JP2021084170A - ブレード交換ユニット、及び、それを備える切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレードマウントに対する切削ブレードの着脱作業を自動的に実施可能とするブレード交換ユニットにおいて、新規な技術を提案する。【解決手段】 切削ブレード２１のハブ基台２１２を保持する把持手段としての把持部材３３０と、ハブ基台２１２を加熱する加熱面を構成する面状の加熱手段としてのヒーター３４３と、切削ブレード２１を切削ユニット２０のブレードマウント２４の軸方向に移動させる移動手段３５９と、を有するブレード交換ユニット３とする。【選択図】図７

Description

本発明は、切削ブレードを自動で交換するブレード交換ユニット、及び、それを備える切削装置の構成に関する。

従来、例えば、特許文献１に開示されるように、ハブ基台に切り刃を形成してなる切削ブレード（ハブブレード）により、半導体ウェーハなどの被加工物を切削する切削装置が知られている。

特許文献１には、切削ユニットのスピンドルの先端部にブレードマウントが着脱可能に装着され、ブレードマウントのボス部が、切削ブレード（ハブブレード）のハブ基台の貫通孔に貫挿されるとともに、固定ナットをボス部に締結することで、切削ブレードがブレードマウントを介してスピンドルの先端に固定される構成が開示されている。

特許文献１に開示されるような切削ブレードの装着の形態では、ハブ基台の貫通孔の内径（直径）は、ブレードマウントのボス部の外径（直径）よりも大きく構成され、両者の間に遊びを形成する隙間を確保することで（隙間嵌め）、ボス部がスムーズにハブ基台の貫通孔に挿入されるようにしている。

そして、特許文献１では、切削ブレードを自動に交換する切削ブレードの交換装置について開示がされている。

特開２００７−１０５８２９号公報

特許文献１に開示される構成のように、切削ブレードの貫通穴にブレードマウントのボス部に貫挿される構成においては、貫通穴とボス部の嵌合を設計する必要がある。

両者の嵌合を隙間嵌めとすることによれば、切削ブレードの着脱作業は容易なものとなるが、ブレードマウント、及び、ブレードマウントを固定するスピンドルと、切削ブレードの軸芯に生じるズレ量が大きくなることが懸念され、切削ブレードが偏心して高精度な加工ができなくなるという問題が生じる。

他方、両者の嵌合をきついしまり嵌めにすることによれば、偏心の問題は少なくなるが、着脱作業に困難を増すことになる。特に、切削ブレードの切り刃は非常に薄いため、外力を付加した際に衝撃で切り刃を破損させてしまう恐れがある。

さらに、切削ブレードを自動的に装着する装置構成においては、手作業で装着する場合のような力加減の調整が難しく、よりスムーズに装着ができるようにする必要がある。

本発明は、以上に鑑み、ブレードマウントに対する切削ブレードの着脱作業を自動的に実施可能とするブレード交換ユニットにおいて、新規な技術を提案するものである。

本発明の一態様によれば、
切削ブレードのハブ基台を保持する把持手段と、
該ハブ基台を加熱する加熱面を構成する面状の加熱手段と、
該切削ブレードを切削ユニットのブレードマウントの軸方向に移動させる移動手段と、
を有するブレード交換ユニットとする。

また、本発明の一態様によれば、
上記記載のブレード交換ユニットを有する切削装置とする。

本発明の一態様によれば、加熱により切削ブレードの嵌合孔の内径が拡げられているため、ボス部をスムーズに挿入させることができる。特に、しまり嵌めによる固定がされる設計においては優れた取り付け性が実現でき、また、装着された切削ブレードの軸芯のズレが生じ難く高精度な加工が可能となる。また、切削ブレードの取外しも加熱により嵌合孔の内径が拡げられることでスムーズに行うことができる。

切削ブレードの真円出しを行う機能を備える切削装置について示す図である。 被加工物の例について示す図である。 切削ユニットの構成について示す図である。 ブレード交換ユニットの構成について示す図である。 ナットホルダの構成について示す図である。 ブレードホルダの構成について示す図である。 （Ａ）はブレードホルダによる切削ブレードを保持した状態について示す図である。（Ｂ）はブレードホルダによる切削ブレードの装着について示す図である。 ブレード搬送用治具等の構成について説明する図である。 ナットホルダによる締結ナットの締結について示す図である。 切削ブレードを保持したブレード交換ユニットについて示す図である。 切削ブレードの取付け／取外しの手順に関するフローチャート図である。

本発明を実施するための実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、切削ブレードの真円出しを行う機能を備える切削装置１について示すものものである。このように、本発明は、被加工物であるウェーハを連続的に切削加工する切削装置１の構成にて実施する他、切削装置の真円出しのみを実施する装置により実施することとしてもよい。

切削装置１は、図２に示す被加工物２００を切削加工する装置として構成される。被加工物２００は、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等のウェーハである。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、被加工物２００は、ウェーハの他に、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等でもよい。

図２において、被加工物２００の裏面２０４が、外周縁に環状フレーム２１１が装着された粘着テープ２１０に貼着されることにより、被加工物２００が環状フレーム２１１に支持されている。このように、被加工物２００を環状フレーム２１１と一体化することでウェーハユニット２２２が構成され、このウェーハユニット２２２がウェーハカセット６１（図１）に収容される。

図１に示すように、切削装置１は、被加工物２００（図２）を切削する加工ユニット２と、加工ユニット２の切削ユニット２０の消耗品である切削ブレード２１を交換する切削ブレード交換手段であるブレード交換ユニット３と、制御ユニット４とを備える。

図１に示すように、切削装置１は、被加工物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で切削加工するように構成される。加工ユニット２は、被加工物を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０が保持する被加工物をスピンドル２３に装着した切削ブレード２１で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を撮影する撮像ユニット３０とを備える。

図１に示すように、切削装置１は、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図示せぬＸ軸移動ユニットと、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Ｙ軸移動ユニット４０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Ｚ軸移動ユニット５０とを少なくとも備える。

図１に示すように、切削装置１は、切削ユニット２０を２つ備える構成として、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置として構成される。

図１に示すように、チャックテーブル１０は、円盤形状であり、被加工物を保持する保持面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軸移動ユニットにより切削ユニット２０の下方の加工領域９１と、切削ユニット２０の下方から離間して被加工物が搬入出される搬入出領域９２と、に亘りＸ軸方向に移動自在に設けられる。また、チャックテーブル１０は、図示せぬ回転駆動源により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。

図１に示すように、チャックテーブル１０は、図示せぬ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（図２）を吸引、保持する。チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム２１１（図２）をクランプするクランプ部１２が複数設けられている。

図１に示すように、切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０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。一方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体６から立設した門型の支持フレーム５の一側に設けられている。他方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、支持フレーム５の他側に設けられている。

図３に示すように、切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０（図１）及びＺ軸移動ユニット５０（図１）によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング２２と、スピンドルハウジング２２から突出し図示せぬモータにより回転駆動されるスピンドル２３と、スピンドル２３の先端部に装着されるブレードマウント２４とを備える。

図３に示すように、切削ユニット２０は、ブレードマウント２４をスピンドル２３の先端部に固定するマウント固定ナット２５と、ブレードマウント２４に装着される切削ブレード２１と、切削ブレード２１をブレードマウント２４との間で挟んで固定するブレード固定ナット２６とを備える。

図３に示すように、ブレードマウント２４は、円筒状のボス部２４１と、ボス部２４１のスピンドルハウジング２２側の一端部に設けられたフランジ部２４２とを備えている。フランジ部２４２は、ボス部２４１の外径より大径の円環状に形成されている。また、ブレードマウント２４のボス部２４１の他端部の外周には、雄ネジ２４３が形成されている。

図３に示すように、切削ブレード２１は、いわゆるハブブレードとして構成されるものであり、アルミニウム合金等の金属で構成された円環状のハブ基台２１２と、ハブ基台２１２の外周を囲むように形成される円環状の切り刃２１３を備える。ハブ基台２１２は、ブレードマウント２４のボス部２４１に装着するための嵌合孔２１４が中央に設けられている。嵌合孔２１４は、内側にブレードマウント２４のボス部２４１が貫挿される。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。

図３に示すように、切削ブレード２１は、ハブ基台２１２の嵌合孔２１４をブレードマウント２４の円筒状のボス部２４１の外周に嵌合させた状態とし、ブレード固定ナット２６をボス部２４１の雄ネジ２４３に締結することで、ブレードマウント２４に固定される。この状態で、切削ブレード２１は、ブレード固定ナット２６とブレードマウント２４の間で挟持され、切り刃２１３の一側面は、ブレードマウント２４のフランジ部２４２に当接して支持される。

なお、図３に示す構成において、切削ブレード２１の嵌合孔２１４の内径は、ブレードマウント２４のボス部２４１の外径以下に設定され、詳しくは後述するように、切削ブレード２１がブレードマウント２４に対してしまり嵌めされることができる。この他、切削ブレード２１の嵌合孔２１４の内径が、ブレードマウント２４のボス部２４１の外径よりも大きい場合においても、本発明は適用可能である。

図３に示すように、ブレード固定ナット２６には、端面に４個のピン係合孔２６１がそれぞれ９０度の間隔を開けて設けられる。また、ブレード固定ナット２６は円環状に構成され、外周面には環状の係合溝２６２が形成される。

図３に示すように、切削ブレード２１を装着した状態において、スピンドル２３、ブレードマウント２４、切削ブレード２１の軸心は同軸上に配置され、Ｙ軸方向と平行となる。

図１に示すように、撮像ユニット３０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３０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物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−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）撮像素子又はＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭＯＳ）撮像素子である。撮像ユニット３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物を撮影して、被加工物と切削ブレード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４に出力する。

図１に示すように、図示せぬＸ軸移動ユニットは、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４０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５０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。

図１に示すように、図示せぬＸ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０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。

図１に示すように、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せぬ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せぬ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４に出力する。

図１に示すように、切削装置１は、切削前後の被加工物を収容するウェーハカセット６１を昇降可能に支持するカセットエレベータ６０と、切削後の被加工物を洗浄する洗浄ユニット７０と、ウェーハカセット６１に被加工物を出し入れするとともに被加工物を搬送する搬送手段である搬送ユニット８０とを備える。

図１に示すように、ウェーハカセット６１は、被加工物（ウェーハユニット２２２（図２））を収容するための箱状の収容器であり、その開口が搬入出領域９２に対向する状態でカセットエレベータ６０の上面に載置される。

図１に示すように、洗浄ユニット７０は、被加工物を吸引保持するとともに、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転するスピンナーテーブル７１と、スピンナーテーブル７１に吸引保持された被加工物に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルとを備える。

図１に示すように、搬送アーム８１，８２を有する搬送ユニット８０は、被加工物を加工ユニット２に供給するとともに、ウェーハカセット６１、チャックテーブル１０、及び洗浄ユニット７０の間で被加工物を搬送するものである。ウェーハカセット６１から搬出されたウェーハユニット２２２（図２）は、加工前後において、一対の仮置レール８１２に一時的に載置される。

図１に示すように、切削ブレードを自動で交換するためのブレード交換ユニット３が、支持フレーム５の背面側でかつ加工領域９１よりも搬入出領域９２から離れた位置に配置される。ブレード交換ユニット３は、図４に示すように、ユニット本体３１と、ナットホルダ３２と、ブレードホルダ３４とを備える。

図１、及び、図４に示すように、ブレード交換ユニット３のユニット本体３１は、支持フレーム５の背面側に設置され、Ｚ軸方向に昇降自在な支持テーブル３１１上に設けられている。また、支持テーブル３１１は、図示せぬ移動ユニットによりＸ軸方向に移動自在に設けられている。なお、支持テーブル３１１をＸ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動させる移動ユニットの構成は、前述した移動ユニット４０，５０と同様に、周知のボールねじ、周知のモータ及び周知のガイドレールにより構成することができる。

図４に示すように、ユニット本体３１は、支持テーブル３１１上に設けられた被支持部３１２と、被支持部３１２対しモータによりＸ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられた回転部３１３と、を備える。

図４に示すように、ナットホルダ３２とブレードホルダ３４は、回転部３１３に取り付けられ、かつ互いにＸ軸方向に間隔をあけて配置されている。ナットホルダ３２は、ブレードホルダ３４よりも搬入出領域９２（図１）寄りに配置されている。

図４に示すように、ナットホルダ３２は、図３に示される切削ユニット２０のブレード固定ナット２６をブレードマウント２４のボス部２４１から取外し、取外したブレード固定ナット２６を保持するとともに、保持したブレード固定ナット２６を再度ブレードマウント２４のボス部２４１に取り付けるものである。ナットホルダ３２は、回転部３１３に取り付けられたエアシリンダを有する移動手段３１９によりＸ軸方向に対して直交する方向に移動自在に設けられている。

図５に示すように、ナットホルダ３２は、移動手段３１９（図４）によりＸ軸方向に対して直交する方向に移動自在に設けられた円筒状のモータケース３２１と、モータケース３２１内に配設された電動モータ３２２と、電動モータ３２２の駆動軸に連結された円柱状の回動部材３２３と、回動部材３２３の外周を覆う作動リング３２４と、モータケース３２１と作動リング３２４とを連結する第２エアシリンダ３２５と、を備える。

図５に示すように、電動モータ３２２は、駆動軸をＸ軸方向と直交する方向に配置し、駆動軸を軸心回りに回転することで、回動部材３２３を軸心回りに回転させる。回動部材３２３は、外径が段階的に変化する円柱状に形成され、かつ駆動軸に連結された小径部３２６と、小径部３２６と同軸に配置されて小径部３２６に連なるとともに小径部３２６よりも外径が大きな大径部３２７とを一体に備える。電動モータ３２２の駆動軸と、モータケース３２１と、回動部材３２３とは同軸となる位置に配置されている。

図５に示すように、作動リング３２４は、底部３２８を回転部３１３寄りに配置し、かつ駆動軸、モータケース３２１及び回動部材３２３と同軸に配置された有底筒状（円筒状）に形成されている。作動リング３２４は、底部３２８に回動部材３２３の小径部３２６を通す通し孔３２９を設けている。作動リング３２４は、第２エアシリンダ３２５のピストンロッドに連結しており、第２エアシリンダ３２５のピストンロッドが伸縮することで、図５において実線で示す位置と二点鎖線で示す位置とに亘って、回動部材３２３と同じ軸方向にスライドする。なお、作動リング３２４の回転部３１３から離れた側の端には、後述する把持部材３３０を通す切欠き３３１が設けられている。

図５に示すように、ナットホルダ３２は、回動部材３２３の大径部３２７の端面から突出した４つの回動ピン３３２をそれぞれ９０度ずらして配設している。回動ピン３３２は、基端（図５において左端）に円形状の係合部３３３を備えており、係合部３３３が回動部材３２３の端面に設けられたシリンダ穴３３４に摺動可能に配設されている。シリンダ穴３３４の底面と係合部３３３との間には、圧縮スプリング３３５が配設されている。圧縮スプリング３３５は、回動ピン３３２を端面から突出させる方向に付勢している。なお、シリンダ穴３３４には、回動ピン３３２の係合部３３３と係合し回動ピン３３２の脱落を規制するストッパー部３３６が設けられている。上述した４つの回動ピン３３２は、ブレード固定ナット２６に設けられた４つのピン係合孔２６１に嵌合する位置に配設されている。

図５に示すように、ナットホルダ３２は、回動部材３２３の外周にそれぞれ９０度ずらして配設された４つの把持部材３３０を備える。把持部材３３０は、アーム状に形成され、長手方向が回動部材３２３の軸方向に沿って配置されている。把持部材３３０は、先端部にブレード固定ナット２６の外周に設けられた係合溝２６２に係合可能で大径部３２７の端面よりも回転部３１３から離れた把持爪３３７を備えており、回転部３１３寄りの基端部が回動部材３２３の小径部３２６の外周面に揺動可能に支持されている。

図５に示すように、把持部材３３０は、基端部を中心として揺動することにより、把持爪３３７同士が互いに近接／離反する。また、回動部材３２３の外周面と把持部材３３０の中央部との間には、圧縮スプリング３３８が配設されている。圧縮スプリング３３８は、把持爪３３７が常に径方向外側に向かうように把持部材３３０を付勢している。

図５に示すように、このように構成されたナットホルダ３２は、図５の実線で示す位置では、把持部材３３０の把持爪３３７同士が離れて、把持爪３３７のブレード固定ナット２６の係合溝２６２への係合が解除される。また、ナットホルダ３２は、第２エアシリンダ３２５のピストンロッドが伸張して、作動リング３２４を図５中の２点鎖線で示す位置に移動すると、把持部材３３０の把持爪３３７同士が近付いて、把持爪３３７がブレード固定ナット２６の係合溝２６２に係合する。

図４及び、図６に示すように、ブレードホルダ３４は、切削ブレード２１のハブ基台２１２の保持するものである。ブレードホルダ３４は、回転部３１３（図４）に取り付けられたエアシリンダを有する移動手段３５９によりＸ軸方向に対して直交する方向に移動自在に設けられている。

図６に示すように、ブレードホルダ３４は、移動手段３５９（図４）によりＸ軸方向に対して直交する方向に移動自在に設けられた円筒状の連結部３４１と、連結部３４１の先端に取り付けられる保持軸部３４２と、保持軸部３４２の先端部に設けられるヒーター３４３と、保持軸部３４２の外周を覆う作動リング３４６と、連結部３４１と作動リング３４６とを連結する第３エアシリンダ３４７と、を備える。

図６に示すように、連結部３４１の先端に取り付けられる保持軸部３４２は、連結部３４１側の小径部３４２ａと、連結部３４１と反対側の小径部３４２ａよりも外径が大きな大径部３４２ｂと、を有して構成される。大径部３４２ｂには、図３に示されるブレードマウント２４のボス部２４１を挿入するための装着用穴３４２ｃが開口される。

図６に示すように、作動リング３４６は、底部３４８が連結部３４１寄りに配置され、かつ、連結部３４１及び保持軸部３４２と同軸に配置された有底筒状（円筒状）に形成されている。作動リング３４６は、底部３４８に保持軸部３４２の小径部３４２ａを通す通し孔３４８ａを設けている。作動リング３４６は、第３エアシリンダ３４７のピストンロッドに連結しており、第３エアシリンダ３４７のピストンロッドが伸縮することで、図６において実線で示す位置と二点鎖線で示す位置とに亘って、保持軸部３４２と同じ軸方向にスライドする。なお、作動リング３４６において、連結部３４１から離れた側の端には、後述する把持部材３５０を通す切欠き３４９が設けられている。

図６に示すように、ブレードホルダ３４は、保持軸部３４２の外周にそれぞれ９０度の位相をもって配設された４つの把持部材３５０を備える。把持部材３５０は、アーム状に形成され、長手方向が保持軸部３４２の軸方向に沿って配置されている。各把持部材３５０は、切削ブレード２１のハブ基台２１２のフランジ部２１６の外周面２１６ａに当接する把持爪３５１を備えており、各把持部材３５０の各把持爪３５１により、合計４箇所においてハブ基台２１２のフランジ部２１６を挟持できるよう構成される。

図６に示すように、各把持部材３５０は、連結部３４１寄りの基端部が保持軸部３４２の小径部３４２ａの外周面に揺動可能に支持されている。把持部材３５０は、基端部を中心として揺動することにより、把持爪３５１同士が互いに近接／離反する。また、保持軸部３４２の外周面と把持部材３５０の中央部との間には、圧縮スプリング３５８が配設されている。圧縮スプリング３５８は、把持爪３５１が常に径方向外側に向かうように把持部材３５０を付勢している。

図６に示すように、このように構成されたブレードホルダ３４は、図６の実線で示す位置では、把持部材３５０の把持爪３５１同士が離れて、把持爪３５１による切削ブレード２１のハブ基台２１２の保持が解除される。また、ブレードホルダ３４は、第３エアシリンダ３４７のピストンロッドが伸張して、作動リング３４６を図６中の２点鎖線で示す位置に移動すると、把持部材３５０の把持爪３５１同士が近付いて、把持爪３５１が切削ブレード２１のハブ基台２１２を挟持し、図７に示す状態となる。

図６に示すように、保持軸部３４２の大径部３４２ｂの端面３４２ｄには、ヒーター３４３が設けられている。ヒーター３４３は、把持爪３５１にて切削ブレード２１を把持した状態において、ハブ基台２１２のフランジ部２１６の端面２１６ｂに当接する。ヒーター３４３には、装着用穴３４２ｃと同一の内径を有する貫通用穴３４３ｃが形成される。

図６に示すように、ヒーター３４３は、例えば、シート状のシリコンラバーヒーターにより構成することができ、図示せぬワイヤーハーネスを介して電源部に接続され、通電により所定の温度に昇温される構成とすることができる。

図７（Ａ）に示すように、ヒーター３４３に切削ブレード２１のフランジ部２１６を当着させた状態で、ヒーター３４３の温度を昇温させることで、フランジ部２１６の温度を昇温させることができる。

図７（Ｂ）に示すように、このようにハブ基台２１２のフランジ部２１６の温度を上昇させることにより、フランジ部２１６の嵌合孔２１４の内径が拡げられ、後述するように、ブレードマウント２４のボス部２４１に対する温度変形によるしまり嵌めや、加熱による取外し（抜き出し）を可能とするものである。なお、切削ブレード２１の嵌合孔２１４の内径が、ブレードマウント２４のボス部２４１の外径よりも大きい場合においても、嵌合孔２１４の内径が拡げられることにより、切削ブレード２１の着脱をスムーズに行うことが可能となる。

また、本実施例のように、シート状のヒーター３４３を使用することによれば、加熱面が広く形成される面状のヒーターを構成することができ、フランジ部２１６の端面２１６ｂを均一に加熱することが可能となり、ひいては、フランジ部２１６の嵌合孔２１４を均一、かつ、効率よく拡げることが可能となる。

図１、及び、図４に示すように、以上のように構成したブレード交換ユニット３は、支持テーブル３１１をＺ軸方向に昇降させる図示せぬ移動ユニットと、支持テーブル３１１をＸ軸方向に移動させる図示せぬ移動ユニットと、により、Ｚ軸方向、及び、Ｘ軸方向に移動可能に構成される。そして、支持フレーム５の背面側の位置となる待機位置と、ナットホルダ３２及びブレードホルダ３４を切削ユニット２０に対向させる交換位置と、に位置づけ可能となっている。

図１に示すように、制御ユニット４は、上述した切削装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作や、ブレード交換ユニット３の動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット４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４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の上述した構成要素に出力する。

図１に示すように、制御ユニット４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せぬ表示ユニットと、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機能や、キーボード等の外部入力装置により構成することができる。

なお、以上に説明したブレード交換ユニットの形態は図４等に示される構成に限定されるものではなく、ナットホルダ３２と、ブレードホルダ３４がブレードマウント２４に対面する位置に位置付け可能とするものであればよく、具体的な構成を限定するものではない。また、ブレードホルダ３４を複数組備え、ブレードマウント３４から取外されるべきブレードと、新たに取付けられる交換用のブレードを、それぞれ保持する構成としてもよい。また、ブレード搬送用治具１００にブレードを収容する形態に限定されず、ブレードの嵌合孔に保持軸を挿入してブレードを保持するブレードストッカを別に設けることとしてもよい。また、ナットホルダ３２についても以上に説明した実施例に限定されるものではなく、ブレードマウント２４にて切削ブレード２１を吸引保持（バキューム保持）する装置構成ではブレード固定ナット２６が不要となることから、ナットホルダ３２の構成も不要となる。

次に、図４に示すブレード交換ユニットによる切削ブレードの交換について説明する。
＜切削ブレードの装着について＞
まず、図７（Ａ）に示すように、未調整の切削ブレード２１をブレードホルダ３４にて保持する。ここで、未調整の切削ブレード２１は、例えば、図８に示すウェーハカセット６１に収容されるブレード搬送用治具１００に載置することで供給されることができる。即ち、ブレード搬送用治具１００をチャックテーブル１０（図１）に搬送し、下向きに配置したブレードホルダ３４にてピックアップするものである。

図８は、ブレード搬送用治具１００の一例を示すものであり、板状のブレード搬送用治具１００の上面１０１ａに、切削ブレード２１を載置する載置部１０１を複数（この例では４個）備えて構成される。各載置部１０１は、一つの切削ブレード２１を位置決めして配置するものである。載置部１０１は、ブレード搬送用治具１００の上面１０１ａから立設した筒状の立設筒部１０２と、立設筒部１０２内に設けられブレード搬送用治具１００の上面１０１ａから立設した位置決め凸部１０３と、を有して構成される。立設筒部１０２の内径は、切削ブレード２１の切り刃２１３の外縁よりも大きく構成され、立設筒部１０２の内側に切削ブレード２１を収容可能に構成する。

図７（Ａ）に示すように、切削ブレード２１（ハブ基台２１２）をブレードホルダ３４にて保持した状態において、フランジ部２１６に当接させたヒーター３４３を昇温させ、切削ブレード２１（ハブ基台２１２）を所定の温度まで加熱する。これにより嵌合孔２１４の内径が拡げられ、ブレードマウント２４のボス部２４１の外径よりも大きくなる。

図７（Ｂ）に示すように、連結部３４１をブレードマウント２４のボス部２４１に向けて伸長し、嵌合孔２１４にボス部２４１を貫挿させる。次いで、ブレードホルダ３４による把持を解除し、連結部３４１を後退させることで、ボス部２４１に対する切削ブレード２１（ハブ基台２１２）の装着が完了する。この装着は、嵌合孔２１４の内径が拡げられていることでスムーズに行うことができる。

次いで、図９に示すように、ナットホルダ３２で保持していたブレード固定ナット２６をボス部２４１の雄ネジ２４３に締結することで、切削ブレード２１がブレード固定ナット２６とブレードマウント２４の間で挟持されるようにして、切削ブレード２１の装着が完了する。

＜切削ブレードの取外しについて＞
切削ブレードを取外す際には、図９に示すように、ナットホルダ３２にてブレード固定ナット２６を緩めて取外した後、図７（Ｂ）に示すように、ブレードホルダ３４のヒーター３４３を切削ブレード２１（ハブ基台２１２）に当着させて、所定の温度まで加熱する。この加熱により、嵌合孔２１４の内径が拡げられ、ブレードマウント２４のボス部２４１の外径よりも大きくなる。

次いで、図７（Ａ）に示すように、切削ブレード２１（ハブ基台２１２）をブレードホルダ３４にて保持し、ブレードホルダ３４をブレードマウント２４から離れる方向に後退させることで、ボス部２４１から切削ブレード２１をスムーズに取外すことができる。取外された切削ブレードは、図８に示すブレード搬送用治具１００に戻される。

なお、以上に説明した切削ブレードの装着、取外しは、治具を利用して手作業で行うこととしてもよい。この治具は、例えば、図１０に示されるように、切削ブレード２１のハブ基台２１２部分を把持可能であって、ハブ基台２１２を加熱可能なヒーター４０２を備えるブレード把持具４００により実現することができる。

次に、切削ブレードの取り付け／取外しの手順の例について説明する。図１１は、以下の手順を示すフローチャート図である。

＜Ｓ１：切削ブレード準備ステップ＞
切削ブレードを準備するステップである。図８に示すように、未調整の切削ブレード２１をブレード搬送用治具１００にセットし、ハンドリングできるような状態とするステップである。切削ブレード２１は、図３に示すように、切削ブレード２１は、アルミニウム合金等の金属で構成され、加熱冷却により伸縮する円環状のハブ基台２１２と、ハブ基台２１２の外周を囲むように形成される円環状の切り刃２１３を有するものである。

＜Ｓ２：切削ブレード保持ステップ＞
切削ブレード２１を切削ユニット２０のブレードマウント２４に装着するために保持するステップである。図１０に示すように、ブレードホルダ３４にて切削ブレード２１を保持するとともに、図７（Ａ）に示すように、切削ブレード２１の嵌合孔２１４をブレードマウント２４のボス部２４１に対向させるものである。

＜Ｓ３：切削ブレード加熱ステップ＞
切削ブレード２１のハブ基台２１２を加熱し、嵌合孔２１４を内径を拡げるステップである。図７（Ａ）、及び、図１０に示すように、ブレードホルダ３４にて切削ブレード２１を保持した状態において、ヒーター３４３に通電して昇温させ、ヒーター３４３に接触するハブ基台２１２を熱伝導により加熱することにより行われる。

＜Ｓ４：切削ブレード装着ステップ＞
加熱により嵌合孔２１４を拡げた切削ブレード２１をブレードマウント２４に装着するステップである。図７（Ｂ）に示すように、ブレード交換ユニットの連結部３４１をブレードマウント２４のボス部２４１に向けて伸長し、嵌合孔２１４にボス部２４１を貫挿させる。次いで、ブレードホルダ３４による把持を解除し、連結部３４１を後退させることで、ボス部２４１に対する切削ブレード２１（ハブ基台２１２）が装着される。この装着は、嵌合孔２１４の内径が拡げられていることでスムーズに行うことができる。

そして、装着後はハブ基台２１２が冷却されることで、嵌合孔２１４の内径がボス部２４１の外径よりも小さい場合には、嵌合孔２１４とボス部２４１がしまり嵌めされた状態となる。この冷却は、放置による自然冷却により実施する他、エアブローや冷却水などの冷却流体を供給することで、実施することとしてもよい。

次いで、図８に示すように、ナットホルダ３２の把持部材３３０にて保持したブレード固定ナット２６をブレードマウント２４の雄ネジ２４３に締結する。

なお、ブレード固定ナット２６を用いずに、切削ブレード２１のブレードマウント２４に対する固定が完了する装置構成とすることもできる。例えば、切削ブレード２１がブレードマウント２４に対ししまり嵌めされた状態で固定を完了することとする装置構成や、ブレードマウント２４にて切削ブレード２１を吸引保持（バキューム保持）する装置構成等であり、この場合は、ブレード固定ナット２６が不要となり、また、ナットホルダ３２の構成も不要となる。

＜Ｓ５：切削加工＞
以上のように取付けた切削ブレードによる切削加工が行われる。この切削加工においては、装着された切削ブレードの軸芯のズレが生じ難くいものとなっているため、高精度な加工が可能となる。

＜Ｓ６：切削ブレード取外しステップ＞
切削加工の繰り返しにより交換の必要が生じた切削ブレードは、以下のようにして取外される。まず図８に示すように、ブレード固定ナット２６をナットホルダ３２の把持部材３３０にて保持するとともに、ブレード固定ナット２６を緩めることでブレードマウント２４の雄ネジ２４３からブレード固定ナット２６を取外す。

次いで、図７（Ｂ）に示すように、ブレードホルダ３４のヒーター３４３を切削ブレード２１のフランジ部２１６に当接させて加熱し、嵌合孔２１４を拡げることで、ボス部２４１に対する嵌合を緩めるとともに、把持部材３５０でフランジ部２１６を把持しつつ連結部３４１を後退させることで、切削ブレード２１が取外される。

取外された切削ブレード２１は、チャックテーブルに保持されたブレード搬送用治具１００（図８）の載置部１０１へと戻される。

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図４及び図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、
切削ブレード２１のハブ基台２１２を保持する把持手段としての把持部材３３０と、
ハブ基台２１２を加熱する加熱面を構成する面状の加熱手段としてのヒーター３４３と、
切削ブレード２１を切削ユニット２０のブレードマウント２４の軸方向に移動させる移動手段３５９と、
を有するブレード交換ユニット３により行わる、こととするものである。

このブレード交換ユニット３によれば、加熱により嵌合孔２４の内径が拡げられているため、ボス部３４をスムーズに挿入させることができる。特に、しまり嵌めによる固定がされる設計においては優れた取り付け性が実現でき、また、装着された切削ブレードの軸芯のズレが生じ難く高精度な加工が可能となる。また、切削ブレード２１の取外しも加熱により嵌合孔２４の内径が拡げられることでスムーズに行うことができる。

また、図１、及び、図４に示すように、ブレード交換ユニット３を有する切削装置１とするものである。

この構成によれば、ブレード交換ユニット３により切削ブレード２１を自動で交換可能であり、生産性に優れた切削装置を実現することができる。

１ 切削装置
２ 加工ユニット
３ ブレード交換ユニット
２０ 切削ユニット
２１ 切削ブレード
２３ スピンドル
２４ ブレードマウント
２５ マウント固定ナット
２６ ブレード固定ナット
３１ ユニット本体
３２ ナットホルダ
３４ ブレードホルダ
５２ ドレス材
２１２ ハブ基台
２１３ 切り刃
２１４ 嵌合孔
２１６ フランジ部
２１６ａ 外周面
２１６ｂ 端面
２４１ ボス部
２４２ フランジ部
２４３ 雄ネジ
３４１ 連結部
３４２ 保持軸部
３４２ａ 小径部
３４２ｂ 大径部
３４２ｃ 装着用穴
３４２ｄ 端面
３４３ ヒーター
３４３ｃ 貫通穴
３４６ 作動リング
３４７ エアシリンダ
３５０ 把持部材
３５１ 把持爪
３５９ 移動手段

Claims (2)

1. 切削ブレードのハブ基台を保持する把持手段と、
   該ハブ基台を加熱する加熱面を構成する面状の加熱手段と、
   該切削ブレードを切削ユニットのブレードマウントの軸方向に移動させる移動手段と、
   を有するブレード交換ユニット。
2. 請求項１に記載のブレード交換ユニットを有する切削装置。

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