TW202232589A - 刀片固定具及刀片安裝座 - Google Patents

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美細津祐成
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日商迪思科股份有限公司
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Abstract

[課題]提供一種可以既將在消耗品即切削刀片之製造上所需要的費用抑制得較低，並且增加可供給到被加工物之切削液的量之刀片固定具及刀片安裝座。 [解決手段]一種刀片固定具，用於對安裝座凸緣固定環狀的切削刀片，前述安裝座凸緣具有在外周面設置有牙山之圓柱狀的凸座部，前述環狀的切削刀片具有開口部且可在供給有切削液的狀態下使用，前述刀片固定具包含：環狀的螺帽，具有可供凸座部插入之開口部，且在開口部的內周面設置有和凸座部的牙山對應之牙山；及圓盤狀的切削液返回板，具有可供凸座部插入之開口部，且外徑比螺帽更大。

Description

刀片固定具及刀片安裝座
本發明是有關於一種用於對安裝座凸緣固定環狀的切削刀片之刀片固定具及包含此刀片固定具之刀片安裝座。
在對以半導體晶圓為代表之板狀的被加工物進行分割時，可使用例如於主軸裝設有環狀的切削刀片之切削裝置。藉由一邊使高速地旋轉之切削刀片切入被加工物，一邊相對地移動切削刀片與被加工物，而可以沿著此移動的路徑來將被加工物切削加工。
但是，若使已旋轉之切削刀片切入被加工物，被加工物會被切削，並產生大量的碎屑(切削屑)。當切削屑附著在被加工物時，會變得容易在設置於被加工物之器件等產生不良。又，若切削屑固著在被加工物，即使在之後會洗淨被加工物，仍無法容易地讓切削屑從被加工物去除。
於是，設成：藉由在切削被加工物時，對切削刀片或被加工物供給純水等的液體(切削液)，來將產生之切削屑立即沖洗掉。近年，為了提高由此切削屑所形成之洗淨的效果，已提出有一種切削刀片之方案，前述切削刀片一體地具備有板狀的構造，前述板狀的構造可以使供給至切削刀片之切削液效率良好地落下而增加供給至被加工物之切削液的量(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2018-148177號公報
發明欲解決之課題
然而，若對切削刀片一體地設置如上述之板狀的構造時，在切削刀片的製造上所需要的費用會變高，且切削刀片的價格會上升。由於切削刀片是所謂的消耗品且以較高的頻率進行更換，因此切削刀片的價格的上升會導致被加工物的加工的成本大幅地上升。
本發明是有鑒於所述之問題點而作成的發明，其目的在於提供一種可以既將在消耗品即切削刀片之製造上所需要的費用抑制得較低，並且增加可供給到被加工物之切削液的量之刀片固定具及刀片安裝座。 用以解決課題之手段
根據本發明的一個層面，可提供一種刀片固定具，前述刀片固定具是用於對安裝座凸緣固定環狀的切削刀片，前述安裝座凸緣具有在外周面設置有牙山之圓柱狀的凸座部，前述環狀的切削刀片具有開口部且可在供給有切削液的狀態下使用，前述刀片固定具包含：環狀的螺帽，具有供該凸座部插入之開口部，且在該開口部的內周面設置有和該凸座部的牙山對應之牙山；及圓盤狀的切削液返回板，具有可供該凸座部插入之開口部，且外徑比該螺帽更大， 在已將該凸座部插入該切削刀片的該開口部的狀態下，以將該切削液返回板配置於該切削刀片側的方式，來將該凸座部插入該切削液返回板的該開口部與該螺帽的該開口部，藉此將該切削刀片固定於該安裝座凸緣。較佳的是，該螺帽與該切削液返回板是一體地形成。
又，根據本發明的另一個層面，可提供一種刀片安裝座，前述刀片安裝座用於將環狀的切削刀片裝設於主軸，前述切削刀片具有開口部且可在供給有切削液的狀態下使用，前述刀片安裝座包含：安裝座凸緣，具有圓盤狀的凸緣部、與從該凸緣部的一面突出且在外周面設置有牙山之圓柱狀的凸座部，且可從該凸緣部的另一面側裝設於該主軸；環狀的螺帽，具有可供該凸座部插入之開口部，且於該開口部的內周面設置有和該凸座部的牙山對應之牙山；及圓盤狀的切削液返回板，具有可供該凸座部插入之開口部，且外徑比該螺帽更大， 在已將該凸座部插入該切削刀片的該開口部的狀態下，以將該切削液返回板配置於該切削刀片側的方式，來將該凸座部插入該切削液返回板的該開口部與該螺帽的該開口部，藉此將該切削刀片夾入並固定於該螺帽與該凸緣部之間。較佳的是，該螺帽與該切削液返回板是一體地形成。 發明效果
本發明的一個層面之刀片固定具及另一個層面之刀片安裝座由於皆包含有環狀的螺帽、及外徑比螺帽更大之圓盤狀的切削液返回板，因此毋須對消耗品即切削刀片設置板狀的構造。據此，根據本發明，可以既將消耗品即切削刀片之製造上所需要的費用抑制得較低，並且增加可供給到被加工物之切削液的量。
用以實施發明之形態
以下，一邊參照附加圖式一邊針對本發明的實施形態來說明。圖1是示意地顯示使用本實施形態之刀片固定具之切削裝置2的立體圖。再者，在圖1中將構成切削裝置2的一部分的要素以功能方塊來表現。又，在以下的說明中所使用之X軸方向(加工進給方向)，Y軸方向(分度進給方向)以及Z軸方向(切入進給方向)會互相垂直。
切削裝置2具備有支撐各要素之框架(未圖示)。如圖1所示，此框架已被罩蓋4所覆蓋。在框架以及罩蓋4的內側形成有用於切削板狀的被加工物11之空間，在此空間內容置有切削單元6。切削單元6被切削單元移動機構(未圖示)所支撐，且藉由此切削單元移動機構而在Y軸方向以及Z軸方向上移動。
代表性地，被加工物11是使用矽等的半導體所形成之圓盤狀的晶圓。例如，在被加工物11的正面已被格子狀地設定之分割預定線(切割道)區劃成複數個區域，且在各區域形成有IC(積體電路，Integrated Circuit)等之器件。
不過，對被加工物11的材質，形狀，構造，大小等並無限制。也可以使用例如，以其他的半導體，陶瓷，樹脂，金屬等所形成之基板作為被加工物11。同樣地，對器件的種類，數量，形狀，構造，大小，配置等亦無限制。也有在被加工物11上未形成有器件之情形。
於切削單元6的下方配置有可以保持被加工物11之工作夾台8。工作夾台8被連結於包含馬達之工作夾台旋轉機構(未圖示)，且藉由此工作夾台旋轉機構而繞著相對於Z軸方向大致平行之旋轉軸旋轉。又，工作夾台8是被工作夾台移動機構(未圖示)所支撐，並且藉由此工作夾台移動機構而在X軸方向上移動。
工作夾台8的上表面的一部分是例如以多孔質材所構成，並作為保持被加工物11之保持面8a而發揮功能。保持面8a相對於X軸方向以及Y軸方向大致平行，並且已透過形成於工作夾台8的內部之吸引路(未圖示)等而連接於吸引源(未圖示)。只要在已將被加工物11載置於保持面8a的狀態下使吸引源的負壓作用，即可藉由此保持面8a來吸引被加工物11。
在框架以及罩蓋4的外部設置有片匣支撐台10。在片匣支撐台10的上表面載置有片匣12，前述片匣12可以在複數個不同的高度之位置(Z軸方向之位置)分別容置被加工物11。可在例如將被加工物11從片匣12往罩蓋4的內側的空間搬送，或將被加工物11從罩蓋4的內側的空間往片匣12搬送時，藉由片匣升降機構(未圖示)來控制片匣支撐台10的高度。
在此罩蓋4的正面4a配置有成為使用者介面之觸控螢幕(顯示裝置、輸入裝置)14。又，在罩蓋4的上表面4b配置有顯示燈16。觸控螢幕14或顯示燈16可和上述之切削單元6、切削單元移動機構、工作夾台旋轉機構、工作夾台移動機構、片匣升降機構等一起連接於控制單元18。
控制單元18是藉由例如包含處理裝置與記憶裝置之電腦所構成，並配合被加工物11的切削所需要之一連串的步驟，來控制上述之複數個要素。處理裝置代表性的是CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)，且會進行用於控制各要素所需要的各種處理。
記憶裝置包含例如DRAM(動態隨機存取記憶體，Dynamic Random Access Memory)等之主記憶裝置、與硬碟驅動機或快閃記憶體等之輔助記憶裝置。此控制單元18的功能可藉由例如處理裝置依照記憶於記憶裝置之軟體而動作來實現。不過，控制單元18的功能亦可僅藉由硬體來實現。
圖2是示意地顯示切削單元6的構造的分解立體圖。切削單元6具備有筒狀的殼體20。在殼體20容置有圓柱狀的主軸22，前述主軸22成為相對於Y軸方向大致平行之旋轉軸。主軸22的前端部(一端側)露出於殼體20的外部。於主軸22的前端部的前端面設有螺孔22a。又，於主軸22的基端部(另一端側)連結有包含馬達之旋轉機構(未圖示)。
於主軸22的前端部可透過刀片安裝座24來裝設環狀的切削刀片26。刀片安裝座24包含可安裝於主軸22的前端部之安裝座凸緣28。安裝座凸緣28具備支撐切削刀片26之圓盤狀的凸緣部30、與從凸緣部30的圓形的正面(一面)30a的中央部突出之圓柱狀的凸座部32。
在安裝座凸緣28形成有貫通孔28a，前述貫通孔28a會在凸緣部30的中央部從正面30a側貫通到背面(另一面)30b側，並且在凸座部32的中央部從前端32a側貫通到基端側(凸緣部30側)。可藉由從凸緣部30的背面30b側將主軸22的前端部插入貫通孔28a，而將安裝座凸緣28從凸緣部30的背面30b側裝設到主軸22。
在貫通孔28a設置有承接螺絲34的頭之環狀的承接部。據此，只要將螺絲34從凸座部32的前端32a側插入貫通孔28a，且透過此貫通孔28a將螺絲34鎖入主軸22的螺孔22a，即可將安裝座凸緣28固定於主軸22的前端部。
於凸緣部30的正面30a側的外周部設置有環狀的凸部30c，前述環狀的凸部30c朝相對於正面30a交叉之方向(代表性的是相對於正面30a垂直之方向)稍微突出。凸部30c的前端面30d形成為大致平坦。在凸座部32的外周面32b的前端32a側之區域設置有牙山。
切削刀片26是一體地具備有例如以金屬等所構成之圓錐台狀的基台36、與沿著基台36的外周緣而設置之環狀的切刃38之所謂的輪轂型的切削刀片。於切削刀片26的中央部(基台36的中央部)設置有在厚度的方向上貫通切削刀片26(基台36)之開口部26a。在對安裝座凸緣28安裝切削刀片26時，可將凸座部32插入此開口部26a。
基台36具有相當於圓錐台的側面之彎曲面(第1面)36a、與相當於圓錐台的底面且位於彎曲面36a的大致相反側之平坦面(第2面)(未圖示)。在對安裝座凸緣28安裝切削刀片26時，會以使基台36的平坦面接觸於凸緣部30的前端面30d之方式，來使凸座部32插入開口部26a。切刃38具有例如藉由包含鎳等之金屬的結合劑來固定以鑽石等所構成的磨粒之構造。
刀片安裝座24更包含有刀片固定具40，前述刀片固定具40可在對安裝座凸緣28固定環狀的切削刀片26時使用。刀片固定具40包含例如環狀的螺帽(螺帽部)42、及外徑(直徑)比螺帽42的外徑(直徑)更大且比切削刀片26的外徑(直徑)更小之圓盤狀的切削液返回板(切削液返回部)44。螺帽42與切削液返回板44是一體地形成。
在螺帽42的中央部設置有可供安裝座凸緣28的凸座部32插入之開口部42a。在開口部42a的內周面形成有和凸座部32的牙山對應之牙山。同樣地，在切削液返回板44的中央部也設置有可供凸座部32插入之開口部44a。螺帽42的開口部42a、與切削液返回板44的開口部44a已互相連接。再者，在開口部44a的內周面，亦可設置有牙山，亦可未設置有牙山。
在對安裝座凸緣28固定切削刀片26時，是在已將凸座部32插入切削刀片26的開口部26a的狀態下，使凸座部32插入刀片固定具40的螺帽42的開口部42a與切削液返回板44的開口部44a。刀片固定具40的方向是調整成將切削液返回板44配置於切削刀片26側。
然後，使凸座部32與刀片固定具40相對地旋轉，而將凸座部32鎖入刀片固定具40。藉此，刀片固定具40的切削液返回板44側會接觸於切削刀片26的基台36的彎曲面36a側，且切削刀片26會被安裝座凸緣28與刀片固定具40所夾持。亦即，切削刀片26是形成為被夾入螺帽42與凸緣部30之間而被固定。
圖3是示意地顯示切削液返回板44的功能的正面圖，圖4是示意地顯示切削液返回板44的功能的側面圖。於切削單元6設置有局部地覆蓋切削刀片26的外周部之刀片蓋，且如圖3所示，於此刀片蓋中配置有可以對切削刀片26的外周部供給切削液21之噴嘴46。
如圖3以及圖4所示，例如，若從配置於切削刀片26的側邊之噴嘴46朝向位於切削刀片26的外周部之目標區21a噴射切削液21時，切削液21的一部分會在彎曲面36a流動並流往切削刀片26的中央部。在切削液返回板44不存在的情況下，由於已到達切削刀片26的中央部之切削液21的大部分會在切削刀片26的正面側飛散，因此未能將充分之量的切削液21供給至切削刀片26的切刃38與被加工物11接觸之加工點的附近。
相對於此，本實施形態之刀片固定具40包含和螺帽42一起且外徑比螺帽42更大之圓盤狀的切削液返回板44。據此，已到達切削刀片26的中央部之切削液21，可藉由切削液返回板44而反彈，並落下至加工點的附近。藉此，可以增加供給至被加工物11的加工點的附近之切削液21的量，來防止切削屑對被加工物11之附著以及固著。
如以上，由於本實施形態之刀片固定具40(以及刀片安裝座24)包含有環狀的螺帽42、與外徑比螺帽42更大之圓盤狀的切削液返回板44，因此毋須對消耗品即切削刀片26設置相當於切削液返回板44之板狀的構造。據此，可以既將消耗品即切削刀片26之製造上所需要的費用抑制得較低，並且增加可供給到被加工物11之切削液21的量。
此外，在本實施形態中，由於已從消耗品即切削刀片26中將切削液返回板44分離，因此毋須如一體地形成有切削刀片26與切削液返回板44的情況，將切削液返回板44和切削刀片26一起廢棄。亦即，可以重複使用切削液返回板44。
再者，本發明並不因上述之實施形態的記載而受到限制，並可進行各種變更而實施。例如，在上述之實施形態中，雖然例示了一體地具備螺帽42與切削液返回板44之刀片固定具40，但是亦可將螺帽42與切削液返回板44分離。又，亦可在安裝座凸緣28的背面30b側設置有追加的切削液返回板。
此外，本發明之刀片固定具也可在將所謂的墊圈型的切削刀片固定到安裝座凸緣時使用。圖5是示意地顯示變形例之切削單元106的構造的分解立體圖。再者，在以下，對和上述之實施形態的切削單元6共通的要素會附加相同的符號，並省略其詳細的說明。
於主軸22的前端部可透過刀片安裝座124來裝設環狀的切削刀片126。刀片安裝座124包含可安裝於主軸22的前端部之安裝座凸緣128。安裝座凸緣128是以固定於主軸22的前端部之固定安裝座130、與按壓已安裝於固定安裝座130之切削刀片126的按壓凸緣132所構成。
固定安裝座130具備支撐切削刀片126之圓盤狀的凸緣部134、與從凸緣部134的圓形的正面(一面)134a的中央部突出之圓柱狀的凸座部136。在固定安裝座130形成有貫通孔130a，前述貫通孔130a在凸緣部134的中央部從正面134a側貫通到背面(另一面)134b側，並且在凸座部136的中央部從前端136a側貫通到基端側(凸緣部134側)。
可藉由從凸緣部134的背面134b側將主軸22的前端部插入貫通孔130a，而將安裝座凸緣128的固定安裝座130從凸緣部134的背面134b側裝設到主軸22。在貫通孔130a設置有承接墊圈138之環狀的承接部。據此，只要在貫通孔130a配置墊圈138，並透過此墊圈138將螺絲140鎖入主軸22的螺孔22a，即可將固定安裝座130固定於主軸22的前端部。
在凸緣部134的正面134a側的外周部設置有環狀的凸部134c，前述環狀的凸部134c朝相對於正面134a交叉之方向(代表性的是相對於正面134a垂直之方向)稍微突出。凸部134c的前端面134d形成為大致平坦。在凸座部136的外周面136b的前端136a側之區域設置有牙山。
切削刀片126是藉由環狀的切刃所構成之墊圈型的切削刀片，前述環狀的切刃保有以鑽石等所構成之磨粒被金屬、樹脂、陶瓷等的結合劑所固定之構造。又，在切削刀片126的中央部設有在厚度的方向上貫通切削刀片126之圓形的開口部126a。在對固定安裝座130安裝切削刀片126時，是以使切削刀片126的一面接觸於凸緣部134的前端面134d的方式，來將凸座部136插入此開口部126a。
在已將切削刀片126安裝於固定安裝座130的狀態下，可在固定安裝座130安裝按壓凸緣132。按壓凸緣132是例如使用金屬等而形成為圓錐台狀，並具有相當於圓錐台的側面之彎曲面(第1面)132a、與相當於圓錐台的底面且位於彎曲面132a的大致相反側之平坦面(第2面)132b。
在按壓凸緣132的中央部設置有在厚度的方向上貫通按壓凸緣132之開口部132c。在對固定安裝座130安裝按壓凸緣132時，可將凸座部136插入此開口部132c。在已將切削刀片126安裝於固定安裝座130的狀態下，若進一步將按壓凸緣132安裝於固定安裝座130時，按壓凸緣132的平坦面132b會接觸於切削刀片126的另一面。
刀片安裝座124更包含有刀片固定具142，前述刀片固定具142可在對安裝座凸緣128固定環狀的切削刀片126時使用。刀片固定具142包含例如環狀的螺帽(螺帽部)144、及外徑(直徑)比螺帽144的外徑(直徑)更大且比切削刀片126的外徑(直徑)更小之圓盤狀的切削液返回板(切削液返回部)146。螺帽144與切削液返回板146是一體地形成。
在螺帽144的中央部設置有可供固定安裝座130的凸座部136插入之開口部144a。在開口部144a的內周面形成有和凸座部136的牙山對應之牙山。同樣地，在切削液返回板146的中央部也設置有可供凸座部136插入之開口部146a。螺帽144的開口部144a、與切削液返回板146的開口部146a已互相連接。再者，在開口部146a的內周面，亦可設置有牙山，亦可未設置有牙山。
在對安裝座凸緣128固定切削刀片126時，是在已將凸座部136插入切削刀片126的開口部126a與按壓凸緣132的開口部132c的狀態下，使凸座部136插入刀片固定具142的螺帽144的開口部144a與切削液返回板146的開口部146a。刀片固定具142的方向是調整成將切削液返回板146配置於切削刀片126側(按壓凸緣132側)。
然後，使凸座部136與刀片固定具142相對地旋轉，而將凸座部136鎖入刀片固定具142。藉此，刀片固定具142的切削液返回板146側會接觸於按壓凸緣132的彎曲面132a側，且切削刀片126會被固定安裝座130與按壓凸緣132所夾持。亦即，切削刀片126是形成為被夾入螺帽144與凸緣部134之間而被固定。
再者，亦可在此刀片固定具142中，將螺帽144與切削液返回板146分離。又，亦可在固定安裝座130的背面134b側設置追加的切削液返回板。
另外，上述之實施形態以及變形例之構造，方法等，只要在不脫離本發明的目的之範圍內，皆可以合宜變更來實施。
2:切削裝置 4:罩蓋 4a:正面 4b:上表面 6,106:切削單元 8:工作夾台 8a:保持面 10:片匣支撐台 11:被加工物 12:片匣 14:觸控螢幕(顯示裝置，輸入裝置) 16:顯示燈 18:控制單元 20:殼體 21:切削液 21a:目標區 22:主軸 22a:螺孔 24,124:刀片安裝座 26,126:切削刀片 26a,42a,44a,126a,132c,144a,146a:開口部 28,128:安裝座凸緣 28a,130a:貫通孔 30,134:凸緣部 30a,134a:正面(一面) 30b,134b:背面(另一面) 30c,134c:凸部 30d,134d:前端面 32,136:凸座部 32a,136a:前端 32b,136b:外周面 34,140:螺絲 36:基台 36a,132a:彎曲面(第1面) 38:切刃 40,142:刀片固定具 42,144:螺帽(螺帽部) 44,146:切削液返回板(切削液返回部) 46:噴嘴 130:固定安裝座 132:按壓凸緣 132b:平坦面(第2面) 138:墊圈 X,Y,Z:方向
圖1是示意地顯示切削裝置的構造的立體圖。 圖2是示意地顯示切削單元的構造的分解立體圖。 圖3是示意地顯示切削液返回板的功能的正面圖。 圖4是示意地顯示切削液返回板的功能的側面圖。 圖5是示意地顯示變形例之切削單元的構造的分解立體圖。
6:切削單元
20:殼體
22:主軸
22a:螺孔
24:刀片安裝座
26:切削刀片
26a,42a,44a:開口部
28:安裝座凸緣
28a:貫通孔
30:凸緣部
30a:正面(一面)
30b:背面(另一面)
30c:凸部
30d:前端面
32:凸座部
32a:前端
32b:外周面
34:螺絲
36:基台
36a:彎曲面(第1面)
38:切刃
40:刀片固定具
42:螺帽(螺帽部)
44:切削液返回板(切削液返回部)
X,Y,Z:方向

Claims (4)

  1. 一種刀片固定具，用於對安裝座凸緣固定環狀的切削刀片，前述安裝座凸緣具有在外周面設置有牙山之圓柱狀的凸座部，前述環狀的切削刀片具有開口部且可在供給有切削液的狀態下使用，前述刀片固定具包含： 環狀的螺帽，具有供該凸座部插入之開口部，且在該開口部的內周面設置有和該凸座部的牙山對應之牙山；及 圓盤狀的切削液返回板，具有可供該凸座部插入之開口部，且外徑比該螺帽更大， 在已將該凸座部插入該切削刀片的該開口部的狀態下，以將該切削液返回板配置於該切削刀片側的方式，來將該凸座部插入該切削液返回板的該開口部與該螺帽的該開口部，藉此將該切削刀片固定於該安裝座凸緣。
  2. 如請求項1之刀片固定具，其中該螺帽與該切削液返回板是一體地形成。
  3. 一種刀片安裝座，用於將環狀的切削刀片裝設於主軸，前述切削刀片具有開口部且可在供給有切削液的狀態下使用，前述刀片安裝座包含： 安裝座凸緣，具有圓盤狀的凸緣部、與從該凸緣部的一面突出且在外周面設置有牙山之圓柱狀的凸座部，且可從該凸緣部的另一面側裝設於該主軸； 環狀的螺帽，具有可供該凸座部插入之開口部，且於該開口部的內周面設置有和該凸座部的牙山對應之牙山；及 圓盤狀的切削液返回板，具有可供該凸座部插入之開口部，且外徑比該螺帽更大， 在已將該凸座部插入該切削刀片的該開口部的狀態下，以將該切削液返回板配置於該切削刀片側的方式，來將該凸座部插入該切削液返回板的該開口部與該螺帽的該開口部，藉此將該切削刀片夾入並固定於該螺帽與該凸緣部之間。
  4. 如請求項3之刀片安裝座，其中該螺帽與該切削液返回板是一體地形成。
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