CN104325402A - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供切削装置，其具有：切削构件，其具有切削刀；旋转轴，其以能够旋转的方式支撑于主轴外壳；安装器，其与旋转轴的末端部嵌合地安装，支撑切削刀；以及固定凸缘，其将在安装器支撑的切削刀固定于该安装器，安装器具有：轮毂部，其嵌合有在固定凸缘的中央部形成的嵌合孔且以能够在轴方向上滑动的方式进行支撑；凸边部，其从轮毂部的外周向径方向突出形成并在前表面具有支撑面；以及圆筒部，其在凸边部的后方侧设置，在凸边部设有吸引孔，在圆筒部设有与吸引孔连通的连通路，在圆筒部设置的连通路经由旋转接头与吸引构件连通，使吸引构件进行工作而经由旋转接头和连通路以及吸引孔使负压作用于安装器与固定凸缘之间，将该固定凸缘向安装器侧吸引。

Description

切削装置
技术领域
本发明涉及具有对半导体晶片等的被加工物进行切削的切削刀的切削装置。
背景技术
在半导体器件制造工艺中，在呈大致圆板形状的半导体晶片的表面通过形成为格子状的被称之为切割道的分割预定线划分为多个区域，在该划分出的区域形成IC、LSI等的器件。如上将形成了多个器件的半导体晶片沿着切割道进行切断，从而对形成了器件的区域进行分割，制造出一个个半导体器件。
将半导体晶片沿着切割道进行切断的切削装置具有：被加工物保持构件，其保持被加工物；切削构件，其具有对保持在该被加工物保持构件的被加工物进行切削且以能够旋转的方式构成的切削刀；以及加工进给构件，其使该被加工物保持构件和该切削构件在加工进给方向上相对地进行加工进给。切削构件被构成为，包括：旋转轴，其以能够旋转的方式支撑于主轴外壳；安装器，其具有安装于该旋转轴的末端且***到在切削刀的中央形成的开口内的轮毂部；以及固定凸缘，其具有与在该安装器的轮毂部的端部形成的外螺纹螺合的内螺纹，将在切削刀的中央形成的开口嵌合***到支撑凸缘的轮毂部之后，将固定凸缘的内螺纹与在支撑凸缘的轮毂部的端部形成的外螺纹螺合，从而通过安装器和固定凸缘夹持切削刀。(例如，参照专利文献1)。
专利文献1 日本特开平11―33907号公报
然而，切削刀在发生磨损或缺损时需要与新的切削刀进行更换，因而切削刀相对于安装器的拆装较为频繁地进行，而在上述以往的切削构件中需要进行每次都将固定凸缘螺合并紧固的作业和缓和固定凸缘的紧固的作业，因而存在生产效率降低的问题。
此外，在上述以往的切削构件中，为了防止切削作业时固定凸缘因旋转轴的旋转而产生松弛，在固定凸缘和安装器形成的螺纹通常相对于旋转轴的旋转方向为反螺纹，因此通过切削装置的工作使得固定凸缘的紧固力逐渐增大，因而在切削刀的更换时有时难以进行缓和固定凸缘的紧固的作业。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的，其主要的技术课题在于提供一种能够易于进行切削刀的拆装的切削装置。
为了解决上述主要技术课题，本发明提供一种切削装置，其具有：被加工物保持构件，其保持被加工物；切削构件，其具有对保持在该被加工物保持构件上的被加工物进行切削且以能够旋转的方式构成的切削刀；以及加工进给构件，其使该被加工物保持构件和该切削构件在加工进给方向上相对地进行加工进给，该切削装置的特征在于，该切削构件具有：旋转轴，其以能够旋转的方式被支撑于主轴外壳；安装器，其与该旋转轴的末端部嵌合而被安装，支撑切削刀；以及固定凸缘，其将被该安装器支撑的切削刀固定于该安装器，该安装器具有：轮毂部，其嵌合有在该固定凸缘的中央部形成的嵌合孔且以能够在轴方向上进行滑动的方式进行支撑；凸边部，其从该轮毂部的外周向径方向突出形成且在前表面具有支撑面；以及圆筒部，其设置于该凸边部的后方侧，在该凸边部设置有在该支撑面侧开口的吸引孔，在该圆筒部设有与该吸引孔连通的连通路，在该圆筒部设置的该连通路经由旋转接头与吸引构件连通，使该吸引构件进行工作，经由该旋转接头、该连通路以及该吸引孔，使负压作用于该安装器与该固定凸缘之间，将该固定凸缘向该安装器侧吸引，从而将切削刀固定于该安装器与该固定凸缘之间。
更为优选的情况是，切削装置还具有：压力传感器，其配设于上述旋转接头与该吸引构件之间，检测该旋转接头侧的压力；警报构件，其在来自该压力传感器的检测压力比规定的值高的情况下，发出警报；以及控制构件，其向该警报构件输出警报信号。
根据本发明的切削装置，使吸引构件进行工作，经由旋转接头、连通路以及吸引孔，使负压作用于安装器与固定凸缘之间，将固定凸缘向安装器侧吸引，从而将切削刀固定于安装器与固定凸缘之间，因此在更换切削刀时，仅凭解除吸引构件的负压供给，使固定凸缘相对于安装器的轮毂部进行嵌合和拔取即可，能够在既不需要专用工具也不需要熟练操作的情况下容易地进行作业。而且，更换了切削刀后使吸引构件进行工作，经由旋转接头、连通路以及吸引孔，使负压作用于安装器与固定凸缘之间，将固定凸缘向安装器侧吸引，从而能够将切削刀固定于安装器与固定凸缘之间，因此能够效率良好地更换切削刀。
附图说明
图1是按照本发明构成的切削装置的立体图。
图2是构成图1所示的切削装置的切削刀安装机构的立体图。
图3是图2所示的切削刀安装机构的剖面图。
图4是作为在图2和图3所示的切削刀安装机构安装的切削刀的晶圆切割刀的剖面图。
符号说明
2：装置外壳
3：卡盘台
31：吸附卡盘支撑台
32：吸附卡盘
4：主轴单元
41：主轴外壳
42：旋转轴
5：切削刀安装机构
6：安装器
62：轮毂部
63：凸边部
631:支撑面
632：嵌合凹部
633：吸引孔
64：圆筒部
641：连通路
642：环状槽
7：固定凸缘
72：支撑面
73：嵌合凸部
8：旋转接头
82：旋转支撑部
821：流通路
9：吸引构件
91：吸引源
92：吸引管
93：电磁三向阀
10：控制构件
具体实施方式
以下，参照附图详细说明按照本发明构成的切削装置的优选实施方式。
图1示出按照本发明构成的切削装置1的立体图。图示的实施方式的切削装置1具有大致长方体状的装置外壳2。在该装置外壳2内，作为保持被加工物的被加工物保持构件的卡盘台3以能够移动的方式配设于作为加工进给方向的箭头X所示的方向。卡盘台3具有吸附卡盘支撑台31、在该吸附卡盘支撑台31上安装的吸附卡盘32，通过未图示的吸引构件将作为被加工物的例如圆形状的半导体晶片保持于作为该吸附卡盘32的表面的载置面上。此外，卡盘台3被构成为能够通过未图示的旋转机构进行转动。如上构成的卡盘台3通过未图示的加工进给构件在箭头X所示的加工进给方向上移动。
切削装置1具有作为切削构件的主轴单元4。主轴单元4具有在未图示的移动基台安装且能够在作为分度进给方向的箭头Y所示的方向和作为切入方向的箭头Z所示的方向上进行移动调整的主轴外壳41、以自由旋转的方式被该主轴外壳41支撑且通过未图示的旋转驱动机构被旋转驱动的旋转轴42、在该旋转轴42安装的切削刀43。
此处，参照图2和图3说明切削刀43和用于将该切削刀43安装到旋转轴42上的切削刀安装机构。另外，图2和图3所示的实施方式的切削刀43是仅由环状的切割刃构成的所谓垫圈刀。
图2和图3所示的切削刀安装机构5具有在旋转轴42的末端部(图3中为左端部)安装且支撑切削刀43的安装器6、将支撑在该安装器6的切削刀43固定于安装器6的固定凸缘7。该安装器6在中心部具有与旋转轴42的末端部嵌合的内周面形成为锥形状的嵌合孔61，将该嵌合孔61与旋转轴42的形成为锥形状的末端部嵌合而进行安装。安装器6具有以能够在轴方向上进行滑动的方式支撑固定凸缘7的轮毂部62、从该轮毂部62的外周向径方向突出形成的凸边部63、在该凸边部63的后方侧设置的圆筒部64。在凸边部63的前表面(图3中为左侧的面)的外周部设有环状的支撑面631，在该支撑面631的中心侧形成具有内径与上述切削刀43的内径对应的内周面的嵌合凹部632。在如上形成的凸边部63设有向上述嵌合凹部632开口的吸引孔633。此外，在构成安装器6的圆筒部64设有与吸引孔633连通的连通路641，并且在外周面形成供连通路641开口的环状槽642。
在构成上述安装器6的轮毂部62支撑的固定凸缘7具有嵌合孔71，该嵌合孔71具有内径与轮毂部62的外周面对应的内周面，通过使该嵌合孔71与轮毂部62嵌合，以能够在轴方向上滑动的方式支撑于轮毂部62。该固定凸缘7在作为后表面的安装器6侧的面的外周部设有与在上述凸边部63的前表面的外周部形成的环状的支撑面631对应的环状的支撑面72，在该支撑面72的中心侧设有具有外径与上述切削刀43的内径对应的外周面且与在构成上述安装器6的凸边部63设置的嵌合凹部632嵌合的嵌合凸部73。
构成上述安装器6的圆筒部64以能够旋转的方式在安装于主轴外壳41的末端的旋转接头8嵌合。由环状的安装部81、从该环状的安装部81突出形成并与上述圆筒部64嵌合的筒状的旋转支撑部82构成。在环状的安装部81设有多个螺栓插通孔811，在该螺栓插通孔811插通紧固螺栓80并与在主轴外壳41设置的内螺纹孔411螺合，从而将旋转接头8安装于主轴外壳41的末端。在构成旋转接头8的旋转支撑部82设有如图3所示在内表面开口的流通路821。如上在旋转支撑部82的内表面开口的流通路821与在构成安装器6的圆筒部64的外周面形成的环状槽642连通。
如上构成的旋转接头8的流通路821如图3所示与吸引构件9连通。吸引构件9具有吸引源91、在连通该吸引源91和旋转接头8的流通路821的吸引管92上配设的电磁三向阀93。该电磁三向阀93能够按照连通吸引源91侧和旋转接头8侧的第1方式、切断吸引源91侧和旋转接头8侧并使旋转接头8侧向大气开放的第2方式来进行工作。另外，在本实施方式中，在连通电磁三向阀93和流通路821的吸引管92配设检测旋转接头8侧的压力的压力传感器94，该压力传感器94将检测到的压力信号发送给控制构件10。在通过压力传感器94检测到的压力例如比0.02MPa高的情况下，控制构件10向警报构件101输出警报信号。另外，从输入构件102向控制构件10输入切削刀的固定信号、切削刀的更换信号、作业开始信号等。此外，控制构件10根据来自输入构件102的切削刀的固定信号和切削刀的更换信号控制电磁三向阀93。
本实施方式的切削刀安装机构5如上构成，以下参照图2和图3说明组装步骤。首先，将旋转接头8的环状的安装部81和筒状的旋转支撑部82插通到旋转轴42的末端部，在设置于环状的安装部81的多个螺栓插通孔811中插通紧固螺栓80并与设置在主轴外壳41的内螺纹孔411螺合，从而将旋转接头8安装于主轴外壳41的末端。接着，如图3所示，将安装器6的嵌合孔61与旋转轴42的末端部嵌合，并且将圆筒部64以能够旋转的方式与旋转接头8的筒状的旋转支撑部82嵌合。然后，在形成于旋转轴42的末端部外周的外螺纹421螺合紧固螺母11，从而将安装器6固定于旋转轴42的末端部。接着，在固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合环状的切削刀43，将固定凸缘7的嵌合孔71与安装器6的轮毂部62嵌合，并且将固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合到安装器6的嵌合凹部632。
如上所述，在固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合切削刀43，将固定凸缘7的嵌合孔71与安装器6的轮毂部62嵌合，并且将固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合到安装器6的嵌合凹部632时，若操作人员从输入构件102输入切削刀的固定信号，则控制构件10使吸引构件9的电磁三向阀93按照连通吸引源91侧和旋转接头8侧的第1方式进行工作。其结果，吸引源91经由吸引管92、在旋转接头8的旋转支撑部82设置的流通路821、在安装器6的圆筒部64设置的环状槽642和连通路641、在构成安装器6的凸边部63设置的吸引孔633，与嵌合凹部632连通。因此，负压作用于与嵌合凹部632嵌合的固定凸缘7的嵌合凸部73，固定凸缘7向安装器6的凸边部63侧被吸引，因此切削刀43被夹持固定于在安装器6的凸边部63形成的环状的支撑面631与在固定凸缘7形成的环状的支撑面72之间。
如上所述，为了维持切削刀43被夹持固定于安装器6的凸边部63与固定凸缘7之间的状态，需要将作用于与在安装器6的凸边部63设置的嵌合凹部632嵌合的固定凸缘7的嵌合凸部73的负压保持在例如0.02MPa以下。在本实施方式中，在连通构成吸引构件9的电磁三向阀93和流通路821的吸引管92配设检测旋转接头8侧的压力的压力传感器94，对作用于固定凸缘7的嵌合凸部73的负压的压力进行检测，检测到的压力信号被发送给控制构件10。而且，在来自压力传感器94的压力信号例如比0.02MPa高的情况下，控制构件10判断为难以维持切削刀43被夹持固定于安装器6的凸边部63与固定凸缘7之间的状态，向警报构件101输出警报信号。
接着，为了更换切削刀43，在操作人员从输入构件102输入切削刀的更换信号时，控制构件10使吸引构件9的电磁三向阀93按照将旋转接头8侧向大气开放的第2方式进行工作。其结果，在与设置于安装器6的凸边部63的嵌合凹部632嵌合的固定凸缘7的嵌合凸部73作用的负压经由在构成安装器6的凸边部63设置的吸引孔633、在安装器6的圆筒部64设置的连通路641和环状槽642、在旋转接头8的旋转支撑部82设置的流通路821、电磁三向阀93释放到大气中。因此，能够将固定凸缘7从安装器6的轮毂部62容易地拔取，能够将与固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合的切削刀43容易地卸下。然后，将新的切削刀43与固定凸缘7的嵌合凸部73嵌合，将固定凸缘7的嵌合孔71与安装器6的轮毂部62嵌合，并且将固定凸缘7的嵌合凸部73与安装器6的嵌合凹部632嵌合，此后，操作人员从输入构件102输入切削刀的固定信号，从而如上所述，将其夹持固定于在安装器6的凸边部63形成的环状的支撑面631与在固定凸缘7形成的环状的支撑面72之间。如上，在更换切削刀43时，仅凭将固定凸缘7相对于安装器6的轮毂部62进行嵌合和拔取即可，既不需要专用工具也不需要熟练操作，能够容易地进行作业。
接着，参照图4说明切削刀是由基台和在该基台的外周部配设的环状的切割刃构成的所谓晶圆切割刀的情况。图4所示的由晶圆切割刀构成的切削刀430由圆盘状的基台431和在该基台431的单侧侧面的外周部配设的环状的切割刃432构成。基台431通过铝形成且在其中心部设有具有内径与上述安装器6的轮毂部62的外周面对应的内周面的嵌合孔431a，并且设有与上述固定凸缘7的嵌合凸部73对应的嵌合凸部431b。切割刃432通过电铸形成例如10μ左右的金刚石磨粒。如上构成的由晶圆切割刀构成的切削刀430的圆盘状的基台431具有与上述固定凸缘7同样的功能。即，将圆盘状的基台431的嵌合孔431a与安装器6的轮毂部62嵌合，并且将嵌合凸部431b与安装器6的嵌合凹部632嵌合，从而具有与上述固定凸缘7同样的功能。
返回图1继续说明，切削装置1具有摄像机构12，该摄像机构12对在构成上述卡盘台3的吸附卡盘32的表面保持的被加工物的表面进行摄像，用于检测应通过上述切削刀43切削的区域，或确认切削槽的状态。该摄像机构12由显微镜或CCD相机等的光学构件构成。此外，切削装置1具有显示通过摄像机构12摄像的图像的显示构件13。
切削装置1具有储藏作为被加工物的半导体晶片W的盒14。半导体晶片W以在安装于由不锈钢等的金属材料形成的环状的框架F的切割带T的表面贴附的状态下收容于上述盒14内。另外，盒14放置于配设为可通过未图示的升降构件上下移动的盒工作台15上。
切削装置1具有将在盒14収容的作为被加工物的半导体晶片W(在安装于环状的框架F的切割带T的表面贴附的状态)向被加工物暂放构件16搬出的被加工物搬出构件17、将通过该被加工物搬出构件17搬出的半导体晶片W向上述卡盘台3上搬运的第1被加工物搬运构件18、对由卡盘台3进行切削加工的半导体晶片W洗净的洗净构件19、将由卡盘台3进行切削加工的半导体晶片W向洗净构件19搬运的第2被加工物搬运构件20。
接着，简单说明上述切削装置1的加工处理动作。
另外，在实施切削装置1的切削加工时，操作人员从输入构件102输入了作业开始信号时，控制构件10使吸引构件9的电磁三向阀93以连通吸引源91侧与旋转接头8侧的第1方式进行工作。其结果，如上所述吸引源91经由吸引管92、在旋转接头8的旋转支撑部82设置的流通路821、在安装器6的圆筒部64设置的环状槽642和连通路641、在构成安装器6的凸边部63设置的吸引孔633，与嵌合凹部632连通。因此，负压作用于与嵌合凹部632嵌合的固定凸缘7的嵌合凸部73，固定凸缘7向安装器6的凸边部63侧被吸引，因此切削刀43被夹持固定于在安装器6的凸边部63形成的环状的支撑面631与在固定凸缘7形成的环状的支撑面72之间。另外，在使用由晶圆切割刀构成的切削刀430的情况下，切削刀430的嵌合凸部431b向安装器6的凸边部63侧被吸引而固定。
接着，通过未图示的升降构件使得盒工作台15进行上下移动，从而将在安装于在盒14的规定的位置収容的环状的框架F的切割带T的表面所贴附的半导体晶片W(以下，简称为半导体晶片W)定位于搬出位置。接着，被加工物搬出构件17进行进退动作以将在搬出位置定位的半导体晶片W向被加工物暂放构件16搬出。向被加工物暂放构件16搬出的半导体晶片W在此处进行了定位后，通过第1被加工物搬运构件18的回旋动作而被搬运至构成上述卡盘台3的吸附卡盘32的载置面，通过未图示的吸引构件的吸引作用在吸附卡盘32被吸引保持。如上对半导体晶片W进行吸引保持的卡盘台3移动至摄像机构12的正下方。在卡盘台3定位于摄像机构12的正下方时，通过摄像机构12对在半导体晶片W形成的分割预定线进行检测，向作为主轴单元4的分度进给方向的箭头Y方向进行移动调节，执行精密定位作业。
此后，对切削刀43以箭头Z所示的方法按照规定的量进行切入进给，将使半导体晶片W在规定的方向旋转并对半导体晶片W进行吸引保持的卡盘台3在作为加工进给方向的箭头X所示的方向(与切削刀43的旋转轴正交的方向)以规定的加工进给速度移动，从而使得在卡盘台3保持的半导体晶片W被切削刀43沿着规定的分割预定线切断(切削工序)。通过沿着在半导体晶片W形成的所有分割预定线实施该切削工序，使得半导体晶片W被分割为一个个半导体芯片。所分割的半导体芯片因切割带T的作用而不会分散，在环状的框架F支撑的半导体晶片W的状态得以维持。如上当半导体晶片W的切断结束后，保持半导体晶片W的卡盘台3返回到最初对半导体晶片W进行吸引保持的位置，此时未图示的吸引构件的吸引作用中断，解除半导体晶片W的吸引保持。接着，半导体晶片W通过第2被加工物搬运构件20被搬运至洗净构件19，在此处被洗净。如上洗净的半导体晶片W通过第1被加工物搬运构件18被搬运至被加工物暂放构件16。然后，半导体晶片W通过被加工物搬出构件17而收纳于盒14的规定的位置。

Claims (2)

1.一种切削装置，其具有：被加工物保持构件，其保持被加工物；切削构件，其具有对被保持在该被加工物保持构件上的被加工物进行切削且以能够旋转的方式构成的切削刀；以及加工进给构件，其使该被加工物保持构件和该切削构件在加工进给方向上相对地进行加工进给，
该切削装置的特征在于，
该切削构件具有：旋转轴，其以能够旋转的方式被支撑于主轴外壳；安装器，其与该旋转轴的末端部嵌合而被安装，支撑切削刀；以及固定凸缘，其将被该安装器支撑的切削刀固定于该安装器，
该安装器具有：轮毂部，其嵌合有在该固定凸缘的中央部形成的嵌合孔且以能够在轴方向上滑动的方式进行支撑；凸边部，其从该轮毂部的外周向径方向突出而形成且在前表面具有支撑面；以及圆筒部，其设置于该凸边部的后方侧，在该凸边部设置有在该支撑面侧开口的吸引孔，在该圆筒部设置有与该吸引孔连通的连通路，在该圆筒部设置的该连通路经由旋转接头与吸引构件连通，
使该吸引构件进行工作，经由该旋转接头、该连通路以及该吸引孔，使负压作用于该安装器与该固定凸缘之间，将该固定凸缘向该安装器侧吸引，从而将切削刀固定于该安装器与该固定凸缘之间。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其中，该切削装置还具有：
压力传感器，其配设于该旋转接头与该吸引构件之间，检测该旋转接头侧的压力；警报构件，其在来自该压力传感器的检测压力比规定的值高的情况下，发出警报；以及控制构件，其向该警报构件输出警报信号。
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