JP5346702B2 - 装着工具セット及び環状ブレードの装着方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転スピンドルに装着され且つスピンドルの回転軸線方向に延在する円柱形状の装着面を有する装着部と装着部の基端から半径方向外方に延出する環状受面を有する環状受部とを備える工具マウントに、上記装着部の装着面に嵌合される装着孔を有する環状ブレードを装着するための装着工具セット及び装着方法に関する。

下記特許文献１に開示されているように、半導体パッケージ基板等の板状物をダイシングするための切削装置においては、高速回転される回転スピンドルに工具マウントを装着し、この工具マウントに環状ブレードを装着している。工具マウントは、スピンドルの回転軸線方向に延在する円筒形状の装着面を有する装着部と装着部の基端から半径方向外方に延出する環状受面を有する環状受部とを備えている。環状ブレードは、円環形状で中心に工具マウントの装着面に嵌合される装着孔が形成されている。

環状ブレードを工具マウントに装着する操作としては、環状ブレードの装着孔を工具マウントの装着面上を摺動させ、環状ブレードの片面を工具マウントの環状受面に当接させる。その後、環状受面と同サイズの外径を有した固定プレートを環状ブレードの他面に当接させてマウントナットで固定プレートを工具マウントに固定し、環状ブレードを工具マウントに装着する。

特開平１１−３３９０７号公報

上述した工具マウントに対する環状ブレードの装着操作はオペレータの手動によって遂行されている。しかし、環状ブレードが著しく薄く（例えば１００μｍ程度）硬脆性であること、工具マウントの装着面と環状ブレードの装着孔との間のクリアランスが著しく小さいこと、環状ブレードをホイールカバー等の工具マウント周辺にある部材に衝突させる等に起因して、装着操作の際に環状ブレードを破損してしまうおそれが少なくない。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、熟練を要することなく且つ環状ブレードを破損してしまうことなく、充分容易に工具マウントに環状ブレードを装着することを可能にする装着工具セット及びかかる装着工具セットを使用した環状ブレードの装着方法を提供することである。

本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する装着工具セットとして、回転スピンドルに装着され且つ該スピンドルの回転軸線方向に延在する円筒形状の装着面を有する装着部と該装着部の基端から半径方向外方に延出する環状受面を有する環状受部とを備える工具マウントに、該装着部の該装着面に嵌合される装着孔を有する環状ブレードを装着するための装着工具セットであって、
該環状ブレードの側面を吸引保持するブレード保持工具と、該ブレード保持工具に吸引保持された該環状ブレードを該工具マウントに装着する際に該工具マウントの該環状受面に対して該環状ブレードの側面が平行に当接するように該ブレード保持工具をガイドする装着案内工具と、該環状ブレードを該ブレード保持工具の規定位置に装填するためのブレード装填工具と、の３個の工具から構成され、
該装着案内工具は、該スピンドルに装着された該工具マウントの先端部に着脱可能に固定され、該工具マウントの該装着面に平行な案内面を有する棒状の装着案内部を含み、
該ブレード保持工具は、該装着案内工具の該装着案内部に被嵌される被案内凹部を有するグリップ部と、該グリップ部の該被案内凹部の外周に形成され該環状ブレードの側面を吸着する円環形状のブレード吸着部と、該ブレード吸着部の吸着面に開口した吸引路とを含み、
該ブレード装填工具は、該環状ブレードの側面を支持する載置台と、該載置台に載置された該環状ブレードの該装着孔が係合し該環状ブレードの位置を規定する円筒形状の規定面を有する規定部と、該規定部の中心から上方に延出し該ブレード保持工具の該被案内凹部に係合する棒状案内凸部とを含む、
ことを特徴とする装着工具セットが提供される。

好ましくは、該ブレード装填工具の該棒状案内凸部の下端と該規定部の上端の間には、下方に向かって半径が漸次増加する円錐台形状の案内面が配設されており、該ブレード保持工具は、着脱自在に装着される環状補助部材を含み、該環状補助部材の前端面は該ブレード吸着部を囲繞し且つ該ブレード吸着面と面一をなす環状拡張面を有し、該環状拡張面の外径は環状ブレードの外径よりも大きい、のが好適である。

更に本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する装着方法として、該ブレード装填工具の該規定面に該環状ブレードの該装着孔を整合させ該ブレード装填工具の該載置台に該環状ブレードを載置する環状ブレード載置ステップと、
該工具マウントの先端に該装着案内工具を取り付ける装着案内工具取り付けステップと、
該環状ブレード載置ステップの後に、該ブレード装填工具の該棒状案内凸部に該ブレード保持工具の該被案内凹部を摺動係合し、該ブレード保持工具の該ブレード吸着面を該ブレード装填工具に載置された該環状ブレードの側面に近接し、該吸引路を介して吸引して該環状ブレード吸着面に該環状ブレードを吸引保持するブレード吸引保持ステップと、
該装着案内工具取り付けステップ及び該ブレード吸引保持ステップの後に、該工具マウントの先端に装着された該装着案内工具の該装着案内部に、該環状ブレードを吸引保持した該ブレード保持工具の該被案内凹部を摺動して、該環状ブレードの側面を該工具マウントの該環状受面に当接させ挿入し該環状ブレードを該工具マウントに装着するブレード装着ステップと、
該ブレード装着ステップの後に、該ブレード保持工具の該吸引路を介しての吸引を解除し、該装着案内工具から該ブレード保持工具を取り外すと共に該工具マウントから該装着案内工具を取り外す、工具取り外しステップと、から構成される上記記載の装着工具を使用した該環状ブレードの装着方法が提供される。

本発明の装着工具セットを利用することによって、熟練を要することなく且つ環状ブレードをホイールカバー或いは工具マウントに衝突させて破損してしまうことなく、充分容易に工具マウントに環状ブレードを所要どおりに装着することができる。

スピンドル機構と、スピンドル機構に装着される環状ブレードとの関係を示す分解斜視図。 スピンドル機構と、スピンドル機構に装着される工具マウントとの関係を示す断面図。 環状ブレード及びホイールカバーとの関係を示す断面図。 装着工具セットを示す断面図。 環状ブレード載置ステップを示す断面図。 ブレード装填ステップを示す断面図。 （a）ブレード装填ステップを示す断面図。 （ｂ）要部拡大断面図。 装着案内工具取り付けステップを示す断面図。 ブレード装着ステップを示す断面図。 ブレード装着ステップを示す断面図。 工具取り外しステップを示す断面図。 環状ブレードを固定する状態を示す断面図。 環状ブレードが工具マウントに装着された状態を示す断面図。

以下、本発明の装着工具セット及び装着方法を図示している添付図面を参照して更に詳細に説明する。

図１には、環状ブレード２が装着されるスピンドル機構４が図示されている。スピンドル機構４はハウジング６とこのハウジング６内にエアー軸受け構造（図示しない）で回転可能に支持されたスピンドル８とを含み、スピンドル８の先端部はハウジング６から突出している。スピンドル８の先端部は先端に向かって細くなるテーパ形状に形成され、先端部には先端面に開口した雌ネジ孔１０が形成されている。

工具マウント１２は、図１及び図２に図示するように、スピンドル８の軸線方向に延出し且つ円柱形状の装着面１４を表面に有する装着部１６とこの装着部１６から前方（図２において左方）へ突出して形成され装着部１６の外径よりも小さい外径を有する円筒形状の前端部１７と、装着部１６の外径よりも大きい外径の環状受部１８とを有する。環状受部１８の前端面は、装着面１４から半径方向外方に延出して、切削工具２を受ける環状受面２０を構成している。環状受部１８の内部にはスピンドル８の先端のテーパ部に嵌合する嵌合孔２２が形成されている。また、前端部１７の先端の外周面にはマウントナット２４が螺合する雄ネジ２６が形成されている。前端部１７の内部には固定ボルト１３が挿入される挿入孔２８が形成され、挿入孔２８は嵌合孔２２に連通している。挿入孔２８の先端には雌ネジ２９が形成されている。このように構成された工具マウント１２は、嵌合孔２２がスピンドル８の先端テーパ部に嵌合され、固定ボルト１３がワッシャ１５を介して挿入孔２８に挿入されスピンドル８の先端部の雌ネジ孔１０に螺合されスピンドル８に固定される。

工具マウント１２に装着される環状ブレード２は、図１に図示するように、工具マウント１２の装着面１４に嵌合される装着孔３０を有する。環状ブレード２は、工具マウント１２の環状受部１８の外径よりも大きい外径に形成されている。環状ブレード２の装着孔３０を工具マウント１２の装着面１４上に嵌合し、環状ブレード２の片面を工具マウント１２の環状受面２０に当接させて、工具マウント１２に環状ブレード２が装着される。次いで、図１及び図１２に図示するように、工具マウント１２の環状受部１８の外径と同等又は同一の外径を有し中央部に工具マウント１２の前端部１７に嵌合する嵌合孔３２を有した略円錐台形状の固定プレート３４により環状ブレード２は工具マウント１２へ固定される。固定プレート３４の片面（図１２において右面）には、工具マウント１２の装着部１６に嵌合し装着部１６に装着されている環状ブレード２の側面に当接する当接面３６が形成されている。固定プレート３４の嵌合孔３２が工具マウント１２の前端部１７に嵌合され当接面３６を環状ブレード２の側面に当接させる。その後、円環形状に形成され内周部に雌ネジ３８が形成されているマウントナット２４が、工具マウント１２の前端部１７の雄ネジ２６に螺合され、固定プレート３４及び環状ブレード２は工具マウント１２に固定される。

図３に図示するように、工具マウント１２に装着された環状ブレード２の左右及び上部を覆い、回転する環状ブレード２及び加工点に切削水を供給するためのホイールカバー３７がハウジング６に固定されている（図３ではハウジング６及びスピンドル８は図示していない）。ホイールカバー３７は例えばステンレスで形成され、図３（a）において環状ブレード２の右側から環状ブレード２の外周下端部を狙って切削水を噴射する噴射ノズル３９と、環状ブレード２の側面に対して垂直方向に切削水を噴射する噴射ノズル４０等を含んでいる。噴射ノズル４０は図３（b）に図示するように左右方向に移動自在に構成されている。環状ブレード１２の着脱時には、図３（ｂ）に示すように噴射ノズル４０が左に移動した開放状態に位置づけられ、環状ブレード２の着脱が行われる。

続いて、本発明にかかる装着工具セットの実施形態について図４を参照して説明する。装着工具セット１は、ブレード装填工具４２と装着案内工具４４とブレード保持工具４６と、の３個の工具から構成される。

ブレード装填工具４２はステンレス等の剛性材で形成され、環状ブレード２の側面を支持する載置台４８と、載置台４８に載置された環状ブレード２の装着孔３０が係合し環状ブレード２の位置を規定する円柱形状の規定面５０を有する規定部５２と、規定部５２の中心から上方に突出した外径がＤ１（ｍｍ）、高さＬ１（ｍｍ）の円柱形状の棒状案内凸部５４とを含む。棒状案内凸部５４の下端と規定部５２の上端の間には、下方に向かって半径が漸次増加する円錐台形状の案内面５６を有するテーパ部５８が配設され、テーパ部５８の上端は水平面６０を有している。水平面６０から載置台４８の上面まではＬ４（ｍｍ）の厚みで形成されている。また、載置台４８、規定部５２、テーパ部５８及び棒状案内凸部５４の外縁は円形で且つ同心円上に形成されている。更に、棒状案内凸部５４の上端部にはテーパ形状が形成されており、後述するブレード保持工具４６が係合する際に挿入しやすい形状に形成されている。

装着案内工具４４は、全体をステンレス等の剛性材で形成され、円柱形状の装着案内部６２と、装着案内部６２の片端部に形成されたネジ部６４とから構成されている。装着案内部６２は、外径がＤ２（ｍｍ）、高さＬ２（ｍｍ）の円柱形状に形成されており、ブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４の外径Ｄ１（ｍｍ）、高さＬ１（ｍｍ）と実質的に同一である。また、ネジ部６４の外径は、工具マウント１２の先端部１７の挿入孔２８の内径とほぼ同一に形成され、ネジ部６４は工具マウント１２の雌ネジ２９に螺合される。装着案内部６２は、ネジ部６４が工具マウント１２に装着された際に工具マウント１２の装着面１４と平行となる案内面６３を有する。装着案内工具４４の装着案内部６２は、工具マウント１２に取り付けられた際に工具マウント１２の装着面１４と平行となる案内面６３を有すれば円柱形状に限らず角柱形状等の他形状に形成してもよい。また、装着案内部６２の他端部はテーパ形状に形成されており、後述するブレード保持工具４６が係合する際に挿入し易い形状に構成されている。

ブレード保持工具４６は、図４に図示するように、円柱形状のグリップ部６６と、グリップ部６６の片端に形成された内径Ｄ４（ｍｍ）の円柱形状の凹部７０と、凹部７０の中心と同心上に形成され内周がＤ３（ｍｍ）、深さがＬ３（ｍｍ）の円柱形状の被案内凹部６８と、を有している。グリップ部６６全体はステンレス等の剛性材で形成される。ブレード保持工具４６の被案内凹部６８の内径Ｄ３、深さＬ３は、ブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４の外径Ｄ１、高さＬ１及び装着案内工具４４の装着案内部６２の外径Ｄ２、高さＬ２より僅かに大きく係合可能に形成されている。また、凹部７０の内径Ｄ４は、工具マウント１２の装着部１６の外径より僅かに大きく係合可能に形成されている。ブレード保持工具４６の被案内凹部６８の形状は円柱形状に限らず、装着案内工具４４の案内面６３およびブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４が係合できれば角柱形状等の他形状に形成してもよい。

グリップ部６６は、凹部７０の外周に形成され環状ブレード２の側面を吸着する円環形状のブレード吸着部７２と、ブレード吸着部７２の吸着面７４に開口した吸引路７６を含んでいる。吸引路７６は、凹部７０を囲繞する円環形状の溝７６ａと、グリップ部６６の内部に形成された溝７６ａに連通する連通路７６ｂとからなり、連通路７６ｂはグリップ部６６の側面から外部の図示しない真空吸引源に連通している。

さらに、ブレード吸着部７２の外周を囲繞して円環形状の環状補助部材７８が着脱自在に装着される。環状補助部材７８の前端面はブレード吸着面７４と同一面をなす環状拡張面８０を有している。環状補助部材７８の外径は環状ブレード２の外径より大きく形成されている。環状ブレード２の外径に対応した種々の外径の環状補助部材７８を用意しておき、使用する環状ブレード２に応じて適宜変更して使用する。また、環状補助部材７８をアクリル樹脂等で透明な材質で形成すると、環状ブレード２の装着状態を視認することができる。

図４及び図７を参照してブレード保持工具４６の説明を続ける。図７（a）に図示するように、ブレード保持工具４６の被案内凹部６８及び凹部７０は、ブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４及びテーパ部５８及び規定部５２に係合する。図４に図示するように、ブレード保持工具４６の凹部７０の深さＬ５（ｍｍ）は、ブレード装填工具４２のテーパ部５８の上端の水平面６０から載置台４８の上面までの厚みＬ４（ｍｍ）よりも小さく形成されている。即ち、環状ブレード２の厚みと数百μｍ例えば２００μｍ足した厚み分小さく形成されている。したがって、図７（a）に示すように、ブレード装填工具４２の載置台４８の上面に環状ブレード２の側面を載置し、ブレード保持工具４６の凹部７０の上壁面をブレード装填工具４２の規定部５２の水平面６０に当接させると、図７（ｂ）に図示するように、環状ブレード２の側面とブレード保持工具４６のブレード吸着面７４及び環状拡張面８０との間に数百μｍ例えば２００μｍ程度の隙間７９が生じる。そのため、環状ブレード２がブレード保持工具４６のブレード吸着面７４及び環状拡張面８０とブレード装填工具４２の載置台４８の間で押圧されてダメージを受けることを回避することができる。

続いて、上記記載のように構成された装着工具セットを使用して、工具マウント１２へ環状ブレード２を装着する装着方法を説明する。図３（ｂ）に示すように、ホイールカバー３７の噴射ノズル４０を開放位置に位置づける。そして、マウントナット２４及び固定プレート３４を工具マウント１２から取り外し、交換が必要な環状ブレード２を工具マウント１２の装着面１４から取り外し、図２に図示する状態にする。

最初に、図５に図示するように、環状ブレード２の装着孔３０をブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４に挿入する。装着孔３０はブレード装填工具４２のテーパ部５８の案内面５６にガイドされ、規定部５２の規定面５０に環状ブレード２の装着孔３０を係合される。このように、ブレード装填工具４２の載置台４８に環状ブレード２を載置する（環状ブレード載置ステップ（Ｓ１））。ブレード装填工具４２は案内面５６を有しているので、環状ブレード２の装着孔３０は案内面５６に案内され、ブレード装填工具４２の規定面５０へ容易に整合させることができる。

次いで、図６及び図７に図示するように、ブレード装填工具４２の棒状案内凸部５４にブレード保持工具４６の被案内凹部６８を摺動係合し、ブレード保持工具４６の凹部７０の上壁面をブレード装填工具４２のテーパ部５８の水平面６０に当接させる。この時、ブレード装填工具４２の載置台４８に載置された環状ブレード２の側面とブレード保持工具４６のブレード吸着面７４及び環状拡張面８０の間には200μｍ程度の空間が存在するため、環状ブレード２がブレード保持工具４６のブレード吸着面７４及び環状拡張面８０とブレード装填工具４２の載置台４８の間で押圧されてダメージを受けることを回避できる。その後、吸引路７６ｂが吸引源に連通され溝７６aに吸引力が連通されて、環状ブレード２の側面がブレード吸着面７４及び環状拡張面８０に吸引保持される（ブレード吸引保持ステップ（Ｓ２））。

一方で、図８に図示するように、工具マウント１２の先端の挿入孔２８の雌ネジ２９に、装着案内工具４４のネジ部６４を螺合し、工具マウント１２に装着案内工具４４を取り付ける（装着案内工具取り付けステップ（Ｓ３））。

Ｓ１乃至Ｓ３のステップの後に、ブレード装着ステップ（Ｓ４）を行う。環状ブレード２を吸引保持したブレード保持工具４６をブレード装填工具４２から取り外す。そして、図９に図示するように、工具マウント１２の先端に装着された装着案内工具４４の装着案内部６２に、環状ブレード２を吸引保持したブレード保持工具４６の被案内凹部６８を挿入し摺動させる。図１０に図示するように、環状ブレード２の側面が工具マウント１２の環状受面２０に当接するまで摺動させる（ブレード装着ステップ（Ｓ４））。

装着案内部６２の案内面６３にブレード保持工具４６の被案内凹部６８が案内されるので、工具マウント１２の環状受面２０に対して環状ブレード２の側面が平行に当接する。また、ブレード装填工具４２により環状ブレード２はブレード吸着面７４の規定位置に装填されているので、環状ブレード２の装着孔３０が工具マウント１２の装着面１４に接触することなくスムーズに挿入する。そのため、刃厚が１００μｍ以下の極薄の環状ブレード２を装着させる際にも、環状ブレード２にダメージを与えず装着することができる。更に、図３（ｂ）に示すように工具マウント１２の周囲にはホイールカバー３７が配設されているが、ブレード保持工具４６の環状拡張面８０の外周は環状ブレード２の外径よりも大きく構成されているので、ホイールカバー３７に環状ブレード２の刃先が接触することを極力防ぐことができる。

ブレード装着ステップ（Ｓ４）の後に、図１１に図示するように、ブレード保持工具４６の吸引作用を解除し装着案内工具４４からブレード保持工具４６を取り外す。その後、工具マウント１２から装着案内工具４４を取り外す（工具取り外しステップ（Ｓ５））。環状ブレード２の装着孔３０は工具マウント１２の装着面１４に嵌合されているので、ブレード保持工具４６を取り外した後も、環状ブレード２は工具マウント１２の環状受面２０に当接したまま維持される。

次いで、図１２に図示するように、固定プレート３４の嵌合孔３２を工具マウント１２の前端部１７に嵌合し、固定プレート３４の当接面３６を環状ブレード２の側面に当接させる。そして、マウントナット２４を工具マウント１２の前端部１７の雄ネジ２６に螺合し、固定プレート３４及び環状ブレード２は工具マウント１２に固定される。

２ 環状ブレード
４ スピンドル機構
１２ 工具マウント
１４ 装着面
３４ 固定プレート
３７ ホイールカバー
４２ ブレード装填工具
４６ ブレード保持工具
４４ 装着案内工具
６２ 装着案内部
６８ 被案内凹部
７４ ブレード吸着面
８０ 環状拡張面

Claims (4)

1. 回転スピンドルに装着され且つ該スピンドルの回転軸線方向に延在する円柱形状の装着面を有する装着部と該装着部の基端から半径方向外方に延出する環状受面を有する環状受部とを備える工具マウントに、該装着部の該装着面に嵌合される装着孔を有する環状ブレードを装着するための装着工具セットであって、
   該環状ブレードの側面を吸引保持するブレード保持工具と、該ブレード保持工具に吸引保持された該環状ブレードを該工具マウントに装着する際に該工具マウントの該環状受面に対して該環状ブレードの側面が平行に当接するように該ブレード保持工具をガイドする装着案内工具と、該環状ブレードを該ブレード保持工具の規定位置に装填するためのブレード装填工具と、の３個の工具から構成され、
   該装着案内工具は、該スピンドルに装着された該工具マウントの先端部に着脱可能に固定され、該工具マウントの該装着面に平行な案内面を有する棒状の装着案内部を含み、
   該ブレード保持工具は、該装着案内工具の該装着案内部に被嵌される被案内凹部を有するグリップ部と、該グリップ部の該被案内凹部の外周に形成され該環状ブレードの側面を吸着する円環形状のブレード吸着部と、該ブレード吸着部の吸着面に開口した吸引路とを含み、
   該ブレード装填工具は、該環状ブレードの側面を支持する載置台と、該載置台に載置された該環状ブレードの該装着孔が係合し該環状ブレードの位置を規定する円柱形状の規定面を有する規定部と、該規定部の中心から上方に延出し該ブレード保持工具の該被案内凹部に係合する棒状案内凸部とを含む、
   ことを特徴とする装着工具セット。
2. 該ブレード装填工具の該棒状案内凸部の下端と該規定部の上端の間には、下方に向かって半径が漸次増加する円錐台形状の案内面を有するテーパ部が配設されている、請求項１記載の装着工具セット。
3. 該ブレード保持工具は、着脱自在に装着される環状補助部材を含み、該環状補助部材の前端面は該ブレード吸着部を囲繞し且つ該ブレード吸着面と同一面をなす環状拡張面を有し、該環状拡張面の外径は環状ブレードの外径よりも大きい、請求項１又は２に記載の装着工具セット。
4. 該ブレード装填工具の該規定面に該環状ブレードの該装着孔を係合させ該ブレード装填工具の該載置台に該環状ブレードを載置する環状ブレード載置ステップと、
   該工具マウントの先端に該装着案内工具を取り付ける装着案内工具取り付けステップと、
   該環状ブレード載置ステップの後に、該ブレード装填工具の該棒状案内凸部に該ブレード保持工具の該被案内凹部を摺動係合し、該ブレード保持工具の該ブレード吸着面を該ブレード装填工具に載置された該環状ブレードの側面に近接し、該吸引路を介して吸引して該環状ブレード吸着面に該環状ブレードを吸引保持するブレード吸引保持ステップと、
   該装着案内工具取り付けステップ及び該ブレード吸引保持ステップの後に、該工具マウントの先端に装着された該装着案内工具の該装着案内部に、該環状ブレードを吸引保持した該ブレード保持工具の該被案内凹部を摺動して、該環状ブレードの側面を該工具マウントの該環状受面に当接させ挿入し該環状ブレードを該工具マウントに装着するブレード装着ステップと、
   該ブレード装着ステップの後に、該ブレード保持工具の該吸引路を介しての吸引を解除し、該装着案内工具から該ブレード保持工具を取り外すと共に該工具マウントから該装着案内工具を取り外す、工具取り外しステップと、
   から構成される請求項１から３のいずれかに記載の装着工具セットを使用した環状ブレードの装着方法。

Images