削ブレード３０の回転軸３００を保持手段２に保持されたワークＷの表面Ｗ１に対して傾斜させる機能を有する。

外力付与部６は、割り出し方向の回転軸を有し正逆回転可能なボールネジ６０と、カップリング６１を介してボールネジ６０と接続されたモータ６２と、ボールネジ６０に螺合するナットを内部に備えボールネジ６０の回転により割り出し方向に駆動される接触部材支持部６３とを備えている。例えば、ボールネジ６０を正方向に回転させることにより接触部材支持部６３が図１における左方向に移動し、ボールネジ６０を逆方向に回転することにより接触部材支持部６３が図１における右方向に移動する構成となっている。

接触部材支持部６３は、円板状に形成された接触部材６３０を回転可能に支持しており、接触部材６３０も接触部材支持部６３と同方向に移動する構成となっている。ボールネジ６０とカップリング６１とモータ６２とで、接触部材６３０を割り出し方向に沿って移動させる移動部６４が構成されている。図示の例における接触部材６３０は、スピンドル支持部４に配設されている。

スピンドルカバー３２には、接触部材６３０の割り出し方向への移動を案内する被接触部材７が連結されている。被接触部材７には、接触部材６３０の移動方向である割り出し方向に対してワークＷの厚み方向に傾斜した被接触面７０が形成されている。被接触面７０は、被接触部材７の始点部３２０に近づくほどスピンドルカバー３２に近づく様な傾斜を有している。

このように構成される切削加工装置１において、保持手段２に保持されたワークＷの切削時は、移動手段８による制御の下で、保持手段２と切削加工手段３とを割り出し方向に相対移動させて切削ブレード３０を割り出し方向の所定箇所に位置付けた後、保持手段２と切削加工手段３とをワークの厚み方向に移動させることにより切削ブレード３０をワークＷに対して相対的に降下させ、保持手段２と切削加工手段３とを加工進行方向に移動させることにより、高速回転する切削ブレード３０をワークＷの表面Ｗ１側から切り込ませて切削を行う。

図１に示したように、切削ブレード３０の回転軸３００が割り出し方向と一致する状態、すなわち、切削ブレード３０の面方向３０ａがワークの切り込み方向と一致する状態では、接触部材支持部６３がボールネジ６０のほぼ中央に位置し、接触部材６３０も被接触面７０のほぼ中央に位置している。

この状態から、切削ブレード３０の面方向３０ａを傾斜させる場合は、外力付与部６による制御によって連結部４０を中心としてスピンドルカバー３２をいずれかの方向に回転させて傾斜させる。

例えば、図２に示すように、切削ブレード３０がワークＷから遠ざかる方向（矢印Ａ方向）にスピンドルカバー３２を回転させる場合は、外力付与部６のボールネジ６０を正回転させることにより接触部材支持部６３を図２における左方向（矢印Ｂ方向）に駆動する。そうすると、接触部材６３０が被接触部７を下方に押圧するため、付勢部５が付勢力に抗して伸張しつつ、支点部３２０を支点としてスピンドルカバー３２の後部側（切削ブレード３０から離れた側：図における左側）が降下する。そして、連結部４０の回転軸４００を回転中心としてスピンドルカバー３２の前部側（切削ブレード３０に近い側：図における右側）が持ち上げられ、切削ブレード３０の面方向３０ａの角度が変化する。

一方、例えば、図３に示すように、切削ブレード３０がワークＷに近づく方向（矢印Ｃ方向）にスピンドルカバー３２を回転させる場合は、外力付与部６のボールネジ６０を逆回転させることにより接触部材支持部６３を図３における右方向（矢印Ｄ方向）に駆動する。そうすると、付勢力によって付勢部５が伸縮し、支点部３２０を支点としてスピンドルカバー３２の後部側が上昇する。そして、連結部４０の回転軸４００を回転中心としてスピンドルカバー３２の前部側が降下し、切削ブレード３０の面方向３０ａの角度が変化する。

このようにして切削ブレード３０を傾斜させる際には、付勢部５によってスピンドルカバー３２が切削ブレード３０が保持手段２側に回転する方向に常に付勢されており、切削ブレード３０をワーク２に対していずれの方向に傾斜させる場合でも、常にスピンドルカバー３２に対して付勢力が働く。したがって、バックラッシュを回避し、切削ブレードの傾斜角度を正確に制御することが可能となる。

また、外力付与部６を構成するボールネジ６０を割り出し方向に配設することにより、スピンドル３１の割り出し方向と接触部材６３０の移動方向とが一致するため、外力付与部６を無駄なスペースを使用しない構成とすることができる。そして、ボールネジ６０を割り出し方向に配設することによって、ボールネジ６０を長くすることが容易となるため、切削ブレード３０の傾斜の分解能を高くすることが可能となる。

なお、本実施形態では、接触部材６３０及び接触部材６３０を割り出し方向に沿って移動させる移動部６４をスピンドル支持部４側に配設し、被接触部材７をスピンドルカバー３２側に配設した構成としたが、接触部材６３０及び移動部６４をスピンドルカバー３２側に配設し、被接触部材７をスピンドル支持部４側に配設するようにしてもよい。すなわち、接触部材６３０及び移動部６４がスピンドル支持部４もしくはスピンドルカバー３２の一方に配設され、被接触部材７がスピンドル支持部４もしくはスピンドルカバー３２の他方に配設されていればよい。

１：切削加工装置
２：保持手段
３：切削加工手段
３０：切削ブレード３１：スピンドル
３２：スピンドルカバー３２０：支点部
３３：傾斜機構
３４：モータ３５：ナット
４：スピンドル支持部
４０：連結部４００：回転軸
５：付勢部
６：外力付与部
６０：ボールネジ６１：カップリング６２：モータ
６３：接触部材支持部６３０：接触部材
６４：移動部
７：被接触部材７０：被接触面
８：移動手段
Ｗ：ワークＷ１：表面

Claims

ワークを保持する保持手段と、
該保持手段に保持されたワークを切削加工する切削ブレードと、該切削ブレードが装着され回転可能なスピンドルと、該スピンドルを囲むスピンドルカバーと、該切削ブレードの回転軸を該保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる傾斜機構と、を含む切削加工手段と、
該保持手段と該切削加工手段とを加工進行方向と該加工進行方向に交わる割り出し方向とに相対的に移動させる移動手段と、
を有する切削加工装置であって、
該傾斜機構は、
該加工進行方向を回転軸として該スピンドルカバーを回転可能に連結する連結部を有するスピンドル支持部と、
該割り出し方向において該連結部が配設された位置と異なった位置に配設され、該スピンドルカバーを該切削ブレードが該保持手段側に回転する方向に付勢する付勢部と、
該割り出し方向において該連結部が配設された位置を基準として該付勢部が配設された位置側に配設され、該スピンドルカバーを該切削ブレードが該保持手段から離れる側に回転する方向に、該付勢部による付勢よりも大きな力を加える外力付与部と、
を有し、
該外力付与部によって該スピンドルカバーを該連結部を回転軸として該スピンドル支持部に対して回転させることによって該切削ブレードの回転軸を該保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる切削加工装置。
前記外力付与部は、
前記スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設された接触部材と、
該スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され、該接触部材を該割り出し方向に沿って移動させる移動部と、
該スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設され、該接触部材に接触した該接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材と、
を有する請求項1に記載の切削加工装置。