(57)【要約】【課題】切削ブレードが空転しても、押さえフランジがつれ回ることを抑制することができるフランジ機構を提供すること。【解決手段】切削ブレード２１を挟持するフランジ機構２４であって、ボス部２５ａと、切削ブレード２１の内周面を支持するブレード装着部２５ｂと、切削ブレード２１の一方の側面を支持する受けフランジ部２５ｃとを備えた固定フランジ２５と、ボス部２５ａに挿入され、切削ブレード２１を固定フランジ２５とで挟持する押さえフランジ２６と、ボス部２５ａの雄ネジ２５ｅに螺合し、固定フランジ２５に押さえフランジ２６を固定する固定ナット２７と、切削ブレード２１を固定フランジ２５と押さえフランジ２６とで挟持した際に、固定フランジ２５と押さえフランジ２６を互いに嵌合させる凸部２８ａと凹部とからなり、固定フランジ２５に固定された押さえフランジ２６が回転することを規制する嵌合手段２８と、備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に支持された回転スピンドルの先端に固定され、被加工物を切削加工する環状の切削ブレードを挟持するフランジ機構であって、
先端部の外周に雄ネジが形成された円筒状のボス部と、前記ボス部の軸方向中間部に形成され、切削ブレードの内周面を支持するブレード装着部と、前記ボス部の軸方向後端部から半径方向外側に突出して形成され、前記切削ブレードの一方の側面を支持する受けフランジ部と、を備えた固定フランジと、
中心に形成された装着穴に前記ボス部を挿入して、前記切削ブレードを前記固定フランジとで挟持する環状の押さえフランジと、
前記ボス部の前記雄ネジに螺合し、前記固定フランジに前記押さえフランジを固定する環状の固定ナットと、
前記切削ブレードを前記固定フランジと前記押さえフランジとで挟持した際に、前記固定フランジと前記押さえフランジを互いに嵌合させる凸部と凹部とからなる嵌合手段と、を備え
前記嵌合手段は、前記固定フランジと前記押さえフランジとの間であり、かつ前記受けフランジ部よりも半径方向内側に１組以上設けられており、前記固定フランジに固定された前記押さえフランジが回転することを規制することを特徴とするフランジ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置のフランジ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造工程や各種の電子部品製造工程において、切削装置と呼ばれる極薄の切削ブレードを高速回転させ、周囲に配設されたノズルによって切削水を供給しながら被加工物を個々の製品やチップに分割する切削装置は欠かすことができない。切削装置は、厚さ数μｍから数ｍｍの切削ブレードを使用することができ、切削による切削ブレードに作用する切削抵抗の範囲は広い。半導体装置製造工程で切削装置が用いられる場合、被加工物はシリコンウェーハ等の脆性材料が多く、被加工物を分割するために２０〜５０μｍ程度の厚さの切削ブレードで高速に被加工物を切削する加工を行うが、切削抵抗は比較的小さく、スピンドルやフランジ機構に作用する負荷、すなわち加工負荷は小さい。一方、近年開発されているエッジトリミング加工においては、被加工物として同じシリコンウェーハ等を加工するにもかかわらず、被加工物を分割する加工とは目的が異なって、被加工物の外周を数ｍｍの範囲で切削する加工となるため、使用する切削ブレードも２〜４ｍｍ程度と厚く、そのため単位時間当たりの切削体積も増えるため切削抵抗が大きく、スピンドルやフランジ機構に作用する加工負荷は激増する（特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７３０５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１５８２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、加工負荷が大きい加工を行うと、切削抵抗によってスピンドル回転方向と反対方向に押し戻す力が切削ブレードに作用する。これにより、フランジ機構に挟持され、固定ナットにより固定フランジに押さえフランジを固定することで、スピンドルに固定された切削ブレードが切削抵抗によって押し戻されるため、フランジ機構内で切削ブレードが空転する虞があった。切削ブレードが空転すると、精度の良い加工が遂行できない虞があるばかりか、空転する切削ブレードにつれ回ることで押さえフランジが回転し、押さえフランジの回転よって固定ナットも回転することで、固定ナットが緩み、フランジ機構による切削ブレードの挟持力が低下し、さらなる切削ブレードの空転を引き起こし、加工精度がさらに低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削ブレードが空転しても、押さえフランジがつれ回ることを抑制することができるフランジ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、回転可能に支持された回転スピンドルの先端に固定され、被加工物を切削加工する環状の切削ブレードを挟持するフランジ機構であって、先端部の外周に雄ネジが形成された円筒状のボス部と、前記ボス部の軸方向中間部に形成され、切削ブレードの内周面を支持するブレード装着部と、前記ボス部の軸方向後端部から半径方向外側に突出して形成され、前記切削ブレードの一方の側面を支持する受けフランジ部と、を備えた固定フランジと、中心に形成された装着穴に前記ボス部を挿入して、前記切削ブレードを前記固定フランジとで挟持する環状の押さえフランジと、前記ボス部の前記雄ネジに螺合し、前記固定フランジに前記押さえフランジを固定する環状の固定ナットと、前記切削ブレードを前記固定フランジと前記押さえフランジとで挟持した際に、前記固定フランジと前記押さえフランジを互いに嵌合させる凸部と凹部とからなる嵌合手段と、を備え、前記嵌合手段は、前記固定フランジと前記押さえフランジとの間であり、かつ前記受けフランジ部よりも半径方向内側に１組以上設けられており、前記固定フランジに固定された前記押さえフランジが回転することを規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のフランジ機構は、嵌合手段が押さえフランジと固定フランジとの相対回転を規制するので、切削ブレードが空転したとしても、空転する切削ブレードに押さえフランジがつれ回れることはなく、加工精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、切削装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、加工手段の構成例を示す図である。
【図３】図３は、押さえフランジの構成例を示す図である。
【図４】図４は、嵌合手段による嵌合状態を示す図である。
【図５】図５は、固定フランジの他の構成例を示す図である。
【図６】図６は、押さえフランジの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１０】
〔実施形態〕
図１は、切削装置の構成例を示す図である。図２は、加工手段の構成例を示す図である。図３は、押さえフランジの構成例を示す図である。図４は、嵌合手段による嵌合状態を示す図である。なお、図３は、押さえフランジを裏面から見た図である。また、図４は、加工手段の要部断面図である。
【００１１】
本実施形態に係るフランジ機構を有する切削装置は、被加工物の分割あるいは被加工物のエッジトリミングを行うために、被加工物を保持したチャックテーブルと、切削ブレードを有する加工手段とを相対移動させることで、被加工物に対して切削加工を行うものである。切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、フランジ機構２４を有する加工手段２０と、図示しないＸ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段３０と、Ｚ軸移動手段４０と、制御装置５０とを含んで構成されている。
【００１２】
チャックテーブル１０は、被加工物を保持するものである。チャックテーブル１０は、表面に載置された被加工物を吸引することで、被加工物の表面を露出させた状態で保持するものである。なお、チャックテーブル１０は、テーブル移動基台２に着脱可能に固定されている。また、チャックテーブル１０の周囲には、クランプ部１１が設けられており、クランプ部１１がエアーアクチュエータにより駆動することで、ダイシングテープを介して被加工物が保持されているフレームを挟持する。
【００１３】
加工手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物に対して切削加工を行うものである。加工手段２０は、切削ブレード２１と、回転スピンドル２２と、ハウジング２３と、フランジ機構２４とを含んで構成されている。切削ブレード２１は、被加工物を切削加工する環状に形成されており、切削砥石であり、高速回転することで被加工物に切削加工を行うものである。切削ブレード２１は、フランジ機構２４により回転スピンドル２２に対して着脱自在に固定される。回転スピンドル２２は、円筒形状のハウジング２３に回転可能に支持され、ハウジング２３に連結されている図示しない回転駆動源に連結されている。切削ブレード２１は、回転駆動源により発生した回転力により高速回転（数千〜数万ｒｐｍ）する。
【００１４】
フランジ機構２４は、回転スピンドル２２の先端に固定されるものであり、切削ブレード２１を挟持することで、回転スピンドル２２に固定するものである。フランジ機構２４は、固定フランジ２５と、押さえフランジ２６と、固定ナット２７と、嵌合手段２８と、固定ボルト２９とを含んで構成されている。
【００１５】
固定フランジ２５は、回転スピンドル２２に固定されるものであり、切削ブレード２１の一部を支持するものである。固定フランジ２５は、ボス部２５ａと、ブレード装着部２５ｂと、受けフランジ部２５ｃとを含んで構成されている。ボス部２５ａは、円筒状に形成され、回転スピンドル２２に挿入されるものである。ボス部２５ａは、先端部２５ｄの外周に雄ネジ２５ｅが形成されている。ボス部２５ａの先端部２５ｄには、固定ボルト２９が挿入、保持されるテーパー形状の挿入穴２５ｆが形成されている。ブレード装着部２５ｂは、ボス部２５ａの軸方向中間部に、半径方向外側に突出して形成されている。ブレード装着部２５ｂは、環状であり、切削ブレード２１の内周面２１ａを支持するものであり、外径が切削ブレード２１の内径と同一あるいは若干小さくなるように形成されている。ブレード装着部２５ｂは、受けフランジ部２５ｃよりもボス部２５ａの先端部２５ｄ側に突出して形成されている。受けフランジ部２５ｃは、ボス部２５ａの軸方向後端部、すなわち先端部２５ｄと反対側の端部から半径方向外側に突出して形成されている。受けフランジ部２５ｃは、環状であり、切削ブレード２１の一方の側面、本実施形態では裏面２１ｂを支持するものであり、外径および内径が切削ブレード２１の内径よりも大きくなるように形成されている。つまり、受けフランジ部２５ｃは、内径がブレード装着部２５ｂの外径よりも大きくなるように形成されている。
【００１６】
押さえフランジ２６は、ボス部２５ａに挿入され、切削ブレード２１を固定フランジ２５とで挟持するものである。押さえフランジ２６は、環状であり、図３に示すように、本体部２６ａと、装着穴２６ｂと、挟持フランジ部２６ｃとを含んで構成されている。本体部２６ａは、中心に装着穴２６ｂが形成されており、軸方向における一方の端部（固定ナット２７が対向する側の端部）が固定ナット２７と対向する側に向かって環状に突出して形成されている。挟持フランジ部２６ｃは、環状であり、本体部２６ａの軸方向における他方の端部（固定フランジ２５と対向する側の端部）に、固定フランジ２５と対向する側向かって突出して形成されている。挟持フランジ部２６ｃは、外径および内径が切削ブレード２１の内径よりも大きくなるように形成されている。
【００１７】
固定ナット２７は、図２に示すように、固定フランジ２５に押さえフランジ２６を固定するものである。固定ナット２７は、環状であり、中心にボス部２５ａが挿入される挿入穴２７ａが形成されている。固定ナット２７は、内周面にボス部２５ａの雄ネジ２５ｅが螺合する雌ネジ２７ｂが形成されている。
【００１８】
嵌合手段２８は、切削ブレード２１を固定フランジ２５と押さえフランジ２６とで挟持した際に、固定フランジ２５と押さえフランジ２６を互いに嵌合させるものである。嵌合手段２８は、固定フランジ２５と押さえフランジ２６との間であり、かつ受けフランジ部２５ｃよりも半径方向内側に設けられている。嵌合手段２８は、本実施形態では、固定フランジ２５に形成された凸部２８ａと、押さえフランジ２６に形成された凹部２８ｂとの一組で構成されている。凸部２８ａは、固定フランジ２５のブレード装着部２５ｂに、押さえフランジ２６側に向かって突出して１つ形成されている。凸部２８ａは、ブレード装着部２５ｂの外周面端部からボス部２５ａまで形成されている。凹部２８ｂは、凸部２８ａが挿入できる形状に形成されており、押さえフランジ２６の固定フランジ２５側の側面、すなわち裏面に、固定ナット２７側に向かって凹んで１つ形成されている。凹部２８ｂは、本体部２６ａの内周面端部から挟持フランジ部２６ｃの内周面端部にいたる途中まで形成されている。ここで、凸部２８ａの軸方向の高さは、フランジ機構２４により切削ブレード２１を挟持した際に、凸部２８ａの先端が凹部２８ｂと接触しないように設定されている。
【００１９】
固定ボルト２９は、固定フランジ２５を回転スピンドル２２に固定するためのものである。固定ボルト２９は、頭部が逆円錐台形状となった皿キャップボルトであり、外周面に回転スピンドル２２の先端部に形成された図示しない雌ネジに螺合する雄ネジ２９ａが形成されている。
【００２０】
次に、フランジ機構２４による切削ブレード２１の挟持について説明する。まず、固定フランジ２５のボス部２５ａに回転スピンドル２２の先端部を挿入する。次に、固定フランジ２５の挿入穴２５ｆを介して、回転スピンドル２２の雌ネジに固定ボルト２９の雄ネジ２９ａを螺合することで、固定フランジ２５を回転スピンドル２２に固定する。これにより、固定フランジ２５は、回転スピンドル２２と一体回転する。なお、回転スピンドル２２の先端部およびボス部２５ａの回転スピンドル２２の先端が挿入される図示しない挿入穴は、テーパー形状に形成されている。
【００２１】
次に、切削ブレード２１をボス部２５ａに挿入し、ブレード装着部２５ｂの外周面に切削ブレード２１の内周面２１ａを当接させ、受けフランジ部２５ｃに切削ブレード２１の裏面２１ｂを当接させる。このとき、固定フランジ２５に形成された凸部２８ａに、押さえフランジ２６に形成された凹部２８ｂを挿入させる。次に、押さえフランジ２６の装着穴２６ｂにボス部２５ａを挿入し、挟持フランジ部２６ｃに切削ブレード２１の表面２１ｃを当接させる。このとき、ボス部２５ａは、押さえフランジ２６から突出し、雄ネジ２５ｅが露出している。次に、ボス部２５ａの雄ネジ２５ｅに固定ナット２７の雌ネジ２７ｂを螺合することで、固定ナット２７を固定フランジ２５に固定する。つまり、固定ナット２７は、押さえフランジ２６を固定フランジ２５に固定する。これにより、図４に示すように、押さえフランジ２６が切削ブレード２１を固定フランジ２５に押圧した状態で、押さえフランジ２６の挟持フランジ部２６ｃが切削ブレード２１の表面２１ｃと当接し、固定フランジ２５の受けフランジ部２５ｃが切削ブレード２１の裏面２１ｂと当接して、切削ブレード２１が固定フランジ２５と押さえフランジ２６とで挟持される。また、固定フランジ２５に形成された凸部２８ａが押さえフランジ２６に形成された凹部２８ｂに挿入されているので、切削ブレード２１を固定フランジ２５と押さえフランジ２６とで挟持した際に、固定フランジ２５と押さえフランジ２６が嵌合手段２８により互いに嵌合される。
【００２２】
Ｘ軸移動手段は、切削ブレード２１に対してチャックテーブル１０に保持された被加工物を切削装置１におけるＸ軸方向に相対移動させるものである。Ｘ軸移動手段は、図示しないＸ軸パルスモータにより発生した回転力により、テーブル移動基台２を図示しないＸ軸ガイドレールによりガイドしつつ、装置本体３に対してＸ軸方向に移動させる。ここで、テーブル移動基台２は、テーブル移動基台２の中心軸線を中心とする切削装置１におけるθ方向に回転自在に支持されている。テーブル移動基台２は、図示しない回転駆動源に連結されており、回転駆動源が発生した回転力により、θ方向に任意の角度、例えば９０度回転や連続回転することができ、チャックテーブル１０に保持された被加工物を切削ブレード２１に対してテーブル移動基台２の中心軸線を中心に任意の角度回転や連続回転などの回転駆動をさせることができる。
【００２３】
Ｙ軸移動手段３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物に対して切削ブレード２１を切削装置１におけるＹ軸方向に相対移動させるものである。Ｙ軸移動手段３０は、図示しないＹ軸パルスモータにより発生した回転力により、加工手段２０を図示しないＹ軸ガイドレールによりガイドしつつ、装置本体３に対してＹ軸方向に移動させる。
【００２４】
Ｚ軸移動手段４０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物に対して切削ブレード２１を切削装置１におけるＺ軸方向に相対移動させるものである。Ｚ軸移動手段４０は、図示しないＺ軸パルスモータにより発生した回転力により、加工手段２０を図示しないＺ軸ガイドレールによりガイドしつつ、装置本体３に対してＺ軸方向に移動させる。
【００２５】
制御装置５０は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御装置５０は、切削ブレード２１を高速回転させ、チャックテーブル１０と切削ブレード２１とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θ方向において相対移動させることで、被加工物を切削する加工を加工手段２０に行わせるものである。なお、制御装置５０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、切削装置１の加工動作の状態を表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段と接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係るフランジ機構２４を有する切削装置１の切削加工動作について説明する。オペレータが切削装置１に、加工内容情報を登録し、チャックテーブル１０に被加工物を保持させ、切削加工動作の開始指示があった場合に、切削加工動作を開始する。切削加工動作において、制御装置５０は、撮像手段が撮像した画像に基づいてアライメント調整を行い、保持された被加工物の加工手段２０に対する相対位置が調整される。次に、制御装置５０は、撮像位置の被加工物を保持したチャックテーブル１０を加工位置までＸ軸方向に移動し、加工内容情報に基づいて、被加工物の切削加工を開始する。制御装置５０は、切削ブレード２１を高速回転させるとともに、切削ブレード２１をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向において被加工物をエッジトリミングが行える位置に移動させ、被加工物をθ方向に回転させることで、被加工物のエッジを切削加工する。
【００２７】
切削装置１によるエッジトリミングでは、切削抵抗により、切削ブレード２１が押し戻されるため、フランジ機構２４内で切削ブレード２１が空転する虞がある。切削ブレード２１が空転しても、嵌合手段２８が固定フランジ２５に対して押さえフランジ２６が回転することを規制するので、切削ブレード２１が空転したとしても、空転する切削ブレード２１に押さえフランジ２６がつれ回れることはない。従って、固定ナット２７が押さえフランジ２６の回転によりつれ回ることはなく、固定ナット２７が緩むことがなく、フランジ機構２４による切削ブレード２１の挟持力が低下することがないので、加工精度の低下を抑制することができる。
【００２８】
〔変形例〕
次に、フランジ機構の変形例について説明する。図５は、固定フランジの他の構成例を示す図である。図６は、押さえフランジの他の構成例を示す図である。図５および図６に示すように、フランジ機構１００は、固定フランジ１１０と押さえフランジ１２０とを含んで構成されている。固定フランジ１１０は、ボス部１１１と、ブレード装着部１１２と、受けフランジ部１１３とを含んで構成されている。また、押さえフランジ１２０は、本体部１２１と、装着穴１２２と、挟持フランジ部１２３とを含んで構成されている。
【００２９】
嵌合手段１３０は、複数の凸部１３１と、各凸部１３１にそれぞれ対応する複数の凹部１３２により構成されている。複数の凸部１３１は、押さえフランジ１２０の固定フランジ１１０側の側面、すなわち裏面に、図示しない固定フランジ１１０側に向かって突出して周方向に等間隔に形成されている（図６では、８個）。複数の凹部１３２は、固定フランジ１１０のブレード装着部１１２に、押さえフランジ１２０側と反対側に向かって凹んで周方向に等間隔に形成されている（図６では、８個）。嵌合手段１３０を複数組で構成することにより、１つの凸部１３１は、複数の凹部１３２のうちいずれかの凹部１３２に挿入できればよいので、固定フランジ１１０に対して押さえフランジ１２０の装着穴１２２を挿入する際に、凹部１３２に凸部１３１を容易に挿入することができる。従って、フランジ機構１００の組立を容易に行うことができる。また、一組の場合と比べて、固定フランジ１１０および押さえフランジ１２０の中心軸を挟んで対向するように、凸部１３１および凹部１３２を配置することにより、フランジ機構１００のバランスが良くなり、切削ブレード２１の高速回転中における嵌合手段１３０の影響を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  切削装置
１０  チャックテーブル
２０  加工手段
２１  切削ブレード
２１ａ  内周面
２１ｂ  裏面
２１ｃ  表面
２２  回転スピンドル
２３  ハウジング
２４，１００  フランジ機構
２５，１１０  固定フランジ
２５ａ，１１１  ボス部
２５ｂ，１１２  ブレード装着部
２５ｃ，１１３  受けフランジ部
２５ｅ  雄ネジ
２５ｆ  挿入穴
２６，１２０  押さえフランジ
２６ａ，１２１  本体部
２６ｂ，１２２  装着穴
２６ｃ，１２３  挟持フランジ
２７  固定ナット
２７ａ  挿入穴
２７ｂ  雌ネジ
２８，１３０  嵌合手段
２８ａ，１３１  凸部
２８ｂ，１３２  凹部
２９  固定ボルト
２９ａ  雄ネジ
３０  Ｙ軸移動手段
４０  Ｚ軸移動手段
５０  制御装置
【図１】
2013146826.tif 000003
【図２】
2013146826.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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