JP4977428B2 - Cutting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、切削ブレードに超音波振動を付与しつつ半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus for cutting a workpiece such as a semiconductor wafer or an optical device wafer while applying ultrasonic vibration to a cutting blade.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of sapphire substrates are divided into individual light emitting diodes, laser diodes, CCDs and other optical devices by cutting along the streets. It's being used.
上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードを備えた切削工具および回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。このような切削装置においては、切削工具を20000〜40000rpmの回転速度で回転しつつ、切削工具とチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。 The above-described cutting along the wafer street is usually performed by a cutting device called a dicer. This cutting apparatus includes a chuck table for holding a workpiece such as a wafer, a cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table, and a cutting for relatively moving the chuck table and the cutting means. And feeding means. The cutting means includes a cutting tool having a rotating spindle and a cutting blade mounted on the spindle, and a spindle unit having a drive mechanism for driving the rotating spindle to rotate. In such a cutting apparatus, the cutting tool and the work piece held on the chuck table are relatively cut and fed while rotating the cutting tool at a rotational speed of 20000 to 40000 rpm.
しかるに、デバイスが形成されるウエーハは、シリコン、サファイヤ、シリコンナイトライド、ガラス、リチウムタンタレート等の脆性硬質材料が用いられており、砥石ブレードによって切削すると切断面に欠けが生じてデバイスの品質を低下させるという問題がある。また、サファイヤ等のモース硬度の高いウエーハは、切削ブレードによる切削が不可能ではないにしても非常に困難である。 However, brittle hard materials such as silicon, sapphire, silicon nitride, glass, and lithium tantalate are used for the wafer on which the device is formed. There is a problem of lowering. Also, a wafer with high Mohs hardness such as sapphire is very difficult if not impossible to cut with a cutting blade.
上述した問題を解消するために、切削ブレードを備えた切削工具が装着された回転スピンドルに超音波振動子を配設し、この超音波振動子に交流電圧を印加することにより、切削ブレードに超音波振動を付与しつつ切削するようにした切削方法が提案されている。この切削方法に用いる切削工具は、回転スピンドルに取付けられる振動伝達部材と、該振動伝達部材に装着された切削ブレードとからなっており、回転スピンドルの軸方向に振動する超音波振動を振動伝達部材によって径方向の振動に変換し、切削ブレードに径方向の超音波振動を付与する。
(例えば、特許文献1参照。)
(For example, refer to Patent Document 1.)
上述した超音波振動切削用の切削装置の回転スピンドルに一般用の切削工具を装着して、超音波振動を与えない一般の切削もできることが要望されている。
しかるに、超音波振動切削用の切削工具の振動伝達部材(ブレード基台)と一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具のブレード基台とはその構成が異なるとともに、超音波振動切削用の切削工具の振動伝達部材(ブレード基台)と回転スピンドルとの接合部には振動による磨耗を防止するために密着部材を配設する必要がある。このため、超音波振動切削用の切削装置の回転スピンドルに一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を装着することができず、超音波振動を付与しないで切削をする際にも、高価な超音波振動切削用の切削工具を用いなければならず、不経済であるという問題がある。
It is desired that general cutting without applying ultrasonic vibration can be performed by mounting a general cutting tool on the rotary spindle of the above-described ultrasonic vibration cutting device.
However, the vibration transmission member (blade base) of a cutting tool for ultrasonic vibration cutting and the blade base of a cutting tool that does not impart ultrasonic vibration that are generally used have different configurations, and are used for ultrasonic vibration cutting. In order to prevent wear due to vibration, it is necessary to provide a close contact member at the joint between the vibration transmission member (blade base) of the cutting tool and the rotary spindle. For this reason, it is not possible to mount a cutting tool that does not impart ultrasonic vibration, which is generally used for a rotating spindle of a cutting apparatus for ultrasonic vibration cutting, and when cutting without applying ultrasonic vibration, There is a problem that an expensive cutting tool for ultrasonic vibration cutting must be used, which is uneconomical.
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、超音波振動切削用の回転スピンドルに一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を装着することができる切削装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is cutting capable of mounting a cutting tool that does not impart ultrasonic vibration, which is generally used for a rotary spindle for ultrasonic vibration cutting. To provide an apparatus.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、回転スピンドルと該回転スピンドルに取り付けられる切削工具と該回転スピンドルに配設された超音波振動手段を備え該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、該超音波振動手段に高周波電力を印加する電力供給手段と、を具備する切削装置において、
該回転スピンドルの端部に設けられたマウンター取り付け部に取り付けられ切削工具を装着するためのマウンターを備え、
該マウンターは、該回転スピンドルに連結する連結部と、該超音波振動切削用の切削工具の振動伝達部材に設けられた装着穴と超音波振動を付与しない切削工具のブレード基台に設けられた装着穴とを選択的に嵌合する装着部と、該装着部の一端に設けられ該装着部に嵌合された該超音波振動切削用の切削工具の該振動伝達部材または超音波振動を付与しない切削工具の該ブレード基台の位置を規制する規制部とを具備しており、該マウンター取り付け部に該連結部との間に密着部材を介して連結される、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
In order to solve the above main technical problem, according to the present invention, there is provided a chuck table for holding a workpiece, a rotating spindle, a cutting tool attached to the rotating spindle, and ultrasonic vibration means disposed on the rotating spindle. cutting means for cutting the workpiece held on the chuck table provided in switching cutting device comprises a power supply means, the applying high frequency power to the ultrasonic vibrating means,
A mounter for mounting a cutting tool attached to a mounter attachment provided at an end of the rotary spindle;
The mounter is provided on a blade base of a cutting tool that does not apply ultrasonic vibration, a connecting portion that is connected to the rotary spindle, a mounting hole provided in a vibration transmission member of the cutting tool for ultrasonic vibration cutting. A mounting portion that selectively fits the mounting hole, and the vibration transmitting member or ultrasonic vibration of the cutting tool for ultrasonic vibration cutting that is provided at one end of the mounting portion and is fitted to the mounting portion. A regulation part that regulates the position of the blade base of the cutting tool that is not connected, and is connected to the mounter attachment part via the contact member between the connection part,
A cutting device is provided.
上記超音波振動切削用の切削工具の振動伝達部材に形成された装着穴の内周面には、密着部材が装着されている。
上記回転スピンドルのマウンター取り付け部は端面が軸心に対して垂直な接合面をなし、上記マウンターの連結部は端面が軸心に対して垂直な接合面をなしており、マウンターは連結部の接合面とマウンター取り付け部の接合面との間に密着部材を介して連結される。
また、上記回転スピンドルのマウンター取り付け部はテーパー部を備え、上記連結部は該テーパー部と嵌合するテーパー凹部を備えており、マウンターは連結部のテーパー凹部とマウンター取り付け部のテーパー部との間に密着部材を介して連結される。
An adhesion member is mounted on the inner peripheral surface of the mounting hole formed in the vibration transmission member of the cutting tool for ultrasonic vibration cutting.
The mounting part of the rotating spindle has a joining surface whose end face is perpendicular to the axis, and the connecting part of the mounter has a joining surface whose end face is perpendicular to the axis, and the mounter is a joining part of the connecting part. It connects with a close_contact | adherence member between the surface and the joint surface of a mounter attachment part.
In addition, the mounter mounting portion of the rotary spindle includes a tapered portion, the connecting portion includes a tapered recess that fits into the tapered portion, and the mounter is provided between the tapered recess of the connecting portion and the tapered portion of the mounter mounting portion. Are connected to each other through a close contact member.
本発明によれば、回転スピンドルに取り付けられたマウンターに超音波振動切削用の切削工具と一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を着脱可能に構成されているので、超音波振動切削を実施する場合はマウンターに超音波振動切削用の切削工具を装着し、切削ブレードに超音波振動を付与しない一般の切削を実施する場合には一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を装着することができる。従って、切削ブレードに超音波振動を付与しない一般の切削を実施する場合に高価な超音波振動切削用の切削工具を用いる必要がないので、経済的である。
また、本発明によれば、マウンターはマウンター取り付け部に連結部との間に密着部材を介して連結されているので、マウンターと回転スピンドルが金属同士で直接接触することによる磨耗を防止することができる。
According to the present invention, the mounter attached to the rotary spindle is configured to be detachable from a cutting tool for ultrasonic vibration cutting and a generally used cutting tool that does not impart ultrasonic vibration. When performing general cutting that does not apply ultrasonic vibration to the cutting blade, a cutting tool that does not apply ultrasonic vibration that is generally used is mounted on the mounter. Can be worn. Therefore, when performing general cutting without applying ultrasonic vibration to the cutting blade, it is not necessary to use an expensive cutting tool for ultrasonic vibration cutting, which is economical.
Further, according to the present invention, since the mounter is connected to the mounter mounting portion via the contact member, the wearer and the rotating spindle can be prevented from being worn by direct contact between metals. it can.
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a cutting device configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル31には、被加工物として後述するウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
FIG. 1 shows a perspective view of a cutting device constructed in accordance with the present invention. The cutting device in the illustrated embodiment includes a
図1に示す切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され図示しない割り出し送り手段によって上記矢印Xで示す切削送り方向と直交する矢印Yで示す割り出し方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット4について、図2を参照して説明する。 The cutting apparatus shown in FIG. 1 includes a spindle unit 4 as cutting means. The spindle unit 4 is mounted on a moving base (not shown) and is moved in an indexing direction indicated by an arrow Y perpendicular to the cutting feed direction indicated by the arrow X by indexing feeding means (not shown), and a cutting direction by a notch feeding means (not shown). It can be moved in the direction indicated by the arrow Z. The spindle unit 4 will be described with reference to FIG.
図2に示すスピンドルユニット4は、スピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41内に回転自在に配設された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部に取り付けられるマウンター5と、該マウンター5に装着される切削工具6を具備している。
スピンドルハウジング41は略円筒状に形成され、軸方向に貫通する軸穴411を備えている。上記スピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、その前端部にマウンター取り付け部421を備え、その中央部には径方向に突出して形成されたスラスト軸受フランジ424が設けられている。マウンター取り付け部421は、端面が軸心に対して垂直な接合面422をなしており、その軸中心に雌ネジ穴423が形成されている。このようにしてスピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、軸穴411の内壁との間に供給される高圧エアーによって回転自在に支持される。
A spindle unit 4 shown in FIG. 2 includes a
The
回転スピンドル42の前端部に設けられたマウンター取り付け部421に、後述する超音波振動切削用の切削工具と一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を選択的に装着するためのマウンター5が取り付けられる。マウンター5およびその取り付け構造について、図3を参照して説明する。
マウンター5は、図示の実施形態においてはアルミニウムによって形成され、回転スピンドル42のマウンター取り付け部421の接合面422に連結する連結部51と、超音波振動切削用の切削工具6または後述する一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具を選択的に装着する円筒状の装着部52と、該装着部52の一端(図3において右端)に設けられ超音波振動切削用の切削工具6または後述する一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具の位置を規制する規制部53とを具備している。上記連結部51と規制部53は図示の実施形態においては装着部52の一端(図3において右端)に設けられた円盤状のフランジ50によって形成され、その図3において右端面が連結部51として機能し、図3において左端面が規制部53として機能するようになっている。なお、連結部51は、図3に示す実施形態においては軸心に対して垂直な接合面511を備えている。マウンター5を構成する装着部52は、軸中心に締結ボルト7が挿通する貫通穴521を備えているとともに、他端部(図3において左端部)外周面には締結ナット8が螺合する雄ネジ522が形成されている。このように構成されたマウンター5は、装着部52に設けられた貫通穴521に挿通された締結ボルト7を回転スピンドル42のマウンター取り付け部421に設けられた雌ネジ穴423に螺合することにより、図2に示すように回転スピンドル42のマウンター取り付け部421に取り付けられる。このとき、マウンター取り付け部421の接合面422とマウンター5の連結部51の接合面511との間には密着部材43を介在させることが重要である。この密着部材43は、合成樹脂によって環状に形成されており、マウンター取り付け部421の接合面421aに装着されている。このように、マウンター取り付け部421の接合面422とマウンター5の連結部51の接合面511との間に密着部材43を介在させることにより、金属同士が直接接触することはない。従って、後述するように回転スピンドル42に超音波振動が付与されても、金属同士が直接接触することによるマウンター取り付け部421の接合面422およびマウンター5の連結部51の接合面511の磨耗を防止することができる。
A
The
図3を参照して説明を続けると、上記マウンター5を構成する装着部52に装着される超音波振動切削用の切削工具6は、ブレード基台としての振動伝達部材61と、該振動伝達部材61に装着された円環状の切削ブレード62とからなっている。振動伝達部材61は図示の実施形態においてはアルミニウムによって形成され、中央大径部611と、該中央大径部611の一端面(図3において右端面)から同軸状に突出して形成された第1の小径部612と、中央大径部611の他端面(図3において左端面)から同軸状に突出して形成された第2の小径部613とからなっている。なお、第1の小径部612と第2の小径部613は、同一寸法に形成されている。このように形成された振動伝達部材61の、軸中心には上記マウンター5を構成する装着部52と嵌合する装着穴614が形成されている。振動伝達部材61に装着された切削ブレード62は、図示の実施形態においては振動伝達部材61の中央大径部611の幅方向中心位置における外周面に装着されている。この切削ブレード62は、砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード、砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石ブレード、砥粒をメタルボンドで結合したメタルボンド砥石ブレード、砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンド砥石ブレードを用いることができる。このように構成された超音波振動切削用の切削工具6の振動伝達部材61における装着穴614の内周面には合成樹脂からなる密着部材66が装着されているとともに、振動伝達部材61を構成する第1の小径部612および第2の小径部613の端面にもそれぞれ合成樹脂からなる密着部材67および68が装着されている。
3, the ultrasonic
以上のように構成された超音波振動切削用の切削工具6は、振動伝達部材61の装着穴614をマウンター5を構成する装着部52に嵌合し、装着部52に形成された雄ネジ522に締結ナット8を螺合することにより、図2に示すようにマウンター5を構成する装着部52に装着される。なお、装着部52に形成された雄ネジ522に締結ナット8を螺合することにより、切削工具6の振動伝達部材61はマウンター5に設けられた装着部52に当接して位置規制される。このようにしてマウンター5に装着された切削工具6の振動伝達部材61は、マウンター5との接触部に上述した合成樹脂からなる密着部材66、67、68が装着されているので、金属同士が直接接触することはない。従って、後述するように回転スピンドル42に超音波振動が付与されマウンター5に超音波振動が伝達されても、金属同士が直接接触することによるマウンター5および振動伝達部材61の磨耗を防止することができる。
The ultrasonic
次に、上記マウンター5に一般用の切削工具を装着する例について、図4および図5を参照して説明する。なお、図4および図5に示す実施形態においては、回転スピンドル42の前端部に設けられたマウンター取り付け部421、マウンター5および締結ボルト7は上記図2および図3に示す実施形態と同一であるため、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図4および図5に示す一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aは、一般にハブブレードと呼ばれている切削工具で、ブレード基台61aと、該ブレード基台61aの一端面(図4および図5において右端面外周部)に装着された切削ブレード62aとからなっている。ブレード基台61aは図示の実施形態においてはアルミニウムによって形成され、軸中心には上記マウンター5を構成する装着部52と嵌合する装着穴614aが形成されている。ブレード基台61aの一端面(図4および図5において右端面外周部)に装着された切削ブレード62aは、砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード、砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石ブレード、砥粒をメタルボンドで結合したメタルボンド砥石ブレード、砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンド砥石ブレードを用いることができる。このように構成された一般用の切削工具6a は、ブレード基台61aの装着穴614aをマウンター5を構成する装着部52に嵌合し、装着部52に形成された雄ネジ522に締結ナット8aを螺合することにより、図に示すようにマウンター5を構成する装着部52に装着される。なお、締結ナット8aは、ブレード基台61aの幅が上記超音波振動切削用の切削工具6を構成する振動伝達部材61の幅より小さいので、上記締結ナット8の幅より大きい寸法に形成されている。このようにして、締結ナット8aを螺合することにより、切削工具6aのブレード基台61aはマウンター5に設けられた装着部52に当接して位置規制される。
Next, an example in which a general cutting tool is mounted on the
4 and 5 is a
次に、マウンターの回転スピンドル42の前端部に設けられたマウンター取り付け部421への取り付け構造の他の実施形態について、図6および図7を参照して説明する。なお、図6および図7に示す実施形態におけるマウンター取り付け部421およびマウンター5aは、両者の嵌合部以外は上記図2および図3の実施形態と同一であるため、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図6および図7に示す実施形態におけるマウンター取り付け部421は、外周面がテーパー面に形成されテーパー部422aを備えている。そして、マウンター取り付け部421のテーパー部422aのテーパー面には、合成樹脂からなる密着部材43aが装着されている。一方、マウンター5aを構成する装着部52の軸中心には、連結部51としてのテーパー凹部511aが形成されている。このテーパー凹部511aは、マウンター取り付け部421のテーパー部422aと対応するテーパー状の内周面を有している。このように構成されたマウンター5aは、テーパー凹部511aをマウンター取り付け部421のテーパー部422aに嵌合し、装着部52に設けられた貫通穴521aおよびテーパー凹部511aに挿通された締結ボルト7を回転スピンドル42のマウンター取り付け部421に設けられた雌ネジ穴423aに螺合することにより、図7に示すように回転スピンドル42のマウンター取り付け部421に取り付けられる。
Next, another embodiment of the mounting structure to the
The
図2に戻って説明を続けると、図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、回転スピンドル42を回転駆動するための電動モータ9を備えている。図示の電動モータ9は、永久磁石式モータによって構成されている。永久磁石式の電動モータ9は、回転スピンドル42の中間部に形成されたモータ装着部424に装着された永久磁石からなるロータ91と、該ロータ91の外周側においてスピンドルハウジング41に配設されたステータコイル92とからなっている。このように構成された電動モータ9は、ステータコイル92に後述する電力供給手段によって交流電力を印加することによりロータ91が回転し、該ロータ91を装着した回転スピンドル42を回転せしめる。
Returning to FIG. 2 and continuing the description, the spindle unit 4 in the illustrated embodiment includes an electric motor 9 for rotationally driving the
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、回転スピンドル42に配設され切削ブレード62に超音波振動を付与する超音波振動子10を備えている。超音波振動子10は、回転スピンドル42の軸方向に分極された円環状の圧電体101と、該圧電体101の両側分極面に装着された円環状の2枚の電極板102、103とからなっている。圧電体101は、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、リチウムタンタレート等の圧電セラミックスによって形成されている。このように構成された超音波振動子10は、回転スピンドル42に装着され、電極板102、103に後述する電力供給手段によって所定周波数の交流電力が印加されると、超音波振動を発生せしめる。なお、超音波振動子10は、軸方向に複数個配設してもよい。
The spindle unit 4 in the illustrated embodiment includes an
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は、上記超音波振動子10に交流電力を印加するとともに上記電動モータ9に交流電力を印加する電力供給手段11を具備している。
電力供給手段11は、スピンドルユニット4の後端部に配設されたロータリートランス12を具備している。ロータリートランス12は、回転スピンドル42の後端に配設された受電手段121と、該受電手段121と対向して配設されスピンドルハウジング41の後端部に配設された給電手段122とを具備している。受電手段121は、回転スピンドル42に装着されたロータ側コア121aと、該ロータ側コア121aに巻回された受電コイル121bとからなっている。このように構成された受電手段121の受電コイル121bの一端は上記超音波振動子10の電極板102に接続され、他端は電極板103に接続される。上記給電手段122は、受電手段121の外周側に配設されたステータ側コア122aと、該ステータ側コア122aに配設された給電コイル122bとからなっている。このように構成された給電手段122の給電コイル122bは、電気配線123、124を介して交流電力が供給される。
The spindle unit 4 in the illustrated embodiment includes power supply means 11 that applies AC power to the
The power supply means 11 includes a
図示の実施形態における電力供給手段11は、上記ロータリートランス12の給電コイル122bに供給する交流電力の交流電源13と、電力調整手段としての電流調整手段14と、上記給電手段122に供給する交流電力の周波数を調整する周波数調整手段15と、電流調整手段14および周波数調整手段15を制御する制御手段16と、該制御手段に切削ブレードを備えた切削工具6の種類等を入力する入力手段17を具備している。なお、制御手段16は、切削工具6の種類に対応して周波数調整手段15に周波数設定信号を出力するための周波数設定マップを格納するメモリを備えている。また、図2に示す電力供給手段11は、制御回路18および電気配線921、922を介して上記電動モータ9のステータコイル92に交流電力を供給する。
The power supply means 11 in the illustrated embodiment includes an
図示の実施形態におけるスピンドルユニット4は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
切削作業を行う際には、電力供給手段11から電動モータ9のステータコイル92に交流電力が供給される。この結果、電動モータ9が回転して回転スピンドル42が回転し、該回転スピンドル42の前端にマウンター5を介して取付けられた切削工具6の振動伝達部材61に装着された切削ブレード62が回転せしめられる。
The spindle unit 4 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
When performing the cutting operation, AC power is supplied from the power supply means 11 to the
一方、電力供給手段11は、制御手段16によって電流調整手段14および周波数変換手段15を制御し、交流電力の電圧を所定の電圧に制御するとともに、交流電力の周波数を所定周波数(例えば、50kHz)に変換して、ロータリートランス12を構成する給電手段122の給電コイル122bに供給する。このように所定周波数の交流電力が給電コイル122bに印加されると、回転する受電手段121の受電コイル121bを介して超音波振動子10の電極板102と電極板103間に所定周波数の交流電力が印加される。この結果、超音波振動子10は径方向に繰り返し変位して超音波振動する。この超音波振動は、回転スピンドル42およびを介して切削工具6の振動伝達部材61に伝達され、振動伝達部材61が径方向に超音波振動する。従って、振動伝達部材61に装着された切削ブレード62は、径方向に超音波振動する。
On the other hand, the power supply means 11 controls the current adjusting means 14 and the frequency conversion means 15 by the control means 16 to control the voltage of the AC power to a predetermined voltage, and the frequency of the AC power is set to a predetermined frequency (for example, 50 kHz). To the
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード62によって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段20を具備している。このアライメント手段20は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段20によって撮像された画像等を表示する表示手段21を具備している。
Referring back to FIG. 1, the description of the cutting apparatus in the illustrated embodiment is for imaging the surface of the workpiece held on the chuck table 3 and detecting a region to be cut by the
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域22aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル22が配設されている。このカセット載置テーブル22は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル22上には、被加工物としての半導体ウエーハWを収容するカセット23が載置される。カセット23に収容される半導体ウエーハWは、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にコンデンサーやLEDや回路等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハWは、環状の支持フレームFに装着された保護テープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット23に収容される。
In the
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル22上に載置されたカセット23に収容されている半導体ウエーハW(環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態)を仮置きテーブル24に搬出する搬出手段25と、仮置きテーブル24に搬出された半導体ウエーハWを上記チャックテーブル3上に搬送する搬送手段26と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハWを洗浄する洗浄手段27と、チャックテーブル3上で切削加工された半導体ウエーハWを洗浄手段27へ搬送する洗浄搬送手段28を具備している。
Further, the cutting device in the illustrated embodiment is a semiconductor wafer W accommodated in a
以上のように構成された切削装置の作動について、主に図1を参照して簡単に説明する。
先ず、切削ブレードに超音波振動を付与しつつ切削する超音波振動切削について説明する。超音波振動切削を実施する場合には、図2に示すように回転スピンドル42に取り付けられたマウンター5に超音波振動切削用の切削工具6を装着する。そして、入力手段17から該当する切削工具のコードNo.を入力する。
The operation of the cutting apparatus configured as described above will be briefly described mainly with reference to FIG.
First, ultrasonic vibration cutting that performs cutting while applying ultrasonic vibration to the cutting blade will be described. When performing ultrasonic vibration cutting, the
上述したようにマウンター5に超音波振動切削用の切削工具6を装着し、入力手段17から該当する切削工具のコードNo.を入力したならば、切削装置は切削作業を実施する。即ち、カセット載置テーブル22上に載置されたカセット23の所定位置に収容されている半導体ウエーハWは、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル22が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段25が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハWを仮置きテーブル24上に搬出する。仮置きテーブル24に搬出された半導体ウエーハWは、搬送手段26の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。チャックテーブル3上に半導体ウエーハWが載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハWをチャックテーブル3上に吸引保持する。また、半導体ウエーハWを保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ33によって固定される。このようにして半導体ウエーハWを保持したチャックテーブル3は、アライメント手段20の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3がアライメント手段20の直下に位置付けられると、アライメント手段20によって半導体ウエーハWに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット4を割り出し方向である矢印Y方向に移動調節してストリートと切削工具6の切削ブレード62との精密位置合わせ作業が行われる(アライメント工程)。
As described above, if the
その後、図2に示す電力供給手段11から電動モータ9のステータコイル92に交流電力が供給される。この結果、電動モータ9が回転して回転スピンドル42が回転し、該回転スピンドル42の前端にマウンター5を介して取付けられた切削工具6の振動伝達部材61に装着された切削ブレード62が回転せしめられる。そして、切削ブレード62を図1において矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す方向(切削ブレード62の回転軸と直交する方向)に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル3上に保持された半導体ウエーハWは切削ブレード62により所定のストリートに沿って切断される。この切削工程においては、電力供給手段11から超音波振動子10に入力手段17によって入力された切削工具のコードNo.に対応する周波数の交流電力が印加される。この結果、上述したように超音波振動子10は径方向に繰り返し変位して超音波振動する。この超音波振動は、回転スピンドル42およびマウンター5を介して切削工具6の振動伝達部材61に伝達され、振動伝達部材61が径方向に超音波振動する。従って、振動伝達部材61に装着された切削ブレード62が径方向に超音波振動するので、切削ブレード62による切削抵抗を減少することができる、半導体ウエーハWがサファイヤ等の難削材であっても容易に切削することができる。
Thereafter, AC power is supplied from the power supply means 11 shown in FIG. 2 to the
次に、切削ブレードに超音波振動を付与しないで切削する一般の切削について説明する。切削ブレードに超音波振動を付与しないで切削する場合には、図4および図5に示すように回転スピンドル42に取り付けられたマウンター5に一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aを装着する。そして、入力手段17から該当する切削工具のコードNo.を入力する。このように、マウンター5に一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aを装着し、入力手段17から該当する切削工具のコードNo.を入力したならば、切削装置は切削作業を実施する。そして、上述したアライメント工程を実施する。次に、図2に示す電力供給手段11から電動モータ9のステータコイル92に交流電力が供給される。この結果、電動モータ9が回転して回転スピンドル42が回転し、該回転スピンドル42の先端にマウンター5を介して取付けられた一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aのブレード基台61aに装着された切削ブレード62aが回転せしめられる。そして、切削ブレード62aを図1において矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、半導体ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す方向(切削ブレード62の回転軸と直交する方向)に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル3上に保持された半導体ウエーハWは切削ブレード62aにより所定のストリートに沿って切断される。この切削工程においては、電力供給手段11から超音波振動子10に交流電力が印加しない。従って、切削ブレード62aに超音波振動を付与しない一般の切削が行われる。
Next, general cutting that performs cutting without applying ultrasonic vibration to the cutting blade will be described. When cutting without applying ultrasonic vibration to the cutting blade, as shown in FIGS. 4 and 5, a
以上のように、図示の実施形態における切削装置においては、回転スピンドル42に取り付けられたマウンター5に超音波振動切削用の切削工具6と一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aを着脱可能に構成されているので、超音波振動切削を実施する場合はマウンター5に超音波振動切削用の切削工具6を装着し、切削ブレードに超音波振動を付与しない一般の切削を実施する場合には一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具6aを装着することができる。従って、切削ブレードに超音波振動を付与しない一般の切削を実施する場合に高価な超音波振動切削用の切削工具6を用いる必要がないので、経済的である。
As described above, in the cutting apparatus in the illustrated embodiment, the
2:装置ハウジング
3:チャックテーブ機構
30:チャックテーブル
4:スピンドルユニット
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
421:マウンター取り付け部
5:マウンター
51:連結部
52:装着部
53:規制部
6:超音波振動切削用の切削工具
61:振動伝達部材
62:切削ブレード
6a:一般に用いられている超音波振動を付与しない切削工具
61a: ブレード基台
62a:切削ブレード
7:締結ボルト
8:締結ナット
9:電動モータ
10:超音波振動子
11:電力供給手段
12:ロータリートランス
121:受電手段
122:給電手段
13:交流電源
14:電流調整手段
15:周波数調整手段
16:制御手段
17:入力手段
20:アライメント手段
21:表示手段
22:カセット載置テーブル
23:カセット
24:仮置きテーブル
25:搬出手段
26:搬送手段
27:洗浄手段
2: device housing 3: chuck table mechanism 30: chuck table 4: spindle unit 41: spindle housing 42: rotating spindle 421: mounter mounting part 5: mounter 51: connecting part 52: mounting part 53: regulating part 6: ultrasonic
Claims (4)
該回転スピンドルの端部に設けられたマウンター取り付け部に取り付けられ切削工具を装着するためのマウンターを備え、
該マウンターは、該回転スピンドルに連結する連結部と、該超音波振動切削用の切削工具の振動伝達部材に設けられた装着穴と超音波振動を付与しない切削工具のブレード基台に設けられた装着穴とを選択的に嵌合する装着部と、該装着部の一端に設けられ該装着部に嵌合された該超音波振動切削用の切削工具の該振動伝達部材または超音波振動を付与しない切削工具の該ブレード基台の位置を規制する規制部とを具備しており、該マウンター取り付け部に該連結部との間に密着部材を介して連結される、
ことを特徴とする切削装置。 A chuck table for holding a workpiece, a rotating spindle, a cutting tool attached to the rotating spindle, and an ultrasonic vibration means disposed on the rotating spindle, for cutting the workpiece held on the chuck table. a cutting means, the switching cutting device comprises a power supply means, the applying high frequency power to the ultrasonic vibrating means,
A mounter for mounting a cutting tool attached to a mounter attachment provided at an end of the rotary spindle;
The mounter is provided on a blade base of a cutting tool that does not apply ultrasonic vibration, a connecting portion that is connected to the rotary spindle, a mounting hole provided in a vibration transmission member of the cutting tool for ultrasonic vibration cutting. A mounting portion that selectively fits the mounting hole, and the vibration transmitting member or ultrasonic vibration of the cutting tool for ultrasonic vibration cutting that is provided at one end of the mounting portion and is fitted to the mounting portion. A regulation part that regulates the position of the blade base of the cutting tool that is not connected, and is connected to the mounter attachment part via the contact member between the connection part,
The cutting device characterized by the above.
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