切削装置和电极端子组件的制作方法

本发明涉及具有原点检测机构的切削装置和设置于原点检测机构的电极端子组件，该原点检测机构对切削刀具相对于保持工作台的切入方向的原点位置进行检测。

背景技术：

半导体晶片或玻璃基板等被加工物例如通过具有旋转的圆环状的切削刀具的切削装置沿着间隔道进行切削而分割成多个芯片。该切削装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具；以及原点检测机构，其用于对作为设定切削刀具的切入量的基准的切削刀具的原点位置进行检测(例如，参照专利文献1)。这种原点检测机构构成为具有：主轴，其安装有切削刀具；主轴壳体，其将该主轴支承为能够旋转；支托，其与主轴的端面对置而安装在主轴壳体上；以及作为电极端子的碳刷片，其被收纳在设置于该支托的引导孔中，对主轴的端面进行弹簧施力。

专利文献1：日本实开平7-10552号公报

该碳刷片始终被按压于主轴的端面而接触，碳刷片的磨损剧烈，需要定期的更换。但是，在现有的结构中，碳刷与按压弹簧一起被收纳在形成于支托的引导孔中，该支托以螺钉固定的方式固定于主轴壳体，因此碳刷的更换作业繁杂，迫切希望提高作业性。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供实现提高电极端子更换时的作业性的切削装置和电极端子组件。

为了解决上述课题实现目的，本发明是切削装置，其具有：保持工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有对该保持工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具和在一端安装有该切削刀具的主轴；以及原点检测机构，其使该切削刀具与该保持工作台接触而通过电导通对该切削刀具相对于该保持工作台的切入方向的原点位置进行检测，其中，该原点检测机构具有：电极端子，其与该主轴的另一端侧的端面对置地插入至将该主轴支承为能够旋转的壳体中，该电极端子具有与该端面抵接的抵接面；按压弹簧，其由导电性材料制成，将该电极端子按压至该端面；以及导电性弯折板，其具有将该按压弹簧卡定的卡定部，并具有与该卡定部一体地形成并且向该电极端子侧弯折的插入部，该壳体中形成有供该电极端子隔着该按压弹簧而插入的插入孔，并且形成有供该导电性弯折板的该插入部插入的接纳部，在该接纳部中形成有对所插入的该导电性弯折板进行保持的止动部，由此，通过将该导电性弯折板插入至该壳体而在使该电极端子与该端面抵接的状态下进行固定。

根据该结构，能够从壳体的外侧借助导电性弯折板相对于壳体进行电极端子和按压弹簧的插拔。因此，无需像以往那样连同对电极端子进行保持的支托一起从壳体取下的作业，能够容易地进行电极端子的更换，能够实现更换时的作业性的提高。

另外，也可以是，在导电性弯折板形成有供作业者把持的把持部。根据该结构，能够对把持部进行把持而将导电性弯折板、电极端子和按压弹簧从壳体拔出，从而能够容易进行电极端子的取下。

另外，也可以是，止动部由导电性部件构成，该导电性弯折板的该插入部插入至该接纳部而构成基于该原点检测机构的原点检测电路。根据该结构，止动部将导电性弯折板的插入部保持于接纳部，并且作为原点检测电路的一部分发挥功能，因此能够实现装置结构的简化。

另外，本发明是电极端子组件，其在切削装置中构成原点检测机构，该切削装置具有：保持工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有对该保持工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具和在一端安装有该切削刀具的主轴；以及原点检测机构，其使该切削刀具与该保持工作台接触而通过电导通对该切削刀具相对于该保持工作台的切入方向的原点位置进行检测，其中，该电极端子组件具有：电极端子，其与该主轴的另一端侧的端面对置地插入至将该主轴支承为能够旋转的壳体中，该电极端子具有与该端面抵接的抵接面；按压弹簧，其由导电性材料制成，将该电极端子按压至该端面；以及导电性弯折板，其在与该电极端子相反的一侧具有将该按压弹簧卡定的卡定部，并具有与该卡定部一体地形成并且向该电极端子侧弯折的插入部。

根据该结构，能够容易从壳体的外侧相对于壳体进行电极端子组件的插拔。

根据本发明，能够从壳体的外侧借助导电性弯折板相对于壳体进行电极端子和按压弹簧的插拔。因此，无需像以往那样连同对电极端子进行保持的支托一起从壳体取下的作业，能够容易进行电极端子的更换，从而能够实现更换时的作业性的提高。

附图说明

图1是示出本实施方式的切削装置的结构例的立体图。

图2是被环状框架支承的晶片的立体图。

图3是设置有原点检测机构的切削单元的纵剖视图。

图4是示意性示出支托的周边构造的分解立体图。

图5是示意性示出支托的周边构造的局部剖视图。

标号说明

1：切削装置；10：卡盘工作台(保持工作台)；13：金属基台；20：切削单元；21：切削刀具；22：主轴；23：主轴壳体；26：伺服电动机；261：定子；262：转子；262a：端面(主轴的端面)；70：原点检测机构；71：盖(主轴壳体)；71a：厚壁部；72：插入孔；73：卡定槽(接纳部)；74：电极端子；74a：抵接面；76：导电性弯折板；76a：卡定部；76b：插入部；77：把持部；78：止动部；78a：折叠部；78a1：峰部；80、81：电极端子组件；95：原点检测电路；100：晶片(被加工物)。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。

以下，对本实施方式的切削装置进行说明。图1是示出本实施方式的切削装置的结构例的立体图。图2是被环状框架支承的晶片的立体图。图3是设置有原点检测机构的切削单元的纵剖视图。图4是示意性示出支托的周边构造的分解立体图。图5是示意性示出支托的周边构造的部分剖视图。如图1所示，切削装置1通过使卡盘工作台(保持工作台)10和切削单元20相对移动而对卡盘工作台10上所保持的晶片(被加工物)100(图2)进行切削加工。切削装置1构成为包含：卡盘工作台10、切削单元20、拍摄单元30、x轴移动单元40、y轴移动单元50以及z轴移动单元60。

作为本实施方式的被加工物的晶片100是以硅为母材的圆板状的半导体晶片或以蓝宝石、sic(碳化硅)等为母材的光器件晶片。如图2所示，晶片100在由形成在正面101的格子状的分割预定线102划分的多个区域形成有器件103。晶片100借助粘贴在背面104的划片带105而被环状框架106支承。晶片100在被环状框架106支承的状态下被保持于卡盘工作台10上。

如图1所示，卡盘工作台10具有：保持部11，其由多孔性陶瓷等形成；金属基台13，其供该保持部11配置；以及多个(在本实施方式中为4个)夹具12，它们配设在该金属基台13的周围。保持部11通过从晶片100的背面侧进行吸引而对被环状框架106支承的晶片100进行保持。此时，夹具12夹持环状框架106而进行保持。另外，金属基台13由具有导电性的材料形成。另外，卡盘工作台10构成为能够以保持部11的中心轴线为中心进行旋转，能够相对于切削单元20调整为任意的旋转角度。

切削单元20包含：切削刀具21、主轴、主轴壳体23以及切削液提供喷嘴24。切削单元20一边对卡盘工作台10所保持的晶片100(图2)提供切削液一边进行加工。此时，切削单元20根据拍摄单元30所拍摄的晶片100的图像数据，利用切削刀具21对晶片100的要进行加工的区域进行加工。在主轴壳体23内收纳有主轴，通过空气轴承支承为能够旋转。主轴通过收纳在主轴壳体23中的电动机进行旋转驱动，在主轴的前端侧以能够装卸的方式安装有切削刀具21。

切削刀具21对卡盘工作台10所保持的晶片100进行切削。切削刀具21是大致环形状的极薄的切削磨具。切削液提供喷嘴24在切削刀具21对晶片100的加工中向晶片100的加工点提供切削液。

拍摄单元30包含多个像素，拍摄单元30对卡盘工作台10所保持的晶片100进行拍摄，生成图像。拍摄单元30例如是使用有ccd(chargecoupleddevice：电荷耦合器件)图像传感器的相机等，但并不限于此。

x轴移动单元40搭载于装置基台2上，使卡盘工作台10在切削进给方向(x轴方向)上移动。切削进给方向(x轴方向)与铅垂方向垂直。x轴移动单元40包含：x轴脉冲电动机41、x轴滚珠丝杠42以及一对x轴导轨43、43。在一对x轴导轨43、43上载置有卡盘工作台10，在该卡盘工作台10的下部螺合有x轴滚珠丝杠42。x轴移动单元40利用通过x轴脉冲电动机41所产生的旋转力使x轴滚珠丝杠42进行旋转驱动，从而使卡盘工作台10沿着一对x轴导轨43、43相对于装置基台2在x轴方向上移动。

y轴移动单元50搭载于装置基台2上，使切削刀具移动基台3和切削单元20在分度进给方向(y轴方向)上移动。这里，分度进给方向(y轴方向)是切削刀具21的旋转轴的轴向，分别与切削进给方向(x轴方向)和铅垂方向垂直。y轴移动单元50包含：y轴脉冲电动机51、y轴滚珠丝杠52以及一对y轴导轨53、53。在一对y轴导轨53、53上载置有搭载切削单元20的切削刀具移动基台3，在该切削刀具移动基台3的下部螺合有y轴滚珠丝杠52。y轴移动单元50通过利用y轴脉冲电动机51所产生的旋转力使y轴滚珠丝杠52进行旋转驱动，从而使切削刀具移动基台3和切削单元20沿着y轴导轨53、53相对于装置基台2在y轴方向上移动。

z轴移动单元60搭载于切削刀具移动基台3，使支承部4和切削单元20在切削方向(z轴方向)上移动。该切削方向(z轴方向)是铅垂方向，与切削进给方向(x轴方向)和分度进给方向(y轴方向)分别垂直。z轴移动单元60设置于切削刀具移动基台3上，包含z轴脉冲电动机61、z轴滚珠丝杠(未图示)以及一对z轴导轨63、63。在一对z轴导轨63、63上连结有供切削单元20搭载的支承部4，在该支承部4螺合有z轴滚珠丝杠。z轴移动单元60利用通过z轴脉冲电动机61而产生的旋转力使z轴滚珠丝杠旋转，从而一边沿着z轴导轨63对支承部4和切削单元20进行引导，一边相对于切削刀具移动基台3在z轴方向上移动。

在上述结构中，使保持着晶片100的卡盘工作台10和切削单元20在切削进给方向(x轴方向)、分度进给方向(y轴方向)和切削方向(z轴方向)上分别相对地移动而进行对晶片100的切削加工。在该情况下，为了控制切削刀具21的切入量，需要预先在切削装置1中设定作为切削刀具21的基准的高度位置(原点位置)。因此，如图3所示，切削装置1在切削单元20中具有用于对切削刀具21的原点位置进行检测的原点检测机构70。

首先，参照图3对切削单元20的内部构造进行说明。切削单元20具有主轴22以及对该主轴22进行收纳的主轴壳体23。在主轴壳体23的壁内形成有沿轴向延伸的环状空气提供路251，从环状空气提供路251沿轴向和圆周方向隔开规定的间隔分别朝向中心方向呈放射状地形成多个第一分支路252，它们与形成在主轴22的外周的径向空气轴承25a连通。在主轴壳体23的外周面上形成有与环状空气提供路251连通的空气提供口250，通过该空气提供口250将来自空气提供源(未图示)的压缩空气提供至环状空气提供路251。主轴22一体地具有呈环状形成的环状止推板221。

在环状空气提供路251的前方部(在图3中为左端部)，与环状止推板221的两面对置地分别设置有多个第二分支路253。该第二分支路253在圆周方向上隔开规定的间隔而设置，与形成在环状止推板221的两侧面的止推空气轴承25b连通。

因此，来自空气提供源的压缩空气经由环状空气提供路251、第一分支路252以及第二分支路253分别提供至径向空气轴承25a、止推空气轴承25b，从而能够对高速旋转的主轴22进行稳定地支承。

另外，在主轴壳体23内收纳有对主轴22进行旋转驱动的伺服电动机26。伺服电动机26具有定子261和转子262，转子262与主轴22一体地形成。在主轴22的前端(在图3中为左端部)利用螺钉28安装有安装座凸缘27，对该安装座凸缘27安装在外周具有切刃21a的切削刀具21，并利用固定螺母29进行固定。

在主轴壳体23的后端部(在图3中为右端部)形成有开口部23a，在该开口部23a设置有原点检测机构70。原点检测机构70具有：盖71，其配置成封住开口部23a；以及电极端子组件80、81，它们被保持于该盖71。

盖71由绝缘性的树脂材料形成，安装在主轴壳体23的开口部23a而构成主轴壳体23的一部分。盖71与开口部23a的形状一致，在本实施方式中，采用将楕圆或圆的一部分直线状切除而得的形状。如图4和图5所示，盖71具有与其他部分相比形成为厚壁的厚壁部71a，在该厚壁部71a形成有：一对插入孔72、72以及与这些插入孔72、72相邻地形成的一对卡定槽(接纳部)73、73。插入孔72按照贯通于盖71的方式形成，卡定槽73具有至少与厚壁部71a的厚度相当的深度(轴向)。电极端子组件80、81分别插入至插入孔72、72，并且被卡定槽73、73保持。

在本实施方式中，相对于盖71的中心(主轴的旋转轴心)呈点对称地形成插入孔72、72和卡定槽73、73。根据该结构，能够将保持于盖71的电极端子组件80、81整齐地配设，因此能够实现原点检测机构70的小型化。另外，也可以相对于通过盖71的中心的规定的线而呈轴对称地配置插入孔72、72和卡定槽73、73。

电极端子组件80具有：电极端子74，其抵接在与主轴22一体地形成的转子262的端面(主轴的端面)262a(图5)上；按压弹簧75，其将该电极端子74向上述端面262a按压；以及导电性弯折板76，其与该按压弹簧75连结。电极端子74是由多孔状的碳形成的碳刷片，具有与转子262的端面262a对置而抵接的抵接面74a。按压弹簧75在将电极端子74向转子262的端面262a按压的方向上施力。按压弹簧75由导电性材料形成，将电极端子74与导电性弯折板76物理连结和电连结。导电性弯折板76是将导电性材料弯折成大致l字形状而形成的，具有：卡定部76a，其将按压弹簧75卡定；以及插入部76b，其从卡定部76a的端部向电极端子74侧弯折。在卡定部76a上安装有向与按压弹簧75相反的一侧延伸的把持部77。该把持部77例如由绝缘性膜等形成，在拉伸方向上具有一定程度的强度。把持部77是供作业者在将电极端子组件80、81从盖71拔出时进行把持的部分。另外，导电性弯折板76的插入部76b插入至形成于盖71的卡定槽73中。

在卡定槽73中配置有止动部78，其与导电性弯折板76的插入部76b一起插入卡定槽73而对该插入部76b进行保持。该止动部78例如如板簧那样由兼具导电性和弹性的材料形成。止动部78具有将板簧双重折叠而形成的折叠部78a，该折叠部78a插入至卡定槽73。插入至卡定槽73的折叠部78a利用板簧想要复原的力将导电性弯折板76的插入部76b按压至卡定槽73的壁面。此时，将插入部76b与卡定槽73的摩擦力设定得比按压弹簧75的作用力大，由此能够在将电极端子组件80、81插入至盖71的状态下进行保持。这里，如图4所示，止动部78按照折叠部78a的峰部78a1位于卡定槽73的入口侧(近前侧)的方式配置。因此，能够容易地将导电性弯折板76的插入部76b插入至卡定槽73。

另外，止动部78具有与折叠部78a一体地形成且用于对盖71进行安装的安装部78b。在该安装部78b形成有供螺钉79插入的安装孔78c。在该螺钉79上连接有引线90。根据该结构，电极端子组件80的电极端子74形成为能够经由按压弹簧75、导电性弯折板76、止动部78和螺钉79而与引线90导通。在本实施方式中，如上所述，相对于盖71的中心(主轴的旋转轴心)点对称地形成插入孔72、72和卡定槽73、73。因此，电极端子组件80、81无需采用左右不同的形状，可以采用相同结构。因此，能够使电极端子组件80、81共通化，能够实现部件的共通化以及部件件数的削减。电极端子组件81是与电极端子组件80相同的结构，因此省略了说明。

原点检测机构70的电极端子组件80通过引线90并经由电流计91、电源92、第一开关93而与卡盘工作台10的金属基台13连接。另一方面，原点检测机构70的电极端子组件81通过引线90经由第二开关94而连接在电源92与第一开关93之间。在本实施方式中，具有原点检测机构70、引线90、90、电流计91、电源92、第一开关93以及第二开关94而构成原点检测电路95。

要想对作为切削刀具21的切入方向(z轴方向)的基准的原点位置进行检测，在利用伺服电动机26使主轴22高速旋转的同时，先将原点检测电路95的第二开关94闭合。由此，在电极端子74、74正常抵接在与主轴22连结的转子262的端面262a上的情况下，形成通过电极端子组件80、主轴22(转子262)、电极端子组件81、第二开关94、电源92、电流计91以及电极端子组件80的闭合电路，因此利用电流计91对在该闭合电路中流动的电流进行检测，从而能够确认电极端子组件80、81的正常动作。

接着，将第二开关94断开，将第一开关93闭合，然后驱动z轴移动单元60而使切削单元20下降。此时，当切削单元20中的切削刀具21的切刃21a与卡盘工作台10的金属基台13接触时，形成通过切削刀具21、金属基台13、第一开关93、电源92、电流计91、电极端子组件80以及主轴22(转子262)的闭合电路，因此电流在该闭合电路中流动并利用电流计91被检测。

由此，将利用电流计91检测到电流的瞬间定为切削刀具21的切入方向(z轴方向)的原点位置，将切削装置1的未图示的控制器中的z轴方向的位置复位至0并存储在存储器中。然后，晶片100的切削能够以该原点位置为基准按照适当的量的切入来进行。z轴方向的原点位置的检测考虑切削刀具21的切刃21a的磨损的程度而定期或任意地实施。

另一方面，在无法检测出通过主轴22(转子262)、电极端子组件81、第二开关94、电源92、电流计91以及电极端子组件80的闭合电路的电流的情况下，设想任意电极端子74、74未正常抵接在转子262的端面262a上，因此中止切削刀具21的原点位置的检测作业，实施原点检测机构70的维修。

例如在电极端子组件80的电极端子74发生了磨损的情况下，将该电极端子组件80更换为新品。在更换电极端子组件80时，作业者对把持部77进行把持，将电极端子组件80从盖71拔出。在本实施方式中，在卡定槽73中与导电性弯折板76的插入部76b一起插入有止动部78，止动部78将插入部76b按压至卡定槽73的壁面而进行保持。作业者将电极端子组件80从盖71拔出的力大于插入部76b与卡定槽73的摩擦力，因此能够容易将电极端子组件80从盖71拔出。

新的电极端子组件80将电极端子74和按压弹簧75插入至盖71的插入孔72，将导电性弯折板76的插入部76b插入至卡定槽73。这里，按照折叠部78a的峰部78a1位于卡定槽73的入口侧(近前侧)的方式配置止动部78。因此，能够容易将导电性弯折板76的插入部76b插入至卡定槽73。止动部78的折叠部78a利用板簧想要复原的力将导电性弯折板76的插入部76b按压至卡定槽73的壁面。此时，将插入部76b与卡定槽73的摩擦力设定得大于按压弹簧75的作用力，由此能够在将电极端子组件80、81插入至盖71的状态下进行保持。由此，能够从盖71(主轴壳体23)的外侧容易地进行电极端子组件80的更换。

综上，本实施方式的切削装置1构成为具有：卡盘工作台10，其对晶片100进行保持；切削单元20，其具有对卡盘工作台10所保持的晶片100进行切削的切削刀具21和在一端安装有切削刀具21的主轴22；以及原点检测机构70，其使切削刀具21与卡盘工作台10接触而通过电导通对切削刀具21相对于卡盘工作台10的切入方向的原点位置进行检测，其中，原点检测机构70具有：电极端子74，其与成对连结在主轴22的另一端侧的转子262的端面262a对置而插入至将主轴22支承为能够旋转的主轴壳体23的盖71，具有与端面262a抵接的抵接面74a；由导电性材料制成的按压弹簧75，其将电极端子74按压至上述端面262a；以及导电性弯折板76，其具有将按压弹簧75卡定的卡定部76a，并具有与卡定部76a一体地形成并且向电极端子74侧弯折的插入部76b，在主轴壳体23的盖71上形成有供电极端子74、74借助按压弹簧75、75而插入的一对插入孔72、72，并且形成有供导电性弯折板76的插入部76b插入的卡定槽73、73，在该卡定槽73形成有对所插入的导电性弯折板76进行保持的止动部78，由此，通过将导电性弯折板76与止动部78一起插入至盖71的卡定槽73，从而在使电极端子74与端面262a抵接的状态下进行固定。根据该结构，能够从盖71的外侧借助导电性弯折板76相对于主轴壳体23进行电极端子74和按压弹簧75的插拔。因此，不需要像以往那样连同对电极端子进行保持的支托一起从主轴壳体取下的作业，能够容易地进行电极端子74的更换，能够实现更换时的作业性的提高。另外，能够使主轴壳体23的后方的构造薄化，因此能够实现切削装置1的小型化。

另外，根据本实施方式，在导电性弯折板76的卡定部76a安装有供作业者把持的把持部77，因此能够对该把持部77进行把持而将导电性弯折板76、电极端子74和按压弹簧75从主轴壳体23拔出，从而能够容易进行电极端子74的取下。

另外，根据本实施方式，止动部78由导电性部件构成，导电性弯折板76的插入部76b与止动部78一起插入至卡定槽73，从而构成基于原点检测机构70的原点检测电路95，因此止动部78将导电性弯折板76的插入部76b保持于卡定槽73，并且作为原点检测电路95的一部分发挥功能，因此能够实现切削装置1的装置结构的简化。

另外，本实施方式的电极端子组件80、81在切削装置1中构成原点检测机构70，该切削装置1具有：卡盘工作台10，其对晶片100进行保持；切削单元20，其具有对卡盘工作台10所保持的晶片100进行切削的切削刀具21和在一端安装有切削刀具21的主轴22；以及原点检测机构70，其使切削刀具21与卡盘工作台10接触而通过电导通对切削刀具21相对于卡盘工作台10的切入方向的原点位置进行检测，其中，该电极端子组件80、81具有：电极端子74，其与成对连结在主轴22的另一端侧的转子262的端面262a对置而插入至将主轴22支承为能够旋转的主轴壳体23的盖71，具有与端面262a抵接的抵接面74a；由导电性材料制成的按压弹簧75，其将电极端子74按压至上述端面262a；以及导电性弯折板76，其具有将按压弹簧75卡定的卡定部76a，并具有与卡定部76a一体地形成并且向电极端子74侧弯折的插入部76b，因此能够容易从盖71的外侧相对于主轴壳体23进行电极端子组件80、81的插拔。

另外，本发明并不限于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形并实施。