JP6021669B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削装置に関し、特に切削ブレードをスピンドルに装着されたフランジに固定する際に使用する着脱治具の取り外し忘れを防止可能な切削装置に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスが複数形成される。そして、半導体デバイスが形成されたウエーハは裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置で切削されて個々の半導体デバイスが製造される。

切削装置は、例えば特開平７−２７６１８３号公報に開示されるように、ウエーハ等の被加工物を切削する例えば厚みが３０μｍ程度の切刃を有する切削ブレードを備えている。切削ブレードはスピンドルの先端に固定されたフランジに固定ナットで締結固定される。

スピンドルの先端部に装着された切削ブレードは、切削ブレードを覆うブレードカバーで保護される。そして、３００００ｒｐｍ程度の高速で切削ブレードを回転させつつ被加工物へ切り込ませることで切削が遂行される。

切削加工中の切削ブレードには、切削に伴って発生する切削屑を被加工物上から除去する目的や、切削で発生する加工熱を冷却する目的で冷却水が供給される。冷却水を切削ブレードに供給するためのブレードクーラーノズルは、切削ブレードを覆うブレードカバーのブレードクーラーアセンブリに取り付けられている。

ブレードクーラーアセンブリは、切削ブレードの着脱時にブレードクーラーノズルが退避して切削ブレードの着脱を可能とする着脱位置と、被加工物切削時に切削ブレードへ冷却水を供給する供給位置との間で移動可能に構成されている。

一方、被加工物の切削に伴って切削ブレードは磨耗していくため、所定以上の磨耗を検出した際には切削ブレードを新品の切削ブレードに交換することが必要となる。切削ブレードの交換時には、まずブレードカバーのブレードクーラーアセンブリを着脱位置に位置付けた後、着脱治具を用いて固定ナットを緩めて取り外し、切削ブレードを新品の切削ブレードに交換する。その後、着脱治具を用いて固定ナットを締めつけて固定する。切削ブレード交換後には、ブレードクーラーアセンブリを元の供給位置に位置づける。

固定ナットを着脱する着脱治具は、例えば、特開２００４−２８１７００号公報に開示されているような、固定ナットを把持するものが広く使用されており、トルクドライバ又はトルクレンチと着脱治具とを併用して固定ナットを着脱する。

固定ナット締結後、着脱治具を取り外してから元の作業に戻り、切削加工を開始するのが通常であるが、着脱治具を固定ナットから取り外すことを忘れて作業者が作業に復帰してしまう場合がある。

着脱治具が固定ナットに装着されたままの状態で、切削を開始しようとすると、着脱治具は落下するか、或いは装置内の他の部品と接触して着脱治具や装置を破損させてしまう恐れがある。

特に、フェイシングジュアルスピンドルタイプの切削装置の場合には、作業者に対面せずに角度をもった位置に着脱治具を取り付ける必要があるため、着脱治具が装着されているかを比較的視認しにくく、このような状況が発生し易い。

そこで、切削ブレードを覆うブレードカバーを利用し、着脱治具がマウントフランジ（固定ナット）に装着されたままの状態でブレードカバーを供給位置方向に閉じると、着脱治具が装着したままであることを検出する切削装置が特開２０１２−００４４１４号公報に開示されている。

特開平７−２７６１８３号公報 特開２００４−２８１７００号公報 特開２０１２−００４４１４号公報

特許文献３に開示された切削装置によると、ブレードカバーに装着した治具検出手段により着脱治具の取り外し忘れを検出できる。しかし、ブレードカバーは開閉部がエアシリンダにより開閉されるため、エアシリンダの故障の可能性があり、万一故障してしまった場合、着脱治具が装着したままであることを検出することもできなくなる恐れが残っていた。

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、着脱治具の取り外し忘れを確実に防止することのできる切削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に装着されたフランジに着脱治具を用いて固定され該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、を備えた切削装置であって、該切削手段によって被加工物を切削加工する加工領域と、該チャックテーブルに被加工物を着脱する着脱領域とを仕切る開閉カバーと、該着脱治具に取り外し可能に装着され、該スピンドルに装着された該フランジに嵌合した際に該開閉カバーに向かって張り出すディスクと、該加工領域側に突出するように該開閉カバーに固定された凸部と、を備え、該スピンドルに装着された該フランジに該着脱治具が嵌合している状態で該開閉カバーを閉めると、該着脱治具に装着された該ディスクと該開閉カバーに固定された該凸部とが衝突して該開閉カバーが閉まることを阻止することを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、前記スピンドルと該開閉カバーとは該スピンドルの軸方向に相対移動可能であり、該開閉カバーの前記凸部は、該開閉カバーに対して該スピンドルに装着された該フランジが位置付けられる範囲に渡って該相対移動方向に沿って延在する。

本発明によると、フランジに着脱治具が装着されたままの場合、開閉カバーを閉めようとすると着脱治具に装着されたディスクと開閉カバーに固定された凸部が干渉するように構成されているため、開閉カバーを閉じる際に自動的に着脱治具の取り外し忘れを気付くことができる。

ディスク及び凸部の装着は機構的な駆動部に対する装着でない上、装置に対して大きな改造を必要としない構成であるため、安価に且つ確実に着脱治具の取り外し忘れを防止することができる。

請求項２記載の発明によると、開閉カバーがどの位置にあっても確実に着脱治具に装着されたディスクが凸部と干渉するため、開閉カバーが半開き状態のまま切削ブレードの交換作業を行おうとすると、着脱治具に装着したディスクが開閉カバーに固定した凸部に衝突して作業の実施を不可能にするため、開閉カバーを全開にした状態で交換作業を実施する必要のあることを機構的に保証している。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。 切削ブレードをスピンドルに装着する様子を示す分解斜視図である。 着脱位置に位置付けられたブレードカバーの斜視図である。 着脱治具の斜視図である。 本発明実施形態の着脱治具を使用して固定ナットをマウントフランジの雄ねじに締結する様子を示す分解斜視図である。 開閉カバーに固定された凸部と着脱治具に装着されたディスクとの干渉関係を示す正面図である。 開閉カバーを開けて着脱治具をマウントフランジに装着する様子を示す平面図である。 着脱治具の取り外しを忘れたまま開閉カバーを閉じようとした場合の平面図である。 開閉カバーに第２実施形態の凸部を備えた切削装置の斜視図である。 開閉カバーを半開き状態のままディスクが装着された着脱治具をマウントフランジに装着しようとする状態の平面図である。

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を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の斜視図が示されている。４は切削装置２のベースであり、ベース４にはチャックテーブル６が回転可能且つ図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。

チャックテーブル６の周囲にはウォーターカバー８が配設されており、このウォーターカバー８とベース４に渡り加工送り機構の軸部を保護するための蛇腹１０が連結されている。

ベース４の後方には門型形状のコラム１２が立設されている。コラム１２にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール１４が固定されている。コラム１２にはＹ軸移動ブロック１６がボールねじ１８と図示しないパルスモーターとからなるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）２０によりガイドレール１４に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｙ軸移動ブロック１６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール２２が固定されている。Ｙ軸移動ブロック１６上には、Ｚ軸移動ブロック２４がボールねじ２６とパルスモーター２８とからなるＺ軸移動機構３０によりガイドレール２２に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｚ軸移動ブロック２４には切削ユニット３２が取り付けられており、切削ユニット３２のスピンドルハウジング３４に撮像ユニット３６が取り付けられている。

ベース４上には、切削ユニット３２によってウエーハ等の被加工物を切削加工する切削領域と、チャックテーブル６に被加工物を着脱する着脱領域とを仕切るカバーユニット３７が配設されている。

カバーユニット３７は、ベース４に固定された装置奥側の固定カバー３８と、固定カバー３８に対して開閉する開閉カバー４０と、ベース４に固定された装置手前側の固定カバー４６と、固定カバー４６に対して開閉する開閉カバー４８とから構成される。

固定カバー３８，４６及び開閉カバー４０，４８は透明樹脂から形成されている。開閉カバー４０の表面側には取っ手４２が取り付けられているとともに、その裏面側には加工領域側に突出する凸部４４が固定されている。開閉カバー４８にも取っ手が取り付けられているが、その図示は省略されている。

切削ユニット３２は、図２に示すように、スピンドルハウジング３４中に収容された図示しないスピンドルを有している、スピンドルの細径先端部５０は先端に行くにつれて細くなるテーパ状に形成されており、スピンドル先端部（スピンドルテーパ部）５０の端面にはねじ穴５２が形成されている。

５４はマウントフランジであり、円筒状ボス部５６と、円筒状ボス部５６と一体的に形成されたフランジ部（鍔部）５８とから構成される。円筒状ボス部５６の外周には雄ねじ６０が形成されているとともに、その内周には雌ねじ６２が形成されている。マウントフランジ５４は更にテーパ状の係合穴６４を有している。

マウントフランジ５４の係合穴６４をスピンドルテーパ部５０に挿入し、ねじ６８をマウントフランジ５４の係合穴６４を通してねじ穴５２に螺合して締め付けることにより、マウントフランジ５４はスピンドルテーパ部５０に装着される。

切削ブレード６６は外周に電鋳された切刃６６ａを有するハブブレードである。７０は固定ナットであり、内周にマウントフランジ５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に螺合する雌ねじ７２が形成されている。固定ナット７０は更に、表面から裏面に貫通した４個の挿入穴７６を有している。これらの挿入穴７６内には、図４に示す着脱治具９８のピン１０８が挿入される。

切削ブレード６６をスピンドルに装着するには、切削ブレード６６をマウントフランジ５４のボス部５６に挿入し、その外側から固定ナット７０の雌ねじ７２をマウントフランジ５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に螺合して締め付けることにより、切削ブレード６６がマウントフランジ５４のフランジ部５８と固定ナット７０とで挟持されてスピンドルテーパ部５０に装着される。

図３を参照すると、切削ユニット３２のスピンドルハウジング３４に取り付けられるブレードカバー（ホイールカバー）７８周りの斜視図が示されている。ブレードカバー７８には、スピンドルを回転可能に収容したスピンドルハウジング３４に固定されたブレードカバー本体８０を含んでいる。

ブレードカバー本体８０にはエアシリンダが内蔵されており、エアシリンダのピストンロッド８２の先端にはブレードクーラーアセンブリ８４が取り付けられている。ブレードカバー本体８０には更にノズルアセンブリ９０が取り付けられている。

ブレードクーラーアセンブリ８４は、ブレードカバー本体８０に内蔵されたエアシリンダにより、ブレードカバー本体８０からＸ軸方向に離間した図３に示した着脱位置と、切削ブレード６６の上方を覆う切削液供給位置との間で移動される。一方、ノズルアセンブリ９０はＺ軸方向に位置調整可能にブレードカバー本体８０にねじ締結されている。

ブレードクーラーアセンブリ８４は、一対の接続パイプ８６ａ，８６ｂと、接続パイプ８６ａに連結されたブレードクーラーノズル（切削液供給パイプ）８８ａと、接続パイプ８６ｂに連結されたブレードクーラーノズル（切削液供給パイプ）８８ｂを含んでいる。

ブレードクーラーノズル８８ａは切削ブレード６６の表側（手前側）に水平に伸長しており、ブレードクーラーノズル８８ｂは切削ブレード６６の裏側（奥側）に水平に伸長している。一対のブレードクーラーノズル８８ａ、８８ｂは、切削ブレード６６に対向する側に切削液を噴出する複数のスリット（切削液供給口）をそれぞれ有している。

接続パイプ８６ａ，８６ｂには図示しないチューブが接続されており、チューブは図示しない電磁切替弁を介して切削液供給源に接続されている。切削液供給源は、例えば純水からなる切削液を供給する。

ノズルアセンブリ９０は、接続パイプ９２と、接続パイプ９２に連結されたシャワーノズル９４と、同じく接続パイプ９２に連結された一対のスプレーノズル９６とを含んでいる。

シャワーノズル９４は、切削ブレード６６の切刃に６６ａ向かって切削液を供給する。一方、スプレーノズル９６は、ウエーハ等の被加工物表面に切削液を供給して被加工物表面を洗浄する。接続パイプ９２は電磁切替弁を介して切削液供給源に接続されている。

図４を参照すると、固定ナット７０を着脱する着脱治具９８の斜視図が示されている。着脱治具９８は、治具本体部１００と、治具本体部１００に対してスライド可能な円筒状のスライド部材１０４とから構成される。スライド部材１０４は小径部１０４ａと、作業者が把持する大径部１０４ｂとから構成される。

治具本体部１００の外周部には周方向に等間隔離間して４個の固定ナットを把持する爪部１０６が配設されている。爪部１０６は円筒状のスライド部材１０４を治具本体部１００に対してスライドすることにより、半径方向に弾性変形可能に配設されている。

治具本体部１００には更に、固定ナット７０の挿入穴７６に挿入される４個のピン１０８が治具本体部１００に配設されたスプリングにより突出する方向に付勢されて配設されている。

図５を参照すると、本発明実施形態の着脱治具９８を使用して固定ナット７０をマウントフランジ５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に締結する様子を示す分解斜視図が示されている。

本実施形態では、着脱治具９８の円筒状スライド部材１０４の小径部１０４ａにディスク１１０を装着して、固定ナット７０の着脱を実施する。好ましくは、ディスク１１０は透明又は半透明部材から形成されている。取り外し忘れ防止のために透明又は半透明の目立つ色（黄色や赤）等に着色してもよい。

着脱治具９８のスライド部材１０４の小径部１０４ａにディスク１１０を装着してから、スライド部材１０４を治具本体部１００に対してスライドして、爪部１０６を半径方向内側に押さえつけていたスライド部材１０４の規制が解除されたら、爪部１０６は図示しないコイルばねに付勢されて回動し、固定ナット７０を把持する把持可能位置に移動する。この状態で爪部１０６で固定ナット７０を把持し、ピン１０８を固定ナット７０の挿入穴７６中に挿入する。

次いで、着脱治具９８のスライド部材１０４の大径部１０４ｂを把持して回転することにより、固定ナット７０をマウントフランジ５４のボス部５６に形成された雄ねじ６０に螺合する。

固定ナット７０が雄ねじ６０にある程度締め付けられた段階で、トルクレンチを着脱治具９８の丸穴１０３を介して六角穴１０２中に挿入し、トルクレンチにより着脱治具９８を回転させると、ピン１０８が固定ナット７０の挿入穴７６中に挿入されているため、固定ナット７０は所定のトルクでマウントフランジ５４の雄ねじ６０に締結され、切削ブレード６６はマウントフランジ５４のフランジ部５８と固定ナット７０で挟まれた状態でマウントフランジ５４に取り付けられる。

図７に示すように、固定ナット７０を把持した着脱治具９８のマウントフランジ５４への装着は、開閉カバー４０を固定カバー３８に対して矢印Ｙ１方向に移動して開閉カバー４０を一杯に開いた状態で実施される。図６は着脱治具装着時の正面図である。

この着脱治具の装着時には、着脱治具９８のスライド部材１０４の小径部１０４ｂに挿入されたディスク１１０が開閉カバー４０に固定された凸部（ブラケット）４４に干渉することがないため、着脱治具９８を使用した固定ナット７０のマウントフランジ５４の雄ねじ６０への締結はスムーズに実施される。

固定ナット７０を締結後、着脱治具９８を取り外してから元の作業に戻り、切削加工を開始するのが通常であるが、作業者が着脱治具９８を取り外すことを忘れたまま作業に復帰してしまう場合がある。

切削作業を開始するためには、図８に示すように、作業者が取っ手４２をつかんで開閉カバー４０を矢印Ｙ２方向に移動して開閉カバー４０を閉める必要がある。しかし、着脱治具９８の取り外しを忘れたままであると、開閉カバー４０に固定された凸部４４がディスク１１０に衝突する。従って、作業者は着脱治具９８の取り外しを忘れたままであることに気付くことになり、着脱治具９８を取り外してから開閉カバー４０を完全に閉鎖する。

図９を参照すると、開閉カバー４０に固定された本発明第２実施形態の凸部（ブラケット）４４Ａを有する切削装置の斜視図が示されている。本実施形態では、凸部４４Ａの形状が図１に示した凸部４４と相違する他は、図１に示した切削装置２と同一構成である。

本実施形態では、図１０に最もよく示されるように、マウントフランジ５４が側方に位置付けられる範囲に渡って長い凸部４４ａが開閉カバー４０に固定されている。よって、開閉カバー４０を半開き状態のまま着脱治具９８を使用して固定ナット７０をマウントフランジ５４の雄ねじ６０に締結しようとしても、着脱治具９８に装着したディスク１１０が凸部４４Ａに衝突するため、固定ナット７０を締結することができない。

よって、作業者は開閉カバー４０を完全に開けた状態で固定ナット７０の締結作業を実施する必要があることに気付くことになり、開閉カバー４０を完全に開けた後、着脱治具９０を使用した固定ナット７０の締結を実施することになる。さらに言えば、第１実施形態の凸部４４では開閉が半開き状態では、取り外し忘れに気付けない可能性があった。本実施形態はその可能性を完全に無くす構成である。

固定ナット７０締結後に着脱治具９８の取り外しを忘れたまま切削作業に復帰しようとすると、図８を参照した第１実施形態と同様に、凸部４４Ａがディスク１１０に衝突することになるため、作業者は着脱治具９８の取り外し忘れに気付くことになる。

２ 切削装置
６ チャックテーブル
３２ 切削ユニット
３７ カバーユニット
３４，４６ 固定カバー
４０，４８ 開閉カバー
４４，４４Ａ 凸部（ブラケット）
５４ マウントフランジ
５６ ボス部
６０ 雄ねじ
６６ 切削ブレード
７０ 固定ナット
７６ 挿入穴
９８ 着脱治具
１００ 治具本体部
１０４ スライド部材
１０６ 爪部
１０８ ピン
１１０ ディスク

Claims (2)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルの先端に装着されたフランジに着脱治具を用いて固定され該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、を備えた切削装置であって、
   該切削手段によって被加工物を切削加工する加工領域と、該チャックテーブルに被加工物を着脱する着脱領域とを仕切る開閉カバーと、
   該着脱治具に取り外し可能に装着され、該スピンドルに装着された該フランジに嵌合した際に該開閉カバーに向かって張り出すディスクと、
   該加工領域側に突出するように該開閉カバーに固定された凸部と、を備え、
   該スピンドルに装着された該フランジに該着脱治具が嵌合している状態で該開閉カバーを閉めると、該着脱治具に装着された該ディスクと該開閉カバーに固定された該凸部とが衝突して該開閉カバーが閉まることを阻止することを特徴とする切削装置。
2. 前記スピンドルと該開閉カバーとは該スピンドルの軸方向に相対移動可能であり、
   該開閉カバーの前記凸部は、該開閉カバーに対して該スピンドルに装着された該フランジが位置付けられる範囲に渡って該相対移動方向に沿って延在することを特徴とする請求項１記載の切削装置。

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