JP2020171993A - 基台付きブレード - Google Patents

Abstract

【課題】基台とブレードとの位置合わせを簡易に行うことが可能な基台付きブレードを提供する。【解決手段】回転軸に装着される基台付きブレードであって、環状の基台と、基台の第１面側に固定され中央に開口部が形成された環状のブレードと、を有し、基台は、基台の第１面から突出し外周縁の形状がブレードの開口部の形状に対応する凸部を有し、凸部は、凸部の外周縁に沿って形成されたねじ部を有し、凸部がブレードの開口部に挿入されることで基台とブレードとの位置合わせが行われるとともに、ねじ部にブレードを固定するための固定ナットが締め付けられることで基台とブレードとが固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸に装着される基台付きブレードに関する。

ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の複数のデバイスを備える半導体ウェーハを分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）によって被覆して形成されるパッケージ基板を分割することにより、モールド樹脂で覆われたデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。

上記の半導体ウェーハやパッケージ基板に代表される被加工物の分割には、例えば、被加工物を切削するブレードが装着される回転軸（スピンドル）を備えた切削装置が用いられる。回転軸に装着されたブレードを回転させて被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削される。

被加工物の切削に用いられるブレードとしては、ダイヤモンド等でなる砥粒がニッケル等のめっきで固定された切刃を備える電鋳ハブブレードや、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材によって固定された切刃からなる環状のブレード等が知られている。被加工物を切削する際には、被加工物の材質等に応じて適切なブレードが適宜選択される。

電鋳ハブブレードは、アルミニウム等でなる円盤状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成されており、切削装置が備える回転軸の先端部に固定されたブレードマウントに装着される。一方、環状のブレードは、ブレードマウントが備えるフランジ部（固定フランジ）と、脱着フランジとによって挟み込まれるように、回転軸の先端部に装着される。

上記のように、電鋳ハブブレードと環状のブレードとでは回転軸への装着方法が異なり、回転軸に固定されるブレードマウントの形状、寸法等もブレードの種類に応じて異なる。そのため、例えば電鋳ハブブレードを環状のブレードに交換する際には、ブレードマウントの交換も行う必要があり、ブレードの交換作業の効率が悪い。

そこで、近年では、環状のブレードが円盤状の基台に接着された基台付きブレードが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この基台付きブレードを用いると、電鋳ハブブレード用のブレードマウントに環状のブレードを装着することが可能となり、ブレードマウントの交換が不要となる。

特開２０１２−１３５８３３号公報

上記の基台付きブレードは、基台とブレードとを接着剤を介して貼り合わせることによって製造されるが、このとき、基台とブレードとの位置合わせを行う必要がある。そこで、基台とブレードとの貼り合わせには、ブレードを基台の所定の位置に接触させるための治具が用いられる。

しかしながら、基台とブレードとの位置合わせに治具を用いる場合、基台付きブレードの寸法に合わせて治具を設計する作業や、治具に基台及びブレードを装着する作業が必要となる。これにより、基台とブレードとの貼り合わせが煩雑になり、基台付きブレードの生産効率が低下する。

また、貼り合わせを行う際、接着剤が基台とブレードとに挟まれて広がり、基台とブレードとの結合領域からはみ出すことがある。この場合、接着剤がブレードの外周部に付着して加工に悪影響を与えたり、ブレードの見た目が悪化したりするなど、基台付きブレードの品質が低下する恐れがある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、基台とブレードとの位置合わせを簡易に行うことが可能な基台付きブレードの提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、回転軸に装着される基台付きブレードであって、環状の基台と、該基台の第１面側に固定され中央に開口部が形成された環状のブレードと、を有し、該基台は、該第１面から突出し外周縁の形状が該開口部の形状に対応する凸部を有し、該凸部は、該外周縁に沿って形成されたねじ部を有し、該凸部が該開口部に挿入されることで該基台と該ブレードとの位置合わせが行われるとともに、該ねじ部に該ブレードを固定するための固定ナットが締め付けられることで該基台と該ブレードとが固定される基台付きブレードが提供される。

なお、好ましくは、該ねじ部は、該固定ナットを該ねじ部に締め付けるときの該固定ナットの回転方向が、該回転軸の回転方向と逆方向になるように形成されている。また、好ましくは、該回転軸の先端部には、外周部に環状の凸部が設けられた円盤状のフランジ部と、該フランジ部の中央から突出する支持軸と、を備えるブレードマウントが固定され、該固定ナットの直径は、該フランジ部の凸部の内径よりも大きく、該支持軸が該開口部に挿入されると、該固定ナットが該フランジ部の凸部の先端面と接触する。

本発明の一態様に係る基台付きブレードは、環状の基台と、基台の第１面側に固定され中央に開口部が形成された環状のブレードと、を有し、基台は、基台の第１面から突出し外周縁の形状がブレードの開口部の形状に対応する凸部を有する。また、凸部は外周縁に沿って形成されたねじ部を有する。

上記の基台付きブレードでは、基台の凸部がブレードの開口部に挿入されることで基台とブレードとの位置合わせが行われるため、位置合わせを行うための治具が不要となる。これにより、基台とブレードとの位置合わせを簡易に行うことが可能となる。また、上記の基台付きブレード２では、基台の凸部のねじ部に固定ナットが締め付けられることで基台とブレードとが固定されるため、基台とブレードとの固定に接着剤を用いる必要がない。これにより、接着剤に起因する基台付きブレードの品質低下が防止される。

基台付きブレードを示す分解断面図である。 基台とブレードとが固定された基台付きブレードを示す断面図である。 切削装置を示す斜視図である。 切削ユニットを示す斜視図である。 変形例に係る基台付きブレードを示す分解断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る基台付きブレードの構成例について説明する。図１は、基台付きブレード２を示す分解断面図である。

基台付きブレード２は、環状の基台４と、環状のブレード６とを備える。基台４は、例えばアルミニウム等でなり、互いに平行な第１面４ａ及び第２面４ｂと、外周縁４ｃとを備える。また、基台４の中央には、基台４を第１面４ａから第２面４ｂまで貫通する円形の開口部４ｄが形成されている。

開口部４ｄの周囲には、第１面４ａからブレード６側に突出する環状の凸部４ｅが、開口部４ｄを囲むように設けられている。凸部４ｅは、開口部４ｄの輪郭に沿って形成されており、環状の外周縁４ｆを備える。また、凸部４ｅは、その先端側に外周縁４ｆに沿って形成されたねじ部４ｇを備える。

ブレード６は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）等でなる砥粒を、金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材によって固定して形成される。ただし、ブレード６に含まれる砥粒やボンド材に制限はなく、基台付きブレード２の仕様等に合わせて適宜選択される。

ブレード６は、互いに平行な第１面６ａ及び第２面６ｂと、外周縁６ｃとを備える。また、ブレード６の中央には、ブレード６を第１面６ａから第２面６ｂまで貫通する円形の開口部６ｄが形成されている。

基台４とブレード６とを固定することにより、基台４とブレード６とが一体化した基台付きブレード２が得られる。図２は、基台４とブレード６とが固定された基台付きブレード２を示す断面図である。

基台４の凸部４ｅは、外周縁４ｆの形状がブレード６の開口部６ｄに対応するように形成されている。例えば凸部４ｅは、外周縁４ｆの直径と開口部６ｄの直径とが等しく、外周縁４ｆの形状と開口部６ｄの輪郭の形状とが一致するように形成される。そして、基台４とブレード６とを固定する際は、凸部４ｅが開口部６ｄに挿入されるように、基台４とブレード６とを接触させる。

凸部４ｅが開口部６ｄに挿入されると、凸部４ｅの外周縁４ｆが開口部６ｄの内部でブレード６と接触し、基台４とブレード６とが互いに所定の位置関係で配置される。これにより、基台４とブレード６との位置合わせが行われる。

上記のように、本実施形態に係る基台付きブレード２では、基台４の凸部４ｅをブレード６の開口部６ｄに挿入することにより、基台４とブレード６との位置合わせが行われる。そのため、位置合わせを行うための治具が不要となり、基台４とブレード６との位置合わせを簡易に行うことが可能となる。

なお、ブレード６の外周縁６ｃの直径は、基台４の外周縁４ｃの直径よりも大きい。そのため、基台４とブレード６とを結合すると、ブレード６の外周縁６ｃは基台４の外周縁４ｃよりも基台４の半径方向外側に配置され、外周縁４ｃから突出する。

基台付きブレード２を用いて被加工物の加工を行う際には、ブレード６をドレッサーボードに切り込ませて摩耗させ、ブレード６の形状を回転軸と同心状に整える作業（真円出し）が行われる。そのため、基台４とブレード６とが固定された段階では、必ずしも基台４の中心とブレード６の中心とが完全に一致していなくてもよい。

次に、凸部４ｅのねじ部４ｇに固定ナット８を締め付けることにより、基台４とブレード６とを固定する。固定ナット８は、環状に形成されており、固定ナット８の中央部には凸部４ｅの外周縁４ｆに対応する円形の開口部８ａが形成されている。また、開口部８ａには、基台４の凸部４ｅに形成されたねじ部４ｇに対応するねじ溝が設けられている。

ここで、基台４の凸部４ｅは、その高さ（図２で左右方向の長さ）がブレード６の開口部６ｄの幅（図２で左右方向の長さ）よりも大きくなるように形成されている。そのため、凸部４ｅを開口部６ｄに挿入すると、凸部４ｅの先端がブレード６の第２面６ｂ側から突出する。そして、この突出した凸部４ｅの先端部には、外周縁４ｆに沿ってねじ部４ｇが形成されている。

ブレード６の開口部６ｄに基台４の凸部４ｅを挿入した状態で、固定ナット８を凸部４ｅの先端に位置付けて回転させると、固定ナット８がブレード６に向かってねじ部４ｇに締め付けられる。これにより、ブレード６が基台４と固定ナット８とによって挟み込まれ、基台４とブレード６とが固定される。

従来のように、基台４とブレード６とを接着剤を介して貼り合わせる場合、貼り合わせ時に接着剤が基台４とブレード６とに挟まれて広がり、基台４とブレード６との結合領域からはみ出すことがある。この場合、接着剤がブレード６の外周部に付着して加工に悪影響を与えたり、ブレード６の見た目が悪化したりするなど、基台付きブレードの品質が低下する恐れがある。

一方、本実施形態に係る基台付きブレード２では、基台４の凸部４ｅに形成されたねじ部４ｇに固定ナット８を締め付けることによって基台４とブレード６とを固定するため、基台４とブレード６との固定に接着剤を用いる必要がない。これにより、接着剤に起因する基台付きブレード２の品質低下を防止できる。

なお、ねじ部４ｇは、固定ナット８をねじ部４ｇに締め付けるときの固定ナット８の回転方向が、基台付きブレード２が装着される回転軸４０（図４参照）の回転方向と逆方向になるように形成されることが好ましい。これにより、基台付きブレード２を基台付きブレード２によって加工する際、回転軸４０の回転によって固定ナット８の締結が緩むことを防止できる。

次に、基台付きブレード２を用いて被加工物を切削する切削装置の構成例について説明する。図３は、被加工物１１を切削する切削装置２０を示す斜視図である。

切削装置２０によって切削される被加工物１１の例としては、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスを備える半導体ウェーハや、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）基板等のパッケージ基板が挙げられる。ただし、被加工物１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、被加工物１１はセラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板等であってもよい。

切削装置２０は、各構成要素を支持する基台２２を備え、基台２２の上方には基台２２の上面側を覆うカバー２４が設けられている。カバー２４の内部には被加工物１１の加工が行われる空間が形成されており、この空間に基台付きブレード２が装着される切削ユニット２６が配置されている。切削ユニット２６は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構は切削ユニット２６を前後方向（Ｙ軸方向、割り出し送り方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる。

また、切削ユニット２６の下方には、被加工物１１を保持するチャックテーブル２８が設けられている。チャックテーブル２８の上面は被加工物１１を保持する保持面を構成しており、この保持面には吸引路（不図示）を介して吸引源（不図示）が接続されている。被加工物１１をチャックテーブル２８上に配置した状態で、保持面に吸引源の負圧を作用させることにより、被加工物１１がチャックテーブル２８によって吸引保持される。

チャックテーブル２８は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構はチャックテーブル２８を左右方向（Ｘ軸方向、加工送り方向）に沿って移動させる。また、チャックテーブル２８は回転機構（不図示）に接続されており、この回転機構はチャックテーブル２８を鉛直方向（Ｚ軸方向）と概ね平行な回転軸の周りに回転させる。

また、基台２２の前方の角部には、カセットエレベータ３０が設置されている。カセットエレベータ３０の上面には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット３２が載置される。カセットエレベータ３０は昇降可能に構成されており、被加工物１１が適切に搬出及び搬入されるようにカセット３２の高さ（鉛直方向の位置）を調整する。

カバー２４の前面２４ａ側には、ユーザインタフェースとなるタッチパネル式のモニタ３４が設けられている。このモニタ３４は、切削ユニット２６、切削ユニット２６に接続された移動機構、チャックテーブル２８、チャックテーブル２８に接続された移動機構及び回転機構、カセットエレベータ３０等とともに、切削装置２０の各構成要素の動作を制御する制御ユニット（不図示）に接続されている。

図４は、切削ユニット２６を示す斜視図である。切削ユニット２６は、Ｙ軸方向に沿って配置された回転軸（スピンドル）４０を備える。

回転軸４０は、筒状のスピンドルハウジング４２に収容されている。回転軸４０の先端部（一端部）は、スピンドルハウジング４２の外部に露出しており、この回転軸４０の先端部にはブレードマウント４４が固定されている。また、回転軸４０の他端側（基端側）には、回転軸４０を回転させるモータ（不図示）が連結されている。

ブレードマウント４４は、円盤状のフランジ部（固定フランジ）４６と、フランジ部４６の表面４６ａの中央部から突出する支持軸４８とを備える。フランジ部４６の外周部の表面４６ａ側には、表面４６ａから突出する環状の凸部４６ｂが設けられている。凸部４６ｂは、その先端に先端面４６ｃを備えており、先端面４６ｃは表面４６ａに対して概ね平行に形成されている。

支持軸４８は円筒状に形成されており、その先端部の外周面にはねじ部４８ａが設けられている。基台４の開口部４ｄに支持軸４８を挿入すると、基台付きブレード２がブレードマウント４４に装着される。

また、支持軸４８の先端部には環状の固定ナット５０が締結される。固定ナット５０の中央には、支持軸４８の径に対応する円形の開口部５０ａが形成されている。開口部５０ａには、支持軸４８に形成されたねじ部４８ａに対応するねじ溝が設けられている。

支持軸４８が基台４の開口部４ｄ、ブレード６の開口部６ｄ、及び固定ナット８の開口部８ａに挿入された状態で、支持軸４８のねじ部４８ａに固定ナット５０を締結すると、基台４の第１面４ａ（図１等参照）とフランジ部４６の凸部４６ｂとによって基台付きブレード２が挟持される。これにより、ブレード６が回転軸４０の先端部に固定される。

なお、図２に示すように、基台４の凸部４ｅの先端部はブレード６の第２面６ｂから突出しており、この突出した部分に固定ナット８が締結されている。ここで、フランジ部４６の凸部４６ｂの高さは、凸部４ｅの突出量及び固定ナット８の幅（厚さ）よりも大きく設定される。そのため、基台付きブレード２をブレードマウント４４に装着する際、凸部４ｅ又は固定ナット８がフランジ部４６の表面４６ａと接触して基台付きブレード２の装着が阻害されることはない。

切削ユニット２６に基台付きブレード２が装着された状態で、回転軸４０を回転させると、基台付きブレード２が回転軸４０の軸心を中心に回転する。そして、チャックテーブル２８（図３参照）によって保持された被加工物１１に回転するブレード６を切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。

以上のように、本実施形態に係る基台付きブレード２は、環状の基台４と、基台４の第１面４ａ側に固定され中央に開口部６ｄが形成された環状のブレード６と、を有し、基台４は、第１面４ａから突出し外周縁の形状が開口部６ｄの形状に対応する凸部４ｅを有する。また、凸部４ｅは外周縁に沿って形成されたねじ部４ｇを有する。

上記の基台付きブレード２では、基台４の凸部４ｅがブレード６の開口部６ｄに挿入されることで基台４とブレード６との位置合わせが行われるため、位置合わせを行うための治具が不要となる。これにより、基台４とブレード６との位置合わせを簡易に行うことが可能となる。

また、上記の基台付きブレード２では、基台４の凸部４ｅのねじ部４ｇに固定ナット８が締め付けられることで基台４とブレード６とが固定されるため、基台４とブレード６との固定に接着剤を用いる必要がない。これにより、接着剤に起因する基台付きブレード２の品質低下が防止される。

なお、図１及び図２では、固定ナット８の直径（外径）が基台４の直径（外周縁４ｃの直径）よりも小さい例を示しているが、固定ナット８の直径は適宜変更できる。図５は、変形例に係る基台付きブレード２を示す分解断面図である。図５に示す基台付きブレード２では、基台４とブレード６との固定に、その直径が基台４の直径と同等（例えば同一）である固定ナット８が用いられる。

固定ナット８の直径が基台４の直径と同等であると、固定ナット８を締め付けて基台４とブレード６とを固定した際、固定ナット８とブレード６の第２面６ｂとの接触領域が大きくなる。これにより、ブレード６が基台４と固定ナット８とによって強固に挟持され、ブレード６によって被加工物１１を切削する際のブレード６のブレ（振動）の抑制等を図ることができる。

また、固定ナット８の直径は、ブレードマウント４４（図４参照）のフランジ部４６に形成された凸部４６ｂの内径より大きくてもよい。この場合、基台付きブレード２をブレードマウント４４に装着すると、固定ナット８が凸部４６ｂの先端面４６ｃに接触し、ブレード６は凸部４６ｂの先端面４６ｃに接触しない状態となる。これにより、ブレード６に含まれる砥粒が凸部４６ｂの先端面４６ｃに接触して先端面４６ｃの形状が変動することを防止できる。

なお、固定ナット８の外周部が基台４の外周縁４ｃよりも基台４の半径方向外側に突出すると、ブレード６の外周部で被加工物１１を切削する際に、固定ナット８が被加工物１１と接触しやすくなり、加工不良が発生する恐れがある。

そのため、固定ナット８の直径は、基台４の直径以下であることが好ましい。又は、固定ナット８が基台４の外周縁４ｃから基台４の半径方向外側に向かって突出する量（固定ナットの突出量）は、ブレード６が基台４の外周縁４ｃから基台４の半径方向外側に向かって突出する量（ブレードの突出量）の１／２以下であることが好ましい。これにより、切削加工時に固定ナット８が被加工物１１と接触しにくくなり、加工不良の発生を抑制することができる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 基台付きブレード
４ 基台
４ａ 第１面
４ｂ 第２面
４ｃ 外周縁
４ｄ 開口部
４ｅ 凸部
４ｆ 外周縁
４ｇ ねじ部
６ ブレード
６ａ 第１面
６ｂ 第２面
６ｃ 外周縁
６ｄ 開口部
８ 固定ナット
８ａ 開口部
２０ 切削装置
２２ 基台
２４ カバー
２４ａ 前面
２６ 切削ユニット
２８ チャックテーブル
３０ カセットエレベータ
３２ カセット
３４ モニタ
４０ 回転軸（スピンドル）
４２ スピンドルハウジング
４４ ブレードマウント
４６ フランジ部（固定フランジ）
４６ａ 表面
４６ｂ 凸部
４６ｃ 先端面
４８ 支持軸
４８ａ ねじ部
５０ 固定ナット
５０ａ 開口部
１１ 被加工物

Claims (3)

1. 回転軸に装着される基台付きブレードであって、
   環状の基台と、該基台の第１面側に固定され中央に開口部が形成された環状のブレードと、を有し、
   該基台は、該第１面から突出し外周縁の形状が該開口部の形状に対応する凸部を有し、
   該凸部は、該外周縁に沿って形成されたねじ部を有し、
   該凸部が該開口部に挿入されることで該基台と該ブレードとの位置合わせが行われるとともに、該ねじ部に該ブレードを固定するための固定ナットが締め付けられることで該基台と該ブレードとが固定されることを特徴とする基台付きブレード。
2. 該ねじ部は、該固定ナットを該ねじ部に締め付けるときの該固定ナットの回転方向が、該回転軸の回転方向と逆方向になるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の基台付きブレード。
3. 該回転軸の先端部には、外周部に環状の凸部が設けられた円盤状のフランジ部と、該フランジ部の中央から突出する支持軸と、を備えるブレードマウントが固定され、
   該固定ナットの直径は、該フランジ部の凸部の内径よりも大きく、
   該支持軸が該開口部に挿入されると、該固定ナットが該フランジ部の凸部の先端面と接触することを特徴とする請求項１又は２記載の基台付きブレード。