JP2021016921A - フランジ機構と切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスの容易化を図ることができること。【解決手段】フランジ機構４０は、装着穴２１１を有する円盤状の基台２１２と基台２１２の外周縁に設けられた切り刃２１３とを有する切削ブレード２１をスピンドル２３に装着する。フランジ機構４０は、前後方向に伸長し切削ブレード２１の基台２１２の装着穴２１１に挿通するボス部４３とボス部４３の後方側から径方向外向きに突出する鍔状の部材で、切削ブレード２１と対面する支持面４４１の外周縁に基台２１２を支持する端面４４３を有するフランジ部４４とを有する支持フランジ４２を備える。フランジ部４４は、端面４４３とボス部４３の間に支持面４４１側から背面４４７側まで貫通する貫通穴４４６を複数備え、吸引源２５からの負圧を貫通穴４４６を介して切削ブレード２１に作用させ負圧によって切削ブレード２１をフランジ部４４に固定する。【選択図】図３

Description

本発明は、フランジ機構と切削装置に関する。

シリコン、ガリウムヒ素、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、サファイアなどからなる半導体基板や樹脂パッケージ基板、セラミックス基板など各種板状の被加工物を切削ブレードで切削する切削装置が知られている。切削ブレードは、スピンドルの先端に固定されたフランジ機構を介して装着される。フランジ機構は、例えば、スピンドルに固定される支持フランジと、支持フランジに螺合する固定ナットで切削ブレードを挟持固定する（例えば、特許文献１参照）。

切削ブレードを着脱する際は、固定ナットを所定以上のトルクで螺合し、切削ブレードを離脱する際も、固定ナットを所定の治具で回転させ外すため、所定の治具とトルク測定できる機構を必要とし、オペレータの作業を必要とする。さらに、装着時の固定ナット締め付け時に、切削ブレードが支持フランジに接触しながら連れ回ると、支持フランジの切削ブレードと接触する面が荒れ、切削ブレードの斜め装着や不安定な固定の原因になってしまう恐れがあった。

そこで、固定ナットによる螺合固定ではなく、バキューム固定するバキュームフランジが考案された（例えば、特許文献２参照）。

特許第５２７５６７５号公報 特許第６０６９１２２号公報

しかしながら、特許文献２に示された切削装置では、バキュームフランジの内部に複雑な吸引路を形成する加工は困難であり、高価格に繋がる恐れがある。さらには、吸引路に異物が吸引されて詰まった場合、清掃が困難である、という課題が有った。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、メンテナンスの容易化を図ることができるフランジ機構と切削装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のフランジ機構は、中央に装着穴を有する円盤状の基台と、該基台の外周縁に設けられた切り刃と、を有する切削ブレードをスピンドルの先端に装着するためのフランジ機構であって、前後方向に伸長し該切削ブレードの該基台の該装着穴に挿通する円柱状のボス部と、該ボス部の後方側から径方向外向きに突出する鍔状の部材で、該切削ブレードと対面するボス部側の支持面の外周縁に該切削ブレードの該基台を支持する環状の端面を有するフランジ部と、を備え、該フランジ部は、該端面と該ボス部の間に、該フランジ部を該支持面側から該支持面と反対側の背面側まで貫通する貫通穴を複数備え、該フランジ部の該背面側に作用する吸引源からの負圧を、該貫通穴を介して該切削ブレードに作用させ、負圧によって該切削ブレードを該フランジ部に固定することを特徴とする。

前記フランジ機構では、該貫通穴は、該フランジ部の外周に沿って周方向に複数形成されていても良い。

前記フランジ機構では、該フランジ部の該支持面は該端面と該ボス部との間の環状の領域に凹部を備え、該貫通穴は凹部に開口し、該凹部と該切削ブレードの該基台との間の空間に負圧を作用させても良い。

前記フランジ機構では、該切削ブレードの基台は、該フランジ部の該支持面の該貫通穴に対面する領域に基台凹部を備え、該支持面と該基台凹部との間の空間に負圧が作用しても良い。

本発明のフランジ機構は、中央に装着穴を有する切り刃からなる切削ブレードをスピンドルの先端に装着するためのフランジ機構であって、前後方向に伸長する円柱状のボス部と、該ボス部の後方側から径方向外向きに突出する鍔状の部材で、該切削ブレードと対面する外周縁に該切削ブレードを支持する環状の端面を有するフランジ部と、中央に該ボス部が挿通する装着穴と、外周縁に該フランジ部との間に該切削ブレードを挟持する環状の挟持面とを有した押さえフランジと、を備え、該フランジ部は、該端面と該ボス部の間に、該押さえフランジと対面する対向面側から該対向面と反対側の背面側まで貫通する貫通穴を複数備え、該フランジ部の該背面側に作用する吸引源からの負圧を、該貫通穴を介して該押さえフランジに作用させ、負圧によって該押さえフランジを該フランジ部に固定して、該切削ブレードを該フランジ部に固定することを特徴とする。

本発明の切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルに固定されたフランジ機構を介して装着した切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ユニットと、該チャックテーブルと該切削ユニットとを相対的に加工送りする加工送りユニットとを備える切削装置であって、該切削ユニットは、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と、該スピンドルに固定され、かつ切削ブレードをスピンドルの先端に装着するフランジ機構とを備え、該フランジ機構として、前記フランジ機構を備えることを特徴とする。

前記切削装置では、該フランジ機構に該切削ブレードを装着及び離脱させるブレード着脱ユニットをさらに備え、該吸引源とロータリージョイントの連通を開閉する開閉弁と連動し該ブレード着脱ユニットによる切削ブレードを装着及び離脱させても良い。

本発明は、メンテナンスの容易化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１に示された切削装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。 図３は、図２に示された切削ユニットの要部の断面図である。 図４は、図１に示された切削装置の切削ブレードの着脱動作中のフランジ機構等の断面図である。 図５は、実施形態１の変形例に係る切削装置の切削ユニットの要部の断面図である。 図６は、実施形態２に係る切削装置の切削ユニットの要部の断面図である。

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１〕
本発明の実施形態１に係るフランジ機構と切削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された切削装置の切削ユニットを分解して示す斜視図である。図３は、図２に示された切削ユニットの要部の断面図である。

（切削装置）
実施形態１に係る切削装置１は、図１に示す被加工物２００を切削加工する切削装置である。実施形態１では、被加工物２００は、シリコン、ガリウムヒ素、ＳｉＣ（炭化ケイ素）又はサファイア、などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。被加工物２００は、表面２０１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２０２によって格子状に区画された領域にデバイス２０３が形成されている。

また、本発明の被加工物２００は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状の樹脂パッケージ基板、セラミックス基板、フェライト基板、又はニッケル及び鉄の少なくとも一方を含む基板、ガラス基板等でも良い。実施形態１において、被加工物２００は、裏面２０４が外周縁に環状フレーム２０５が装着された粘着テープ２０６に貼着されて、環状フレーム２０５に支持されている。

図１に示された切削装置１は、被加工物２００をチャックテーブル１０で保持し分割予定ライン２０２に沿って切削ブレード２１で切削加工（加工に相当）する装置である。切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、切削ブレード２１でチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影する撮像ユニット９０と、ブレード交換ユニット７０と、制御ユニット１００とを備える。

また、切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りする加工送りユニットであるＸ軸移動ユニット３０と、切削ユニット２０を水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットであるＹ軸移動ユニット３１と、切削ユニット２０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送りユニットであるＺ軸移動ユニット３２とを少なくとも備える。

チャックテーブル１０は、円盤形状であり、被加工物２００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニット３０により切削ユニット２０の下方の加工領域６３と、切削ユニット２０の下方から離間して被加工物２００が搬入出される搬入出領域６４とに亘ってＸ軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、保持面１１に載置された被加工物２００を吸引、保持する。実施形態１では、チャックテーブル１０は、粘着テープ２０６を介して被加工物２００の裏面２０４側を吸引、保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、図１に示すように、環状フレーム２０５をクランプするクランプ部１２が複数設けられている。

切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２１を着脱自在に装着した切削手段である。切削ユニット２０は、それぞれ、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット３１によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット３２によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット３１及びＺ軸移動ユニット３２などを介して、装置本体から立設した支持フレームに設けられている。切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット３１及びＺ軸移動ユニット３２により、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。

切削ユニット２０は、図２及び図３に示すスピンドル２３に固定されたフランジ機構４０を介して装着した切削ブレード２１でチャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削するものである。切削ユニット２０は、図２及び図３に示すように、スピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル２３と、スピンドル２３に固定され、切削ブレード２１をスピンドル２３の先端に装着するフランジ機構４０とを備える。

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。実施形態１において、切削ブレード２１は、いわゆるハブブレードであり、導電性の金属で構成されかつ中央に装着穴２１１を有する円環（円盤）状の基台２１２と、基台２１２の外周縁に設けられかつ被加工物２００を切削する円環状の切り刃２１３を備える。切り刃２１３は、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材（結合材）とからなり所定厚みに形成されている。また、実施形態１では、基台２１２は、外周面に全周に亘って環状溝２１４が形成されている。

スピンドル２３は、図示しないスピンドルモータにより回転される回転軸となるとともに、先端がスピンドルハウジング２２の先端面２２１より突出している。スピンドル２３の先端は、先端に向かうにしたがって徐々に細く形成されており、先端面に開口したねじ孔２３１が設けられている。

スピンドルハウジング２２は、Ｙ軸移動ユニット３１及びＺ軸移動ユニット３２によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられている。スピンドルハウジング２２は、スピンドル２３の先端を除く部分及びスピンドルモータ等を収容し、スピンドル２３を軸心２３２回りに回転可能に支持する。また、実施形態１では、スピンドルハウジング２２は、先端面２２１に排気用隙間２２２が開口している。排気用隙間２２２は、スピンドル２３の外周面との間にスピンドル２３の全周に亘って設けられている。

フランジ機構４０は、ロータリージョイント４１と、支持フランジ４２とを備える。ロータリージョイント４１は、支持フランジ４２に切削ブレード２１を固定するための吸引力を伝達するものである。

ロータリージョイント４１は、スピンドル２３が貫通する穴を備える板状のフランジ部４１１と、フランジ部４１１と内縁から立設した円筒状ボス部４１２とを一体に備えている。フランジ部４１１は、内側にスピンドル２３の先端を内側に通した状態でスピンドルハウジング２２の先端面２２１に重ねられる。ロータリージョイント４１は、図示しないねじがフランジ部４１１に設けられた貫通孔４１３を通り先端面２２１に設けられたねじ孔２２３にねじ込まれることで、スピンドルハウジング２２に固定される。ロータリージョイント４１は、スピンドル２３と同軸に配置される。

また、ロータリージョイント４１の円筒状ボス部４１２には、開閉弁２４を介して真空ポンプ等で構成された吸引源２５と接続された吸引パイプ４１４と、吸引パイプ４１４に連通した吸引路４１５とが設けられている。開閉弁２４は、吸引源２５とロータリージョイント４１の連通を開閉するものである。吸引パイプ４１４は、一端が円筒状ボス部４１２の外周面に連なっている。

吸引路４１５は、図３に示すように、円筒状ボス部４１２の外周面に開口して吸引パイプ４１４に連通するとともに、円筒状ボス部４１２の径方向に伸びた径方向延在部４１６と、径方向延在部４１６の円筒状ボス部４１２の内周側の先端に連なりかつ円筒状ボス部４１２の周方向に延在した周方向延在部４１７と、複数の吸引力伝達部４１８とを備えている。

径方向延在部４１６と、周方向延在部４１７と、吸引力伝達部４１８とは、円筒状ボス部４１２の内部に設けられた空間であって、吸引源２５からの負圧を伝達する。周方向延在部４１７は、円筒状ボス部４１２の全周に設けられ、環状に形成されている。吸引力伝達部４１８は、周方向延在部４１７に連なりかつ軸心２３２と平行に延在して円筒状ボス部４１２の先端面４１９に開口している。吸引力伝達部４１８は、円筒状ボス部４１２の周方向に等間隔に複数設けられている。

支持フランジ４２は、固定ねじ２６がワッシャ２７内及び中央に設けられた貫通孔４２１を通ってスピンドル２３の先端面に設けられたねじ孔２３１と螺合してスピンドル２３の先端に固定される。支持フランジ４２は、円筒状のボス部４３と、ボス部４３のスピンドルハウジング２２寄りの一端部に設けられたフランジ部４４とを備えている。ボス部４３は、支持フランジ４２が取り付けられたスピンドル２３の軸心２３２と平行な前後方向に伸張するとともに、外観が円柱状に形成されている。

ボス部４３は、基台２１２の装着穴２１１に挿通されて、外周面上に切削ブレード２１が装着される。ボス部４３は、外径が全長に亘って切削ブレード２１の装着穴２１１の内径と略等しく形成されている。なお、ボス部４３の外径が切削ブレード２１の装着穴２１１の内径と略等しいとは、ボス部４３の外周面と装着穴２１１の内周面とが少なくとも複数個所で互いに接触することが可能な程度に外径と内径とが等しいことを示している。

フランジ部４４は、ボス部４３の後方であるスピンドルハウジング２２寄りの一端部から径方向外向きに突出する鍔状の部材である。フランジ部４４は、内側にスピンドル２３の先端部が通されて、固定ねじ２６及びワッシャ２７等によりスピンドル２３の先端に固定される。フランジ部４４の内周面は、スピンドル２３の先端と密に接触するように、スピンドルハウジング２２に向かうにしたがって徐々に内径が大きく形成されている。

フランジ部４４は、装着穴２１１内にボス部４３が通された切削ブレード２１の基台２１２と対面するボス部４３側の支持面４４１と、支持面４４１の外周縁に設けられかつ支持面４４１よりもボス部４３側の突出した支持突起４４２とを有している。支持突起４４２は、支持面４４１の外周縁の全周に設けられて、端面４４３が環状に形成されている。端面４４３は、切削ブレード２１の基台２１２と密に接触して、切削ブレード２１の基台２１２を支持する。

実施形態１では、支持フランジ４２のフランジ部４４の支持面４４１は、端面４４３とボス部４３との間の環状の領域に支持面４４１から凹の凹部４４４を備えている。実施形態１では、凹部４４４は、支持面４４１の外縁部に設けられている。

支持フランジ４２は、ボス部４３を装着穴２１１内に通し、フランジ部４４の支持突起４４２の端面４４３で切削ブレード２１の基台２１２を支持する。このために、支持フランジ４２は、切削ブレード２１を装着すると、基台２１２との間にボス部４３の外周面と支持面４４１と凹部４４４と支持突起４４２とで囲んだ空間４４５を形成する。空間４４５は、フランジ部４４の凹部４４４と切削ブレード２１の基台２１２との間の空間である。

また、支持フランジ４２のフランジ部４４は、凹部４４４に開口した貫通穴４４６を複数備えている。貫通穴４４６は、フランジ部４４の径方向において端面４４３とボス部４３との間に設けられ、フランジ部４４を支持面４４１側から支持面４４１と反対側の背面４４７側まで貫通した孔である。実施形態１では、貫通穴４４６は、フランジ部４４の外周に沿って周方向に複数等間隔に形成されている。貫通穴４４６は、軸心２３２と平行に延在し、ロータリージョイント４１の吸引源２５に接続した吸引路４１５の吸引力伝達部４１８と対向することが可能である。このため、貫通穴４４６は、吸引路２４９及び吸引パイプ４１４を介して吸引源２５と連通して、吸引源２５により吸引される。

このように構成された切削ユニット２０は、支持フランジ４２がフランジ部４４がスピンドル２３の先端を内側に通し、固定ねじ２６等によりスピンドル２３の先端部に固定され、切削ブレード２１の基台２１２の装着穴２１１が支持フランジ４２のボス部４３の外周に嵌合される。切削ユニット２０は、吸引源２５により吸引パイプ４１４、吸引路２４９及び貫通穴４４６とを介して、空間４４５が吸引される。切削ユニット２０は、フランジ部４４の背面４４７側から作用する吸引源２５からの負圧を貫通穴４４６を介して切削ブレード２１に作用させ、負圧によって切削ブレード２１をフランジ部４４に固定する。実施形態１では、切削ユニット２０は、吸引源２５からの負圧を凹部４４４と切削ブレード２１の基台２１２との間の空間４４５に作用させる。

なお、切削ユニット２０のスピンドル２３、支持フランジ４２、ロータリージョイント４１及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。

撮像ユニット９０は、切削ユニット２０と一体的に移動するように、切削ユニット２０に固定されている。撮像ユニット９０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。撮像ユニット９０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影して、被加工物２００と切削ブレード２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を得、得た画像を制御ユニット１００に出力する。

Ｘ軸移動ユニット３０は、チャックテーブル１０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット３１は、切削ユニット２０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット３２は、切削ユニット２０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りするものである。

Ｘ軸移動ユニット３０、Ｙ軸移動ユニット３１及びＺ軸移動ユニット３２は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及びチャックテーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。

また、切削装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニットとを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニットは、モータのパルスで切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、チャックテーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１では、切削装置１の各構成要素のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置を基準とした位置で定められる。

また、切削装置１は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット５１が載置されかつカセット５１をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ５０と、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット６０と、カセット５１に被加工物２００を出し入れするとともに被加工物２００を搬送する図示しない搬送ユニットとを備える。

制御ユニット１００は、切削装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものでもある。なお、制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の各構成要素に出力する。

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

（ブレード交換ユニット）
ブレード交換ユニット７０は、切削ブレード２１を着脱位置に位置付けられた切削ユニット２０のスピンドル２３の先端に固定された支持フランジ４２のボス部４３に着脱するものである。なお、着脱位置とは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置が予め定められた位置であり、切削ユニット２０がブレード交換ユニット７０により切削ブレード２１が着脱される際に位置付けられる位置である。

ブレード交換ユニット７０は、図１に示すように、装置本体から立設した支持フレームの図１中の背面側でかつ加工領域６３よりも搬入出領域６４から離れた位置に設置されている。ブレード交換ユニット７０は、交換前後の切削ブレード２１を保持するブレードストッカ７１と、切削ユニット２０のスピンドル２３に切削ブレード２１を着脱するとともにブレードストッカ７１と切削ユニット２０との間で切削ブレード２１を搬送するブレード着脱ユニット７２とを備える。

ブレードストッカ７１は、切削ブレード２１を保持するブレード保持部７１１を複数備え、実施形態１では、ブレード保持部７１１を２つ備える。なお、ブレードストッカ７１のブレード保持部７１１が保持する切削ブレード２１は、未使用のものの他、既使用であるが寿命に達しておらず使用可能なもの、同種類および／または異種類のものを含む。

実施形態１では、ブレードストッカ７１の２つブレード保持部７１１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に配置されている。２つのブレード保持部７１１は、Ｘ軸方向に間隔をあけて配置されている。ブレード保持部７１５の軸心のＺ軸方向の高さは、着脱位置に位置付けられた切削ユニット２０の軸心のＺ軸方向の高さと等しい。

ブレード着脱ユニット７２は、切削ユニット２０のフランジ機構４０に切削ブレード２１を装着及び離脱させるものある。ブレード着脱ユニット７２は、図１に示すように、ユニット本体７２１と、ユニット本体７２１をＸ軸方向に移動させる移動機構７２２と、一対のブレードチャック７３と、Ｙ軸移動機構７２３を備えている。

移動機構７２２は、Ｘ軸方向に延在しかつユニット本体７２１に設けられたナットと螺合するねじ軸と、ねじ軸を軸心回りに回転することでユニット本体７２１をＸ軸方向に移動させる図示しないモータとを備えて、ブレードチャック７３をブレード保持部７１１とＹ軸方向に沿って対面する位置と、着脱位置の切削ユニット２０のフランジ機構４０とＹ軸方向に対面する位置とに亘ってＸ軸方向に移動させる。

一対のブレードチャック７３は、支持フランジ４２に切削ブレード２１を着脱するものである。実施形態１では、一方のブレードチャック７３は、ブレードストッカ７１に保持された交換用の切削ブレード２１をブレードストッカ７１から取り外して保持し、他方のブレードチャック７３は、切削ユニット２０から切削ブレード２１を取り外し、切削ユニット２０から取り外された交換後の切削ブレード２１を保持する。実施形態１では、一対のブレードチャック７３の軸心は、Ｙ軸方向と平行に配置され、互いにＸ軸方向に間隔をあけて配置されている。

ブレードチャック７３は、切削ブレード２１の基台２１２の外周面の環状溝２１４を把持する複数（実施形態１では、４個）の把持部材７３１を備え、Ｙ軸移動機構７２３によりＹ軸方向に移動される。

把持部材７３１は、直線状に延在したアーム状に形成され、先端部で切削ブレード２１の基台２１２の外周面に設けられた環状溝２１４を把持する。把持部材７３１は、長手方向がＹ軸方向と平行に配置され、周方向に等間隔に配置され、互いに連動して径方向の内側に移動されるとともに、外側に移動させる。即ち、複数の把持部材７３１は、同時に径方向の内側に移動する、又は、径方向の外側に移動する。

各ブレードチャック７３は、複数の把持部材７３１を径方向の内側に移動させて、把持爪で基台２１２の外周面の環状溝２１４を把持して、切削ブレード２１を保持する。各ブレードチャック７３は、複数の把持部材７３１を径方向の外側に移動させて、把持爪での基台２１２の外周面の環状溝２１４の把持を解除して、切削ブレード２１の保持を解除する。Ｙ軸移動機構７２３は、移動機構７２２によりＸ軸方向に移動する。

各ブレードチャック７３の軸心のＺ軸方向の高さは、ブレード保持部７１５の軸心のＺ軸方向の高さ、及び着脱位置に位置付けられた切削ユニット２０の軸心のＺ軸方向の高さと等しい。

（切削装置の加工動作）
切削装置１は、オペレータが、加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、切削加工前の被加工物２００をカセット５１に収容して、カセット５１をカセットエレベータ５０の上面に設置し、ブレード交換ユニット７０のブレードストッカ７１のブレード保持部７４に交換用の切削ブレード２１を取り付ける。

その後、切削装置１は、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に加工動作を開始する。切削装置１は、加工動作を開始すると、搬送ユニットがカセット５１内から被加工物２００を搬入出領域６４のチャックテーブル１０に搬送し、粘着テープ２０６を介して裏面２０４側をチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持するとともに、クランプ部１２で環状フレーム２０５をクランプする。

加工動作では、切削装置１は、Ｘ軸移動ユニット３０がチャックテーブル１０を加工領域６３に向かって移動して、撮像ユニット９０が被加工物２００を撮影して、撮像ユニット９０が撮影して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。切削装置１は、分割予定ライン２０２に沿って被加工物２００と切削ユニット２０とを相対的に移動させながら、切削ブレード２１を各分割予定ライン２０２に切り込ませて被加工物２００を個々のデバイス２０３に分割する。切削装置１は、個々のデバイス２０３に分割された被加工物２００を搬送ユニットがチャックテーブル１０から洗浄ユニット６０に搬送し、洗浄ユニット６０が被加工物２００を洗浄する。

切削装置１は、搬送ユニットが切削加工後で洗浄後の被加工物２００を洗浄ユニット６０からカセット５１まで搬送し、カセット５１内に収容する。切削装置１は、切削ユニット２０等がカセット５１内に収容した被加工物２００を順に切削加工すて、カセット５１内の全ての被加工物２００の切削加工が完了すると加工動作を終了する。

（切削ブレードの着脱動作）
図４は、図１に示された切削装置の切削ブレードの着脱動作中のフランジ機構等の断面図である。実施形態１において、切削装置１は、制御ユニット１００が加工動作中に、切削ユニット２０の切削ブレード２１がブレード交換タイミングであると判定すると切削ブレード２１の着脱動作を実施する。ブレード交換タイミングは、切削ユニット２０の切削ブレード２１を交換するタイミングであることをいう。ブレード交換タイミングは、例えば、予め設定された数の被加工物２００を切削する毎や、測定された切削ブレード２１の外径が事前に設定した数値を下回ったとき等であり、加工内容情報の一部として制御ユニット１００に登録される。また、本発明のブレード交換タイミングは、まさに１枚の被加工物２００を加工している途中でも良く、複数の被加工物２００を連続して加工する際に、被加工物２００を交換するタイミングでも良い。

着脱動作は、切削ユニット２０の切削ブレード２１を取り外し、ブレードストッカ７１に保持された交換用の切削ブレード２１を切削ユニット２０に取り付ける動作である。即ち、切削ブレード２１の着脱動作は、ブレードストッカ７１に保持された切削ブレード２１と、切削ユニット２０に装着された切削ブレード２１とを交換する動作である。

着脱動作では、切削装置１は、切削ユニット２０のスピンドル２３の回転を停止し、切削ユニット２０を着脱位置に位置付ける。このとき、開閉弁２４は、開いて、吸引源２５の負圧により切削ブレード２１が吸引保持されている。着脱動作では、切削装置１は、移動機構７２２によりブレード着脱ユニット７２をＸ軸方向に移動して、ブレード着脱ユニット７２のブレードチャック７３をブレードストッカ７１のブレード保持部７４とＹ軸方向に対向させる。

切削装置１は、Ｙ軸移動機構７２３により一方のブレードチャック７３をＹ軸方向にブレード保持部７１１に近付けて、一方のブレードチャック７３で交換用の切削ブレード２１を保持した後、一方のブレードチャック７３をブレード保持部７１１からＹ軸方向に遠ざける。切削装置１は、移動機構７２２によりブレード着脱ユニット７２をＸ軸方向に移動して、他方のブレードチャック７３を着脱位置の切削ユニット２０とＹ軸方向に対向させる。

切削装置１は、Ｙ軸移動機構７２３により他方のブレードチャック７３をＹ軸方向に切削ユニット２０に近付け、他方のブレードチャック７３でフランジ機構４０に装着されている切削ブレード２１を保持する。切削装置１は、開閉弁２４を閉じて、切削ユニット２０の切削ブレード２１の吸引保持を停止し、他方のブレードチャック７３を着脱位置の切削ユニット２０からＹ軸方向に沿って遠ざけて、図４に例示するように、切削ユニット２０から切削ブレード２１を取り外す。

切削装置１は、移動機構７２２によりブレード着脱ユニット７２をＸ軸方向に移動して、図４に例示するように、交換用の切削ブレード２１を保持した一方のブレードチャック７３を、着脱位置の切削ブレード２１が取り外された切削ユニット２０とＹ軸方向に対向させる。切削装置１は、一方のブレードチャック７３を着脱位置の切削ユニット２０にＹ軸方向に沿って近付けて、交換用の切削ブレード２１の基台２１２の装着穴２１１内にスピンドル２３の先端部を通して、交換用の切削ブレード２１の基台２１２を支持フランジ４２の支持突起４４２の端面４４３に密に接触させる。

切削装置１は、開閉弁２４を開いて、切削ユニット２０に交換用の切削ブレード２１を吸引保持し、一方のブレードチャック７３の交換用の切削ブレード２１の保持を解除して、Ｙ軸移動機構７２３により一方のブレードチャック７３を着脱位置の切削ユニット２０からＹ軸方向に沿って遠ざけて、切削ユニット２０に交換用の切削ブレード２１を取り付ける。こうして、着脱動作では、切削装置１は、開閉弁２４の開閉と連動して、ブレード着脱ユニット７２による切削ブレード２１をフランジ機構４０に装着及びフランジ機構４０から離脱させる。

切削装置１は、移動機構７２２によりブレード着脱ユニット７２をＸ軸方向に移動して、切削ユニット２０から取り外された交換後の切削ブレード２１を保持した他方のブレードチャック７３をブレードストッカ７１のブレード保持部７４とＹ軸方向に対向させる。切削装置１は、Ｙ軸移動機構７２３により他方のブレードチャック７３をブレード保持部７４にＹ軸方向に沿って近付けて、ブレード保持部７４に交換後の切削ブレード２１を保持した後、他方のブレードチャック７３の交換後の切削ブレード２１の保持を解除する。切削装置１は、他方のブレードチャック７３をブレード保持部７４からＹ軸方向に沿って遠ざけて、着脱動作を完了する。

以上説明したように、実施形態１に係るフランジ機構４０は、切削ブレード２１を支持フランジ４２のフランジ部４４に負圧により吸引保持するので、切削ブレード２１の着脱が容易であり、ナットを螺合して切削ブレードを固定する場合のようにナット回転時に切削ブレード２１が連れ回ってフランジ部４４の端面４４３を荒らすことがないという効果を奏する。その結果、フランジ機構４０は、切削ブレード２１の斜め固定等の不安定な固定を抑制することができる。

また、フランジ機構４０は、支持フランジ４２のフランジ部４４の貫通穴４４６から切削ブレード２１の基台２１２を吸引するため、単純な機構の支持フランジ４２になり、製造が容易でメンテナンスも容易になるという効果を奏する。また、フランジ機構４０は、貫通穴４４６が軸心２３２と平行であるので、支持フランジ４２の構成の単純化を図ることができる。その結果、フランジ機構４０は、貫通穴４４６内の異物を簡単の除去でき、メンテナンスの容易化を図ることができるという効果を奏する。

また、フランジ機構４０は、貫通穴４４６を周方向に等間隔に複数配置することで、切削ブレード２１の基台２１２が撓んだり斜めになる恐れがない。また、フランジ機構４０は、支持面４４１の端面４４３とボス部４３との間の環状の領域に凹部４４４を設けることで吸引源２５で吸引する空間４４５を広げることができ、基台２１２を面で吸引でき、強力な切削ブレード２１の吸引保持も可能にした。

また、フランジ機構４０は、切削ブレード２１を固定する際にナットが不要になったことで、切削ブレード２１の着脱な容易になり、ブレード着脱ユニット７２を備える切削装置１のナットの着脱機構が不要になるため、シンプルな構造のブレード着脱ユニット７２にすることを可能とした。

また、フランジ機構４０及び切削装置１は、切削ブレード２１を支持フランジ４２のフランジ部４４に負圧により吸引保持するので、切削ブレード２１を着脱する際に固定ナットを所定以上のトルクで螺合し、切削ブレード２１を離脱する際も固定ナットを所定の治具で回転させて外す必要がなく、所定の治具とトルク測定できる機構を不要とし、オペレータの作業を不要とする。さらに、フランジ機構４０及び切削装置１は、切削ブレード２１を支持フランジ４２のフランジ部４４に負圧により吸引保持するので、装着時の固定ナット締め付け時に、切削ブレード２１が支持フランジ４２に接触しながら連れ回るおそれがなく、支持フランジ４２の切削ブレード２１と接触する面が荒れることもなく、切削ブレード２１の斜め装着や不安定な固定を抑制することができる。

実施形態１に係る切削装置１は、前述したフランジ機構４０を備えるので、貫通穴４４６内の異物を簡単の除去でき、メンテナンスの容易化を図ることができるという効果を奏する。

〔変形例〕
本発明の実施形態１の変形例に係るフランジ機構を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態１の変形例に係る切削装置の切削ユニットの要部の断面図である。なお、図５は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

変形例に係る切削装置１のフランジ機構４０は、図５に示すように、切削ブレード２１の基台２１２が、支持フランジ４２のフランジ部４４の支持面４４１の貫通穴４４６の対面する領域に基台凹部２１５を備え、支持面４４１と凹部４４４と基台凹部２１５等との間の空間４４５に吸引源２５からの負圧が作用すること以外、実施形態１と同じである。

変形例に係るフランジ機構４０は、貫通穴４４６が軸心２３２と平行であるので、支持フランジ４２の構成の単純化を図ることができ、実施形態１と同様に、貫通穴４４６内の異物を簡単の除去でき、メンテナンスの容易化を図ることができるという効果を奏する。

また、変形例に係るフランジ機構４０は、切削ブレード２１の基台２１２に基台凹部２１５を設けることで吸引源２５で吸引する空間４４５を広げることができ、基台２１２を面で吸引でき、強力な切削ブレード２１の吸引保持を可能にすることができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図６は、実施形態２に係る切削装置の切削ユニットの要部の断面図である。なお、図６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る切削装置１は、図６に示すように、切削ブレード２１−２が切り刃２１３のみからなるワッシャーブレードであり、切削ブレード２１−２をスピンドル２３に装着するためのフランジ機構４０−２が、切削ブレード２１−２を支持フランジ４２の支持突起４４２の端面４４３との間に挟持する押さえフランジ４５を備え、各ブレードチャックが切削ブレード２１−２を吸引源からの負圧により吸引保持すること以外、実施形態１と同じである。

切削ブレード２１−２は、中央に装着穴２１６を有する。支持フランジ４２は、ボス部４３の一端部側に切削ブレード２１の装着穴２１６が挿通される環状支持部４４８を備える。支持フランジ４２の端面４４３は、切削ブレード２１−２を支持する。

押さえフランジ４５は、図６に示すように、中央に内側に支持フランジ４２のボス部４３が通されてボス部４３が挿通される装着穴４５１と、外周縁にフランジ部４４の端面４４３との間に切削ブレード２１を挟持する環状の挟持面４５２とを有している。

また、実施形態２では、貫通穴４４６−２は、端面４４３とボス部４３との間に設けられ、フランジ部４４の押さえフランジ４５の挟持面４５２よりも内周側と対面する対向面４４９から対向面４４９と反対側の背面４４７側までフランジ部４４を貫通している。なお、対向面４４９は、環状支持部４４８よりも内周側に配置されている。

実施形態２に係る切削装置１の切削ユニット２０は、吸引源２５により吸引パイプ４１４、吸引路２４９及び貫通穴４４６−２とを介して、フランジ部４４の対向面４４９と押さえフランジ４５との間の空間４５０を吸引して、押さえフランジ４５に作用させ、負圧によって押さえフランジ４５をフランジ部４４に吸引固定することで、切削ブレード２１をフランジ部４４に固定する。

また、押さえフランジ４５は、挟持面４５２に開口して貫通しブレードチャック７３により切削ブレード２１とともに吸引保持される吸引保持用孔４５３が複数設けられている。

実施形態２に係るフランジ機構４０−２は、貫通穴４４６−２が軸心２３２と平行であるので、支持フランジ４２の構成の単純化を図ることができ、実施形態１と同様に、貫通穴４４６−２内の異物を簡単の除去でき、メンテナンスの容易化を図ることができるという効果を奏する。

実施形態２に係る切削装置１は、ブレードチャック７３が切削ブレード２１−２とともに押さえフランジ４５を吸引保持するので、基台を備えないワッシャーブレードである切削ブレード２１−２も交換することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削ユニット
２１，２１−２ 切削ブレード
２３ スピンドル
２４ 開閉弁
２５ 吸引源
３０ Ｘ軸移動ユニット（加工送りユニット）
４０，４０−２ フランジ機構
４３ ボス部
４４ フランジ部
４５ 押さえフランジ
７２ ブレード着脱ユニット
２１１ 装着穴
２１２ 基台
２１３ 切り刃
２１５ 基台凹部
２１６ 装着穴
４４１ 支持面
４４３ 端面
４４４ 凹部
４４５ 空間
４４６，４４６−２ 貫通穴
４４７ 背面
４４９ 対向面
４５１ 装着穴
４５２ 挟持面

Claims (7)

1. 中央に装着穴を有する円盤状の基台と、該基台の外周縁に設けられた切り刃と、を有する切削ブレードをスピンドルの先端に装着するためのフランジ機構であって、
   前後方向に伸長し該切削ブレードの該基台の該装着穴に挿通する円柱状のボス部と、
   該ボス部の後方側から径方向外向きに突出する鍔状の部材で、該切削ブレードと対面するボス部側の支持面の外周縁に該切削ブレードの該基台を支持する環状の端面を有するフランジ部と、を備え、
   該フランジ部は、
   該端面と該ボス部の間に、該フランジ部を該支持面側から該支持面と反対側の背面側まで貫通する貫通穴を複数備え、
   該フランジ部の該背面側に作用する吸引源からの負圧を、該貫通穴を介して該切削ブレードに作用させ、負圧によって該切削ブレードを該フランジ部に固定するフランジ機構。
2. 該貫通穴は、該フランジ部の外周に沿って周方向に複数形成されている請求項１に記載のフランジ機構。
3. 該フランジ部の該支持面は該端面と該ボス部との間の環状の領域に凹部を備え、該貫通穴は凹部に開口し、該凹部と該切削ブレードの該基台との間の空間に負圧を作用させる請求項１又は請求項２に記載のフランジ機構。
4. 該切削ブレードの基台は、該フランジ部の該支持面の該貫通穴に対面する領域に基台凹部を備え、該支持面と該基台凹部との間の空間に負圧が作用する請求項１又は請求項２に記載のフランジ機構。
5. 中央に装着穴を有する切り刃からなる切削ブレードをスピンドルの先端に装着するためのフランジ機構であって、
   前後方向に伸長する円柱状のボス部と、
   該ボス部の後方側から径方向外向きに突出する鍔状の部材で、該切削ブレードと対面する外周縁に該切削ブレードを支持する環状の端面を有するフランジ部と、
   中央に該ボス部が挿通する装着穴と、外周縁に該フランジ部との間に該切削ブレードを挟持する環状の挟持面とを有した押さえフランジと、を備え、
   該フランジ部は、
   該端面と該ボス部の間に、該押さえフランジと対面する対向面側から該対向面と反対側の背面側まで貫通する貫通穴を複数備え、
   該フランジ部の該背面側に作用する吸引源からの負圧を、該貫通穴を介して該押さえフランジに作用させ、負圧によって該押さえフランジを該フランジ部に固定して、該切削ブレードを該フランジ部に固定するフランジ機構。
6. 被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルに固定されたフランジ機構を介して装着した切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ユニットと、該チャックテーブルと該切削ユニットとを相対的に加工送りする加工送りユニットとを備える切削装置であって、
   該切削ユニットは、
   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と、
   該スピンドルに固定され、かつ切削ブレードをスピンドルの先端に装着するフランジ機構とを備え、
   該フランジ機構として、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のフランジ機構を備える切削装置。
7. 該フランジ機構に該切削ブレードを装着及び離脱させるブレード着脱ユニットをさらに備え、該吸引源とロータリージョイントの連通を開閉する開閉弁と連動し該ブレード着脱ユニットによる切削ブレードを装着及び離脱させる請求項６に記載の切削装置。

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