JP3209818B2 - ダイシング装置の切削刃取付構造 - Google Patents

ダイシング装置の切削刃取付構造

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JP3209818B2 JP4672993A JP4672993A JP3209818B2 JP 3209818 B2 JP3209818 B2 JP 3209818B2 JP 4672993 A JP4672993 A JP 4672993A JP 4672993 A JP4672993 A JP 4672993A JP 3209818 B2 JP3209818 B2 JP 3209818B2
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    • Y10T83/9457—Joint or connection
    • Y10T83/9464—For rotary tool

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド等の砥粒
をニッケル等で固定した切削刃（ブレード）を高速回転
させて薄溝加工を行うダイシング装置におけるブレード
の取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイシング装置は、薄溝を加工する装置
であり、半導体ウエハからＩＣチップを切り出すための
用途等に広く利用されている。ダイシング装置のブレー
ドはダイヤモンド等の砥粒をニッケル等で固定した円板
状の回転刃であり、先端の刃厚が数十ミクロンメートル
である。このブレードをスピンドルモータで高速回転さ
せて細い溝を加工するため、加工に従ってブレードの先
端が摩耗する。そのためブレードは加工に応じて交換す
る必要があり、ブレードの部分のみスピンドルモータに
着脱できるような取付構造が用いられている。ダイシン
グ装置においては、スピンドルモータが高速回転するた
め、ブレードを取り付けた時に良好な回転バランスを有
することが必要である。そこではめあい構造を利用し
て、スピンドルモータの回転中心とブレードの中心を一
致させることで、良好な回転バランスが得られるように
している。図４はダイシング装置における従来のブレー
ド取付構造を示す図であり、（１）はブレードを取り外
した状態を示し、（２）はブレードを取り付けた状態を
示す。
【０００３】図において、参照番号１はスピンドルモー
タの本体部であり、２はスピンドル軸である。スピンド
ル軸２の先端にはブレードを取り付けるための台座３が
設けられている。４はブレードであり、４１が刃の部分
であり、台金の部分に刃を付けたブレードをハブブレー
ドとも呼ぶが、ここでは単にブレードと称することとす
る。５はブレード４を固定するためのナットである。台
座３とブレード４には、それぞれはめあい部３１とはめ
あい部４３が設けられており、台座３のはめあい部３１
にブレード４のはめあい部４３が嵌まることで、スピン
ドルモータの回転中心とブレード４の中心がはめあい部
の公差で位置合わせされる。ブレード４に接触する台座
３の回転軸に垂直な面３２は回転軸に対する垂直度が高
精度になるように作られており、台座３のこの面に接触
するブレード４の面４２も回転軸に対する垂直度が高精
度になるように作られており、これらの面を接触させた
状態にすることによりブレード４の刃を回転軸に対して
高精度で垂直にすることができる。ここでは、台座３の
回転軸に垂直な面３２をフランジ面と称し、ブレード４
の回転軸に垂直な面４２をブレード面と称する。ブレー
ド４を台座３に嵌め込んだ状態でナット５のねじ５１を
台座３のねじ３３にねじ込み固定する。
【０００４】図４のブレード取付構造においては、台座
３もスピンドル軸２に嵌め合わせた上でナット３４によ
って固定されている。３５はそのためのねじである。台
座３をスピンドル軸２に取り付ける方法には、他に台座
３を圧入する方法等がある。図４のようなブレード取付
構造を用いることにより、ブレード４を台座３に嵌め込
んで固定するだけでよく、ブレード４の交換が容易に行
える。そしてブレード４の中心位置の精度は台座３とブ
レード４のはめあい部の精度で決定され、ブレード４の
刃の回転軸に対する垂直度はフランジ面とブレード面の
精度で決定されるので、はめあい部、フランジ面及びブ
レード面の加工精度を高めることで、良好な取付精度が
実現できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし図４のような従
来のブレード取付構造には、いくつかの問題がある。第
一の問題は、ナット５はねじ３３と５１によって位置決
めされるが、ねじによる位置決め精度ははめあいによる
位置決め精度に比べて不十分であるということである。
上記のように、ブレード４ははめあいにより回転中心に
一致するように取り付けられるため、ブレード４が回転
バランスを悪化させることはないが、ねじによる位置決
め精度が不十分であるため、ナット５の固定状態によっ
て回転バランスが悪影響を受ける。スピンドルモータは
高速回転するため回転バランスが高精度であることが必
要であり、もし回転バランスが不十分であると回転に伴
って振動が発生し、加工不良を生じるだけでなく、スピ
ンドルモータやブレードの破損を招く。
【０００６】第二の問題は、ブレードの着脱を自動化す
る場合の問題である。ダイシング装置で半導体ウエハの
切断を行う工場では、製造コスト削減のため作業の自動
化が進められている。半導体ウエハの切断についても同
様であり、半導体ウエハを自動供給し、自動的に半導体
ウエハのパターンを認識して所定の位置に溝加工する自
動化が進められている。ブレードは消耗品であり、加工
に応じて随時交換する必要がある。ブレードの交換につ
いても自動化が進められているが、図４に示したブレー
ドの取付構造の場合、交換するためにはナット５を取り
外して保持した上でブレードの交換を行う必要がある。
しかし自動化する上で一個の部品を保持してほかの部品
を交換するのは、単一の部品を交換するのに比べてはる
かに難しく、ブレードを自動化交換するための装置が複
雑で高価になるという問題がある。
【０００７】第三の問題は、ブレードの着脱作業の作業
性の問題である。上記のように、ブレードを取り付けた
時の回転バランスの状態は、はめあい部のすきまの大き
さ、すなわち公差で決定される。はめあい部の公差を小
さくするほど、良好な回転バランスが得られる。しかし
はめあい部の公差を小さくした場合、台座にブレードを
嵌め込み難くなるという問題が生じる。一般にブレード
の台金はアルミニウム合金製であり、台座に斜めに挿入
することにより「こじり」を生じ、はめあい部が損傷し
て使用できなくなることがある。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、ダイシング装置におけるブレードの取付構造を
改良することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の高速回転するス
ピンドルモータの先端に設けられた台座に切削刃を取り
付けるダイシング装置の切削刃取付構造は、上記第三の
問題点を解決するものであり、台座は回転中心を中心と
する円筒状の第一はめあい部と回転軸に対して垂直なフ
ランジ面と第一ねじ部とを備え、切削刃は第一はめあい
部に嵌まる第二はめあい部とフランジ面に接するブレー
ド面とを備え、切削刃を第一はめあい部と第二はめあい
部が嵌まるように台座に挿入し、第一ねじ部にねじ部材
の第二ねじ部をねじ込み、ねじ部材が切削刃をフランジ
面に押し付けて固定する構造において、切削刃を台座に
挿入する時に第二はめあい部のブレード面側の端が第一
はめあい部のフランジ面と逆側の端に接触する位置で、
フランジ面とブレード面を平行に保持した状態から第一
はめあい部と第二はめあい部のはめあい公差による隙間
分だけ台座に対して切削刃を傾けた時に、ブレード面の
一部がフランジ面に接触することを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【作用】本発明の切削刃取付構造においては、切削刃を
挿入する時にはめあい部の端が接触する位置で、はめあ
い部の公差による隙間分傾けた時に切削刃が台座に接触
するため、その位置でそれ以上傾けるおそれがなく、は
めあい部をこじることもなくなる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【実施例】図１は本発明の参考例となる第一実施例のダ
イシング装置のブレード取付構造を示す図であり、
（１）はブレードを取り外した状態を示し、（２）はブ
レードを取り付けた状態を示す。なお図においては、既
に説明した図４を含めて、同一部分には同一の参照番号
を付して表すこととする。
【００１６】図において、参照番号１はスピンドルモー
タの本体部であり、２はスピンドル軸である。スピンド
ル軸２の先端にはブレードを取り付けるための台座３が
設けられている。本実施例においては、台座３もスピン
ドル軸２に嵌め合わせた上でナット３４によって固定さ
れている。３５はナット３４をねじ止めするためのねじ
であり、スピンドル軸２の先端に設けられている。４は
ブレードであり、４１が刃の部分であり、台金の部分に
刃を付けたブレードをハブブレードとも呼ぶが、ここで
は単にブレードと称することとする。５はブレード４を
固定するためのナットである。台座３には第一はめあい
部３１と第三はめあい部３６が設けられており、ブレー
ド４には第一はめあい部３１に嵌まる第二はめあい部４
３が設けられており、ナット５には第三はめあい部３６
に嵌まる第四はめあい部５２が設けられている。これら
のはめあい部が相互に嵌まることで、スピンドルモータ
の回転軸とブレード４及びナット５の中心がはめあい部
の公差で位置合わせされる。ブレード４に接触する台座
３の回転軸に垂直な面３２は回転軸に対する垂直度が高
精度になるように作られており、台座３のこの面に接触
するブレード４の面４２も回転軸に対する垂直度が高精
度になるように作られており、これらの面を接触させた
状態にすることによりブレード４の刃を回転軸に対して
高精度で垂直にすることができる。ここでは、台座３の
回転軸に垂直な面３２をフランジ面と称し、ブレード４
の回転軸に垂直な面４２をブレード面と称する。ブレー
ド４を台座３に嵌め込んだ状態でナット５のねじ５１を
台座３のねじ３３にねじ込み固定する。
【００１７】図１のような構造を用いることにより、ナ
ット５を中心に対して高精度に製作しておけば、取り付
けてねじ込むだけでナット５の中心が回転軸に一致し、
良好な回転バランスが実現できる。図２は本発明の参考
例となる第二実施例のブレード取付構造を示す図であ
る。図２に示すように、第二実施例のブレード取付構造
は、図４に示した従来のブレード取付構造においてブレ
ード４とナット５とを一体化したものであり、ブレード
４にねじ３３にねじ込まれるねじ４５が設けられてい
る。ブレード４の着脱時には、はめあい部３１と４３の
一部が嵌まった状態でブレード４を回転させてねじ３３
にねじ４５をねじ込む。このようにブレード４とナット
５を一体化することにより、着脱時にナットを取り外し
て保持する必要がなくなり、着脱作業が簡単になり、自
動化も容易になる。
【００１８】これまで説明したように、台座３にブレー
ド４を取り付けた時の回転バランスの状態は、嵌め合わ
されるはめあい部の公差で決定される。公差が小さいほ
ど回転軸とブレード４の中心の一致精度が良くなり、回
転バランスは良くなる。しかしはめあい部の公差を小さ
くすると、ブレードを台座に挿入するのが難しくなると
いう問題が生じる。一般にブレードの台金はアルミニウ
ム合金製であり、台座に斜めに挿入することにより「こ
じり」を生じ、はめあい部が損傷して使用できなくなる
ことがある。第三実施例はこの問題を解決するものであ
る。図３は本発明の実施例である第三実施例を説明する
図である。
【００１９】第三実施例のブレード取付構造は、基本的
には図４に示した従来の取付構造と同様の構造を有する
が、はめあい部の公差、第一はめあい部３１の厚さとフ
ランジ面からの高さ及びフランジ面の直径が、挿入時に
こじりを生じないような条件に設定されている。以下こ
の条件について説明する。図３の（１）に示すように、
フランジ面３２の直径をｄｆ、第一はめあい部３１の直
径をｄ、第一はめあい部３１の厚さをｔ、フランジ面３
２と第一はめあい部３１との隙間をｐ、第二はめあい部
４３の直径をＤとする。Ｄとｄの差がはめあい部の公差
である。
【００２０】ブレード４は、はめあい部の公差の範囲内
で、回転軸に対してこじりを生じることなく傾くことが
可能である。そこで、図３の（２）に示すように、ブレ
ード４を台座３に挿入する時にはめあい部の先端が接触
した状態からこの傾けることが可能な範囲内で傾けた時
に、ブレード面４２の一部がフランジ面３２に接触する
ならば、それ以上傾けることはあり得ず、こじることも
ない。従って、図３の（２）のようなはめあい部の先端
が接触した状態からブレード面４２の一部がフランジ面
３２に接触する状態に傾けた角度が、はめあい部の公差
で傾けられる範囲内になるように各部の条件を設定すれ
ばよい。図３の（２）の傾き角度ａは、次の式で表され
る。
【００２１】 ａ＝ａｒｃＴａｎ２（ｐ＋ｔ）／（ｄｆ＋Ｄ） また、はめあい部の公差で傾けられる角度θについて
は、図３の（３）に示すように、次式が成り立つ。 （ｔＴａｎθ＋ｄ）Ｃｏｓθ＝Ｄ この式を変型すると、次式になる。
【００２２】ｔＳｉｎθ＋ｄＣｏｓθ＝Ｄ ここで、θが十分に小さいとすると、次式が得られる。 θ＝ａｒｃＳｉｎ（Ｄ−ｄ）／ｔ 従って、上記の角度ａがこの角度θより小さくなるよう
に、ｄｆ、ｄ、ｔ、ｐ、Ｄを定めれば、挿入時にこじる
ことはない。
【００２３】実際にこのような条件を実現するには、は
めあい部の厚さｔとフランジ面３２と第一はめあい部３
１との隙間ｐをできるだけ小さくし、かつフランジ径ｄ
ｆを大きくする。前述のように、ブレード４の回転軸に
対する傾きは、フランジ面３２とブレード面４２の精度
で決定され、はめあい部は回転軸とブレード４の中心を
一致させるだけであり、その厚さｔを小さくしても着脱
による摩耗の点を除けば問題ない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
取り付けた時の回転バランスが良好で、着脱が容易なブ
レード取付構造が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例となるダイシング装置における
ブレード取付構造の第一実施例を示す図である。
【図２】第二実施例のブレード取付構造を示す図であ
る。
【図３】第三実施例のブレード取付構造の説明図であ
る。
【図４】従来のブレード取付構造を示す図である。
【符号の説明】
１…スピンドルモータの本体部 ２…スピンドル軸 ３…台座 ４…切削刃 ５…ナット ３１…第一はめあい部 ３２…フランジ面 ３３…第一ねじ部 ３６…第三はめあい部 ４１…ブレードの刃 ４２…ブレード面 ４３…第二はめあい部 ５１…第二ねじ部 ５２…第四はめあい部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B24B 45/00 B24D 5/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高速回転するスピンドルモータ（１）の
    先端に設けられた台座（３）に切削刃（４）を取り付け
    るダイシング装置の切削刃取付構造であって、 前記台座（３）は回転中心を中心とする円筒状の第一は
    めあい部（３１）と、回転軸に対して垂直なフランジ面
    （３２）と、第一ねじ部（３３）とを備え、 前記切削刃（４）は、前記第一はめあい部（３１）に嵌
    まる第二はめあい部（４３）と、前記フランジ面（３
    ２）に接するブレード面（４２）とを備え、 前記切削刃（４）を前記第一はめあい部（３１）と前記
    第二はめあい部（４３）が嵌まるように前記台座（３）
    に挿入し、前記第一ねじ部（３３）にねじ部材（５）の
    第二ねじ部（５１）をねじ込み、該ねじ部材（５）が前
    記切削刃（４）を前記フランジ面（３２）に押し付けて
    固定するダイシング装置の切削刃取付構造において、 前記切削刃（４）を前記台座（３）に挿入する時に、前
    記第二はめあい部（４３）の前記ブレード面（４２）側
    の端が前記第一はめあい部（３１）の前記フランジ面
    （３２）と逆側の端に接触する位置で、前記フランジ面
    （３２）と前記ブレード面（４２）を平行に保持した状
    態から前記第一はめあい部（３１）と第二はめあい部
    （４３）のはめあい公差による隙間分だけ前記台座
    （３）に対して前記切削刃（４）を傾けた時に、前記ブ
    レード面（４２）の一部が前記フランジ面（３２）に接
    触することを特徴とするダイシング装置の切削刃取付構
    造。
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