JP2016068165A

JP2016068165A - 切削液供給機構

Info

Publication number: JP2016068165A
Application number: JP2014197271A
Authority: JP
Inventors: 信彦脇田; Nobuhiko Wakita
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】切削液を切削ブレードに効率的に供給できる切削液供給機構を提供する。
【解決手段】切削液供給機構３３は、切削ブレード３０を挟持する後フランジ３５１と前フランジ３５２を有し、後フランジ３５１は、給水部３４に対面する流入口３５１ｂと、切削ブレード３０の刃先３０２に近い最外周の周面３５１ｊに複数形成されて切削ブレード３０の刃先３０２に切削液を供給する供給口３５１ｅと、流入口３５１ｂから供給口３５１ｅへ切削液が流れる流路３５１ｄとを有している。さらに、前フランジ３５２は、切削ブレード３０の刃先３０２に近い最外周の周面３５２ｄに複数形成されて後フランジ３５１の供給口３５１ｅと対になる前側供給口３５２ｂと、収容部３５１ｃの供給路３５１ｆから前側供給口３５２ｂへ切削液が流れる前側流路３５２ｃとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、切削液供給機構に関する。

切削装置では、通常、切削ブレードにノズルから切削液を供給し、加工によって発生する加工屑の除去及び加工熱の冷却を行っている。

特開平８−２９０４２０号公報

しかしながら、高速で回転する切削ブレードに切削液を外部から供給しても、回転による風等に阻まれ実際に供給できている切削液の量は僅かである。このため、切削液を切削ブレードに十分に供給することが困難であった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削液を切削ブレードに効率的に供給できる切削液供給機構を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る切削液供給機構は、スピンドルの先端に装着される切削ブレードに切削液を供給する切削液供給機構であって、該切削液供給機構は、該スピンドルの先端に装着され該切削ブレードを挟持しつつ該切削ブレードに切削液を供給するフランジ機構と、該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングの先端に装着されて該フランジ機構の背面に対面し、該切削液を該フランジ機構の背面に向かって噴出する給水部と、からなり、該フランジ機構は、該スピンドルに固定される後フランジと、該後フランジとで該切削ブレードを挟持する前フランジと、該前フランジに押圧して固定される固定ナットと、を備え、該後フランジは、背面に形成され該給水部に対面する流入口と、該切削ブレードの刃先に近い最外周の周面に複数形成され該切削ブレードの刃先に該切削液を供給する供給口と、該流入口から該供給口へ該切削液が流れる流路と、を備えることを特徴とする。

また、上記切削液供給機構において、該フランジ機構は、該流入口から流入した該切削液を一旦収容する環状の収容部を備え、該収容部から該流路へ該切削液が供給されることが好ましい。

また、上記切削液供給機構において、該後フランジの該収容部から該前フランジに向かって貫通する供給路が形成され、該前フランジは、該切削ブレードの刃先に近い最外周の周面に複数形成され該後フランジの該供給口と対になる前側供給口と、該収容部の該供給路から該前側供給口へ該切削液が流れる前側流路と、を備えることが好ましい。

本発明の切削液供給機構によれば、切削ブレードを挟持するフランジ機構から切削ブレードへ切削液を供給することで、切削液を切削ブレードに効率的に供給できるという効果を奏する。

図１は、切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、切削液供給機構の構成例を示す分解斜視図である。図３は、切削液供給機構の構成例を示す断面図である。図４は、切削液供給機構の動作例を示す正面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
実施形態に係る切削装置について説明する。図１は、切削装置の構成例を示す斜視図である。図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル２と、切削手段３と、Ｙ軸移動手段４と、Ｚ軸移動手段５と、図示しないＸ軸移動手段とを有している。

チャックテーブル２は、被加工物Ｗを保持するものである。被加工物Ｗは、例えばシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。また、被加工物Ｗは、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などであってもよい。被加工物Ｗは、図１に示すように、環状フレームＦに支持された粘着シートＳに貼着されている。

チャックテーブル２は、保持面２１上に粘着シートＳを介して被加工物Ｗが載置され、保持面２１上に載置された被加工物Ｗを吸引保持する。チャックテーブル２は、保持面２１を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面２１に載置された被加工物Ｗを、粘着シートＳを介して吸引することで保持する。チャックテーブル２は、図示しない回転駆動源によりＺ軸回りに回転され、Ｘ軸移動手段によりＸ軸方向に移動される。チャックテーブル２の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動して被加工物Ｗの周囲の環状フレームＦを挟持するクランプ部２２が複数設けられている。

切削手段３は、チャックテーブル２に保持された被加工物Ｗに切削溝を形成しながら切削（加工）するものである。切削手段３は、被加工物Ｗを切削するための切削ブレード３０を有している。切削手段３は、チャックテーブル２に保持された被加工物Ｗに対して、Ｙ軸移動手段４によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段５によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削手段３は、Ｙ軸移動手段４及びＺ軸移動手段５により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動され、チャックテーブル２に保持された被加工物Ｗに対して、任意の位置に切削ブレード３０を位置付ける。

次に、切削手段３の切削ブレード３０に切削液を供給する切削液供給機構の構成例について説明する。図２は、切削液供給機構の構成例を示す分解斜視図である。図３は、切削液供給機構の構成例を示す断面図である。

図２及び図３に示すように、切削手段３は、スピンドル３１と、スピンドルハウジング３２と、切削液供給機構３３とを有している。スピンドル３１は、切削ブレード３０を回転させるものであり、Ｙ軸方向に軸心を有し、スピンドルハウジング３２によって回転可能に支持されている。スピンドル３１は、テーパー形状の先端部３１１を有している。先端部３１１は、スピンドルハウジング３２の前面３２１側から突出し、切削ブレード３０が装着される。先端部３１１にはボルト３７が螺合される雌ネジ３１２が形成されている。

切削液供給機構３３は、スピンドル３１の先端部３１１に装着される切削ブレード３０に切削液を供給するものである。切削液供給機構３３は、環状の給水部３４と、フランジ機構３５とを有している。

給水部３４は、スピンドルハウジング３２の先端に装着されてフランジ機構３５の背面３５４に対面し、切削液をフランジ機構３５の背面３５４に向かって噴出する。給水部３４はスピンドルハウジング３２の前面３２１に固定されている。環状の給水部３４は、本体３４１の内部が中空状に形成され、注入口３４２と、噴出口３４３とを有している。注入口３４２は、給水部３４の本体３４１の周面３４４に突出して設けられ、図示しない切削液供給管が連結されている。切削液供給管を経由して供給される切削液は、注入口３４２から給水部３４の本体３４１の内部に注ぎ込まれる。

給水部３４の噴出口３４３は、フランジ機構３５の背面３５４に対面し、給水部３４の本体３４１に円形状に形成されている。例えば、Ｚ軸方向を時計の文字盤における０時および６時とした場合に、噴出口３４３は、図２に示すように、４時〜５時の範囲に２箇所形成されている。被加工物Ｗの表面に残留する切削屑（パーティクルコンタミネーション）の量を実験により調査した結果、噴出口３４３を４時〜５時の範囲に設けたときが最も被加工物Ｗの表面に残留する切削屑を減少させることができた。

フランジ機構３５は、切削ブレード３０を挟持しつつ切削ブレード３０に切削液を供給する。フランジ機構３５は、環状の後フランジ３５１と、環状の前フランジ３５２と、固定ナット３５３とを有している。

後フランジ３５１は、給水部３４を介在してスピンドル３１の先端部３１１に固定されている。例えば、スピンドルハウジング３２の前面３２１に給水部３４が取り付けられた状態で、スピンドル３１のテーパー形状の先端部３１１に後フランジ３５１の挿入口３５１ａが差し込まれ、ナット３７１を介在してボルト３７がスピンドル３１の先端部３１１の雌ネジ３１２に螺合されて、後フランジ３５１の挿入口３５１ａがスピンドル３１の先端部３１１に圧入されて固定される。

後フランジ３５１は、給水部３４から流出した切削液を切削ブレード３０に供給する機能を有し、流入口３５１ｂと、環状の収容部３５１ｃと、流路３５１ｄと、供給口３５１ｅと、供給路３５１ｆとが形成されている。

流入口３５１ｂは、後フランジ３５１の背面３５１ｇに形成されて給水部３４の噴出口３４３に対面している。流入口３５１ｂは、後フランジ３５１の挿入口３５１ａの外周に沿って環状に形成されている。後フランジ３５１の流入口３５１ｂと給水部３４の噴出口３４３との間には、回転する後フランジ３５１が給水部３４に接触しないように、若干の隙間Ｈが形成されている。流入口３５１ｂには、給水部３４の噴出口３４３から切削液が流入される。

収容部３５１ｃは、流入口３５１ｂから流入した切削液を一旦収容するものであり、流入口３５１ｂから奥行方向（Ｙ軸方向）に一定の幅を有して環状に形成されている。すなわち、環状の収容部３５１ｃは、後フランジ３５１の内部が環状に中空状に形成されたものである。流路３５１ｄは、収容部３５１ｃと供給口３５１ｅを切削液が流通可能に連結するものであり、収容部３５１ｃに収容された切削液を供給口３５１ｅへ流す。例えば、流路３５１ｄは、後フランジ３５１の前面３５１ｈに形成された環状の凹部３５１ｉと切削ブレード３０の背面３０１とにより囲まれて形成されている。

供給口３５１ｅは、切削ブレード３０の刃先３０２に切削液を供給するものであり、切削ブレード３０の刃先３０２に近い後フランジ３５１の最外周の周面３５１ｊに放射状に一定間隔を有して複数形成されている。供給口３５１ｅは、放射方向Ｐに一定の長さを有して円筒状に形成され、供給口３５１ｅの先端部３５１ｐは円形に形成されている。

供給路３５１ｆは、後フランジ３５１の収容部３５１ｃに収容された切削液を前フランジ３５２に供給するものであり、後フランジ３５１の収容部３５１ｃから前フランジ３５２に向かって貫通して形成されている。例えば、供給路３５１ｆは、円筒状に形成され、一定の間隔で複数個形成されている。

前フランジ３５２は、後フランジ３５１と組み合わされて切削ブレード３０を挟持すると共に、切削液を切削ブレード３０に供給する。前フランジ３５２と後フランジ３５１とにより切削ブレード３０を挟持した状態で、前フランジ３５２の開口部３５２ａから突出した後フランジ３５１の突出部３５１ｋの雄ネジ３５１ｍに固定ナット３５３が螺合されて前フランジ３５２と後フランジ３５１が結合される。

前フランジ３５２は、前側供給口３５２ｂと、前側流路３５２ｃとが形成されている。前側供給口３５２ｂは、切削ブレード３０の刃先３０２に近い最外周の周面３５２ｄに放射状に一定間隔を有して複数形成され、後フランジ３５１の供給口３５１ｅと対になっている。前側供給口３５２ｂは、放射方向Ｐに一定の長さを有して円筒状に形成され、前側供給口３５２ｂの先端部３５２ｅは円形に形成されている。

前側流路３５２ｃは、前フランジ３５２の背面に形成された環状の凹部３５２ｆと切削ブレード３０の前面３０３とにより囲まれて形成されている。前側流路３５２ｃは、前側供給口３５２ｂに連結されている。また、前側流路３５２ｃは、後フランジ３５１の供給路３５１ｆを介して後フランジ３５１の収容部３５１ｃに連結されている。後フランジ３５１の収容部３５１ｃに収容された切削液は、供給路３５１ｆを経由して前フランジ３５２の前側流路３５２ｃに流れ、さらに前側流路３５２ｃを経由して前側供給口３５２ｂに流れる。

次に、切削液供給機構３３の動作例について説明する。図４は、切削液供給機構の動作例を示す正面図である。スピンドル３１が回転された状態で、切削液が給水部３４の注入口３４２から給水部３４の本体３４１の内部に一定の液圧で注ぎ込まれると、切削液は、４時〜５時の範囲に設けられた給水部３４の噴出口３４３から、回転している後フランジ３５１の流入口３５１ｂを経由して収容部３５１ｃに流れて一旦収容（貯留）される。切削液は、後フランジ３５１の収容部３５１ｃに収容されるとすぐに、回転する後フランジ３５１によって遠心力が働き、後フランジ３５１の収容部３５１ｃから流路３５１ｄを経由して供給口３５１ｅの各々に向けて流れる。各供給口３５１ｅに流れた切削液は、各供給口３５１ｅの先端部３５１ｐから切削ブレード３０の背面３０１側の刃先３０２に向けて放射状に供給される。

また、後フランジ３５１の収容部３５１ｃに収容された切削液は、回転する後フランジ３５１によって遠心力が働いているので、後フランジ３５１の収容部３５１ｃから後フランジ３５１の供給路３５１ｆを経由して前フランジ３５２の前側流路３５２ｃに流れる。前側流路３５２ｃに流れた切削液は前フランジ３５２の前側供給口３５２ｂの各々に流れ、図４に示すように、各前側供給口３５２ｂに流れた切削液Ｋは、各前側供給口３５２ｂの先端部３５２ｅから切削ブレード３０の前面３０３側の刃先３０２に放射状に供給される。

なお、後フランジ３５１の流入口３５１ｂと給水部３４の噴出口３４３との間には、隙間Ｈが形成されているが、噴出口３４３から流入口３５１ｂに向けて一定の噴出圧で切削液が噴出されるので、隙間Ｈから後フランジ３５１の外部に切削液は漏れ難くなっている。また、後フランジ３５１および前フランジ３５２が高速回転されて供給口３５１ｅおよび前側供給口３５２ｂから切削液が供給されることにより流入口３５１ｂには負圧が働くので、切削液が噴出口３４３から流入口３５１ｂに円滑に流れる。

以上のように、実施形態に係る切削液供給機構３３によれば、切削ブレード３０を挟持するフランジ機構３５から切削ブレード３０へ切削液を放射状に供給することで、切削液を切削ブレード３０に効率的に供給できる。従って、切削ブレード３０の加工熱を十分に冷却できると共に、被加工物Ｗの表面に残留する切削屑を効果的に除去できる。

また、後フランジ３５１は切削液を一旦収容する環状の収容部３５１ｃを有するので、スピンドル３１が回転することによって切削液は収容部３５１ｃの内部に均等に行き渡り、収容部３５１ｃに収容された切削液を流路３５１ｄを経由して各供給口３５１ｅに偏りなく流入させることができる。

また、後フランジ３５１の収容部３５１ｃから供給路３５１ｆを経由して前フランジ３５２に切削液を供給しているので、給水部３４を複数設ける必要がなく、切削液供給機構３３の構成を簡素化できる。

また、後フランジ３５１および前フランジ３５２の内側から外側に向けて切削液を供給するので、従来のように切削液を外側から切削ブレード３０に向けて供給する場合と比較して、切削ブレード３０の回転による風等により切削液が阻まれることがなく、切削液を切削ブレード３０や被加工物Ｗに効率的に供給できる。

また、スピンドルハウジング３２に固定した給水部３４から後フランジ３５１に対して切削液を供給するため、従来のスピンドル３１を改造等することなく、切削液供給機構３３をスピンドル３１に装着するだけで容易にフランジからの切削液を供給する機構を実現できる。

なお、給水部３４の噴出口３４３の数（面積）は、後フランジ３５１の供給口３５１ｅに供給すべき切削液の液量によって決定される。例えば、供給口３５１ｅから切削液を十分に噴出できない場合は、噴出口３４３の数（面積）を増加させる。また、噴出口３４３を４時〜５時の範囲に設ける例を説明したが、この範囲以外でもよい。噴出口３４３の位置は、給水部３４の本体３４１を回転させることで、容易に変更することが可能である。

また、後フランジ３５１および前フランジ３５２の両方から切削液を切削ブレード３０に供給する例を説明したが、後フランジ３５１のみから切削液を供給するようにしてもよい。

１切削装置
２チャックテーブル
３切削手段
３０切削ブレード
３１スピンドル
３２スピンドルハウジング
３３切削液供給機構
３４給水部
３４２注入口
３４３噴出口
３５フランジ機構
３５１後フランジ
３５１ｂ流入口
３５１ｃ収容部
３５１ｄ流路
３５１ｅ供給口
３５１ｆ供給路
３５２前フランジ
３５２ｂ前側供給口
３５２ｃ前側流路
Ｗ被加工物
Ｐ放射方向

Claims

スピンドルの先端に装着される切削ブレードに切削液を供給する切削液供給機構であって、
該切削液供給機構は、
該スピンドルの先端に装着され該切削ブレードを挟持しつつ該切削ブレードに切削液を供給するフランジ機構と、
該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングの先端に装着されて該フランジ機構の背面に対面し、該切削液を該フランジ機構の背面に向かって噴出する給水部と、からなり、
該フランジ機構は、
該スピンドルに固定される後フランジと、
該後フランジとで該切削ブレードを挟持する前フランジと、
該前フランジに押圧して固定される固定ナットと、を備え、
該後フランジは、
背面に形成され該給水部に対面する流入口と、該切削ブレードの刃先に近い最外周の周面に複数形成され該切削ブレードの刃先に該切削液を供給する供給口と、該流入口から該供給口へ該切削液が流れる流路と、を備えることを特徴とする切削液供給機構。
該フランジ機構は、該流入口から流入した該切削液を一旦収容する環状の収容部を備え、該収容部から該流路へ該切削液が供給される請求項１記載の切削液供給機構。
該後フランジの該収容部から該前フランジに向かって貫通する供給路が形成され、
該前フランジは、該切削ブレードの刃先に近い最外周の周面に複数形成され該後フランジの該供給口と対になる前側供給口と、該収容部の該供給路から該前側供給口へ該切削液が流れる前側流路と、を備える請求項１または２記載の切削液供給機構。