JP6000056B2

JP6000056B2 - バイトホイール

Info

Publication number: JP6000056B2
Application number: JP2012228704A
Authority: JP
Inventors: 周平竹田; 伸一浪岡; 亮治谷本
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: JP2014079837A

Description

本発明は、バイトホイールに関する。

従来、特許文献１、２に開示されるように、保持テーブルで保持した被加工物について、バイト切削手段によって被加工物の薄化加工をすることなどが知られている。

具体的には、切削刃（切削刃）を下端部に装着してバイトユニットが構成され、このバイトユニットをスピンドルの下端部に接続したバイトホイールに備える構成とし、スピンドルを回転駆動させつつ、下方へと加工送りすることにより、切削刃によって被加工物を切削することとするものである。

特開２００９−０１２１０５号公報特開２０１２−０３５３４３号公報

切削刃によって被加工物が切削されると、切削屑が発生することになる。この切削屑は、切削刃の切削方向の先端側、つまりは、スピンドルの回転方向における前側に発生することになる。

そして、被加工物が金属や樹脂等の延性材を含む場合、切削屑は糸状に発生することになり、この糸状の切削屑がバイトユニットに絡みつく不具合が生じるおそれがある。

さらに、絡みついた切削屑が被加工物を切削する際に切削刃に巻き込まれると、被加工物に傷をつけたり、切削刃を損傷させてしまうことが懸念される。

特に、特許文献１、２の構成のように、切削刃を下部に設けたバイトがバイトシャンクに対して着脱可能に配設されたバイトユニットでは、バイトとバイトシャンクのバイト装着部（ピット）の間に露出する隙間に切削屑が挟み込まれ易く、切削屑の絡みつきの不具合や、この不具合に起因する問題が発生するリスクが高いものとなる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削刃が切削屑を巻き込むことで被加工物や切削刃を損傷させてしまうおそれを低減しうるバイトホイールを提供することである。

請求項１に記載の発明によると、バイトホイールであって、ホイール基台と、該ホイール基台に着脱可能に装着されたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に取り付けられた下端部に切削刃を有するバイトと、少なくとも該切削刃の加工点が露出するように該バイトシャンクに着脱可能に取り付けられ、該バイトを覆う補助部材と、を備え、該補助部材は、該ホイール基台に装着される装着部と、被加工物の切削時に該切削刃が被加工物上を移動する方向を移動方向とし、該切削刃の該移動方向先頭側において該ホイール基台下端から垂下され少なくとも該切削刃の一部に至ると共に該切削刃の加工点を露出させる壁部と、を含むことを特徴とするバイトホイールが提供される。

請求項２に記載の発明によると、壁部の少なくとも移動方向先頭側の壁面は、平面視においてバイトホイールの半径方向の外側になるにつれ、移動方向において後退するように所定角度傾斜する傾斜面を構成することで、切削屑がバイトホイールの半径方向外側に向かって排出されるように構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のバイトホイールが提供される。

本発明によると、切削刃が切削屑を巻き込むことで被加工物や切削刃を損傷させてしまうおそれを低減しうるバイトホイールが提供される。

具体的には、バイトホイールの補助部材をバイトホイールに装着することで、切削刃の移動方向先頭側には補助部材の壁部が立設されてバイトユニットの必要箇所を覆い隠すことができ、切削屑のバイトユニットへの絡みつきを防止し、切削刃が切削屑を巻き込んでしまうおそれを低減できる。

さらに、請求項２に記載の発明によると、切削屑が該バイトホイールの半径方向外側に向かって排出されるようになるため、切削屑の発生に起因する不具合の発生をより効果的に低減することができる。

本発明の実施に適したバイト切削装置の斜視図である。本発明の実施に適したバイト切削ユニットの側面図である。補助部材とバイトユニットを取り付けたバイトホイールの斜視図である。バイトユニットの斜視図である。切削加工の様子について説明するバイトユニットの側面図である。補助部材とバイトユニットの構成について示す側面図である。補助部材とバイトユニットの構成について示す平面図である。補助部材の他の実施形態について示す平面図である。バイトシャンクのピットとバイトの間の隙間について説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施に好適なバイト切削装置２の全体構成を示すものであり、図２は、バイト切削ユニット１０によるウェーハＷの加工について示す側面図である。

図１に示すように、４はバイト切削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

図１及び図２に示すように、バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイトユニット２６が着脱可能に取り付けられている。

図１に示すように、バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

ベース４の中間部分にはチャックテーブル３０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３３は蛇腹であり、チャックテーブル機構２８をカバーする。

ベース４の前側部分には、第１のウェーハカセット３２と、第２のウェーハカセット３４と、ウェーハ搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウェーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウェーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。

また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル３０が装置手前側のウェーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル３０に向かって洗浄水を噴射する。

図３を参照すると、本発明の一実施形態に係るバイトホイール２５の斜視図が示されている。バイトホイール２５は、環状のホイール基台５０と、ホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対象位置においてホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と同一重量のバランス取り用錘（カウンターバランス）６６と、から構成される。バイトホイール２５は矢印Ｒ方向に回転される。

バイトユニット２６は、図４の分解斜視図に示すように、略直方体形状のバイトシャンク５２と、バイトシャンク５２に着脱可能に取り付けられたバイト５４とから構成される。バイト５４は板状を呈しており、長手方向の一端部の表面側にはダイアモンド等で所定形状に形成された切削刃５６が固着されている。バイト５４には、ねじ５８が挿入される丸穴５９が形成されている。

バイトシャンク５２の一側面には、バイト５４の厚さと同等の深さを有するピット６０が形成されている。ピット６０にはねじ穴６１が形成されている。バイト５４をバイトシャンク５２のピット６０内に挿入し、バイト５４の丸穴５９を通してねじ５８をねじ穴６１に螺合することにより、バイト５４がバイトシャンク５２に固定される。

図５に示すように、ホイール基台５０には、上下方向に形成される直方体形状の取り付け穴６２と、取り付け穴６２からホイール基台５０の半径方向外側に開口するねじ穴６３が形成されている。バイトユニット２６のバイトシャンク５２を取り付け穴６２中に下側から挿入し、ねじ６４を横側からねじ穴６３に螺合して締め付けることにより、バイトユニット２６がホイール基台５０に固定される。

次に、図５乃至図７に示される補助部材７０の構成について説明する。補助部材７０は、バイトシャンク５２においてバイト５４が取り付けられる側の部位を覆うために設けられる部材である。

図６に示すように、補助部材７０は、ホイール基台５０に装着されるための装着部７２と、ホイール基台５０の半径方向外側に向かって伸びる壁部７４を有して構成される。

図５に示すように、装着部７２には、上下方向に貫通孔７２ｂが形設されており、貫通孔７２ｂに下側から固定ボルト７１を挿入するとともに、固定ボルト７１の先端部をホイール基台５０に上下方向に形設したねじ穴６５に螺結することで、補助部材７０がホイール基台５０の下面５０ａに垂設されるようになっている。

図６に示すように、壁部７４は、その裏側面７４ａにおいて、バイトシャンク５２においてバイト５４が取り付けられる側にある取付面５２ａに対向すべく構成されている。

図６及び図７に示すように、取付面５２ａには、バイト５４を収容するためのピット６０が形成されており、壁部７４の裏側面７４ａには、このピット６０と対向するように、縦溝７４ｂが形成されている。この縦溝７４ｂには、ピット６０から突出するバイト５４の一部やねじ５８が収容されることで、壁部７４の裏側面７４ａがバイトシャンク５２の取付面５２ａに当接するようになっている。

また、図６及び図７に示すように、装着部７２の裏側面７２ａは、バイトシャンク５２の一側面５２ｂ（ホイール基台５０の半径方向内側の面）に当接するようになっている。

そして、以上のように、壁部７４の裏側面７４ａがバイトシャンク５２の取付面５２ａ、装着部７２の裏側面７２ａがバイトシャンク５２の一側面５２ｂに対し、それぞれ当接することで、バイトシャンク５２に対する補助部材７０の位置決めが行えるようになっている。

また、図５に示すように、補助部材７０は、ホイール基台５０の下面５０ａから垂設され、少なくとも壁部７４は切削刃５６の一部に至る長さＬ１を有する構成とし、切削刃５６の加工点５６ａが壁部７４の下方に露出して、切削加工が行われ得るようになっている。なお、切削刃５６の加工点５６ａが露出すればよく、切削刃５６そのものについては、例えば、大部分が現れている状態などであってもよい。また、装着部７２の寸法については長さＬ１を有さなくてもよく、特に限定されるものではない。

また、図５に示すように、バイトシャンク５２は、ホイール基台５０の回転によって、補助部材７０とともに移動方向Ｋに向かって移動される。そして、図５に示すように、ウェーハＷが切削刃５６により切削されることで、糸状の切削屑５７が生じることになる。

このように生じた切削屑５７は、補助部材７０の壁部７４や、底面７４ｃに当るなどして、ウェーハＷから離脱して外へはじかれることになる。ここで、仮に、補助部材７０が存在しない場合には、バイトシャンク５２の取付面５２ａが露出することになり、図６に示す切削刃５６に絡みつくことや、ピット６０とバイト５４の隙間Ｓ１，Ｓ２に切削屑５７が挟み込まれるといった不具合が発生してしまう。この点、本実施形態によれば、補助部材７０によってバイトシャンク５２の取付面５２ａが隠されるため、このような不具合を防ぐことが可能となる。

以上のようにして本発明を実施することができる。
即ち、被加工物としてのウェーハＷを保持するチャックテーブル（保持テーブル）３０と、チャックテーブル３０で保持されたウェーハＷを切削するバイトホイール２５とバイトホイール２５を回転させるスピンドル２２とを有したバイト切削ユニット（バイト切削手段）１０と、バイト切削ユニット１０を所定の高さ位置に位置づけるバイト切削ユニット送り機構（位置づけ手段）１８と、バイト切削ユニット送り機構１８によって所定高さに位置づけられたバイト切削ユニット１０に対してウェーハＷを保持したチャックテーブル３０を水平方向で近接離反可能に加工送りするチャックテーブル移動機構（加工送り手段）と、を備えたバイト切削装置においてバイトホイール２５に装着されるバイトホイール２５の補助部材７０であって、バイトホイール２５は、ホイール基台５０と、ホイール基台５０に装着されたバイトシャンク５２と、バイトシャンク５２に着脱可能に配設されたバイト５４と、バイト５４の下端部に設けた切削刃５６とを有するバイトユニット２６と、を備え、補助部材７０は、ホイール基台５０に装着される装着部７２と、ウェーハＷの切削時に切削刃５６がウェーハＷを移動する方向を移動方向Ｋとし、切削刃５６の移動方向（Ｋ）先頭側においてホイール基台５０下面（下端）５０ａから垂下され少なくとも切削刃５６の一部に至るとともに切削刃５６の加工点を露出させる壁部７４と、を備え、切削刃５６がウェーハＷを切削して形成された切削屑５７がバイトユニット２６に付着することを防止する、バイトホイールの補助部材７０とするものである。

このような構成により、切削刃５６が切削屑５７を巻き込むことでウェーハＷや切削刃５６を損傷させてしまうおそれを低減しうるバイトホイール２５の補助部材７０が提供される。

具体的には、バイトホイール２５の補助部材７０をバイトホイール２５に装着することで、切削刃５６の移動方向（Ｋ）先頭側には補助部材７０の壁部７４が立設されてバイトユニット２６の必要箇所を覆い隠すことができ、切削屑５７のバイトユニット２６への絡みつきを防止することで、切削刃５６が切削屑５７を巻き込んでしまうおそれを低減できる。

図８は、他の実施形態の補助部材７０Ａについて示すものであり、壁部７４Ａについて、移動方向Ｋの先頭側の壁面７４ｍは、平面視においてバイトホイール２５（図３参照）の半径方向Ｒ１の外側になるにつれ、移動方向Ｋにおいて後退するように所定角度θ傾斜する傾斜面を構成することで、切削屑５７がバイトホイール２５の半径方向Ｒ１外側に向かって排出されるように構成することとしている。

なお、所定角度θについては、ウェーハＷの材質や、バイトホイール２５の回転数などによって適宜設定することができ、例えば、１０度〜４５度の範囲で設定することが考えられる。

このように、平面視において壁面７４ｍが傾斜面で構成されることとすることによって、壁面７４ｍの半径方向Ｒ１外側の端部７４ｎが、移動方向Ｋにおいて遅れるように移動することになるため、壁面７４ｍに接触した切削屑５７は、遅れた分だけ端部７４ｎ側に逃げ易くなり、切削屑５７が半径方向Ｒ１外側へと案内され易い状況を形成することができる。

仮に、壁面７４ｍが傾斜面を構成せず、仮想線７５と平行な面を構成する場合には、発生した切削屑５７が逃げ易い方向が特に形成されることなく、壁面に接触した切削屑５７が停滞してしまうことになる。

また、以上に説明した図７、及び図８のそれぞれの実施形態において、図９に示すように、バイトユニット２６においては、バイト５４の幅（図９における横幅）がピット６０の幅よりも小さく設定されることで、バイトシャンク５２に対するバイト５４の取り付け角度を変えられる構成としている。

このため、ピット６０とバイト５４の隙間Ｓ１（バイト５４の上方の隙間），Ｓ２（バイト５４の側方の隙間）が確保されることが想定されるものであり、この隙間Ｓ１，Ｓ２への切削屑の侵入を確実に防止することができる上述の実施形態は、特に優れた効果を奏するものとなる。

また、上述した実施形態によれば、バイトシャンク５２のバイト５４が配設される側の面（取付面５２ａ）の凹凸、つまりは、隙間Ｓ１，Ｓ２や、ねじ５８や、切削刃５６の一部が壁部７４（図５）によって覆われるため、切削屑がバイトシャンク５２（バイトユニット２６）に絡みつくことを確実に防止することができる。

２５バイトホイール
２６バイトユニット
５０ホイール基台
５０ａ下面
５２バイトシャンク
５２ａ取付面
５２ｂ一側面
５４バイト
５６切削刃
５６ａ加工点
５７切削屑
６０ピット
７０補助部材
７２装着部
７４壁部
７４ｃ底面
Ｋ移動方向
Ｒ１半径方向
Ｓ１隙間
Ｓ２隙間
Ｗウェーハ
θ 所定角度

Claims

バイトホイールであって、
ホイール基台と、
該ホイール基台に着脱可能に装着されたバイトシャンクと、
該バイトシャンクに着脱可能に取り付けられた下端部に切削刃を有するバイトと、
少なくとも該切削刃の加工点が露出するように該バイトシャンクに着脱可能に取り付けられ、該バイトを覆う補助部材と、を備え、
該補助部材は、
該ホイール基台に装着される装着部と、
被加工物の切削時に該切削刃が被加工物上を移動する方向を移動方向とし、該切削刃の該移動方向先頭側において該ホイール基台下端から垂下され少なくとも該切削刃の一部に至ると共に該切削刃の加工点を露出させる壁部と、を含むことを特徴とするバイトホイール。
前記壁部の少なくとも前記移動方向先頭側の壁面は、平面視において該バイトホイールの半径方向の外側になるにつれ、該移動方向において後退するように所定角度傾斜する傾斜面を構成することで、該切削刃が被加工物を切削して形成された該切削屑が該バイトホイールの半径方向外側に向かって排出されることを特徴とする請求項１に記載のバイトホイール。