专利名称：切削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有对各种被加工物进行切削的切削刀具的切削装置。
背景技术：
关于由间隔道划分开来地形成有多个集成电路等器件的半导体晶 片，通过利用切削装置切削间隔道，来分割成一个个器件，并应用于各 种电子设备等中。此外，除半导体晶片以外的各种被加工物也通过利用 切削装置切削应切削位置来进行分割。
切削装置具有例如如图7所示的切削构件7。切削构件7具有以能 够旋转的方式被壳体70支承的旋转轴71 ，在旋转轴71上安装刀具座72， 并通过螺母73进行固定。
在刀具座72上安装切削刀具74。关于切削刀具74，从由铝等形成 的基座74a的外周凸出形成有具有金刚石等磨粒的切削刃74b，在基座 74a的中心部形成有贯穿表面和背面的被插入孔74c。在刀具座72上具 有插入到切削刀具74的被插入孔74c中的插入轴72a、对插在插入轴 72a上的切削刀具74进行支承的凸缘72b、以及形成在插入轴72a的前 端的外螺纹72c，在将插入轴72a插入到了切削刀具74的被插入孔74c 中之后，通过使螺母75与外螺纹72c螺合拧紧，来将切削刀具74固定 在刀具座72上，从而利用凸缘72b和螺母75夹持切削刀具74。关于这 样构成的切削构件7，其与被加工物相关联地进行相对移动的同时，使旋 转的切削刀具74的切削刃74b切入被加工物中，由此对晶片等各种被加 工物进行切削。
这样，在将切削刀具74安装到刀具座72上时，需要使插入轴72a 贯穿插入到切削刀具74的被插入孔74c中。因此，被插入孔74c的内径 形成得比插入轴72a的外径要大出大约5 10)am(例如参照专利文献1)。专利文献l:日本特开2006—212748号公报
但是，在切削被加工物时，由于切削刀具74在安装于插入轴72a的 状态下高速旋转，所以，当形成于切削刀具74的被插入孔74c的内周面 与插入轴72a的外周面之间存在间隙(游隙)时，伴随切削刀具74以例 如40000rpm、 60000rpm那样的速度高速旋转，因切削刀具74的旋转中 心与插入轴72a的旋转中心之间的偏心而引起的振动变大，存在切削精 度降低的问题。另一方面，为了将切削刀具74安装到刀具座72上，需 要在被插入孔74c的内周面与插入轴72a的外周面之间留有一定程度的 游隙。
发明内容
因此，本发明要解决的课题在于在确保切削刀具的被插入孔的内 周面与插入轴的外周面之间的游隙的同时，抑制切削刀具的旋转中心与 插入轴的旋转中心之间的偏心，从而能够进行精密的切削。
本发明是一种切削装置，其至少包括保持被加工物的卡盘工作台、 和对保持在卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削构件，其特征在于， 切削构件具有切削刀具，其具有在中心部形成有被插入孔的圆形基座、 和紧固在圆形基座的背面并从圆形基座的外周凸出的切削刃；主轴，其 上安装有刀具座和螺母，其中，上述刀具座是将插入到切削刀具的上述 被插入孔中的插入轴、与支承圆形基座的表面或背面的凸缘结合起来而 形成的，上述螺母与形成于插入轴的前端的外螺纹螺合，并按压圆形基 座的背面或表面，从而利用该螺母和凸缘夹持圆形基座；以及主轴壳体， 其将主轴支承成能够旋转，并且该主轴壳体具有驱动源，形成于圆形基 座上的被插入孔的内周面具有圆筒内周面；和倒角部，其与圆筒内周 面相连，并形成于表面侧或背面侧的开口部，在插入轴与凸缘的结合部 处形成有带锥度部分，该带锥度部分与倒角部抵接从而使圆形基座的旋 转中心与插入轴的旋转中心一致。
在本发明中，由于在形成于切削刀具的圆形基座的被插入孔的、与 凸缘抵接的一侧的开口部设置有倒角部，在插入到被插入孔中的插入轴与凸缘的结合部处形成有带锥度部分，该带锥度部分与倒角部抵接，从 而使圆形基座的旋转中心与插入轴的旋转中心一致，所以，切削刀具的
旋转轴心与主轴的旋转轴心一致。因此，即使主轴以例如40000rpm、 60000rpm那样的速度高速旋转，也不会发生偏心，所以抑制了切削刀具 的振动，能够进行精密的切削。
图1是表示切削装置的一个示例的立体图。
图2是表示构成切削构件的主轴的一个示例的分解立体图。
图3是表示切削构件的一个示例的分解立体图。
图4是表示切削刀具的一个示例的局部放大剖视图。
图5是表示切削刀具安装在刀具座上的第一状态的局部放大剖视图。
图6是表示切削刀具安装在刀具座上的第二状态的局部放大剖视图。
图7是表示现有的切削构件的分解立体图。
标号说明
1:切削装置；2:卡盘工作台；3:切削构件；30:主轴；30a:外 螺纹；30b:带锥度面；301:刀具座；301a:插入轴；301b:凸缘；301c: 结合部；301d:带锥度部分；301e:外螺纹；302:螺母；31:主轴壳体； 32:切削刀具；320:圆形基座；320a:表面；320b:背面；321:切削 刃；322:被插入孔；323:内周面；323a:圆筒内周面；323b、 323c: 倒角部；33:螺母；34:校准构件；340:摄像部；35:刀具罩；350: 切削液喷嘴；4: X轴进给构件；40:滚珠丝杠；41:导轨；42:电动机； 43:滑动部；44:旋转驱动部；5: Y轴进给构件；50:滚珠丝杠；51: 导轨；52:脉冲电动机；53:滑动部；6: Z轴进给构件；60:滚珠丝杠； 61:导轨；62:脉冲电动机；63:支承部。
具体实施例方式
图1所示的切削装置1包括卡盘工作台2，其保持被加工物并能 够在X轴方向上移动；切削构件3，其对保持在卡盘工作台2上的被加工物进行切削；X轴进给构件4，其在X轴方向上驱动卡盘工作台2; Y 轴进给构件5，其在Y轴方向上驱动切削构件3;以及Z轴进给构件6， 其在Z轴方向上驱动切削构件3。
切削构件3具有图2所示的主轴30。主轴30以能够旋转的方式被 主轴壳体31支承，该主轴壳体31在后部侧具有驱动源310。主轴30的 露出部分的一部分形成为带锥度面30b，在比带锥度面30b靠前端的部分 形成有外螺纹30a。在主轴30上安装刀具座301 、和与形成在主轴30的 前端部上的外螺纹30a螺合的螺母302。
如图3所示，在刀具座301上安装切削刀具32。切削刀具32具有 圆形基座320，其在中心部形成有被插入孔322;和切削刃321，其紧固 在圆形基座320的背面侧，并向圆形基座320的外周侧凸出。另一方面， 如图2和图3所示，刀具座301具有插入轴301a，其插入到切削刀具 32的被插入孔322中；凸缘301b，其对插入在插入轴301a上的切削刀 具32的表面或背面进行支承；和结合部301c，其将插入轴301a与凸缘 301b结合起来。在结合部301c处，具有从凸缘301b侧向插入轴301a侧 直径逐渐縮小的带锥度部分301d。此外，在插入轴301a的前端部形成有 外螺纹301e，用于紧固切削刀具32的螺母33螺合在该外螺纹301e上。
如图4所示，形成在切削刀具32上的被插入孔322从圆形基座320 的表面320a沿旋转轴心方向贯穿背面320b，被插入孔322的内周面323 具有与旋转时的轴心平行的圆筒内周面323a;和倒角部323b、 323c， 其形成于表面320a侧或背面320b侧的幵口部，并以与圆筒内周面323a 相连的状态与该圆筒内周面323a结合。在图示的示例中，在表面320a 侧和背面320b侧这两侧都形成有倒角部323b、 323c，但是至少在与图2 和图3所示的凸缘301b抵接的一方侧形成有倒角部即可。
如图5所示，将形成在切削刀具32上的被插入孔322插到刀具座 301的插入轴301a上，并使圆形基座320的背面320b与凸缘301b抵接， 然后在外螺纹301e上螺合拧紧螺母33来按压圆形基座的表面320a进行 紧固，此时切削刀具32被凸缘301b和螺母夹持。然后，在该状态下， 关于形成在圆形基座320上的被插入孔322的靠背面320b侧的倒角部323c，该倒角部323c与形成在刀具座301上的带锥度部分301d紧密接 触，变成在水平方向(轴心方向)上不能活动的状态，并且上述倒角部 323c成为在径向上也不能活动的状态，插入轴301a的旋转中心、即主轴 30的旋转中心与圆形基座320的旋转中心一致。进而，即使切削刀具32 高速旋转也会维持该状态，所以不会产生偏心，能够进行高精度的切削， 而主轴30和切削刀具32则不会振动。另外，由于形成在刀具座301上 的带锥度部分301d与倒角部323c的接触面积也很小，所以此后能够将 切削刀具32从刀具座301上容易地卸下。
此外，在刀具座301的插入轴301a与切削刀具32的被插入孔322 的圆筒内周面323a之间，存在例如几pm左右的游隙C。因此，能够将 被插入孔322顺畅地插到插入轴301a上，而不会产生所谓的卡住。
另外，存在以下结构的切削装置具有多个切削构件，在2根主轴 上分别安装有切削刀具，2根主轴在Y轴方向上配设在一条直线上，虽 然未图示，但在这样的切削装置中，有时为了縮短2个切削刃之间的间 隔，如图6所示，将圆形基座320的表面和背面翻转后插到插入轴301a 上。在该情况下，形成在圆形基座320的靠表面320a侧的倒角部323b 与形成在刀具座301上的带锥度部分301d紧密接触来防止偏心，并且能 够相对于插入轴301a顺畅地进行插入。
如图1所示，在构成切削构件3的主轴壳体31上固定有校准构件 34，该校准构件34用于对晶片的应切削位置进行检测，以进行与切削刀 具32的位置对准，校准构件34构成为与切削构件3联动的结构。在校 准构件34中具有摄像部340，通过摄像部340所取得的图像与预先存储 的晶片图像的匹配，能够检测到应切削位置。摄像部340位于切削刀具 32的切削刃321的X轴方向的延长线上。另外，切削刀具32被刀具罩 35从上方覆盖。此外，在刀具罩35的下部，以从表面侧和背面侧夹着切 削刀具32的方式配设有切削液喷嘴350。
X轴进给构件4构成为具有滚珠丝杠40，其具有X轴方向的轴心； 一对导轨41，它们与滚珠丝杠40平行地配设；电动机42，其与滚珠丝 杠40的一端连接；滑动部43,其未图示的内部的螺母与滚珠丝杠40螺合，并且，该滑动部43的下部与导轨41滑动接触；以及旋转驱动部44， 其固定在滑动部43上，在该旋转驱动部44的内部具有使卡盘工作台2 旋转所期望的角度的脉冲电动机，在该X轴进给构件4中，伴随着滚珠 丝杠40被电动机42驱动而转动，滑动部43在导轨41上沿X轴方向滑 动，卡盘工作台2也随之沿X轴方向移动。
Y轴进给构件5构成为具有滚珠丝杠50，其具有Y轴方向的轴心； 一对导轨51，它们与滚珠丝杠50平行地配设；脉冲电动机52，其与滚 珠丝杠50的一端连接；以及滑动部53，其未图示的内部的螺母与滚珠丝 杠50螺合，并且，该滑动部53的下部与导轨51滑动接触，在该Y轴进 给构件5中，伴随着滚珠丝杠50被脉冲电动机52驱动而转动，滑动部 53在导轨51上沿Y轴方向滑动，切削构件3也随之沿Y轴方向移动。
Z轴进给构件6构成为具有滚珠丝杠60，其具有Z轴方向的轴心； 一对导轨61，它们与滚珠丝杠60平行地配设；脉冲电动机62，其与滚 珠丝杠60的一端连接；以及支承部63，其支承切削构件ll，该支承部 63的未图示的内部的螺母与滚珠丝杠60螺合，并且，该支承部63的侧 部与导轨61滑动接触，在该Z轴进给构件6中，伴随着滚珠丝杠60被 脉冲电动机62驱动而转动，支承部63被导轨61引导着沿Z轴方向升降， 切削构件3也随之沿Z轴方向升降。
如图5或图6所示，切削刀具32安装在刀具座301上，在构成有图 1所示的切削构件3的切削装置1中，在对被加工物、例如晶片W进行 切割的情况下，如图1所示，将晶片W在经带T支承于环状框架F的状 态下保持到卡盘工作台2上。然后，通过卡盘工作台2和校准构件34的 移动，形成晶片W位于摄像部340的正下方的状态。然后，在对卡盘工 作台2和摄像部340的位置进行调整的同时对晶片W的表面Wl进行摄 像，并进行预先存储在校准构件34中的晶片的图像与实际取得的图像之 间的图案匹配，在图像一致的时刻使校准构件34停止。预先进行调整， 以使切削刀具32的切削刃321 (参照图4)位于摄像部340的X轴方向 的延长线上，由于包含摄像部340的校准构件34与切削构件3联动，所 以在校准构件34停止的时刻，便完成了应切削间隔道与切削刀具32的切削刃321在Y轴方向的位置对准。
接着，卡盘工作台2被X轴进给构件4驱动而向+X方向移动，并 且，在切削刀具32高速旋转的同时，切削构件3被Z轴进给构件6驱动 而下降预定量，由此，切削刀具32的切削刃321切入检测到的间隔道中 来进行切削。此时，通过控制成切削刀具32的切削刃321还稍微切入到 保持晶片W的带中的程度，能够将间隔道完全切断。
此外，切削构件3被Y轴进给构件5驱动而在Y轴方向上按照相邻 间隔道之间的间隔进行移动，同时卡盘工作台2在X轴方向移动并进行 同样的切削，从而对一个方向的所有间隔道进行切削。然后，在将卡盘 工作台2旋转90度之后进行与上述相同的切削，这时，所有的间隔道被 纵横地切削，从而分割成一个个芯片。
如图5或图6所示，由于切削刀具32不会发生偏心，所以减小了振 动，能够精密地进行晶片W的切削，不易在切削槽的两侧产生崩碎。此 外，能够使切削深度恒定。因此，不会因切深量变大而使卡盘工作台2 的表面受伤。
此外，在不是完全切断晶片W的间隔道、而是形成预定深度的槽的 情况下，由于切削刀具32的偏心消除，能够精密地控制槽的深度。
权利要求
1.一种切削装置，其至少包括保持被加工物的卡盘工作台、和对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削构件，其特征在于，上述切削构件具有切削刀具，其具有在中心部形成有被插入孔的圆形基座、和紧固在该圆形基座的背面并从该圆形基座的外周凸出的切削刃；主轴，其上安装有刀具座和螺母，其中，上述刀具座是将插入到上述切削刀具的上述被插入孔中的插入轴、与支承上述圆形基座的表面或上述背面的凸缘结合起来而形成的，上述螺母与形成于上述插入轴的前端的外螺纹螺合，并按压上述圆形基座的上述背面或上述表面，从而利用该螺母和上述凸缘夹持上述圆形基座；以及主轴壳体，其将上述主轴支承成能够旋转，并且该主轴壳体具有驱动源，形成于上述圆形基座上的上述被插入孔的内周面具有圆筒内周面；和倒角部，其与上述圆筒内周面相连，并形成于上述表面侧或上述背面侧的开口部，在上述插入轴与上述凸缘的结合部处形成有带锥度部分，该带锥度部分与上述倒角部抵接从而使上述圆形基座的旋转中心与上述插入轴的旋转中心一致。
全文摘要
本发明提供切削装置，其在确保形成于切削刀具中心部的被插入孔的内周面与安装切削刀具的插入轴的外周面之间的游隙的同时，抑制切削刀具的旋转中心与插入轴的旋转中心之间的偏心，从而能够进行精密的切削。在形成于切削刀具(32)的圆形基座(320)的被插入孔(322)的、与凸缘(301b)抵接的一侧的开口部设置有倒角部(323c)，在插入到被插入孔中的插入轴(301a)与凸缘的结合部处形成有带锥度部分(301d)，该带锥度部分与倒角部抵接，从而使圆形基座的旋转中心与插入轴的旋转中心一致，使切削刀具(32)的旋转轴心与主轴的旋转轴心一致，即使具有插入轴(301a)的主轴高速旋转，也不会发生偏心，抑制了切削刀具的振动，能够进行精密的切削。
文档编号B28D5/00GK101579894SQ20091013413
公开日2009年11月18日 申请日期2009年4月24日 优先权日2008年5月15日
发明者佐藤正视 申请人:株式会社迪思科