JP6255238B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレードカバーを有した切削装置に関する。

切削ブレードを有し被加工物に切削を施す切削装置においては、被加工物の切削によって発生する加工熱を冷却するとともに、切削によって生じる切削屑を被加工物上から排出するために、当該切削ブレードに切削液を供給しながら切削を実施する。被加工物が、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の撮像デバイスが表面に形成されたウェーハや、フィルタ、光ピックアップデバイス等の光デバイスが形成された基板である場合には、切削屑がデバイス上に付着するとデバイス不良を引き起こすため、切削屑がデバイスに付着するのを防止することが非常に重要視されている。

ここで、一度被加工物の上面において付着し乾燥した切削屑を切削後の洗浄工程で取り除くことは非常に難しいため、被加工物の上面に洗浄水を供給する機構を備える切削装置が下記の特許文献１で提案されている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、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手段と、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する際に被加工物の上面に洗浄水を供給する洗浄水供給手段とを少なくとも備えており、切削ブレードの回転方向に起因して切削水が飛散する方向と同じ方向に洗浄水を噴射して被加工物の上面に洗浄水を供給することができる。

特開２００６−２３１４７４号公報

上記したような切削装置において被加工物を切削する際には、切削水供給手段によって切削ブレードに向けて切削水を供給するため、切削によって発生した切削屑の一部が切削水に取り込まれるとともに、切削屑が混入した切削水が切削ブレードの回転にともなって
被加工物上に飛び散ってしまい、被加工物全面を汚してしまう。

このようにして被加工物の上面に切削屑が付着すると、たとえ上記洗浄水供給手段によっても被加工物の上面から切削屑を十分に排除することは難しい。洗浄水供給手段によって被加工物上に洗浄水を供給しても、被加工物の上面に飛び散った切削水によって被加工物上に供給された洗浄水の流れが乱されて洗浄が不十分な領域が生じるため、被加工物全面に飛び散った切削屑を洗浄しきれないという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、被加工物に切削屑が付着するおそれを低減することに発明の解決すべき課題を有している。

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切り刃を外周に有した切削ブレードと、該切削ブレードを回転させるスピンドルを含むスピンドルユニットと、該切削ブレードを覆い底部に該切削ブレードの該切り刃の先端を突出させるスリット状開口部を有し該スピンドルユニットに装着されたブレードカバーと、を備えた切削装置であって、該スリット状開口部の幅方向外側には、被加工物の上面に切削液を供給する切削液供給手段を備え、該ブレードカバーには、一端が該スリット状開口部に連通するとともに他端が吸引源に接続された排出口に連通する排出路が形成され、該排出口は、該排出路の該吸引源側の先端に配置され、該ブレードカバーの該底部には、該底部における該切削ブレードの回転方向と逆方向に該スリット状開口部から該ブレードカバーの外側に伸長するエアー取り込み路が形成され、該スリット状開口部の一端で該排出路の延長線上には、該スリット状開口部より幅が広い吸引開口部が形成され、該切削液供給手段は、該切削ブレードに対して切削液を直接供給せず、被加工物の上面に供給された切削液が、該排出路及び該吸引開口部に作用する吸引力によって該切削ブレードと被加工物とが接触する加工点に集められ、該切削ブレードの回転に伴って該スリット状開口部を介して該排出路に取り込まれた後、該排出口を介して該ブレードカバー外に排出される。

上記切削液供給手段は、上記ブレードカバーの上記底部に形成された切削液供給口と、一端が該切削液供給口に接続されるとともに他端が切削液供給源に接続された切削液供給路とを備え、該切削液供給口は、上記スリット状開口部を挟み該スリット状開口部の伸張方向に複数並ぶことにより一対の切削液供給領域を構成することが望ましい。

本発明にかかる切削装置は、被加工物に切り込む切削ブレードの先端の一部が突出するスリット状開口部が底部に形成されたブレードカバーと、スリット状開口部の外側で被加工物の上面に切削液を供給する切削液供給手段とを備えているため、切削時に被加工物に供給される切削液が、ブレードカバーによりカバーされた切削ブレードにかかって周囲に飛散することがない。また、このブレードカバーには、スリット状開口部に連通するとともに吸引源に接続された排出口が形成されているため、切削液供給手段によって被加工物の上面に供給された切削液を、吸引源の作動により切削ブレードと被加工物とが接触する加工点に流れ込ませて加工点の冷却を行うとともに、切削によって発生した切削屑を切削液に取り込ませながら、即座に排出口からブレードカバーの外部に排出させることができる。このように、切削屑を含んだ切削液が吸引されて排出されるため、被加工物の上面に切削屑が付着するおそれを低減することができる。

上記ブレードカバーの底部には、切削ブレードの回転方向と逆方向側に、スリット状開口部からブレードカバーの外側に伸張するエアー取り込み路が形成されているため、吸引源の作動により、切削屑を含んだ切削液を安定して吸引してブレードカバーの排出路に取り込むとともに上記排出口からブレードカバーの外部へ該切削液を排出することができる。

上記切削液供給手段は、ブレードカバーの底部においてスリット状開口部を挟むとともにスリット状開口部の伸張方向に並んで形成された複数の切削液供給口と、一端が切削液供給口に接続されるとともに他端が切削液供給源に接続された切削液供給路とを備えているため、切削液を切削ブレードに直接供給しなくても、切削ブレードと被加工物とが接触する加工点に対して効果的に切削液を供給することができる。したがって、被加工物の上面に切削屑を含んだ切削液が飛散することがなくなり、被加工物の上面に切削屑が付着するのを防止することができる。

上記スリット状開口部の一端で、かつ上記排出路の延長線上には、吸引開口部が形成されているため、より多くの切削液や大きい切削屑を効率よく吸引開口部で吸引し上記排出口からブレードカバーの外部へ排出することができる。

切削装置の一例を示す斜視図である。 切削手段の構成を示す斜視図である。 ブレードカバーの構成を示す斜視図である。 ブレードカバーの構成を示す底面図である。 ブレードカバーの構成を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。 ブレードカバーの構成を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。 ブレードカバーの構成を示す図４のＣ−Ｃ線断面図である。 ブレードカバーの下方において切削液が流れる方向を説明する説明図である。 切削加工の状態を示す断面図である。

図１に示す切削装置１は、装置ベース２を有しており、装置ベース２の前部には、複数の被加工物を収容するカセット３が配設されている。装置ベース２の上面２ａには、カセット３から切削前の被加工物を搬出するとともにカセット３に切削後の被加工物を搬入する搬入出手段４と、被加工物が仮置きされる仮置き領域５と、被加工物を保持する保持手段７とが配設されている。カセット３の近傍には、仮置き領域５と保持手段７との間で被加工物を搬送する第１の搬送手段６ａが配設されている。

保持手段７は、図示しない吸引源に接続されており被加工物を吸引保持することができる。保持手段７の周囲は、移動基台７０によってカバーされており、保持手段７は移動貴台７０とともにＸ軸方向に往復移動することができる。この保持手段７の移動経路（Ｘ軸方向）上には、被加工物の切削すべき領域を認識するための撮像手段８と、被加工物に切削を施す切削手段１０とを備えている。撮像手段８は、光学系の撮像素子を有しており、被加工物を個々のデバイスに分割するための領域を認識することができる。

装置ベース２の中央には、切削手段１０によって切削された被加工物の洗浄を行う洗浄領域９と、保持手段７から洗浄領域９に切削後の被加工物を搬送する第２の搬送手段６ｂとが配設されている。

切削手段１０は、図２に示すように、被加工物を切削する切削ブレード１１と、切削ブレード１１を回転可能に支持するスピンドルユニット１２とを少なくとも備えている。スピンドルユニット１２は、切削ブレード１１が装着され回転可能なスピンドル１２０と、スピンドル１２０を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング１２１とを少なくとも有しており、図示しないモータによってスピンドル１２０を回転させることにより、切削ブレード１１を所定の回転速度で回転させることができる。

切削ブレード１１は、中央に開口部を有するハブ基台ボス部１１０とこれに連接したハブ基台テーパー部１１１の外周部１１２に切り刃１１３が装着されて構成されている。この切削ブレード１１は、マウント固定ナット１１５によってスピンドル１２０と一体化した状態で固定される。

切削装置１は、図２で示した切削ブレード１１を回転可能にカバーする図３に示すブレードカバー２０と、ブレードカバー２０に配設され被加工物の上面に対して切削液を供給する切削液供給手段３０とを備えている。ブレードカバー２０は、切削ブレード１１を覆う箱状のカバー本体２００を有している。図３の例におけるカバー本体２００は、スピンドルハウジング１２１に取り付けられる後部側カバー２００ａと、後部側カバー２００ａに対面して取り付けられる前部側カバー２００ｂとから構成されている。

ブレードカバー２０の具体的な構成について説明する。図４に示すように、カバー本体２００の底部２０１には、切削ブレード１１の切り刃１１３の厚さ方向に所定の幅Ｌを有するスリット状開口部２１が形成されている。カバー本体２００の内部に図２で示した切削ブレード１１を収容すると、スリット状開口２１から切り刃１１３の刃先１１３ａ（図２参照）が僅かに突出するようになっている。スリット状開口部２１の幅Ｌは、切り刃１１３の先端形状よりも僅かに大きい幅を有してればよく、例えば１ｍｍ以下の幅となっている。

カバー本体２００の底部２０１には、スリット状開口部２１に連通してエアー取り込み路２２が形成されている。エアー取り込み路２２は、切削ブレード１１の回転方向と逆方向側（上流側）にブレードカバー２０の外側にむけて伸張しており、図３で示したカバー本体２００の底部２０１の一端に至るまで形成されている。すなわち、エアー取り込み路２２は、底部２０１の一端において開口している。

図５に示すように、カバー本体２００の内部には、一端がスリット状開口部２１に連通するとともに他端が排出口２５を介して吸引源２７に連通する排出路２４が形成されている。排出路２４は、カバー本体２００の底部２０１に対して傾斜を設けて図２で示した切削ブレード１１の回転方向における先頭側に形成されている。排出路２４の吸引源２７側の先端にはパイプ２６が挿入されており、そのパイプ２６の露出部分がカバー本体２００の外側に突出している。排出路２４にパイプ２６が挿入されていることにより、図３に示した後部側カバー２００ａと前部側カバー２００ｂとの合わせ面からエアーが漏れて吸引圧力が低下するのを防止している。

図５に示すように、スリット状開口部２１の一端で、かつ排出路２４の延長線上には吸引開口部２３が形成されている。吸引開口部２３は、図４に示すスリット状開口部２１の幅Ｌよりも広い幅を有している。図５の例における吸引開口部２３は楕円形に形成されているが、この形状には限定されない。このように、スリット状開口部２１の一端に幅広の吸引開口部２３を形成することにより、切削時に使用される切削液を排出路２４に効率よく取り込むことができる。

図６に示すように、切削手段１０を構成するスピンドル１２０の先端にはマウントフランジ１１６が連結されている。切削ブレード１１は、マウントフランジ１１６に装着されるとともに、マウントフランジ１１６とマウントフランジ１１６の先端に螺着したマウント固定ナット１１５とによって挟持されている。一方、図５及び図６に示すように、カバー本体２００の中央には、スピンドル１２０をカバー本体２００の内部に挿入させるスピンドル用挿入孔２８が形成されている。また、カバー本体２００には、スピンドル用挿入孔２８に連通してマウントフランジ収容部２９が形成されている。マウントフランジ収容部２９は、スピンドル１２０の先端に連結されたマウントフランジ１１６と、マウント固定ナット１１５によってマウントフランジ１１６に固定された切削ブレード１１とを収容できるスペースを有している。このようにブレードカバー２０は、カバー本体２００の内部において、被加工物に接触する切削ブレード１１の切り刃１１３の一部分だけをスリット状開口部２１から突出させ、突出部分以外の切削ブレード１１を覆うようにして収容できる構成となっている。

図７に示すように、切削液供給手段３０は、カバー本体２００の側部に取り付けられた供給部３１と、図４で示したカバー本体２００の底部２０１に形成された複数の切削液供給口３２と、一端が切削液供給口３２に接続されるとともに他端が供給部３１を介して切削液供給源３５に接続された切削液供給路３３とを備えている。

複数の切削液供給口３２は、図４に示すスリット状開口部２１の伸張方向と平行に一直線上に整列し、当該一直線上に複数の切削液供給口３２が整列した部分が切削液供給領域３２ａ、３２ｂとして構成されている。この切削液供給領域３２ａ、３２ｂは、カバー本体２００の底部２０１において図４に示したスリット状開口部２１を挟んで少なくとも２つ形成されている。なお、切削液供給口３２の個数や形状は特に限定されるものではない。また、切削液供給領域は、２組以上配設されていてもよい。

図７に示す切削液供給路３３には、カバー本体２００の内部を紙面垂直方向にのびるとともに、図４で示したカバー本体２００の底部２０１に形成された２つの切削液供給領域３２ａ、３２ｂのそれぞれに向けて切削液を供給するための接続供給路３４が接続されている。図３に示されているように、供給部３１は、後部側カバー２００ａに配設されている。供給部３１を後部側カバー２００ａに配設し、切削液供給源３５からブレードカバー２００への外配管を１箇所とすることで、例えば切削ブレード１１を交換するにあたって前部側カバー２００ｂを取り外す際に前部側カバー２００ｂには外配管がないため、切削ブレード１１の交換の作業性が良好となる。

以下では、切削装置１の動作例について説明する。図１に示す被加工物Ｗは、被加工物の一例であって、特に材質等が限定されるものではない。被加工物Ｗの切削時には、被加工物ＷはテープＴを介して環状のフレームＦと一体となって形成され、これがカセット３に複数収容されている。

搬入出手段４は、フレームＦと一体となった被加工物１をカセット３から引き出して仮置き領域５に仮置きする。次いで、仮置き領域５に仮置きされた被加工物Ｗを第１の搬送手段６ａによって保持手段７に搬送する。保持手段７に被加工物Ｗが保持された後、保持手段７をＸ軸方向に移動させ、ブレードカバー２０が装着された切削手段１０の下方に移動させる。この際、撮像手段８によって、保持手段７に保持された被加工物Ｗを撮像して切削すべき領域を検出する。

ブレードカバー２０が装着された切削手段１０の下方に保持手段７が移動してきたら、図２で示したスピンドル１２０が回転し、切削ブレード１１を所定の回転速度で回転させるとともに、切削手段１０をＺ軸方向に下降させ、切削ブレード１１の切り刃１１３によって被加工物Ｗの上面に対して切削を行う。

被加工物Ｗの切削中は、図３に示した切削液供給手段３０が作動し、切削液供給源３５から供給部３１に切削液を流入させる。図７に示した供給部３１に流入した切削液は、接続供給路３４を介して全ての切削液供給路３３に流れ込むとともに各切削液供給口３２から下方に噴出し、図１で示した被加工物Ｗの上面に供給される。このとき、図２で示した切削ブレード１１は、図３で示したブレードカバー２０によって全体が覆われており、各切削液供給口３２は、切削ブレード１１から離れた位置にあるため、切削液供給口３２から噴出した切削液が切削ブレード１１に直接かかることはない。

切削液供給手段３０は、回転する切削ブレード１１に向けて切削液を直接供給しないため、切削ブレード１１の回転によって切削液が切削ブレード１１の周囲に飛散することはない。このように、切削液を切削ブレード１１に向けて直接供給しないようにしても、複数の切削液供給口３２から構成される一対の切削液供給領域３２ａ、３２ｂにおいて切削液を被加工物Ｗの上面に供給するとともに、図５で示した吸引源２７の吸引力が排出路２３及び吸引開口部２４で作用することにより、図８に示すように、複数の切削液供給口３２から噴出した切削液はスリット状開口部２１及び吸引開口部２３に向けて流れるため、切削ブレード１１と被加工物Ｗとが接触する加工点に切削液を集め、その部分を冷却することができる。そして、吸引源２７の吸引力によって、吸引開口部２３に集まった切削液を図５で示した排出路２４に吸引し、排出口２５からブレードカバー２０の外側に排出することができる。

図９に示すように、切削手段１０に対して被加工物ＷをＸ方向に相対移動させながら切り刃１１３によって被加工物Ｗの上面を切削する際、被加工物Ｗの上面に供給され溜まった切削液３７は、ブレードカバー２０の内部で回転する切り刃１１３の回転に伴って連れ回り、その回転方向に流れやすくなる。そのため、切削時に発生する切削屑４０を含んだ切削液３７は、スリット状開口部２１及び吸引開口部２３を介して排出路２４に取り込まれやすい。

このとき、エアー取り込み路２２からブレードカバー２０の内部において回転する切り刃１１３に向けてエアーが取り込まれるため、吸引源２７の吸引力が排出路２４で安定して作用し、切削液３７を排出路２４に確実に吸引することができる。

さらに、被加工物Ｗの上面に供給される切削液３７の流量が多くなっても、吸引開口部２３で効率よく吸引することができる。また、切削屑４０が図８に示すスリット状開口部２１の幅よりも大きい場合であっても、吸引開口部２３を通過できる大きさであれば、スリット状開口部２１に切削屑が挟まってしまうことを防止できる。このようにして、切削中に発生する切削屑４０は切削液３７とともに排出口２５からブレードカバー２０の外部へ排出される。

被加工物Ｗの切削が完了した後、図１に示す第２の搬送手段６ｂによって切削後の被加工物Ｗが洗浄領域９に搬送されて洗浄領域９で被加工物Ｗが洗浄された後、第１の搬送手段６ａによって仮置き領域５に被加工物Ｗが仮置きされ、洗浄後の被加工物Ｗは搬入出手段４によりカセット３に収容される。

以上のとおり、本発明の切削装置１は、切削ブレード１１の切り刃１１３のうちスリット状開口部２１から突出する部分以外をブレードカバー２０で覆い、被加工物Ｗの上面に供給された切削液が吸引されて切削ブレード１１の切り刃１１３と被加工物Ｗとが接触する加工点に流れ込み、その切削液がスリット状開口部２１を介して排出路２４に取り込まれ、排出口２５を介してブレードカバー２０外に排出される構成としたため、切削ブレード１１に向けて切削液を直接噴射する必要がなく、切削屑を含んだ切削液が飛び散ることがないとともに、吸引源２７の吸引力で切削屑４０を含んだ切削液３７を排出口２５からブレードカバー２０の外部へ排出できるため、被加工物Ｗの上面に切削屑が付着するおそれを低減することができる。

切削液供給手段３０は、ブレードカバー２０の底部２０１においてスリット状開口部２１を挟んで一直線上に並んで形成された複数の切削液供給口３２と、一端が切削液供給口３２に接続されるとともに他端が切削液供給源３５に接続された切削液供給路３３とを備えるため、切削液を切削ブレード１１に直接供給しなくても、切削ブレード１１と被加工物とが接触する加工点に対して効果的に切削液を供給することができる。

１：切削装置 ２：装置ベース ２ａ：上面 ３：カセット ４：搬入出手段
５：仮置き領域 ６ａ：第１の搬送手段 ６ｂ：第２の搬送手段 ７：保持手段
７０：移動基台 ８：撮像手段 ９：洗浄領域 １０：切削手段
１１：切削ブレード １１０：ハブ基台ボス部 １１１：ハブ基台テーパー部
１１２：外周部 １１３：切り刃 １１３ａ：刃先
１１５：ブレード固定ナット １１６：マウントフランジ
１２：スピンドルユニット １２０：スピンドル １２１：スピンドルハウジング
２０：ブレードカバー
２００：カバー本体 ２００ａ：後部側カバー ２００ｂ：前部側カバー
２０１：底部 ２１：スリット状開口部
２２：エアー取り込み路 ２３：吸引開口部 ２４：排出路 ２５：排出口
２６：排出カバー ２７：吸引源 ２８：スピンドル用挿入孔
２９：マウントフランジ収容部
３０：切削液供給手段 ３１：供給部 ３２：切削液供給口 ３３：切削液供給路
３４：接続供給路 ３５：切削液供給源 ３６：切削液供給領域 ３７：切削液
４０：切削屑

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する切り刃を外周に有した切削ブレードと、該切削ブレードを回転させるスピンドルを含むスピンドルユニットと、該切削ブレードを覆い底部に該切削ブレードの該切り刃の先端を突出させるスリット状開口部を有し該スピンドルユニットに装着されたブレードカバーと、を備えた切削装置であって、
   該スリット状開口部の幅方向外側には、被加工物の上面に切削液を供給する切削液供給手段を備え、
   該ブレードカバーには、一端が該スリット状開口部に連通するとともに他端が吸引源に接続された排出口に連通する排出路が形成され、該排出口は、該排出路の該吸引源側の先端に配置され、
   該ブレードカバーの該底部には、該底部における該切削ブレードの回転方向と逆方向に該スリット状開口部から該ブレードカバーの外側に伸長するエアー取り込み路が形成され、
   該スリット状開口部の一端で該排出路の延長線上には、該スリット状開口部より幅が広い吸引開口部が形成され、
   該切削液供給手段は、該切削ブレードに対して切削液を直接供給せず、被加工物の上面に供給された切削液が、該排出路及び該吸引開口部に作用する吸引力によって該切削ブレードと被加工物とが接触する加工点に集められ、該切削ブレードの回転に伴って該スリット状開口部を介して該排出路に取り込まれた後、該排出口を介して該ブレードカバー外に排出される、切削装置。
2. 前記切削液供給手段は、
   前記ブレードカバーの前記底部に形成された切削液供給口と、
   一端が該切削液供給口に接続されるとともに他端が切削液供給源に接続された切削液供給路とを備え、
   該切削液供給口は、前記スリット状開口部を挟み該スリット状開口部の伸張方向に複数並ぶことにより一対の切削液供給領域を構成する請求項１に記載の切削装置。

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