JP2021186895A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マウントにアルミが付着しないようにできる切削装置を提供する。【解決手段】スピンドル５０と、中央に開口５４０を有する環状基台５４１の外周に環状砥石５４２が配置されたハブブレード５４と、スピンドル５０の先端に固定され先端に雄ねじ５３４が形成され環状基台５４１の一方の面側を支持する環状の支持面５３１を有するマウント５３と、マウント５３に嵌合する嵌合部５８１を有し支持面５３１に装着される環状のワッシャ５８と、マウント５３の先端の雄ねじ５３４に螺合させてワッシャ５８を介してハブブレード５４をマウント５３との間で押さえるナット５６と、を備える切削手段５が配設された切削装置を用いて被加工物を切削加工する。マウント５３とハブブレード５４との間にワッシャ５８が配設されており、マウント５３にハブブレード５４が接触しないため、マウント５３にアルミが付着するのが防止される。【選択図】図３

Description

本発明は、切削装置に関する。

特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に開示のように、切削装置は、ハブブレードをスピンドルの先端に固定して、スピンドルを回転させる事によって回転するハブブレードを用いて、チャックテーブルに保持されたウェーハを切削加工する。

ハブブレードは、環状のアルミ基台の外周部分に砥石を電着させた後、アルミ基台の外周部分を除去して砥石だけにして環状の砥石を形成している。そのため、アルミ基台には、コーティングなどが施されていない。
そして、スピンドルにハブブレードを装着する際は、スピンドルの先端に固定したマウントにハブブレードを配置してナットをマウントの先端に締め込むことによって、ナットとマウントとによってアルミ基台を挟んで固定している。

特開２０１９−１５０９０６号公報 特開２０００−１９０１５５号公報 特開２０００−０６１８０４号公報

ハブブレードの装着によってアルミがマウントに付着し、切削ブレードが偏心して回転して、切削したカーフ幅が大きくなるという問題が有る。
そのため、マウントの支持面を砥石を用いて研削してアルミを除去する端面修正を実施している。この端面修正は、マウントの支持面を研削するための砥石をチャックテーブルに装着して、スピンドルを軸心方向に移動させ、マウントの支持面を砥石に接触させるというステップで実施しているため、時間がかかるという問題が有る。
したがって、マウントにアルミが付着しないようにして切削加工の異常を発生させないようにするという課題がある。

本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を切削する切削手段とを備える切削装置であって、該切削手段は、スピンドルと、中央に開口を有する環状基台の外周に環状砥石が配置されたハブブレードと、該スピンドルの先端に固定され先端に雄ねじが形成され該環状基台の一方の面側を支持する環状の支持面を有するマウントと、該マウントに嵌合する嵌合部を有し該支持面に装着される環状のワッシャと、該マウントの先端の該雄ねじに螺合させ該マウントに該開口を挿入した該環状基台を該ワッシャを介して該支持面との間に挟むナットと、を備える切削装置である。
該マウントは、環状の該支持面の径方向内側に、該支持面より該スピンドルの軸心方向に凹んだ凹み部を備え、該ワッシャは、該支持面に支持されると共に該凹み部に嵌合することが望ましい。
該ワッシャは、アルミをエッチングするエッチング液によって腐食しない材質でかつアルミより硬いセラミックで形成されることが望ましい。

本発明においては、ワッシャを介してマウントにハブブレードが固定されているため、ワッシャにアルミが付着する。したがって、マウントにアルミが付着するのを防止でき切削加工の異常を発生させないようにすることができる。また、ワッシャに付着したアルミを除去することによりワッシャを再利用が可能であり経済的である。
また、マウントにワッシャを嵌合させているため、ハブブレードの装着作業を従来と同じようにでき、好適である。

切削装置の全体を表す斜視図である。 切削手段の分解斜視図である。 切削手段の分解断面図である。 切削手段を表す断面図である。 第２切削手段表す断面図である。

１ 切削装置の構成
図１に示す切削装置１は、切削手段５を用いて被加工物１４０を切削加工する切削装置である。被加工物１４０が環状のフレーム１４１の内側に位置付けられている状態で、フレーム１４１の下面と被加工物１４０の下面とにテープ１４２が貼着されることにより、被加工物１４０、フレーム１４１、及びテープ１４２が一体化されたワークユニット１４が形成される。被加工物１４０の上面１４００には、互いに直交する複数の分割予定ライン１４０２が形成されており、分割予定ライン１４０２によって区画された領域には、デバイス１４０１が配設されている。以下、切削装置１の構成について説明する。

切削装置１は、図１に示すように、略Ｌ字形状に形成されたベース１０を備えている。ベース１０の＋Ｘ方向側かつ−Ｙ方向側の部分は、カセットステージ１００となっており、カセットステージ１００には、カセット１２が載置されている。カセット１２には、ワークユニット１４が収容されている。

ベース１０の上には、チャックテーブル２が配設されている。チャックテーブル２は、円板状の吸引部２０と吸引部２０を支持する環状の枠体２１とを備えている。吸引部２０の上面は、ワークユニット１４が保持される保持面２００となっている。

チャックテーブル２に隣接された位置には、チャックテーブル２を四方から囲むようにして４つのクランプ２３が配設されている。保持面２００に被加工物１４０を載置して、フレーム１４１を四つのクランプ２３を用いて四方から挟持することにより、ワークユニット１４をチャックテーブル２に保持することができる。

チャックテーブル２は、図示しない回転手段に接続されている。該回転手段を用いることにより、チャックテーブル２を回転させることができる。

また、チャックテーブル２は、図示しない水平移動手段に接続されている。該水平移動手段を用いることにより、チャックテーブル２をＸ軸方向に水平移動させることができる。例えば、チャックテーブル２の保持面２００に被加工物１４０が保持されている状態で、該水平移動手段を用いてチャックテーブル２をＸ軸方向に水平移動させることにより、被加工物１４０をＸ軸方向に移動させることが可能となっている。

チャックテーブル２の周囲にはカバー２７が配設されており、カバー２７は蛇腹２８に伸縮可能に連結されている。
チャックテーブル２がＹ軸方向に移動すると、カバー２７がチャックテーブル２と一体的にＹ軸方向に移動して、蛇腹２８が伸縮することとなる。

ベース１０の＋Ｘ方向側かつ＋Ｙ方向側には、切削加工後の被加工物１４０を洗浄する洗浄手段１３が設けられている。洗浄手段１３は、被加工物１４０を保持するスピンナテーブル１３０と、スピンナテーブル１３０の上面に向けて洗浄水を噴射する洗浄ノズル１３１とを備えている。
スピンナテーブル１３０の上面に被加工物１４０が保持された状態で、スピンナテーブル１３０を回転させながら、洗浄ノズル１３１から洗浄水を噴射することによって、被加工物１４０を流水洗浄することができる。

ベース１０の−Ｘ方向側には、Ｌ字コラム１１が立設されている。Ｌ字コラム１１の＋Ｘ方向側の側面には、切削手段５をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動手段３が配設されている。

Ｙ軸移動手段３は、Ｙ軸方向に延設されたボールネジ３０と、ボールネジ３０を回転させる図示しないＹ軸モータと、ボールネジ３０に平行に配設された一対のガイドレール３１と、側部のナットがボールネジ３０に螺合し側部がガイドレール３１に摺接する可動板３３とを備えている。
図示しないＹ軸モータを用いてボールネジ３０を回転させると、可動板３３がガイドレール３１に案内されながらＹ軸方向に水平移動する。可動板３３をＹ軸方向に水平移動させることにより、切削手段５をＹ軸方向に水平移動させることができる。

可動板３３の＋Ｘ方向側の側面には、切削手段５をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動手段４が配設されている。Ｚ軸移動手段４は、Ｚ軸方向に延設されたボールネジ４０と、ボールネジ４０を回転させるＺ軸モータ４２と、ボールネジ４０に平行に配設された一対のガイドレール４１と、側部のナットがボールネジ４０に螺合し側部がガイドレール４１に摺接する昇降板４３とを備えている。昇降板４３には、切削手段５が支持されている。
Ｚ軸モータ４２を用いてボールネジ４０を回転させると、昇降板４３がガイドレール４１に案内されながらＺ軸方向に移動することとなる。昇降板４３をＺ軸方向に昇降移動させることにより、昇降板４３に支持されている切削手段５をＺ軸方向に昇降移動させることができる。

昇降板４３の＋Ｘ方向側の側面には、撮像手段１６が支持されている。撮像手段１６を用いて被加工物１４０の分割予定ライン１４０２を撮像することにより、撮像された分割予定ライン１４０２を基にして切削手段５の位置合わせを行うことが可能となっている。

切削手段５は、図２に示すように、スピンドル５０と、スピンドル５０の先端に固定されるマウント５３と、マウント５３に嵌合するワッシャ５８と、ワッシャ５８を介してマウント５３に装着されるハブブレード５４と、ハブブレード５４をマウント５３側に押さえるナット５６と、留め具５７とを備えている。

スピンドル５０は、例えば、円柱状に形成されている。また、スピンドル５０は、図３に示すような−Ｙ方向側に向けて縮径する円錐台形状のものであってもよい。スピンドル５０は、図２に示すように、スピンドルハウジング５１に保護されている。スピンドル５０は、Ｙ軸方向の回転軸５５を軸にしてスピンドル５０を回転させる図示しないモータに接続されている。スピンドル５０の先端には、雌ねじ５００が形成されている。

ハブブレード５４は、中央に開口５４０を有するアルミ製の環状基台５４１と、環状基台５４１の外周に配設された環状砥石５４２とを備えている。環状砥石５４２は、環状基台５４１の外周部分に電着されている。

マウント５３は、円板状のフランジ部５３０と、フランジ部５３０の中央に形成され−Ｙ方向側に突出した円柱状のボス部５３３とを備えている。
フランジ部５３０は、ハブブレード５４の一方の面（図３における被支持面５４３）側を支持する環状の支持面５３１を有している。また、フランジ部５３０は、支持面５３１の径方向内側に、支持面５３１よりスピンドル５０の軸心方向（＋Ｙ方向）に凹んだ凹み部５３２を備えている。
ボス部８３３の外側面の先端には、雄ねじ５３４が形成されている。

ワッシャ５８は、円環状に形成されている。ワッシャ５８は、図３に示すように、マウント５３の支持面５３１に支持されるとともに凹み部５３２に嵌合する嵌合部５８１を有している。嵌合部５８１は、内周部が厚さ方向に突出して形成されている。

ナット５６の内側面には、マウント５３の雄ねじ５３４に対応する雌ねじ５６０が形成されている。また、留め具５７には、スピンドル５０の雌ねじ５００に対応する雄ねじ５７０形成されている。

図４には、切削手段５の各種の部材が組み合わされて嵌着されている状態が示されている。図４においては、マウント５３の凹み部５３２にワッシャ５８の嵌合部５８１が嵌合している状態で、スピンドル５０の先端にマウント５３が固定されている。また、ハブブレード５４の環状基台５４１がマウント５３のボス部５３３に貫通されて、支持面５３１に支持されている。また、ハブブレード５４は、マウント５３の支持面５３１の反対側（−Ｙ方向側）からナット５６によって押さえられている。また、ボス部５３３の雄ねじ５３４にナット５６の雌ねじ５６０が螺合されている。すなわち、ワッシャ５８とナット５６とによってハブブレード５４が挟まれている。そして、留め具５７の雄ねじ５７０がスピンドル５０の雌ねじ５００に螺合して、マウント５３、ハブブレード５４、及びナット５６が一体となっている。
なお、マウント５３の外周に嵌合するように嵌合部が形成されていてもよい。
なお、嵌合部は、環状に形成されていてもよいし、ワッシャ５８の中心を中心とする円に等間隔で少なくとも３つ配置され、部分的にマウント５３に嵌合していてもよい。

２ 切削装置の動作
上記の切削装置１を用いて被加工物１４０を切削加工する際の切削装置１の動作について、以下に説明する。
切削装置１を用いて被加工物１４０を切削加工する際には、まず、図１に示したカセット１２に収容されているワークユニット１４を一枚取り出して、チャックテーブル２の保持面２００に載置する。そして、フレーム１４１を四つのクランプ２３を用いて四方から挟持することにより、ワークユニット１４をチャックテーブル２に固定する。これにより、被加工物１４０がチャックテーブル２の保持面２００に保持される。

次に、被加工物１４０がチャックテーブル２の保持面２００に保持されている状態で、図示しない水平移動手段を用いてチャックテーブル２を−Ｘ方向に移動させて、被加工物１４０を撮像手段１６の下方に位置付ける。そして、撮像手段１６を用いて分割予定ライン１４０２を撮像するとともに、撮像された分割予定ライン１４０２の画像に基づいて、Ｙ軸移動手段３をＹ軸方向に適宜移動させて、分割予定ライン１４０２に対する切削手段５のＹ軸方向の位置合わせを行う。

また、図示しないモータ等を用いてスピンドルハウジング５１に収容されているスピンドル（図１においては図示せず）を回転させる。これにより、ハブブレード５４が回転する。

そして、ハブブレード５４が回転している状態で、Ｚ軸移動手段４を用いて切削手段５を−Ｚ方向に移動させて、回転するハブブレード５４を被加工物１４０の分割予定ライン１４０２に当接させるとともに、図示しない水平移動手段を用いてチャックテーブル２に保持されている被加工物１４０を−Ｘ方向に移動させる。これにより、被加工物１４０とハブブレード５４とがＸ軸方向に相対移動して、被加工物１４０の分割予定ライン１４０２に沿って被加工物１４０が切削される。

１つの分割予定ライン１４０２の切削を行った後、一旦、Ｚ軸移動手段４を用いて切削手段５を＋Ｚ方向に上昇させて、ハブブレード５４を被加工物１４０の上方へと退避させるとともに、該水平移動手段を用いてチャックテーブル２を＋Ｘ方向に移動させて、切削加工の開始位置に位置づける。
そして、例えば、隣り合う分割予定ライン１４０２の間隔の分だけＹ軸移動手段３を用いて切削手段５をＹ軸方向に移動させてから、同様に分割予定ライン１４０２に対してハブブレード５４を切り込ませることにより、隣り合う分割予定ライン１４０２を切削加工する。

このようにして、被加工物１４０に形成されている同一方向の分割予定ライン１４０２を全て切削した後に、例えば、図示しない回転手段を用いてチャックテーブル２を例えば９０度回転させてから、同様に切削加工を行うことによって、被加工物１４０の全ての分割予定ライン１４０２に対して切削加工を行う。これにより、被加工物１４０に形成されているすべての分割予定ライン１４０２が切削される。

切削装置１に備える切削手段５においては、図４に示すように、ハブブレード５４の環状基台５４１の被支持面５４３とマウント５３の支持面５３１との間にワッシャ５８が配設されているため、環状基台５４１のアルミがワッシャ５８に付着する。従って、マウント５３の支持面５３１にアルミが付着するのを防止できる。

従来は、所定の回数の切削加工した後にマウント５３を交換していたが、切削手段５にあっては、ワッシャ５８を新しいものと交換する。ワッシャ５８はマウント５３よりも安価であるため経済的であるというメリットがある。
また、切削手段５を用いて所定の回数の切削加工した後、ワッシャ５８を一旦取り外して洗浄することも可能となっている。

切削装置１は、図２に示した切削手段５の代わりに図５に示す第２切削手段５２を備えるものであってもよい。
第２切削手段５２は、図２〜図４に示した切削手段５に備えるワッシャ５８に代えて、図５に示すように、第２ワッシャ５９を備えている。第２ワッシャ５９は、径方向外側に嵌合部５９１を持つ円環部材であり、マウント５３の支持面５３１の外周側に嵌合部５９１が嵌合されている。嵌合部５９１は、外周部が厚さ方向に突出して形成されている。第２切削手段のその他の構成は、切削手段５と同様である。

ワッシャ５８及び第２ワッシャ５９は、アルミをエッチングするエッチング液によって腐食しない材質でかつアルミより硬いセラミックによって形成されていることが望ましい。これにより、ワッシャ５８及び第２ワッシャ５９に付着したアルミをエッチングによって除去することができるとともに、エッチング時にワッシャ５８及び第２ワッシャ５９がエッチングされるのを防ぐことができる。なお、第２ワッシャ５９は、ステンレスによって形成されており、表面がＤＬＣコートされているものであってもよい。

１：切削装置 １０：ベース １００：カセットステージ １１：Ｌ字コラム
１２：カセット １３：洗浄手段 １３０：スピンナテーブル １３１：洗浄ノズル
１４：ワークユニット １４０：被加工物 １４１：フレーム １４２：テープ
１４００：上面 １４０１：デバイス １４０２：分割予定ライン １６：撮像手段
２：チャックテーブル ２０：吸引部 ２００：保持面 ２１：枠体
２３：クランプ ２７：蛇腹 ２８：カバー
３：Ｙ軸移動手段 ３０：ボールネジ ３１：ガイドレール ３３：可動板
４：Ｚ軸移動手段 ４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：Ｚ軸モータ
４３：昇降板 ５：切削手段 ５０：スピンドル ５００：雌ねじ
５１：スピンドルハウジング ５２：第２切削手段 ５３：マウント
５３０：フランジ部 ５３１：支持面 ５３２：凹み部 ５３３：ボス部
５３４：雄ねじ ５４：ハブブレード ５４０：開口 ５４１：環状基台
５４２：環状砥石５４３：被支持面 ５５：回転軸 ５６：ナット
５６０：雌ねじ ５７：留め具 ５７０：雄ねじ ５８：ワッシャ ５８１：嵌合部
５９：第２ワッシャ ５９１：嵌合部

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物を切削する切削手段とを備える切削装置であって、
   該切削手段は、スピンドルと、中央に開口を有する環状基台の外周に環状砥石が配置されたハブブレードと、該スピンドルの先端に固定され先端に雄ねじが形成され該環状基台の一方の面側を支持する環状の支持面を有するマウントと、該マウントに嵌合する嵌合部を有し該支持面に装着される環状のワッシャと、該マウントの先端の該雄ねじに螺合させ該マウントに該開口を挿入した該環状基台を該ワッシャを介して該支持面との間に挟むナットと、を備える切削装置。
2. 該マウントは、環状の該支持面の径方向内側に、該支持面より該スピンドルの軸心方向に凹んだ凹み部を備え、
   該ワッシャは、該支持面に支持されると共に該凹み部に嵌合する請求項１記載の切削装置。
3. 該ワッシャは、アルミをエッチングするエッチング液によって腐食しない材質でかつアルミより硬いセラミックで形成される請求項１記載の切削装置。

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