JP2016132046A - マウントフランジ - Google Patents

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Abstract

【課題】スピンドルの回転に伴う変形を抑制したマウントフランジを提供する。【解決手段】中心部に嵌合穴（５２ａ）を備え外周部に切れ刃（５４）を有する切削ブレード（５０）をスピンドル（３８）に装着するマウントフランジ（４０）であって、前方側が切削ブレードの嵌合穴に挿通され、後方側の内周面（４２ａ）にスピンドルが嵌合する円筒状のボス部（４２）と、ボス部の後方側から径方向に延出し、前面に切削ブレードが当接する装着面（４４ｂ）を備えたフランジ部（４４）と、を有し、スピンドルを囲みボス部の内周面に開口する円環状の空間（４４ｃ）を設けることで、スピンドルの回転時にフランジ部の外周縁が後方へ反るのを抑制した。【選択図】図４

Description

本発明は、回転軸となるスピンドルに切削ブレードを装着するためのマウントフランジに関する。
半導体ウェーハや樹脂基板等の板状物を加工するために、回転軸となるスピンドルに円盤状の切削ブレードを装着した切削装置が用いられている。切削ブレードは、マウントフランジと呼ばれる装着具を介してスピンドルに装着され、ある程度まで摩耗すると交換される。
切削ブレードの交換は、通常、オペレータの手作業で実施される。この作業では、切削装置内の各種機構やマウントフランジ、切削ブレード等を傷付けないように様々な工具が用いられる。そのため、切削ブレードの交換には、熟練したオペレータに加えて、ある程度の作業時間が必要であった。
これに対して、近年では、切削ブレードが当接するマウントフランジの装着面近傍に負圧を発生させ、切削ブレードを吸引固定する装着機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装着機構を用いれば、従来よりも簡単かつ短時間に切削ブレードを交換できる。
特開２００２−１５４０５４号公報
しかしながら、上述した装着機構では、吸引用の流路（吸引路）を設けるためにマウントフランジを従来よりも肉厚にしなくてはならない。その結果、マウントフランジの重量バランス等が崩れ、例えば、径方向に延出するフランジ部の外周縁がスピンドルの回転に伴い後方に反ってしまう等の問題が発生していた。
本発明はかかる問題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、スピンドルの回転に伴う変形を抑制したマウントフランジを提供することである。
本発明によれば、中心部に嵌合穴を備え外周部に切れ刃を有する切削ブレードをスピンドルに装着するマウントフランジであって、前方側が該切削ブレードの該嵌合穴に挿通され、後方側の内周面に該スピンドルが嵌合する円筒状のボス部と、該ボス部の該後方側から径方向に延出し、前面に該切削ブレードが当接する装着面を備えたフランジ部と、を有し、該スピンドルを囲み該ボス部の該内周面に開口する円環状の空間を設けることで、該スピンドルの回転時に該フランジ部の外周縁が後方へ反るのを抑制したことを特徴とするマウントフランジが提供される。
本発明において、該フランジ部の該前面に開口し、該スピンドルに設けられた第１の吸引路と接続する第２の吸引路を有することが好ましい。
また、本発明において、該切削ブレードは、中心部に該嵌合穴を備えたハブ基台と、該ハブ基台の外周部に固定された該切れ刃と、を有することが好ましい。
本発明のマウントフランジは、スピンドルを囲みボス部の内周面に開口する円環状の空間を有するので、各部の重量バランス等が整い、スピンドルの回転に伴うフランジ部の後方への反りを抑制できる。すなわち、本発明によれば、スピンドルの回転に伴う変形を抑制したマウントフランジを提供できる。
本実施形態に係るマウントフランジを用いる切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 切削ユニットの構造を模式的に示す分解斜視図である。 マウントフランジをスピンドルに固定した状態を模式的に示す断面図である。 切削ブレードをマウントフランジに装着した状態を模式的に示す断面図である。
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るマウントフランジを用いる切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、切削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。
基台４の上面には、Ｘ軸方向（加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６、Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー８が設けられている。
Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に設置されている。Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールと平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。
Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。
Ｘ軸移動テーブル６の上面には、半導体ウェーハや樹脂基板、セラミックス基板等の板状物（不図示）を吸引保持するチャックテーブル１０が設けられている。チャックテーブル１０は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１０は、上述のＸ軸移動機構でＸ軸方向に移動する。
チャックテーブル１０の表面（上面）は、板状物を吸引保持する保持面１０ａとなっている。この保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）と接続されている。チャックテーブル１０の周囲には、板状物を支持するフレーム（不図示）を挟持固定するためのクランプ１２が設けられている。
基台４の上面には、切削ユニット１４を支持する門型の支持構造１６が、開口４ａを跨ぐように配置されている。支持構造１６の表面側には、切削ユニット１４をＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向に移動させる切削ユニット移動機構１８が設けられている。
切削ユニット移動機構１８は、支持構造１６の表面上部に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２０を備えている。Ｙ軸ガイドレール２０には、切削ユニット移動機構１８を構成するＹ軸移動プレート２２がスライド可能に設置されている。
Ｙ軸移動プレート２２の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２０と平行なＹ軸ボールネジ２４が螺合されている。Ｙ軸ボールネジ２４の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールネジ２４を回転させれば、Ｙ軸移動プレート２２は、Ｙ軸ガイドレール２０に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸移動プレート２２の表面には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２６が設けられている。Ｚ軸ガイドレール２６には、Ｚ軸移動プレート２８がスライド可能に設置されている。
Ｚ軸移動プレート２８の裏面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２６と平行なＺ軸ボールネジ３０が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ３０の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３２が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３２でＺ軸ボールネジ３０を回転させれば、Ｚ軸移動プレート２８は、Ｚ軸ガイドレール２６に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート２８の下部には、板状物を切削する切削ユニット１４が設けられている。また、切削ユニット１４と隣接する位置には、板状物の上面側を撮像するカメラ３４が設置されている。上述のようにＹ軸移動プレート２２及びＺ軸移動プレート２８を移動させることで、切削ユニット１４及びカメラ３４は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
図２は、切削ユニット１４の構造を模式的に示す分解斜視図である。図２に示すように、切削ユニット１４は、Ｚ軸移動プレート２８の下部に固定されるスピンドルハウジング３６を備えている。スピンドルハウジング３６の内部には、Ｙ軸の周りに回転するスピンドル３８が収容されている。
スピンドル３８の前端部（先端部）は、前端面に向かって徐々に径が小さくなる円錐台状に形成されており、スピンドルハウジング３６から前方に突出している。また、スピンドル３８の前端面には、開口３８ａが形成されており、当該開口３８ａの内周面には、ネジ溝が設けられている。
さらに、スピンドル３８の前端部の外周面には、負圧を伝達する吸引路（第１の吸引路）３８ｂの一端側が開口している。吸引路３８ｂの他端側は、負圧を発生させる吸引源（不図示）に接続されている。
このように構成されたスピンドル３８の前端部には、マウントフランジ４０が取り付けられる。一方、スピンドル３８の後端側（基端側）には、スピンドル３８を回転させるためのモータ（不図示）が連結されている。
マウントフランジ４０は、円筒状のボス部４２と、ボス部４２の後方側から径方向外向きに延出するフランジ部４４とを含む。ボス部４２の内周面４２ａの後方側には、スピンドル３８の前端部が嵌合する。
スピンドル３８をボス部４２に嵌合させた状態で、内周面４２ａ内にワッシャー４６を配置し、当該ワッシャー４６を通じて固定用のボルト４８を開口３８ａに締め込めば、マウントフランジ４０はスピンドル３８に固定される。なお、ボルト４８の外周面４８ａには、開口３８ａのネジ溝に対応するネジ山が設けられている。
図３は、マウントフランジ４０をスピンドル３８に固定した状態を模式的に示す断面図である。図３に示すように、ボス部４２の内周面４２ａには、ワッシャー４６を受ける受け部４２ｂが設けられている。
また、フランジ部４４の内部には、負圧を伝達する吸引路（第２の吸引路）４４ａが形成されている。吸引路４４ａの一端側は、フランジ部４４の前面において開口している。スピンドル３８にマウントフランジ４０を固定すると、フランジ部４４の吸引路４４ａは、スピンドル３８の吸引路３８ｂに接続される。これにより、吸引源で発生した負圧をフランジ部４４の前面に作用させることができる。
フランジ部４４の前面の外周側は、切削ブレード５０の後面側に当接する装着面４４ｂとなっている。この装着面４４ｂは、Ｙ軸方向（スピンドル３８の軸心方向）から見て円環状に形成されている。
切削ブレード５０は、いわゆるハブブレードであり、円盤状のハブ基台５２の外周部に、板状物を切削する円環状の切れ刃５４が固定されている。切れ刃５４は、例えば、金属や樹脂等のボンド材（結合材）に、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して所定厚みに形成されている。
ハブ基台５２の中心部には、ボス部４２と略同径の嵌合穴５２ａが形成されている。この嵌合穴５２ａにボス部４２の前方側を嵌合し、フランジ部４４の装着面４４ｂに切削ブレード５０の後面側を当接した上で、吸引源の負圧をフランジ部４４の前面に作用させれば、切削ブレード５０はマウントフランジ４０に装着される。
図４は、切削ブレード５０をマウントフランジ４０に装着した状態を模式的に示す断面図である。図４に示すように、切削ブレード５０をマウントフランジ４０に装着した状態で、フランジ部４４の装着面４４ｂにはハブ基台５２の後面が当接し、ボス部４２の外周面４２ｃにはハブ基台５２の嵌合穴５２ａ（内周面）が当接する。
ところで、上述のように構成された切削ユニットにおいてスピンドルを高速に回転させると、フランジ部の外周縁が後方に反ってしまうことがある。この現象は、マウントフランジを従来よりも肉厚に構成したことで、重量バランス等が崩れたことに起因すると考えられる。
そこで、本実施形態のマウントフランジ４０には、スピンドル３８を囲みボス部４２の内周面４２ａに開口する円環状の空間４４ｃを設けている。ボス部４２及びフランジ部４４にこのような空間４４ｃを設けることで、各部の重量バランス等を整え、スピンドルの回転に伴うフランジ部４４の後方への反りを抑制できる。なお、空間４４ｃの容積、形状等は、上述した効果が得られる範囲で任意に変更できる。
以上のように、本実施形態に係るマウントフランジ４０は、スピンドル３８を囲みボス部４２の内周面４２ａに開口する円環状の空間４４ｃを有するので、各部の重量バランス等が整い、スピンドル３８の回転に伴うフランジ部４４の後方への反りを抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、スピンドル３８の回転に伴う変形を抑制したマウントフランジ４０を提供できる。
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されない。例えば、上記実施形態では、空間４４ｃを介して吸引路３８ｂと吸引路４４ａとが接続されているが、空間４４ｃを吸引路３８ｂ及び吸引路４４ａとは独立した態様で形成しても良い。その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２ 切削装置
４ 基台
４ａ 開口
６ Ｘ軸移動テーブル
８ 防塵防滴カバー
１０ チャックテーブル
１０ａ 保持面
１２ クランプ
１４ 切削ユニット
１６ 支持構造
１８ 切削ユニット移動機構
２０ Ｙ軸ガイドレール
２２ Ｙ軸移動プレート
２４ Ｙ軸ボールネジ
２６ Ｚ軸ガイドレール
２８ Ｚ軸移動プレート
３０ Ｚ軸ボールネジ
３２ Ｚ軸パルスモータ
３４ カメラ
３６ スピンドルハウジング
３８ スピンドル
３８ａ 開口
３８ｂ 吸引路（第１の吸引路）
４０ マウントフランジ
４２ ボス部
４２ａ 内周面
４２ｂ 受け部
４２ｃ 外周面
４４ フランジ部
４４ａ 吸引路（第２の吸引路）
４４ｂ 装着面
４４ｃ 空間
４６ ワッシャー
４８ ボルト
４８ａ 外周面
５０ 切削ブレード
５２ ハブ基台
５２ａ 嵌合穴
５４ 切れ刃

Claims (3)

  1. 中心部に嵌合穴を備え外周部に切れ刃を有する切削ブレードをスピンドルに装着するマウントフランジであって、
    前方側が該切削ブレードの該嵌合穴に挿通され、後方側の内周面に該スピンドルが嵌合する円筒状のボス部と、該ボス部の該後方側から径方向に延出し、前面に該切削ブレードが当接する装着面を備えたフランジ部と、を有し、
    該スピンドルを囲み該ボス部の該内周面に開口する円環状の空間を設けることで、該スピンドルの回転時に該フランジ部の外周縁が後方へ反るのを抑制したことを特徴とするマウントフランジ。
  2. 該フランジ部の該前面に開口し、該スピンドルに設けられた第１の吸引路と接続する第２の吸引路を有することを特徴とする請求項１に記載のマウントフランジ。
  3. 該切削ブレードは、中心部に該嵌合穴を備えたハブ基台と、該ハブ基台の外周部に固定された該切れ刃と、を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマウントフランジ。
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