JP5690599B2 - Processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物を切削する切削ブレードを備え、切削ブレードが被加工物に対して切り込む際の角度を可変とした切削加工装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus that includes a cutting blade that cuts a workpiece, and that can vary the angle at which the cutting blade cuts into the workpiece.
半導体ウェーハ等の被加工物(ワーク)を切削する切削装置では、保持手段においてワークを保持し、高速回転する切削ブレードと保持手段とを相対移動させながらワークに対して切削ブレードを切り込ませて切断を行っている。ワークの種類によっては、ワークの表面と直角な面に対して傾斜する切断面が形成されるように切削を行うこともあるため、切削ブレードの回転軸を傾斜させる機構を有する切削装置も提案されている(例えば特許文献1参照)。 In a cutting apparatus that cuts a workpiece (workpiece) such as a semiconductor wafer, the work is held by a holding means, and the cutting blade is cut into the work while the cutting blade and the holding means rotating at high speed are relatively moved. Cutting is in progress. Depending on the type of workpiece, cutting may be performed so that a cutting plane inclined with respect to a plane perpendicular to the surface of the workpiece is formed. Therefore, a cutting apparatus having a mechanism for tilting the rotation axis of the cutting blade has also been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載された切削装置では、鉛直方向に配設された雄ネジロッドを回転させることにより移動雌ネジブロックを鉛直方向に移動させ、これによって移動雌ねじブロックの係合穴に係合した係合突起を鉛直方向に移動させて係合突起と一体に形成されたスピンドルユニット支持部材を傾斜させ、スピンドルに装着された切削ブレードを傾斜させる構成としている。 In the cutting apparatus described in Patent Document 1, the moving female screw block is moved in the vertical direction by rotating the male screw rod arranged in the vertical direction, and thereby the engagement engaged with the engaging hole of the moving female screw block. The mating protrusion is moved in the vertical direction to tilt the spindle unit support member formed integrally with the engaging protrusion, and the cutting blade mounted on the spindle is tilted.
しかし、上記特許文献1に記載された切削装置では、係合穴と係合突起との間のバックラッシュに起因し、スピンドルカバーの傾斜角度を正確に制御することが困難であるという問題がある。 However, the cutting device described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to accurately control the inclination angle of the spindle cover due to backlash between the engagement hole and the engagement protrusion. .
本発明は、このような点にかんがみてなされたものであり、その目的は、切削加工装置において、バックラッシュのないスピンドル傾斜機構を実現し、切削ブレードの傾斜を正確に制御可能とすることにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to realize a spindle tilt mechanism without backlash in a cutting apparatus, and to accurately control the tilt of a cutting blade. is there.
本発明は、ワークを保持する保持手段と、保持手段に保持されたワークを切削加工する切削ブレードと、切削ブレードが装着され回転可能なスピンドルと、スピンドルを囲むスピンドルカバーと、切削ブレードの回転軸を保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる傾斜機構とを含む切削加工手段と、保持手段と切削加工手段とを加工進行方向と加工進行方向に交わる割り出し方向とに相対的に移動させる移動手段とを有する切削加工装置に関し、傾斜機構は、加工進行方向を回転軸としてスピンドルカバーを回転可能に連結する連結部を有するスピンドル支持部と、割り出し方向において連結部が配設された位置と異なった位置に配設されスピンドルカバーを切削ブレードが保持手段側に回転する方向に付勢する付勢部と、割り出し方向において連結部が配設された位置を基準として付勢部が配設された位置側に配設されスピンドルカバーを切削ブレードが保持手段から離れる側に回転する方向に付勢部による付勢よりも大きな力を加える外力付与部とを有し、外力付与部は、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設された接触部材と、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され接触部材を割り出し方向に沿って移動させる移動部と、スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設され接触部材に接触した接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材とを有し、外力付与部によってスピンドルカバーを連結部を回転軸としてスピンドル支持部に対して回転させることによって切削ブレードの回転軸を保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる。 The present invention relates to a holding means for holding a work, a cutting blade for cutting the work held by the holding means, a spindle on which the cutting blade is mounted and rotatable, a spindle cover surrounding the spindle, and a rotating shaft of the cutting blade Cutting means including an inclination mechanism for inclining the workpiece with respect to the surface of the workpiece held by the holding means, and the holding means and the cutting means are moved relative to each other in the machining direction and the indexing direction intersecting the machining direction. The tilting mechanism includes a spindle support portion having a connecting portion that rotatably connects the spindle cover with the processing advance direction as a rotation axis, and a position where the connecting portion is disposed in the indexing direction. An urging portion disposed at a position different from the urging portion for urging the spindle cover in a direction in which the cutting blade rotates toward the holding means. The biasing portion is biased in the direction in which the spindle cover is rotated to the side away from the holding means, the spindle cover being disposed on the position side where the biasing portion is disposed with reference to the position where the connecting portion is disposed in the vertical direction. An external force applying portion that applies a greater force than the contact member disposed on one of the spindle support portion or the spindle cover and the contact member disposed on one of the spindle support portion or the spindle cover. And a contacted member formed with a contacted surface inclined with respect to the moving direction of the contact member disposed on the other of the spindle support part or the spindle cover and in contact with the contact member. the a, the cutting blade by rotating relative to the spindle support as a rotation shaft coupling portion of the spindle cover by an external force applying portion times The axis is inclined relative to the surface of the workpiece held by the holding means.
本発明では、切削ブレードが保持手段側に回転する方向に向けてスピンドルカバーを付勢する付勢部を設け、切削ブレードがワークの表面に対していずれの方向に傾く場合でも、常にスピンドルカバーに対して付勢力が働く構成としたため、バックラッシュを回避し、切削ブレードの傾斜角度を正確に制御することが可能となる。 In the present invention, an urging portion for urging the spindle cover in a direction in which the cutting blade rotates toward the holding means is provided, and the spindle cover is always attached to the spindle cover even when the cutting blade is inclined in any direction with respect to the surface of the workpiece. Since the urging force is applied to the configuration, backlash can be avoided and the inclination angle of the cutting blade can be accurately controlled.
また、外力付与部を構成する移動部が接触部材を割り出し方向に沿って移動させ、接触部材がスピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され、接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材がスピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設された構成とすることで、スピンドルの割り出し方向と接触部材の移動方向とが一致するため、外力付与部を無駄なスペースを使用しない構造とすることができ、これにより接触部材の移動距離を長くとることが可能となり、傾斜の分解能を高めることも容易となる。 In addition, the moving part constituting the external force applying part moves the contact member along the indexing direction, and the contact member is disposed on one of the spindle support part or the spindle cover and tilted with respect to the moving direction of the contact member. Since the contacted member on which the surface is formed is arranged on the other side of the spindle support part or the spindle cover, the indexing direction of the spindle and the moving direction of the contact member coincide with each other, so that the external force applying part is wasted. It is possible to use a structure that does not use a space, which makes it possible to increase the moving distance of the contact member, and to easily increase the resolution of the inclination.
図1に示す切削加工装置1は、切削対象の被加工物(ワーク)Wを保持する保持する保持手段2と、保持手段2に保持されたワークWに対して切削加工を施す切削加工手段3とを備えている。保持手段2と切削加工手段3とは、移動手段8によって駆動されて加工進行方向(X方向)と加工進行方向に交わる割り出し方向(Y方向)とに相対的に移動可能となっている。さらに、保持手段2と切削加工手段3とは、移動手段8によって駆動されて加工進行方向(X方向)及び割り出し方向(Y方向)に交わるワークの厚み方向(Z方向)にも相対的に移動可能となっている。例えば、保持手段2が加工進行方向に移動し、切削加工手段3が割り出し方向及びワークの切り込み方向に移動する構成となっている。
A cutting apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a holding unit 2 that holds a workpiece (workpiece) W to be cut, and a
切削加工手段3は、保持手段2に保持されたワークに作用して切削加工する切削ブレード30と、切削ブレード30が装着され回転可能なスピンドル31と、スピンドル31を囲んだ状態で回転可能に支持するスピンドルカバー32と、切削ブレード30の回転軸300を保持手段2に保持されたワークWの表面W1に対して傾斜させる傾斜機構33と、スピンドル31及び切削ブレード30を回転させるモータ34を備えている。
The
切削ブレード30は、スピンドル31に装着され、ナット35をスピンドル31の先端に形成された雄ねじに締結することにより、スピンドル31に固定されている。切削ブレード30は、スピンドル31の回転軸と同様に割り出し方向の回転軸300を有している。切削ブレード30は、フランジ部301によって挟持されており、割り出し方向の厚み(例えば数十μm程度)を有している。
The
傾斜機構33は、スピンドル31、スピンドルカバー32及び切削ブレード30を支持するスピンドル支持部4を備えている。スピンドル支持部4は、加工進行方向を回転軸としてスピンドルカバー32を回転可能に連結する連結部40を有しており、スピンドルカバー32は、連結部40の回転軸400を回転中心として回転することにより傾斜可能となっている。そして、スピンドルカバー32が傾斜することにより、スピンドル31も同様に傾斜し、スピンドル31に装着された切削ブレード30もワークWの表面W1に対して傾斜する。
The
傾斜機構33は、スピンドルカバー32を切削ブレード30が保持手段2に近づく側に回転する方向に付勢する付勢部5を備えている。図示の例における付勢部5は、例えばテンションスプリングにより構成され、上方に向けて付勢されている。付勢部5は、連結部40が配設された位置とは割り出し方向において異なった位置に配置されている。付勢部5の上端50はスピンドル支持部4に回転可能に連結され、下端51はスピンドルカバー32に回転可能に連結されている。
The
傾斜機構33には、スピンドルカバー32を切削ブレード30が保持手段2から離れる側に回転する方向に、付勢部5による付勢力よりも大きな力を加える外力付与部6を備えている。外力付与部6は、連結部40が配設された位置を基準として、割り出し方向において付勢部5が配設された位置側に配設されている。
The
外力付与部6は、連結部40の回転軸400を回転中心としてスピンドルカバー32をスピンドル支持部4に対して回転させることによって、切削ブレード30の回転軸300を保持手段2に保持されたワークWの表面W1に対して傾斜させる機能を有する。
The external force applying unit 6 rotates the
外力付与部6は、割り出し方向の回転軸を有し正逆回転可能なボールネジ60と、カップリング61を介してボールネジ60と接続されたモータ62と、ボールネジ60に螺合するナットを内部に備えボールネジ60の回転により割り出し方向に駆動される接触部材支持部63とを備えている。例えば、ボールネジ60を正方向に回転させることにより接触部材支持部63が図1における左方向に移動し、ボールネジ60を逆方向に回転することにより接触部材支持部63が図1における右方向に移動する構成となっている。
The external force applying unit 6 includes a
接触部材支持部63は、円板状に形成された接触部材630を回転可能に支持しており、接触部材630も接触部材支持部63と同方向に移動する構成となっている。ボールネジ60とカップリング61とモータ62とで、接触部材630を割り出し方向に沿って移動させる移動部64が構成されている。図示の例における接触部材630は、スピンドル支持部4に配設されている。
The contact member support
スピンドルカバー32には、接触部材630の割り出し方向への移動を案内する被接触部材7が連結されている。被接触部材7には、接触部材630の移動方向である割り出し方向に対してワークWの厚み方向に傾斜した被接触面70が形成されている。被接触面70は、被接触部材7の始点部320に近づくほどスピンドルカバー32に近づく様な傾斜を有している。
A contacted
このように構成される切削加工装置1において、保持手段2に保持されたワークWの切削時は、移動手段8による制御の下で、保持手段2と切削加工手段3とを割り出し方向に相対移動させて切削ブレード30を割り出し方向の所定箇所に位置付けた後、保持手段2と切削加工手段3とをワークの厚み方向に移動させることにより切削ブレード30をワークWに対して相対的に降下させ、保持手段2と切削加工手段3とを加工進行方向に移動させることにより、高速回転する切削ブレード30をワークWの表面W1側から切り込ませて切削を行う。
In the cutting apparatus 1 configured as described above, when the workpiece W held by the holding means 2 is cut, the holding means 2 and the
図1に示したように、切削ブレード30の回転軸300が割り出し方向と一致する状態、すなわち、切削ブレード30の面方向30aがワークの切り込み方向と一致する状態では、接触部材支持部63がボールネジ60のほぼ中央に位置し、接触部材630も被接触面70のほぼ中央に位置している。
As shown in FIG. 1, in a state where the
この状態から、切削ブレード30の面方向30aを傾斜させる場合は、外力付与部6による制御によって連結部40を中心としてスピンドルカバー32をいずれかの方向に回転させて傾斜させる。
In this state, when the
例えば、図2に示すように、切削ブレード30がワークWから遠ざかる方向(矢印A方向)にスピンドルカバー32を回転させる場合は、外力付与部6のボールネジ60を正回転させることにより接触部材支持部63を図2における左方向(矢印B方向)に駆動する。そうすると、接触部材630が被接触部7を下方に押圧するため、付勢部5が付勢力に抗して伸張しつつ、支点部320を支点としてスピンドルカバー32の後部側(切削ブレード30から離れた側:図における左側)が降下する。そして、連結部40の回転軸400を回転中心としてスピンドルカバー32の前部側(切削ブレード30に近い側:図における右側)が持ち上げられ、切削ブレード30の面方向30aの角度が変化する。
For example, as shown in FIG. 2, when the
一方、例えば、図3に示すように、切削ブレード30がワークWに近づく方向(矢印C方向)にスピンドルカバー32を回転させる場合は、外力付与部6のボールネジ60を逆回転させることにより接触部材支持部63を図3における右方向(矢印D方向)に駆動する。そうすると、付勢力によって付勢部5が伸縮し、支点部320を支点としてスピンドルカバー32の後部側が上昇する。そして、連結部40の回転軸400を回転中心としてスピンドルカバー32の前部側が降下し、切削ブレード30の面方向30aの角度が変化する。
On the other hand, for example, as shown in FIG. 3, when the
このようにして切削ブレード30を傾斜させる際には、付勢部5によってスピンドルカバー32が切削ブレード30が保持手段2側に回転する方向に常に付勢されており、切削ブレード30をワーク2に対していずれの方向に傾斜させる場合でも、常にスピンドルカバー32に対して付勢力が働く。したがって、バックラッシュを回避し、切削ブレードの傾斜角度を正確に制御することが可能となる。
When the
また、外力付与部6を構成するボールネジ60を割り出し方向に配設することにより、スピンドル31の割り出し方向と接触部材630の移動方向とが一致するため、外力付与部6を無駄なスペースを使用しない構成とすることができる。そして、ボールネジ60を割り出し方向に配設することによって、ボールネジ60を長くすることが容易となるため、切削ブレード30の傾斜の分解能を高くすることが可能となる。
In addition, since the
なお、本実施形態では、接触部材630及び接触部材630を割り出し方向に沿って移動させる移動部64をスピンドル支持部4側に配設し、被接触部材7をスピンドルカバー32側に配設した構成としたが、接触部材630及び移動部64をスピンドルカバー32側に配設し、被接触部材7をスピンドル支持部4側に配設するようにしてもよい。すなわち、接触部材630及び移動部64がスピンドル支持部4もしくはスピンドルカバー32の一方に配設され、被接触部材7がスピンドル支持部4もしくはスピンドルカバー32の他方に配設されていればよい。
In the present embodiment, the
1:切削加工装置
2:保持手段
3:切削加工手段
30:切削ブレード 31:スピンドル
32:スピンドルカバー 320:支点部
33:傾斜機構
34:モータ 35:ナット
4:スピンドル支持部
40:連結部 400:回転軸
5:付勢部
6:外力付与部
60:ボールネジ 61:カップリング 62:モータ
63:接触部材支持部 630:接触部材
64:移動部
7:被接触部材 70:被接触面
8:移動手段
W:ワーク W1:表面
1: Cutting device 2: Holding means 3: Cutting means 30: Cutting blade 31: Spindle 32: Spindle cover 320: Support point portion 33: Tilting mechanism 34: Motor 35: Nut 4: Spindle support portion 40: Connecting portion 400: Rotating shaft 5: Energizing portion 6: External force applying portion 60: Ball screw 61: Coupling 62: Motor 63: Contact member support portion 630: Contact member 64: Moving portion 7: Contacted member 70: Contacted surface 8: Moving means W: Work W1: Surface
Claims (1)
該保持手段に保持されたワークを切削加工する切削ブレードと、該切削ブレードが装着され回転可能なスピンドルと、該スピンドルを囲むスピンドルカバーと、該切削ブレードの回転軸を該保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる傾斜機構と、を含む切削加工手段と、
該保持手段と該切削加工手段とを加工進行方向と該加工進行方向に交わる割り出し方向とに相対的に移動させる移動手段と、
を有する切削加工装置であって、
該傾斜機構は、
該加工進行方向を回転軸として該スピンドルカバーを回転可能に連結する連結部を有するスピンドル支持部と、
該割り出し方向において該連結部が配設された位置と異なった位置に配設され、該スピンドルカバーを該切削ブレードが該保持手段側に回転する方向に付勢する付勢部と、
該割り出し方向において該連結部が配設された位置を基準として該付勢部が配設された位置側に配設され、該スピンドルカバーを該切削ブレードが該保持手段から離れる側に回転する方向に、該付勢部による付勢よりも大きな力を加える外力付与部と、
を有し、
該外力付与部は、
該スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設された接触部材と、
該スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの一方に配設され、該接触部材を該割り出し方向に沿って移動させる移動部と、
該スピンドル支持部もしくはスピンドルカバーの他方に配設され、該接触部材に接触した該接触部材の移動方向に対して傾斜した被接触面が形成された被接触部材と、
を有し、
該外力付与部によって該スピンドルカバーを該連結部を回転軸として該スピンドル支持部に対して回転させることによって該切削ブレードの回転軸を該保持手段に保持されたワークの表面に対して傾斜させる切削加工装置。 Holding means for holding the workpiece;
A cutting blade for cutting the work held by the holding means, a spindle mounted with the cutting blade and rotatable, a spindle cover surrounding the spindle, and a rotating shaft of the cutting blade are held by the holding means. A cutting mechanism including an inclination mechanism for inclining with respect to the surface of the workpiece;
Moving means for relatively moving the holding means and the cutting means in a machining direction and an indexing direction intersecting the machining direction;
A cutting device comprising:
The tilt mechanism is
A spindle support portion having a connecting portion for rotatably connecting the spindle cover with the working direction as a rotation axis;
A biasing portion disposed at a position different from the position where the coupling portion is disposed in the indexing direction, and biasing the spindle cover in a direction in which the cutting blade rotates toward the holding means;
A direction in which the urging portion is disposed with respect to a position where the coupling portion is disposed in the indexing direction, and the spindle cover rotates in a direction away from the holding means. And an external force applying unit that applies a force larger than the urging force by the urging unit;
Have
The external force applying unit is
A contact member disposed on one of the spindle support or the spindle cover;
A moving part disposed on one of the spindle support part or the spindle cover and moving the contact member along the indexing direction;
A contacted member provided on the other of the spindle support or the spindle cover and formed with a contacted surface inclined with respect to the moving direction of the contact member in contact with the contact member;
Have
Cutting that causes the rotation axis of the cutting blade to be inclined with respect to the surface of the workpiece held by the holding means by rotating the spindle cover with respect to the spindle support portion with the connecting portion as a rotation axis by the external force applying portion. Processing equipment.
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