JPH10340867A - ブレード自動交換システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広く使用されている形状のブレードが交換で
きるブレード自動交換システムを低コストで実現する。 【解決手段】 ダイシング装置のブレード自動交換シス
テムであって、ブレード１７には、スピンドル軸１３に
設けられたねじ１５とねじ合わされるねじ３４を有する
補助止め部材３１が固定され、補助止め部材３１が固定
されたブレード１７を保持し、ブレードをスピンドル軸
１３に付勢した状態で、ブレード１７をスピンドル軸１
３に対して相対的に回転させるブレード保持手段４１、
４２と、交換するブレードを収容するブレード収容手段
７０と、ブレード保持手段４１、４２をスピンドル軸１
３の先端とブレード収容手段７０の間で移動させる移動
手段４６、４９、５０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハなど
に薄溝を加工するダイシング装置のブレードを自動交換
するブレード自動交換システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイシング装置では、ダイヤモンドなど
の砥粒をニッケルなどで固めた薄い刃（ブレード）を高
速で回転させて溝加工を行う。図１はダイシング装置に
おけるブレードの取り付け構造の従来例を示す図であ
る。図示のように、スピンドル１１の先端には、台座１
３、はめ合い部１４と、ねじ１５と、固定のための６角
穴１６が設けられている。ブレード１７はハブ部材１８
に固定されており、ハブ部材１８にははめ合い部１４と
はめ合わされるはめ合い部１９が設けられている。はめ
合い部１４と１９をはめ合わせるようにしてブレード１
７が台座１３に接触するように押し込み、ナット２０の
ねじ２１をねじ１５にねじ合わせて固定する。ブレード
１７は超高速で回転するので、回転バランスが良好であ
ることが必要である。そのため、ブレード１７はあらか
じめはめ合い部１９がはめ合わされる回転軸に対して回
転バランスが調整されており、はめ合い部１４と１９を
はめ合わせるだけで良好な回転バランスになる。

【０００３】ブレードは加工に従って磨耗するので、所
定量磨耗した時には交換する必要がある。また、加工す
る溝の形状を変更する場合にも、溝の形状に対応したブ
レードに交換する必要がある。このように、ダイシング
装置ではブレードを頻繁に交換する必要がある。ブレー
ドを交換する時には、６角穴１６に６角レンチを差し込
んでスピンドルが回転しないように固定した上で、ナッ
ト２０を回転させて取り外す。一旦６角レンチを取り外
した上で、ナット２０とブレードを取り外し、交換する
ブレードを取り付け、更にナット２０を取り付ける。再
び６角穴１６に６角レンチを差し込んでスピンドルが回
転しないように固定した上で、ナット２０を回転させて
ねじ込み、固定する。このような交換作業は、自動化す
るのが難しく、従来は手作業で行われていた。

【０００４】ダイシング装置では省力化が望まれてお
り、ワークの供給や回収、及び切削する部分の認識など
を自動化することが行われている。特に、半導体装置の
製造工程で使用される場合には、一人のオペレータが多
数のダイシング装置を管理しており、自動化が特に重要
である。しかし、上記のように、ブレードの交換作業は
自動化が難しいため手作業で行われており、ダイシング
作業全治を自動化する上で問題になっていた。

【０００５】このような問題を解決するため、実開平５
−５９８４６号公報及び特開平６−３２６１８６号公報
には、ブレード着脱手段とナット着脱手段とを有するブ
レードオートチェンジャーが開示されている。更に、こ
れらの公知例には、スピンドルに装着されている旧ブレ
ードを着脱する旧ブレード着脱手段と、新たに装着する
新ブレードを着脱する旧ブレード着脱手段の２つを設け
る構成が開示されている。また、実開平７−１７４４３
号公報は、ブレードの着脱を容易にするためにブレード
を温める嵌合緩和手段を設けたブレードオートチェンジ
ャーを開示している。しかし、これらの公知例に開示さ
れたブレードオートチェンジャーは、ブレード着脱手段
とナット着脱手段を設ける必要があるため構造が非常に
複雑で高コストであるだけでなく、交換のための動作も
複雑になるという問題がある。実開平５−５９８４６号
公報及び特開平６−３２６１８６号公報は、ブレード着
脱手段とナット着脱手段とを一体にした構成も開示して
いるが、その場合でもブレード着脱手段とナット着脱手
段とが設けられるので、構造は非常に複雑である。

【０００６】このような問題を解決するため、本出願人
は、特開平６−２６２５１５号で、取り付け用のねじを
一体に形成したブレードを開示している。このような構
成のブレードを使用することにより、ナットを取り外し
て保持する必要がなくなるため、ブレード自動交換シス
テムの構造を非常に簡単にすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平６−２
６２５１５号に開示されたブレードは、専用のブレード
であり、現在広く使用されているブレードとは全く形状
が異なる。現在、ダイシング装置用のブレードは、標準
化された同一の形状のものが広く使用されている。その
ため、このような形状のブレードが交換できるブレード
自動交換システムを低コストで実現することが要望され
ている。

【０００８】本発明はこのような要望を実現するための
もので、現在広く使用されている形状のブレードが交換
できるブレード自動交換システムを低コストで実現する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のブレード自動交
換システムは、上記目的を実現するため、標準化されて
広く使用されている形状のブレードに、スピンドル軸に
設けられたねじとねじ合わされるねじが設けられている
補助止め部材を固定してブレードアセンブリとし、この
ブレードアセンブリの形で着脱を行うようにする。そし
て、ブレード着脱手段は、取り付けるブレードを保持す
るものと、取り外したブレードを保持するものの２個設
ける。

【００１０】すなわち、本発明のブレード自動交換シス
テムは、スピンドル軸に取り付けたブレードを高速回転
させて溝加工を行うダイシング装置のブレードを自動交
換するブレード自動交換システムであって、ブレードに
はスピンドル軸に設けられたねじとねじ合わされるねじ
を有する補助止め部材が固定され、補助止め部材が固定
されたブレードを保持し、このブレードをスピンドル軸
に付勢した状態で、ブレードをスピンドル軸に対して相
対的に回転させるブレード着脱手段と、交換するブレー
ドを収容するブレード収容手段と、ブレード着脱手段を
スピンドル軸の先端とブレード収容手段の間で移動させ
る移動手段とを備え、ブレード着脱手段は２個設けられ
ており、一方は取り付けるブレードを保持し、他方は取
り外したブレードを保持することを特徴とする。

【００１１】本発明のブレード自動交換システムでは、
標準化されて広く使用されている形状のブレードが使用
できる。しかも、着脱はねじを有するブレードアセンブ
リの形で行うため、着脱時にねじを取り外して保持する
必要がなくなるので、ねじとブレードを着脱して保持す
る機構をそれぞれ別々に設ける必要がなくなり、簡単な
構造にできる。特に、交換時間を短くするには、スピン
ドルの先端とブレード収容手段との間の往復時間を半分
にするために、取り付けるブレードを保持する機構と、
取り外したブレードを保持する機構を設ける必要があ
り、これに更にねじを着脱して保持する機構を設けると
構造は非常に複雑になるが、本発明のように、ブレード
アセンブリの形で着脱が行えればねじを着脱して保持す
る機構は必要なく、効果が大きい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図２は、本発明のブレード自動交
換システムの全体構成を示す図である。図２において、
参照番号１１はスピンドルであり、１３はスピンドル軸
に設けられた台座であり、１７はブレードであり、１８
はハブであり、８１はスピンドルの外筒に設けられた振
動計である。参照番号４１から５６は、ブレードを着脱
する機構とブレードを移動させる機構を構成する要素を
示し、７０はブレード収容機構を示す。以下、各部につ
いて順次説明する。

【００１３】図３は、ブレードと補助止め部材、及びそ
れらを組み立てたブレードアセンブリを示す図である。
図３の（１）に示すように、ブレードとしては、取り付
けのためのハブ１８がブレード１７に設けられ、ハブ１
８にははめ合い部１９が設けられている標準的に使用さ
れている形状のものが使用される。補助止め部材３１に
は、はめ合い部１９に圧入するはめ合い部３２と、スピ
ンドル軸のはめ合い部にはめ合わされるはめ合い部３３
と、スピンドル軸のねじにねじ合わされるねじ３４と、
着脱のための保持部分３５が設けられている。補助止め
部材３１は、はめ合い部１９にはめ合い部３２を圧入す
ることによりブレードに固定され、ブレードアセンブリ
が作られる。この場合、圧入でなく他のねじ止めなどの
方法で固定してもよい。このようにしてあらかじめブレ
ードアセンブリが作られ、ブレードはこの形で管理され
る。

【００１４】ブレードアセンブリは、図３の（２）に示
すように、スピンドル軸に取り付けられる。はめ合い部
３３をスピンドル軸のはめ合い部にはめ合わせ、ブレー
ドアセンブリをスピンドル軸に対して相対的に回転させ
て、ねじ３４をスピンドル軸のねじにねじ込む。実際に
は、６角レンチをスピンドル軸の６角穴に差し込んでス
ピンドル軸を固定した上でブレードアセンブリを回転さ
せるか、逆にブレードアセンブリを回転しないように保
持した上で、６角レンチを回転させてスピンドル軸を回
転させてねじ込む。本実施例では、後者のブレードアセ
ンブリを回転しないように保持した上で、６角レンチを
回転させてスピンドル軸を回転させる方式を使用する。
はめ合い部３３とスピンドル軸のはめ合い部はテーパ状
になっており、ブレードアセンブリがある程度自由に移
動できる状態で押し入れると、容易にはめ合わせられる
ようになっている。

【００１５】図４は、ブレードの着脱機構を示す斜視図
である。参照番号４１、４１’、４２、４２’で示す部
分がブレードアセンブリの着脱のための保持部分３５に
はまる着脱保持部材で、保持部分３５がこの部材４１と
４１’、４２と４２’で構成される枠内にはまると回転
できなくなる。着脱保持部材４１、４１’、４２、４
２’は、それぞれギアボックス４３からスプリング保持
アーム６４を介して保持されており、ある程度位置や向
きが変わるようになっている。ギアボックス４３からは
両側に６角レンチ６３が延びている。この６角レンチ６
３は、ギアボックス４３が取り付けられるボックス４４
に設けられたトルク制御型モータ６１により正逆両方向
に回転できるようになっている。ギアボックス４３は両
軸型で、両方の６角レンチ６３が同時に回転する。ま
た、６６は、補助止め部材３１の上面に接触する部分
で、真空圧による吸着保持機構（バキュームチャック）
の穴が設けられている。このような穴は、他方の着脱保
持部材４２と４２’で構成される部分にも設けられてい
る。図２に示したように、このバキュームチャックの穴
は、それぞれブレード着脱移動機構内に設けられた空圧
経路５５と５６、及びホース５３と５４を介して真空ポ
ンプ５１と５２につながっており、真空ポンプ５１と５
２を独立して制御することにより、それぞれの穴の部分
を減圧してブレードアセンブリを吸着して保持できるよ
うになっている。

【００１６】ボックス４４はアーム４７に設けられた回
転機構４５に取り付けられており、ボックス４４はモー
タ４６により回転できるようになっている。従って、モ
ータ４６を駆動することにより、ボックス４４が回転
し、着脱保持部材４１と４１’、４２と４２’で構成さ
れる２つの枠も回転し、逆の位置に移動できるようにな
っている。図２に示すように、アーム４７は回転機構４
８に取り付けられており、モータ４９を駆動することに
より回転できるようになっている。従って、モータ４９
を回転すると、ボックス４４やギアボックス４３が回転
し、図２で破線で示した位置に移動できる。また、回転
機構４８は直動軸５０に取り付けられており、図２で矢
印で示した方向に移動できるようになっている。

【００１７】図５は、ブレード収容機構の一方の収容板
７１の側のみを示す図である。実施例ではこの収容板７
１に向かい合うように別の収容板７２が設けられている
が、図５では示していない。収容板７１には４個の軸７
３が設けられており、ブレードアセンブリが４個保持で
きるようになっている。軸７３の周囲にはバキュームチ
ャックの穴７５が設けられており、ブレードアセンブリ
が脱落しないように保持できる。これらのバキュームチ
ャックの穴７５の部分を減圧する真空ポンプは別に設け
る。また、収容板７１はモータ７４により回転できるよ
うになっている。

【００１８】次に、本実施例のブレード自動交換システ
ムで、ブレードを交換する時の動作について説明する。
スピンドル軸にはブレードアセンブリが取り付けられて
おり、その代わりにブレード収容機構に保持されている
別の新ブレードアセンブリを取り付け、取り外した旧ブ
レードアセンブリをブレード収容機構に戻すまでの動作
を行う。ボックス４４やギアボックス４３は図２の破線
に位置にいるものとする。まず、ブレード収容機構に収
容されている交換する新ブレードアセンブリがアクセス
可能な位置にくるように、収容板を回転させる。新ブレ
ードアセンブリはいずれの収容板にあってもよい。新ブ
レードアセンブリがアクセス可能な位置に移動した時点
で、直動機構５０を動作させて、着脱保持部材４１と４
１’、４２と４２’で構成されるいずれかの枠が、新ブ
レードアセンブリの保持部分にはまるように移動させ
る。所定位置まで移動した時点で、収容板の新ブレード
アセンブリが保持されている部分の真空ポンプを切り、
着脱保持部材４１と４１’又は４２と４２’で構成され
る枠の穴の部分が減圧するように、真空ポンプ５１又は
５２を動作させる。これにより、新ブレードアセンブリ
は着脱保持部材４１と４１’又は４２と４２’で構成さ
れる枠の側に吸着されて保持される。

【００１９】次に直動機構を動作させ、新ブレードアセ
ンブリを保持した枠を収容板から離し、モータ４９を回
転させてボックス４４やギアボックス４３を図２の実線
で示した位置に移動する。この時、新ブレードアセンブ
リを保持した枠がスピンドル軸の側にある場合には、モ
ータ４６を回転させて、新ブレードアセンブリを保持し
た枠がスピンドル軸の反対側にくるように回転移動させ
る。従って、スピンドル軸の側には、ブレードアセンブ
リを保持していない枠が位置していることになる。この
状態で直動機構を動作させ、ブレードアセンブリを保持
していない枠が、スピンドル軸に取り付けられた旧ブレ
ードアセンブリの保持部分にはまるように移動させる。
所定位置まで移動した時点で、モータ６１を回転させて
６角レンチ６３をねじが外れる方向に回転させる。これ
により、スピンドル軸は回転するが、旧ブレードアセン
ブリは保持部分が枠にはまっているので回転せず、ねじ
が外れる。この時、ねじが外れるに従って旧ブレードア
センブリが移動する。そのため、直動機構を動作させて
旧ブレードアセンブリのねじが外れるのに対応して枠を
移動するようにしても、ねじが外れるのに対応して旧ブ
レードアセンブリが枠内を徐々に移動するようにしても
よい。ねじが外れた時点で真空ポンプ５１と５２の他方
についても動作させ、旧ブレードアセンブリを枠に吸着
し、枠から脱落しないように保持する。

【００２０】次に、一旦直動機構を動作させて枠をスピ
ンドル軸から離した後、モータ４６を回転して新ブレー
ドアセンブリを保持した枠がスピンドル軸と向き合う方
向に回転移動させる。従って、旧ブレードアセンブリを
保持した枠はスピンドル軸の反対側に移動する。この状
態で直動機構を移動させて新ブレードアセンブリのはめ
合い部３３がスピンドル軸のはめ合い部にはまるように
移動し、ブレードの端面が台座１３の面に付き当たるま
で移動する。前述のように、スピンドル軸のはめ合い部
とブレードアセンブリのはめ合い部３３はテーパ状にな
っており、枠を構成する着脱保持部材４１と４１’、４
２と４２’はスプリング保持アーム６４を介して保持さ
れているので、容易に押し込めるようになっている。ス
プリング保持アーム６４は軸方向にも移動可能な機構な
ので、所定位置まで押し込むとねじの端が接触した状態
になる。この時、６角レンチ６３がスピンドル軸の６角
穴にはまるので、モータ６１を回転させて６角レンチ６
３をねじが締まる方向に回転させると、スピンドル軸が
回転する。新ブレードアセンブリは枠に保持されている
ので回転せず、ねじが締まる。ねじが締まり始めたら新
ブレードアセンブリを保持するための真空ポンプを切
る。この時も、旧ブレードを外す時と同様に、直動機構
を動作させて新ブレードアセンブリのねじが締まるのに
対応して枠を移動するようにしても、ねじが締まるのに
対応して新ブレードアセンブリが枠内を徐々に移動する
ようにしてもよい。モータ６１はトルク制御型モータで
あり、ねじが締まってある程度以上のトルクになるとモ
ータ６１は回転しなくなるので、これを検出してモータ
６１の回転を停止する。これにより新ブレードアセンブ
リがスピンドル軸に取り付けられたことになる。

【００２１】直動機構５０を動作させて枠を新ブレード
アセンブリから離す。この時、旧ブレードアセンブリを
収容する収容板が７２の場合にはそのままであるが、７
１の場合には、モータ４６を動作させて枠を位置を逆転
する。次に、モータ４９を動作させて枠を図２の破線の
位置に回転移動させる。同時に、旧ブレードアセンブリ
を収容する位置がアクセス位置になるように収容板を回
転し、直動機構５０を動作させて旧ブレードアセンブリ
を収容板の軸に押し込む。そして、枠に旧ブレードアセ
ンブリを保持するための真空ポンプを切り、収容板の旧
ブレードアセンブリを収容する部分の真空ポンプを起動
させて旧ブレードアセンブリを収容板に保持する。そし
て、直動機構５０を動作させて枠を旧ブレードアセンブ
リから離して、交換動作が収容する。

【００２２】以上のようにしてブレードアセンブリの交
換が行われるが、既に説明したように、ダイシング装置
のブレードは非常な高速で回転するため、回転バランス
が重要であり、はめ合い部の精度が非常に高精度になっ
ている。そのため、はめ合い部を上記のようにテーパ状
としても正しく挿入されていない場合があり得る。その
ような状態で回転すると、大きな振動が生じてスピンド
ルを損傷することがある。そこで、本実施例では、図２
に示すように、スピンドルの外筒に振動計８１を設け、
ブレードアセンブリを交換した後にはスピンドルを回転
させて振動計８１で振動状態を検出し、所定以上の振動
になる場合には、警報を出すようにしている。この警報
に応じて、一旦ブレードを取り外した後、再度取り付け
る動作を行う。これにより、スピンドルが損傷するのを
防止している。また、警報が出た場合には、オペレータ
が確認するようにしてもよい。

【００２３】一般に、ブレードのハブはアルミニウム製
であり、補助止め部材３１もアルミニウム製にすること
が望ましい。このような場合には、上記の実施例のよう
に、ブレードアセンブリの保持にはバキュームチャック
などの方法を使用する必要がある。バキュームチャック
を行うためには、真空ポンプと空圧経路が必要である。
真空ポンプはかなりの大きさを有するので、回転や移動
する部分に設けるのは難しく、図２に示すように、ホー
ス５３と５４及び空圧経路を介して真空ポンプから枠の
穴までを接続する必要がある。交換時間を低減するため
には枠を２個設ける必要があり、実施例では、２個の真
空ポンプと２個の空圧経路を別々に設けている。これで
もかなり複雑な経路である。ここで、本発明のブレード
アセンブリの形でなく、ブレードとねじが別々で、それ
ぞれを保持する必要がある場合には、更にねじを保持す
る機構が必要であり、そのために更に別の真空ポンプと
真空経路が必要となる、空圧経路は非常に複雑になる。
そのため、本発明を適用すると効果が大きい。

【００２４】また、補助止め部材３１を鉄などの磁石に
吸着する材料で作るか、又は補助止め部材３１の上面側
のみを磁石に吸着する材料で作れば、電磁石で吸着を制
御できる。このような場合には、真空ポンプと空圧経路
の代わりに、着脱保持部材４１と４１’、４２と４２’
で構成される枠の奥、及びブレード収容機構の収容番の
部分に電磁石を設ける。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現在広く使用されているブレードをそのまま使用できる
ブレードの自動交換システムが、簡単な構成で実現でき
る。従って、低コストでブレードの自動交換システムが
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイシング装置の従来のブレード取り付け機構
を示す図である。

【図２】本発明の実施例のブレードの自動交換システム
の全体構成を示す図である。

【図３】本発明の実施例のブレードアセンブリの構成を
示す図である。

【図４】本発明の実施例のブレードアセンブリ着脱機構
を示す図である。

【図５】本発明の実施例のブレード収容機構を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１…スピンドル １３…台座 １４…はめ合い部 １５…ねじ １６…６角穴 １７…ブレード １８…ハブ １９…はめ合い部 ３１…補助止め部材 ３３…はめ合い部 ３４…ねじ ４１、４２…ブレードアセンブリ着脱機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スピンドル軸（１３）に取り付けたブレ
   ード（１７）を高速回転させて溝加工を行うダイシング
   装置の前記ブレードを自動交換するブレード自動交換シ
   ステムであって、 前記ブレード（１７）には、前記スピンドル軸（１３）
   に設けられたねじ（１５）とねじ合わされるねじ（３
   ４）を有する補助止め部材（３１）が固定され、 該補助止め部材（３１）が固定された前記ブレード（１
   ７）を保持し、該ブレードを前記スピンドル軸（１３）
   に付勢した状態で、前記ブレード（１７）を前記スピン
   ドル軸（１３）に対して相対的に回転させるブレード着
   脱手段（４１、４２）と、 交換する前記ブレードを収容するブレード収容手段（７
   ０）と、 前記ブレード着脱手段（４１、４２）を前記スピンドル
   軸（１３）の先端と前記ブレード収容手段（７０）の間
   で移動させる移動手段（４６、４９、５０）とを備え、 前記ブレード着脱手段は２個設けられており、一方は取
   り付けるブレードを保持し、他方は取り外したブレード
   を保持することを特徴とするブレード自動交換システ
   ム。