JP2020171991A - 基台付きブレード - Google Patents

Abstract

【課題】基台とブレードとの位置ずれの防止を可能とする基台付きブレードを提供する。【解決手段】回転軸に装着される基台付きブレードであって、中央に開口部が形成された環状の基台と、該基台の第１面側に固定される環状のブレードと、を有し、基台は、基台の外周縁に沿って設けられ基台の第１面から突出する環状の第１凸部と、第１凸部よりも基台の半径方向内側に開口部を囲むように設けられ基台の第１面から突出する第２凸部と、を有し、基台とブレードとは、第２凸部の先端面に付着した第１接着剤及び第２接着剤を介して結合され、第１接着剤は、基台とブレードとを結合する力が第２接着剤よりも強く、第２接着剤は、硬化時間が第１接着剤よりも短い。【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸に装着される基台付きブレードに関する。

ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の複数のデバイスを備える半導体ウェーハを分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）によって被覆して形成されるパッケージ基板を分割することにより、モールド樹脂で覆われたデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。

上記の半導体ウェーハやパッケージ基板に代表される被加工物の分割には、例えば、被加工物を切削するブレードが装着される回転軸（スピンドル）を備えた切削装置が用いられる。回転軸に装着されたブレードを回転させて被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削される。

被加工物の切削に用いられるブレードとしては、ダイヤモンド等でなる砥粒がニッケル等のめっきで固定された切刃を備える電鋳ハブブレードや、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材によって固定された切刃からなる環状のブレード等が知られている。被加工物を切削する際には、被加工物の材質等に応じて適切なブレードが適宜選択される。

電鋳ハブブレードは、アルミニウム等でなる円盤状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とが一体となって構成されており、切削装置が備える回転軸の先端部に固定されたブレードマウントに装着される。一方、環状のブレードは、ブレードマウントが備えるフランジ部（固定フランジ）と、脱着フランジとによって挟み込まれるように、回転軸の先端部に装着される。

上記のように、電鋳ハブブレードと環状のブレードとでは回転軸への装着方法が異なり、回転軸に固定されるブレードマウントの形状、寸法等もブレードの種類に応じて異なる。そのため、例えば電鋳ハブブレードを環状のブレードに交換する際には、ブレードマウントの交換も行う必要があり、ブレードの交換作業の効率が悪い。

そこで、近年では、環状のブレードが円盤状の基台に接着された基台付きブレードが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この基台付きブレードを用いると、電鋳ハブブレード用のブレードマウントに環状のブレードを装着することが可能となり、ブレードマウントの交換が不要となる。

特開２０１２−１３５８３３号公報

上記の基台付きブレードは、基台とブレードとを接着剤を介して貼り合わせることによって製造される。ただし、接着剤の硬化には所定の時間がかかるため、例えば基台とブレードとを貼り合わせた後に基台付きブレードを搬送する際、接着剤が十分に硬化していないことがある。この場合、基台とブレードとの結合が不十分な状態で搬送が行われ、基台とブレードとの位置がずれてしまうことがある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、基台とブレードとの位置ずれの防止を可能とする基台付きブレードの提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、回転軸に装着される基台付きブレードであって、中央に開口部が形成された環状の基台と、該基台の第１面側に固定される環状のブレードと、を有し、該基台は、該基台の外周縁に沿って設けられ該第１面から突出する環状の第１凸部と、該第１凸部よりも該基台の半径方向内側に該開口部を囲むように設けられ該第１面から突出する第２凸部と、を有し、該基台と該ブレードとは、該第２凸部の先端面に付着した第１接着剤及び第２接着剤を介して結合され、該第１接着剤は、該基台と該ブレードとを結合する力が該第２接着剤よりも強く、該第２接着剤は、硬化時間が該第１接着剤よりも短い基台付きブレードが提供される。

なお、好ましくは、該ブレードの外周縁は、該基台の外周縁よりも該基台の半径方向外側に配置され、該ブレードの内径は、該基台の内径以上である。また、好ましくは、該回転軸の先端部には、外周部に環状の凸部が設けられた円盤状のフランジ部と、該フランジ部の中央から突出する支持軸と、を備えるブレードマウントが固定され、該支持軸が該基台の該開口部に挿入された状態で、該支持軸の先端部に固定ナットを締結することにより、該ブレードが該基台の該第１凸部と該フランジ部の該凸部とによって挟持される。

本発明の一態様に係る基台付きブレードは、第１接着剤及び第２接着剤によって結合された基台とブレードとを有する。そして、第１接着剤は、基台４とブレード６とを結合する力が第２接着剤よりも強く、第２接着剤は、硬化時間が第１接着剤よりも短い。この第１接着剤及び第２接着剤を介して基台とブレードとを貼り合わせると、第１接着剤が硬化するまでの間、基台とブレードとが第２接着剤によって仮止めされ、第１接着剤の硬化前における基台とブレードとの位置ずれが抑制される。

基台付きブレードを示す分解斜視図である。 第１接着剤及び第２接着剤が塗布された基台を示す正面図である。 基台とブレードとが結合された状態の基台付きブレードを示す断面図である。 切削装置を示す斜視図である。 切削ユニットを示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る基台付きブレードの構成例について説明する。図１は、基台付きブレード２を示す分解斜視図である。

基台付きブレード２は、環状の基台４と、環状のブレード６とを備える。基台４は、例えばアルミニウム等でなり、互いに平行な第１面４ａ及び第２面４ｂと、外周縁４ｃとを備える。また、基台４の中央には、基台４を第１面４ａから第２面４ｂまで貫通する円形の開口部４ｄが形成されている。

基台４の外周部には、第１面４ａからブレード６側に突出する環状の第１凸部４ｅが外周縁４ｃに沿って設けられている。また、第１凸部４ｅよりも基台４の半径方向内側の領域には、第１面４ａからブレード６側に突出する環状の第２凸部４ｆが、第１凸部４ｅと離れて設けられている。第１凸部４ｅと第２凸部４ｆとは、開口部４ｄを囲むように同心円状に配置されている。なお、第２凸部４ｆの形状に制限はなく、例えば第２凸部４ｆは開口部４ｄを囲む多角形状（正方形状等）に設けられていてもよい。

また、第１凸部４ｅはその先端に第１先端面４ｇを備え、第２凸部４ｆはその先端に第２先端面４ｈを備える。第１先端面４ｇと第２先端面４ｈとはそれぞれ、第１面４ａに対して概ね平行に形成されている。

基台４の第１面４ａ側には、ブレード６が固定される。ブレード６は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）等でなる砥粒を、金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材によって固定して形成される。ただし、ブレード６に含まれる砥粒やボンド材に制限はなく、基台付きブレード２の仕様等に合わせて適宜選択される。

ブレード６は、互いに平行な第１面６ａ及び第２面６ｂと、外周縁６ｃとを備える。また、ブレード６の中央には、ブレード６を第１面６ａから第２面６ｂまで貫通する円形の開口部６ｄが形成されている。

基台４とブレード６とを接着剤を介して結合することにより、基台４とブレード６とが一体化した基台付きブレード２が得られる。基台４とブレード６とを結合する際はまず、基台４に接着剤を塗布する。

図２は、第１接着剤８及び第２接着剤１０が塗布された基台４を示す正面図である。図２に示すように、基台４には２種類の接着剤（第１接着剤８、第２接着剤１０）が塗布される。

第１接着剤８と第２接着剤１０とはそれぞれ、第２凸部４ｆの周方向に沿って、第２凸部４ｆの第２先端面４ｈの複数の領域に塗布される。図２には、第１接着剤８と第２接着剤１０とがそれぞれ第２先端面４ｈの８箇所に点状に塗布され、第１接着剤８と第２接着剤１０とが第２凸部４ｆに沿って交互に概ね等間隔で配列されている例を示している。

なお、図２に示す基台４では、第１接着剤８又は第２接着剤１０が塗布された第２先端面４ｈの複数の領域同士は、互いに接しない。すなわち、第１接着剤８及び第２接着剤１０は第２先端面４ｈの一部の領域に塗布され、第２先端面４ｈには、第１接着剤８及び第２接着剤１０のいずれも塗布されていない領域が含まれる。

ただし、第１接着剤８が塗布される領域及び第２接着剤１０が塗布される領域の数、位置、形状等に制限はない。例えば、隣接する第１接着剤８と第２接着剤１０とは、互いに接触してもよい。また、上記では第１接着剤８及び第２接着剤１０が基台４に塗布される場合について説明したが、ブレード６に第１接着剤８及び第２接着剤１０が塗布されてもよい。この場合、第１接着剤８及び第２接着剤１０は、ブレード６の第１面６ａのうち、基台４の第２凸部４ｆに対応する領域に塗布される。

そして、基台４に第１接着剤８及び第２接着剤１０が塗布された状態で、基台４の中心軸とブレード６の中心軸とが重なるように基台４の第１面４ａとブレード６の第１面６ａとを対向させ、基台４とブレード６と近づける。これにより、基台４とブレード６とが第１接着剤８及び第２接着剤１０を介して貼り合わされる。そして、基台４とブレード６とが貼り合わされた状態で所定の時間が経過する（又は所定の硬化処理を行う）と、第１接着剤８と第２接着剤１０とが硬化し、基台４とブレード６とが結合される。

ここで、第１接着剤８は、硬化した状態での基台４とブレード６とを結合する力（接着強度）が、第２接着剤１０よりも強い接着剤である。例えば、基台４とブレード６とを第１接着剤８で結合したときの第１接着剤８の剥離接着強さは、基台４とブレード６とを第２接着剤１０で結合したときの第２接着剤１０の剥離接着強さよりも高い。この第１接着剤８は、基台４とブレード６との最終的な結合の強度に寄与する。

一方、第２接着剤１０は、第１接着剤８よりも硬化時間が短い接着剤である。この硬化時間は、基台４とブレード６とが貼り合わされた後、接着剤が空気中で硬化（又は所定の硬化処理によって硬化）して、基台４とブレード６とが固定された状態になるまでの時間に相当する。この第２接着剤１０は、第１接着剤８が硬化するまでの間、基台４とブレード６との位置関係を維持する仮止め用の接着剤として機能する。

第１接着剤８及び第２接着剤１０の材料は、上記の接着強度及び硬化時間の関係を満たすものであれば、制限はない。例えば、第１接着剤８としてはエポキシ系の接着剤などを用いることができる。また、第２接着剤１０としては、シアノアクリレート系の接着剤や塩化ビニル系の接着剤に代表される瞬間接着剤などを用いることができる。

基台４とブレード６とを、第１接着剤８及び第２接着剤１０を介して貼り合わせると、まず、第２接着剤１０が硬化して基台４とブレード６とが互いに固定される。なお、第２接着剤１０の接着強度は第１接着剤８よりも弱いが、第２接着剤１０が硬化すると、基台４とブレード６とは少なくとも位置ずれが容易に生じない程度に固定される。これにより、基台４とブレード６とが仮止めされ、例えば基台４及びブレード６の搬送等を行っても基台４とブレード６との位置ずれが生じにくくなる。

そして、第２接着剤１０が硬化した後、さらに所定の時間が経過すると、第１接着剤８が硬化する。これにより、第２接着剤１０よりも結合強度が強い第１接着剤８によって基台４とブレード６とが強固に結合され、基台４とブレード６とが一体化した基台付きブレード２が得られる。

このように、本実施形態に係る基台付きブレード２では、第２接着剤１０よりも接着強度が強い第１接着剤８と、第１接着剤８よりも硬化時間が短い第２接着剤１０とによって基台４とブレード６とが接合される。これにより、第１接着剤８が硬化するまでの間、基台４とブレード６とが第２接着剤１０によって仮止めされ、第１接着剤８の硬化前における基台４とブレード６との位置ずれが抑制される。

なお、第２先端面４ｈの全体に接着剤を塗布して基台４とブレード６とを結合すると、接着剤が基台４とブレード６とによって挟まれて広がり、第２凸部４ｆから外周縁４ｃ側及び開口部４ｄ側にはみ出すことがある。この接着剤のはみ出しは、基台付きブレード２の品質低下の原因となる。

具体的には、はみ出した接着剤がブレード６の外周縁６ｃの近傍に付着すると、基台付きブレード２による加工の精度が低下することがある。また、接着剤が開口部４ｄの近傍や内部に付着すると、基台付きブレード２を回転軸４０（図５参照）の先端部に装着する作業が阻害される可能性がある。さらに、接着剤のはみ出しによって基台付きブレード２の見た目が悪化する。

そこで、基台４とブレード６とは、第２先端面４ｈの複数の領域に付着した第１接着剤８及び第２接着剤１０（図２参照）を介して結合することが好ましい。これにより、基台４とブレード６とを貼り合わせる際、基台４とブレード６とによって挟まれた第１接着剤８及び第２接着剤１０は、第２先端面４ｈのうち第１接着剤８及び第２接着剤１０が塗布されていない領域にも流動する。そのため、第１接着剤８及び第２接着剤１０が第２凸部４ｆからはみ出しにくくなり、基台付きブレード２の品質低下が抑制される。

なお、基台４の外周部には第１凸部４ｅが形成されている。そのため、仮に第１接着剤８又は第２接着剤１０が第２先端面４ｈから外周縁４ｃ側にはみ出しても、ブレード６の外周縁６ｃ近傍への第１接着剤８又は第２接着剤１０の付着は第１凸部４ｅによって防止される。

図３は、基台４とブレード６とが結合された状態の基台付きブレード２を示す断面図である。基台４とブレード６とは、第２凸部４ｆの第２先端面４ｈに付着した第１接着剤８及び第２接着剤１０（図２参照）を介して結合されている。一方、基台４の第１凸部４ｅの第１先端面４ｇには第１接着剤８及び第２接着剤１０が付着していない。そのため、第１先端面４ｇはブレード６に接触するが接着してはいない。

また、ブレード６の外周縁６ｃの直径は、基台４の外周縁４ｃの直径よりも大きい。そのため、基台４とブレード６とを結合すると、ブレード６の外周縁６ｃは基台４の外周縁４ｃよりも基台４の半径方向外側に配置され、外周縁４ｃから突出する。また、ブレード６の内径（開口部６ｄの直径）は、基台４の内径（開口部４ｄの直径）以上であり、開口部４ｄと開口部６ｄとは同心円状に配置される。

次に、基台付きブレード２を用いて被加工物を切削する切削装置の構成例について説明する。図４は、被加工物１１を切削する切削装置２０を示す斜視図である。

切削装置２０によって切削される被加工物１１の例としては、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスを備える半導体ウェーハや、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）基板等のパッケージ基板が挙げられる。ただし、被加工物１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、被加工物１１はセラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板等であってもよい。

切削装置２０は、各構成要素を支持する基台２２を備え、基台２２の上方には基台２２の上面側を覆うカバー２４が設けられている。カバー２４の内部には被加工物１１の加工が行われる空間が形成されており、この空間に基台付きブレード２が装着される切削ユニット２６が配置されている。切削ユニット２６は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構は切削ユニット２６を前後方向（Ｙ軸方向、割り出し送り方向）及び鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って移動させる。

また、切削ユニット２６の下方には、被加工物１１を保持するチャックテーブル２８が設けられている。チャックテーブル２８の上面は被加工物１１を保持する保持面を構成しており、この保持面には吸引路（不図示）を介して吸引源（不図示）が接続されている。被加工物１１をチャックテーブル２８上に配置した状態で、保持面に吸引源の負圧を作用させることにより、被加工物１１がチャックテーブル２８によって吸引保持される。

チャックテーブル２８は移動機構（不図示）に接続されており、この移動機構はチャックテーブル２８を左右方向（Ｘ軸方向、加工送り方向）に沿って移動させる。また、チャックテーブル２８は回転機構（不図示）に接続されており、この回転機構はチャックテーブル２８を鉛直方向（Ｚ軸方向）と概ね平行な回転軸の周りに回転させる。

また、基台２２の前方の角部には、カセットエレベータ３０が設置されている。カセットエレベータ３０の上面には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット３２が載置される。カセットエレベータ３０は昇降可能に構成されており、被加工物１１が適切に搬出及び搬入されるようにカセット３２の高さ（鉛直方向の位置）を調整する。

カバー２４の前面２４ａ側には、ユーザインタフェースとなるタッチパネル式のモニタ３４が設けられている。このモニタ３４は、切削ユニット２６、切削ユニット２６に接続された移動機構、チャックテーブル２８、チャックテーブル２８に接続された移動機構及び回転機構、カセットエレベータ３０等とともに、切削装置２０の各構成要素の動作を制御する制御ユニット（不図示）に接続されている。

図５は、切削ユニット２６を示す斜視図である。切削ユニット２６は、Ｙ軸方向に沿って配置された回転軸（スピンドル）４０を備える。

回転軸４０は、筒状のスピンドルハウジング４２に収容されている。回転軸４０の先端部（一端部）は、スピンドルハウジング４２の外部に露出しており、この回転軸４０の先端部にはブレードマウント４４が固定されている。また、回転軸４０の他端側（基端側）には、回転軸４０を回転させるモータ（不図示）が連結されている。

ブレードマウント４４は、円盤状のフランジ部（固定フランジ）４６と、フランジ部４６の表面４６ａの中央部から突出する支持軸４８とを備える。フランジ部４６の外周部の表面４６ａ側には、表面４６ａから突出する環状の凸部４６ｂが設けられている。凸部４６ｂは、基台付きブレード２の第１凸部４ｅ（図１等参照）に対応する位置及び形状に形成されている。また、凸部４６ｂはその先端に先端面４６ｃを備えており、先端面４６ｃは表面４６ａに対して概ね平行に形成されている。

支持軸４８は円筒状に形成されており、その先端部の外周面にはねじ部４８ａが設けられている。基台４の開口部４ｄに支持軸４８を挿入すると、基台付きブレード２がブレードマウント４４に装着される。

また、支持軸４８の先端部には環状の固定ナット５０が締結される。固定ナット５０の中央には、支持軸４８の径に対応する円形の開口部５０ａが形成されている。開口部５０ａには、支持軸４８に形成されたねじ部４８ａに対応するねじ溝が設けられている。

支持軸４８が基台４の開口部４ｄに挿入された状態で、支持軸４８のねじ部４８ａに固定ナット５０を締結すると、基台４の第１凸部４ｅ（図１等参照）とフランジ部４６の凸部４６ｂとによって基台付きブレード２が挟持される。これにより、ブレード６が回転軸４０の先端部に装着される。

なお、前述の通り、ブレード６の内径（開口部６ｄの直径）は、基台４の内径（開口部４ｄの直径）以上であり、開口部４ｄと開口部６ｄとは同心円状に配置されている。そのため、支持軸４８を基台４の開口部４ｄに挿入する際、ブレード６が支持軸４８と接触して基台付きブレード２の装着が阻害されることはない。

切削ユニット２６に基台付きブレード２が装着された状態で、回転軸４０を回転させると、基台付きブレード２が回転軸４０の軸心を中心に回転する。そして、チャックテーブル２８（図４参照）によって保持された被加工物１１に回転するブレード６を切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。

以上のように、本実施形態に係る基台付きブレード２は、第１接着剤８及び第２接着剤１０によって結合された基台４とブレード６とを有する。そして、第１接着剤８は、基台４とブレード６とを結合する力が第２接着剤１０よりも強く、第２接着剤１０は、硬化時間が第１接着剤８よりも短い。この第１接着剤８及び第２接着剤１０を介して基台４とブレード６とを貼り合わせると、第１接着剤８が硬化するまでの間、基台４とブレード６とが第２接着剤１０によって仮止めされ、第１接着剤８の硬化前における基台４とブレード６との位置ずれが抑制される。

なお、上記実施形態に係る構造、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 基台付きブレード
４ 基台
４ａ 第１面
４ｂ 第２面
４ｃ 外周縁
４ｄ 開口部
４ｅ 第１凸部
４ｆ 第２凸部
４ｇ 第１先端面
４ｈ 第２先端面
６ ブレード
６ａ 第１面
６ｂ 第２面
６ｃ 外周縁
６ｄ 開口部
８ 第１接着剤
１０ 第２接着剤
２０ 切削装置
２２ 基台
２４ カバー
２４ａ 前面
２６ 切削ユニット
２８ チャックテーブル
３０ カセットエレベータ
３２ カセット
３４ モニタ
４０ 回転軸（スピンドル）
４２ スピンドルハウジング
４４ ブレードマウント
４６ フランジ部（固定フランジ）
４６ａ 表面
４６ｂ 凸部
４６ｃ 先端面
４８ 支持軸
４８ａ ねじ部
５０ 固定ナット
５０ａ 開口部
１１ 被加工物

Claims (3)

1. 回転軸に装着される基台付きブレードであって、
   中央に開口部が形成された環状の基台と、該基台の第１面側に固定される環状のブレードと、を有し、
   該基台は、該基台の外周縁に沿って設けられ該第１面から突出する環状の第１凸部と、該第１凸部よりも該基台の半径方向内側に該開口部を囲むように設けられ該第１面から突出する第２凸部と、を有し、
   該基台と該ブレードとは、該第２凸部の先端面に付着した第１接着剤及び第２接着剤を介して結合され、
   該第１接着剤は、該基台と該ブレードとを結合する力が該第２接着剤よりも強く、
   該第２接着剤は、硬化時間が該第１接着剤よりも短いことを特徴とする基台付きブレード。
2. 該ブレードの外周縁は、該基台の外周縁よりも該基台の半径方向外側に配置され、
   該ブレードの内径は、該基台の内径以上であることを特徴とする請求項１記載の基台付きブレード。
3. 該回転軸の先端部には、外周部に環状の凸部が設けられた円盤状のフランジ部と、該フランジ部の中央から突出する支持軸と、を備えるブレードマウントが固定され、
   該支持軸が該基台の該開口部に挿入された状態で、該支持軸の先端部に固定ナットを締結することにより、該ブレードが該基台の該第１凸部と該フランジ部の該凸部とによって挟持されることを特徴とする請求項１又は２記載の基台付きブレード。