JP6333141B2 - 切削ブレード交換システム - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削加工する切削装置の切削ブレードを交換するための切削ブレード交換システムに関する。

ダイシング装置等の切削装置は、一般的に、半導体ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、切削用の切削ブレードが装着された切削ユニットとを備えており、高速回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませながら双方を相対移動させることによって、被加工物を切削加工する。

この切削ユニットは、高速回転可能なスピンドルの一端に、切削ブレードをフランジ等により挟持し、更に固定ナットを締結することにより切削ブレードをスピンドルに装着する構成である。

ところで、このような切削ブレードは、摩耗又は破損により、或いは被加工物の種類や切削加工の内容等に応じて適宜交換する必要があり、切削ブレードを作業者が交換する際の交換治具が例えば特許第５０１４８９２号公報で提案されている。また、切削ブレードの交換を自動的に実施するオートブレードチェンジャーが特許第２６１７８７６号に開示されている。

特許第５０１４８９２号公報 特許第２６１７８７６号公報

しかしながら、これらのブレード交換治具やオートブレードチェンジャーは、円形ハブを有する円板状の基台の一側面の外周部に切り刃が形成された所謂ハブブレードと呼ばれる切削ブレードを交換するためのものであり、ブレードの基台を把持する機構であるため、基台をもたない円環状砥石のみで形成されたワッシャー型の切削ブレードに対してはこれらのブレード交換治具やオートブレードチェンジャーを使用することができない。

従って、ワッシャー型の切削ブレードについては、切削ブレードの交換時期が来る度に作業者が手作業で交換を行う必要があり、誤って切り刃を破損したり、切り刃で指を切ったりする危険があり、作業効率低下の原因にもなっていた。

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、ワッシャー型の切削ブレードを容易に交換することのできる切削ブレード交換システムを提供することである。

本発明によると、切削装置のスピンドルに固定されたブレードマウントに着脱可能に装着される切削ブレードを交換する切削ブレード交換システムであって、切削ブレードの側面と接触する第１の面と、該第１の面の反対側の第２の面と、該第２の面から該第１の面に貫通した貫通穴と、を有する固定フランジと、該固定フランジの該第１の面に接触するように支持された切削ブレードと、該切削ブレードと該固定フランジとを吸着して保持する吸着面と、一端が該吸着面に接続され他端が吸引手段に選択的に接続される吸引路と、を有するブレード交換治具と、該吸引路を開閉する電磁弁と、を備え、該切削ブレードを交換する際には、該ブレード交換治具の該吸着面で該固定フランジの該第２の面を吸着して該固定フランジを保持すると共に、該貫通穴を介して該切削ブレードを吸着して保持することを特徴とする切削ブレード交換システムが提供される。

好ましくは、該ブレード交換治具の該吸着面には、該固定フランジの該第２の面の外径よりも小さい外径を有する第１のＯ−リングと、該第１のＯ−リングの内径よりも小さい外径を有する第２のＯ−リングとが所定の距離をおいて同心円状に配設され、該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとで囲まれた領域には該吸引路に連通した吸引口が配設されており、該ブレード交換治具の該吸着面で該固定フランジの該第２の面を吸着する際に、該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとの間に該固定フランジの該貫通穴が位置するように該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとが位置づけられている。

好ましくは、該固定フランジと該切削ブレードとを、該切削ブレードが該固定フランジの第１の面に接触し該固定フランジが外側に位置した状態で保持する複数のブレード保持部を有するブレードラックを更に備え、該切削ブレードは第１の開口を有する円環状切削ブレードから構成され、該固定フランジは該第１の開口より小さい第２の開口を中心部に有し、該固定フランジの該第１の面には該切削ブレードの該第１の開口に挿入され該切削ブレードを該固定フランジと同心状に支持する凸部が形成されており、該ブレード保持部は、該切削ブレードの側面を支持する支持板と、該支持板に対して垂直に配設され該円環状切削ブレード及び該固定フランジが挿入される挿入部とを含み、該支持板には該切削ブレードが接触する部分に弾性部材が配設され、該挿入部には該固定フランジの通過を規制すると共に予め設定した値以上の力が加わった場合には該固定フランジの通過を許容するストッパーが配設され、該弾性部材と該ストッパーとの間に該切削ブレードの側面と該固定フランジの該第１の面とが接触した状態で保持する。

本発明の切削ブレード交換システムによると、切削ブレードを交換する際に、ブレード交換治具の吸着面で固定フランジの第２の面を吸着して固定フランジを保持すると共に、貫通穴を介して切削ブレードを吸着保持することができるので、ブレード交換治具で固定フランジと共に切削ブレードを吸着した状態で、スピンドルの先端部に固定されたブレードマウントに対して切削ブレード及び固定フランジを容易に着脱することができる。

本発明の切削ブレード交換システムに使用されるブレードラックを備えた切削装置の斜視図である。 ワッシャー型切削ブレードをスピンドルの先端に装着する様子を示す分解斜視図である。 図３（Ａ）はワッシャー型切削ブレード及び固定フランジをブレードラックで支持する様子を示す分解斜視図、図３（Ｂ）はブレードラックでワッシャー状切削ブレード及び固定フランジを支持した状態の斜視図である。 ブレードラックでワッシャー型切削ブレード及び固定フランジを支持した状態の断面図である。 図５（Ａ）はブレード交換治具の断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示すブレード交換治具の左側面図である。 ブレード交換治具でブレードラックに支持されたワッシャー型切削ブレード及び固定フランジを吸着保持する様子を示す断面図である。 ブレード交換治具でスピンドルに装着されていたワッシャー型の切削ブレード及び固定フランジを吸着保持する様子を示す断面図である。 ブレード交換治具でスピンドルに装着されていたワッシャー型の切削ブレード及び固定フランジを吸着保持する様子を示す斜視図である。 ブレード交換治具により使用済みの切削ブレードをブレードラックに戻し、未使用の切削ブレードを固定フランジと共にブレード交換治具により吸着保持する様子を示す斜視図である。 未使用の切削ブレードをブレード交換治具により固定フランジと共にブレードマウントに装着する様子を示す斜視図である。

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、本発明の切削ブレード交換システムに使用されるブレードラックを備えた切削装置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に案内されて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の前端側側方には、本発明の切削ブレード交換システムに使用されるブレードラック３８が配設されている。図３に最もよく示されるように、ブレードラック３８は切削ブレードの側面を支持する支持板４０を備えており、支持板４０には第１ブレード保持部４２Ａと第２ブレード保持部４２Ｂが配設されている。

図２を参照すると、切削ユニット３２の分解斜視図が示されている。切削ユニット３２のブレードカバー３４中に回転可能に収容されたスピンドル５０の先端部には、ブレードマウント５２が固定されている。

ブレードマウント５２は、ボス部５４と、ボス部５４と一体的に形成されたフランジ部５６を有しており、ボス部５４には雄ねじ５８が形成されている。６０は全体が砥石（切り刃）からなるワッシャー型の切削ブレードであり、ダイアモンド砥粒をメタルボンド、レジンボンド、又はビトリファイドボンドで固めて形成されている。ワッシャー型の切削ブレード６０は開口６１を有している。

６２は固定フランジであり、切削ブレード６０と接触する第１の面６２ａと、第１の面６２ａと反対側の第２の面６２ｂと、図４に示すように、第２の面６２ｂから第１の面６２ａに貫通した複数の貫通穴６４を有している。固定フランジ６２は更に、ワッシャー型の切削ブレード６０の開口６１よりもその直径が小さな開口６３を有している。

ワッシャー型の切削ブレード６０をブレードマウント５２のボス部５４に挿入し、更に固定フランジ６２をブレードマウント５２のボス部５４に挿入した後、固定ナット６６をボス部５４の雄ねじ５８に螺合して締め付けることにより、ワッシャー型の切削ブレード６０はブレードマウント５２のフランジ部５６と固定フランジ６２に挟持されてスピンドル５０の先端部に取り付けられる。

図３（Ａ）を参照すると、ブレードラック３８の支持板４０には第１ブレード保持部４２Ａと第２ブレード保持部４２Ｂが配設されている。第１ブレード保持部４２Ａと第２ブレード保持部４２Ｂは同一構造であり、支持板４０に立設した円筒状挿入部４４と、環状弾性部材４８とから構成される。

環状弾性部材４８はゴム又はスポンジ等から形成されている。円筒状挿入部４４には、固定フランジ６２の通過を規制すると共に予め設定した値以上の力が加わった場合には固定フランジ６２の通過を許容する複数のストッパー４６が配設されている。

図３（Ｂ）を参照すると、第１ブレード保持部４２Ａの円筒状挿入部４４にワッシャー型の切削ブレード６０及び固定フランジ６２を挿入した状態の斜視図が示されている。第２ブレード保持部４２Ｂはなにも保持せず空のままの状態で示されている。

図４を参照すると、ブレードラック３８の第１ブレード保持部４２Ａの円筒状挿入部４４に固定フランジ６２を挿入した状態の断面図が示されている。固定フランジ６２の第１の面６２ａには、ワッシャー型の切削ブレード６０の開口６１の直径よりも僅かばかり小さな外径を有する環状凸部６５が形成されており、この環状凸部６５で切削ブレード６０は固定フランジ６２に同心状に支持され、固定フランジ６２と反対側で環状弾性部材４８に当接している。固定フランジ６２の抜け出しはストッパー４６により規制されている。

図５（Ａ）を参照すると、ブレード交換治具７０の断面図が示されている。図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示したブレード交換治具の左側面図である。ブレード交換治具７０の本体７２には吸引路７８が形成されており、吸着面７４に吸引路７８に連通した吸引口７６が開口している。ブレード交換治具７０の吸引路７８は外部の吸引路８０を介して吸引源８２に接続されており、吸引路８０には電磁切替弁８４が介装されている。

ブレード保持治具７０は、第１及び第２ブレード保持部４２Ａ，４２Ｂの円筒状挿入部４４及びブレードマウント５２のボス部５４が挿入可能な凹部７３を有しており、ブレード保持治具７０の吸着面７４には、固定フランジ６２の第２の面６２ｂの外径よりも小さい外径を有する第１のＯ−リング８６と、第１のＯ−リング８６の内径よりも小さい外径を有する第２のＯ−リング８８が所定の距離を置いて同心円状に配設されており、第１のＯ−リング８６と第２のＯ−リング８８都で囲まれた領域には吸引路７８に連通した吸引口７６が配設されている。

次に、図６乃至図１０を参照して、上述のように構成された本発明実施形態に係る切削ブレード交換システムの作用について説明する。切削ブレード６０を交換するには、まず、図６（Ａ）に示すように、ブレード交換治具７０を矢印Ｙ１方向に移動してブレードラック３８の円筒状挿入部４４をブレード交換治具７０の凹部７３中に挿入して、第１及び第２のＯ−リング８６，８８を固定フランジ６２の第２の面６２ｂに当接させる。

この状態で電磁切替弁８４を連通位置に切り替えて吸引路７８を吸引源８２に接続すると、吸引口７６に負圧が作用してブレード交換治具７０の吸着面７４で固定フランジ６２の第２の面６２ｂを吸着して、固定フランジ６２を保持すると共に、貫通穴６４を介して切削ブレード６０も同時に吸着保持する。

この状態で図６（Ｂ）に示すように、ブレード保持治具７０を矢印Ｙ２方向に移動すると、ストッパー４６に所定値以上の力がかかるためストッパー４６は押し込まれて、ブレード交換治具７０に吸着された固定フランジ６２の通過が許容されて、固定フランジ６２は切削ブレード６０と共にブレードラック３８の円筒状挿入部４４から取り出される。

一方、ブレードマウント５２に装着された切削ブレード６０を固定フランジ６２と共に取り外すには、図７（Ａ）に示すように、ブレード交換治具７０をＹ１方向に移動して吸着面７４を固定フランジ６２の第２の面６２ｂに接触させる。

この状態で電磁切替弁８４を連通位置に切り替えると、吸引口７６に負圧が作用し、固定フランジ６２は切削ブレード６０と共にブレード交換治具７０の吸着面７４に吸着される。

この状態で、図７（Ｂ）に示すように、ブレード交換治具７０を矢印Ｙ２方向に移動すると、切削ブレード６０を固定フランジ６２と共にブレードマウント５２から取り外すことができる。図８（Ａ）は図７（Ａ）に対応する状態の斜視図であり、図８（Ｂ）は図７（Ｂ）に対応する状態の斜視図である。

次に、図９を参照して、使用済みの切削ブレード６０とブレードラック３０に保持されている未使用の切削ブレード６０とを交換する様子について説明する。まず、図９（Ａ）に示すように、ブレード交換治具７０で吸着した使用済みの切削ブレード６０を矢印Ｙ１方向に移動して、ブレードラック３８の第２保持部４２Ｂに装着する。

次いで、図９（Ｂ）に示すように、ブレードラック３８の第１ブレード保持部４２Ａに保持されている未使用の切削ブレード６０を固定フランジ６２と共にブレード交換治具７０で吸着して矢印Ｙ２方向に移動することにより、未使用の切削ブレード６０を固定フランジ６２と共にブレードラック３８の第１ブレード保持部４２Ａから取り外す。

このようにブレードラック３８の第１ブレード保持部４２Ａから固定フランジ６２と共に取り外した未使用の切削ブレード６０は、図１０（Ａ）に示すように、ブレード交換治具７０を矢印Ｙ１方向に移動することにより、ブレードマウント５２のボス部５４に挿入され、図１０（Ｂ）に示すように、ブレード交換治具７０に作用する負圧を解除した後、ブレード交換治具７０を矢印Ｙ２方向に移動して、未使用の切削ブレード６０を固定フランジ６２と共にブレードマウント５２のボス部５４に装着する。

この後、固定ナット６０をブレードマウント５２のボス部５４に形成された雄ねじ５８に螺合して締め付けることにより、未使用の切削ブレード６０はブレードマウント５２のフランジ部５６と固定フランジ６２とで挟持されて、スピンドル５２の先端部に取り付けられる。

上述した実施形態では、ブレード交換治具７０を手で把持して切削ブレード６０を固定フランジ６２と共に交換する態様について説明したが、本発明の切削ブレード交換システムはオートブレードチェンジャーにも適用可能である。

２ 切削装置
６ チャックテーブル
３２ 切削ユニット
３４ スピンドルハウジング
３８ ブレードラック
４０ 支持板
４２Ａ 第１ブレード保持部
４２Ｂ 第２ブレード保持部
４４ 円筒状挿入部
４６ ストッパー
４８ 環状弾性部材
５０ スピンドル
５２ ブレードマウント
５４ ボス部
５６ フランジ部
６０ ワッシャー型の切削ブレード
６２ 固定フランジ
６２ａ 第１の面
６２ｂ 第２の面
６４ 貫通穴
６６ 固定ナット
７０ ブレード交換治具
７４ 吸着面
７６ 吸引口
８２ 吸引源
８６ 第１のＯ−リング
８８ 第２のＯ−リング

Claims (3)

1. 切削装置のスピンドルに固定されたブレードマウントに着脱可能に装着される切削ブレードを交換する切削ブレード交換システムであって、
   切削ブレードの側面と接触する第１の面と、該第１の面の反対側の第２の面と、該第２の面から該第１の面に貫通した貫通穴と、を有する固定フランジと、
   該固定フランジの該第１の面に接触するように支持された切削ブレードと、
   該切削ブレードと該固定フランジとを吸着して保持する吸着面と、一端が該吸着面に接続され他端が吸引手段に選択的に接続される吸引路と、を有するブレード交換治具と、
   該吸引路を開閉する電磁弁と、を備え、
   該切削ブレードを交換する際には、該ブレード交換治具の該吸着面で該固定フランジの該第２の面を吸着して該固定フランジを保持すると共に、該貫通穴を介して該切削ブレードを吸着して保持することを特徴とする切削ブレード交換システム。
2. 該ブレード交換治具の該吸着面には、該固定フランジの該第２の面の外径よりも小さい外径を有する第１のＯ−リングと、該第１のＯ−リングの内径よりも小さい外径を有する第２のＯ−リングとが所定の距離をおいて同心円状に配設され、該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとで囲まれた領域には該吸引路に連通した吸引口が配設されており、
   該ブレード交換治具の該吸着面で該固定フランジの該第２の面を吸着する際に、該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとの間に該固定フランジの該貫通穴が位置するように該第１のＯ−リングと該第２のＯ−リングとが位置づけられていることを特徴とする請求項１記載の切削ブレード交換システム。
3. 該固定フランジと該切削ブレードとを、該切削ブレードが該固定フランジの第１の面に接触し該固定フランジが外側に位置した状態で保持する複数のブレード保持部を有するブレードラックを更に備え、
   該切削ブレードは第１の開口を有する円環状切削ブレードから構成され、該固定フランジは該第１の開口より小さい第２の開口を中心部に有し、該固定フランジの該第１の面には該切削ブレードの該第１の開口に挿入され該切削ブレードを該固定フランジと同心状に支持する凸部が形成されており、
   該ブレード保持部は、該切削ブレードの側面を支持する支持板と、該支持板に対して垂直に配設され該円環状切削ブレード及び該固定フランジが挿入される挿入部とを含み、該支持板には該切削ブレードが接触する部分に弾性部材が配設され、該挿入部には該固定フランジの通過を規制すると共に予め設定した値以上の力が加わった場合には該固定フランジの通過を許容するストッパーが配設され、該弾性部材と該ストッパーとの間に該切削ブレードの側面と該固定フランジの該第１の面とが接触した状態で保持することを特徴とする請求項２記載の切削ブレード交換システム。