切削装置的制作方法

本发明涉及切削装置，其具有对安装凸缘的端面进行修正的端面修正单元。

背景技术：

通常对晶片等被加工物进行切削的切削装置通过安装凸缘将切削刀具固定于主轴的前端。安装凸缘具有与切削刀具的一个侧面接触的环状的端面，切削刀具在与该端面接触的状态下被安装凸缘和固定螺母夹持。在这种安装凸缘中，当在端面上产生附着物或刮伤而在端面上产生凹凸时，则会导致切削刀具被该端面部分地夹持。另外，存在端面被设定成相对于与主轴的旋转轴垂直的面倾斜的情况等。于是，会导致切削刀具被端面部分地夹持，在切削时切削刀具容易相对于旋转轴抖动、或倾斜地旋转，从而成为被加工物的缺损或切削刀具的破损的原因。因此，定期地或在安装凸缘更换时实施如下的端面修正的作业：利用研磨磨具对该安装凸缘的端面进行研磨而使端面成为与旋转轴垂直且平坦的面(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

专利文献1：日本特开平08-339977号公报

专利文献2：日本特开2017-019043号公报

但是，上述的端面修正的作业是使被加工物的加工(生产)停止而实施的。具体而言，将固定有研磨磨具的专用治具固定于卡盘工作台，使研磨磨具与旋转的安装凸缘的端面接触而对该端面进行研磨。因此，在端面修正的作业中，需要进行下述操作：将卡盘工作台更换为专用卡盘工作台，准备专用治具，进行将研磨磨具与端面定位于规定的位置的调整，在研磨后更换为原来的卡盘工作台，使切削刀具与更换后的卡盘工作台的表面接触而再次设定切入进给方向的基准位置，从而存在下述问题：端面修正的作业非常花费工时且变得繁杂。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供切削装置，能够降低用于实施端面修正的工时，能够容易地实施端面修正。

为了解决上述课题实现目的，本发明是切削装置，其具有：卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；切削单元，其利用固定于主轴的前端的安装凸缘来固定切削刀具，对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削；分度进给单元，其使该切削单元在与该主轴的轴心方向平行的分度进给方向上移动；加工进给单元，其使该卡盘工作台在与该分度进给方向垂直的加工进给方向上移动；以及端面修正单元，其对接触该切削刀具而进行支承的该安装凸缘的端面进行修正，其中，该加工进给单元具有：移动基台，其对该卡盘工作台进行支承；以及驱动部，其使该移动基台移动，该端面修正单元被固定于该移动基台上。

根据该结构，将对安装凸缘的端面进行修正的端面修正单元设置于使卡盘工作台在加工进给方向上移动的加工进给单元的移动基台上，因此无需更换为专用卡盘工作台、无需另外准备专用治具，能够实现降低用于实施端面修正的工时，能够容易地实施端面修正。

在该结构中，也可以是，该端面修正单元具有：固定部，其对研磨磨具进行固定；以及定位单元，其将该固定部定位于使该研磨磨具与该安装凸缘的该端面接触的作用位置和从该安装凸缘退避的退避位置。根据该结构，定位单元在被加工物的加工时将对研磨磨具进行固定的固定部定位于从安装凸缘退避的退避位置，因此防止研磨磨具和固定部阻碍切削单元的加工动作。另外，定位单元在被加工物的加工停止时将对研磨磨具进行固定的固定部定位于使研磨磨具与安装凸缘的端面接触的作用位置，因此能够容易地实施端面修正的作业。

根据本发明，将对安装凸缘的端面进行修正的端面修正单元设置于使卡盘工作台在加工进给方向上移动的加工进给单元的移动基台上，因此无需更换为专用卡盘工作台、无需另外准备专用治具，能够实现降低用于实施端面修正的工时，能够容易地实施端面修正。

附图说明

图1是示出本实施方式的切削装置的结构的外观立体图。

图2是示出切削装置的加工进给单元的结构的局部剖视图。

图3是示出切削装置的切削单元的结构的分解立体图。

图4是示出通过端面修正单元进行安装凸缘的端面修正的状态的局部剖视图。

图5是与图4对应的俯视图。

图6是从其他方向观察到的与图4的一部分对应的部分的放大图。

标号说明

1：切削装置；10：卡盘工作台；20：切削单元；21：切削刀具；22：主轴；24：安装凸缘；24a：凸部；24b：凸缘部；24c：端面；30：加工进给单元；31：导轨；33：移动基台；40：分度进给单元；50：切入进给单元；60：控制单元；100：端面修正单元；101：研磨磨具；101a：修正面；102：磨具固定部；103：定位单元；103a：杆；200：被加工物。

具体实施方式

对本发明的实施方式的切削装置进行说明。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。

图1是示出本实施方式的切削装置的结构的外观立体图。图2是示出切削装置的加工进给单元的结构的局部剖视图。图3是示出切削装置的切削单元的结构的分解立体图。切削装置1是对被加工物200进行切削加工而将被加工物200分割成各个芯片的装置。在本实施方式中，被加工物200例如是以硅、蓝宝石、镓等为母材的圆板形状的半导体晶片或光器件晶片。这些晶片在正面上具有呈格子状形成的分割预定线，在由该分割预定线划分的各区域形成器件。切削装置1沿着分割预定线进行切削而将晶片分割成器件芯片。被加工物200在背面侧粘贴有划片带201，在该划片带201粘贴有环状框架202。由此，被加工物200借助划片带201而支承于环状框架202。另外，对于被加工物200而言，除了圆板状的晶片以外，还包含形成为矩形板状的封装基板、陶瓷基板、玻璃基板等。

如图1所示，切削装置1具有：能够旋转的卡盘工作台10，其利用保持面11对支承于环状框架202的被加工物200进行吸引保持；切削单元20，其一边对卡盘工作台10所保持的被加工物200提供切削水一边利用切削刀具21对该被加工物200进行切削(加工)；加工进给单元30，其使卡盘工作台10在x轴方向(加工进给方向)上移动；分度进给单元40，其使切削单元20在与x轴方向垂直的y轴方向(分度进给方向)上移动；切入进给单元50，其使切削单元20在与x轴方向和y轴方向分别垂直的z轴方向(铅垂方向)上移动；以及控制单元60。如图1所示，切削装置1是具有两个切削单元20的结构，但也可以是具有一个切削单元20的结构。

卡盘工作台10配置在长方体状的装置主体2的上表面上，具有：保持面11，其载置并吸引被加工物200；以及夹持部12，其在该保持面11的外周侧配置有多个，对粘贴于被加工物200的环状框架202进行固定。卡盘工作台10具有构成保持面11的部分由多孔陶瓷等形成的圆盘形状，经由真空吸引路径(未图示)而与真空吸引源(未图示)连接，对载置于保持面11的被加工物200进行吸引从而进行保持。另外，卡盘工作台10通过加工进给单元30在装置主体2的上表面上沿x轴方向(加工进给方向)移动自如，并且通过旋转驱动源(未图示)绕与z轴方向平行的轴心旋转。

加工进给单元30使卡盘工作台10在与保持面11平行的x轴方向上移动，从而使卡盘工作台10和切削单元20沿着x轴方向相对地进行加工进给。如图2所示，加工进给单元30具有：一对导轨31，它们沿x轴方向延伸；滚珠丝杠32，其配设成与这些导轨31平行；以及移动基台33，其在内部具有与该滚珠丝杠32螺合的螺母(未图示)，该移动基台33沿着导轨31移动。在该移动基台33上竖立设置有支承基台34，在该支承基台34上支承卡盘工作台10。另外，在滚珠丝杠32的一端连结有使该滚珠丝杠32旋转的脉冲电动机(未图示)，通过滚珠丝杠32的旋转，移动基台33(卡盘工作台10)沿着导轨31在x轴方向上移动。在本结构中，导轨31、滚珠丝杠32以及脉冲电动机作为使移动基台33移动的驱动部发挥功能。

如图1所示，切削装置1具有：防水罩35，其防止切削时所提供的切削水浸入至加工进给单元30；以及一对波纹部36，它们与该防水罩35连结。如图2所示，防水罩35被竖立设置于移动基台33的多个支柱37支承从而覆盖该移动基台33。防水罩35具有：上表面部35a，其在中央部具有供支承基台34贯通的开口部35a1；以及侧面部35b，其从该上表面部35a的侧缘向下方延伸，该防水罩35使用树脂材料一体地形成。在防水罩35的开口部35a1与支承基台34之间设置有密封材料(未图示)。波纹部36(图1)分别与防水罩35的侧面部35b连结，波纹部36覆盖滚珠丝杠32的上方，在x轴方向(加工进给方向)上延伸。

在装置主体2的上表面上设置有门型的支承构造3，该门型的支承构造3沿着y轴方向延伸，并且跨越卡盘工作台10而配置。分度进给单元40和切入进给单元50设置于上述支承构造3。分度进给单元40使切削单元20在与保持面11平行且与x轴方向垂直的分度进给方向即y轴方向上移动，从而将卡盘工作台10与切削单元20沿着y轴方向相对地进行分度进给。如图1所示，分度进给单元40具有：一对导轨41，它们配置于支承构造3，沿y轴方向延伸；滚珠丝杠42，其配设成与这些导轨41平行；以及刀具移动基台43，其在内部具有与该滚珠丝杠42螺合的螺母(未图示)，该刀具移动基台43沿着导轨41移动。在滚珠丝杠42的一端连结有使该滚珠丝杠42旋转的脉冲电动机44，通过滚珠丝杠42的旋转，刀具移动基台43沿着导轨41在y轴方向上移动。

切入进给单元50使切削单元20在与保持面11垂直的切入进给方向即z轴方向上移动，从而使卡盘工作台10与切削单元20沿着z轴方向相对地进行切入进给。如图1所示，切入进给单元50具有：一对导轨51，它们配置于刀具移动基台43，沿z轴方向延伸；滚珠丝杠52，其配设成与这些导轨51平行；以及切入移动基台53，其在内部具有与该滚珠丝杠52螺合的螺母(未图示)，该切入移动基台53沿着导轨51移动。在该切入移动基台53上支承有上述的切削单元20。另外，在滚珠丝杠52的一端连结有使该滚珠丝杠52旋转的脉冲电动机54，通过滚珠丝杠52的旋转，切入移动基台53沿着导轨51在z轴方向上移动。

切削单元20能够通过分度进给单元40和切入进给单元50将切削刀具21定位于卡盘工作台10的保持面11的任意位置。如图3所示，切削单元20具有：壳体23、主轴22、安装凸缘24、切削刀具21以及固定螺母25。另外，虽省略了图示，但切削单元20具有在切削加工时朝向切削刀具21的刃尖以及加工点分别提供切削水的喷嘴。

切削刀具21是所谓的轮毂刀具，具有圆环状的切刃21b，该圆环状的切刃21b固定于由金属(例如铝)形成的圆盘状的基台21a的外周而对被加工物200进行切削。切刃21b由金刚石或cbn(cubicboronnitride：立方氮化硼)等磨粒和金属或树脂等结合材料构成，形成为规定的厚度。另外，作为切削刀具，也可以使用仅由切刃构成的垫圈刀具。

主轴22使切削刀具21旋转而对被加工物200进行切削。主轴22被收纳在壳体23内，该壳体23支承于切入进给单元50的切入移动基台53。切削单元20的主轴22和切削刀具21的轴心设定成与y轴方向平行。另外，主轴22的一端侧从壳体23的一个端部向外部突出，在主轴22的另一端侧连结有用于使该主轴22旋转的电动机(未图示)。另外，在主轴22的一个端部的外周安装有安装凸缘24。

安装凸缘24对切削刀具21进行支承。安装凸缘24是金属制成的，具有：圆筒状的凸部24a，其安装于主轴22的一个端部的外周；以及凸缘部24b，其从凸部24a的外周面朝向径向外延伸。通过将主轴22的一个端部嵌入至凸部24a内并将螺栓26拧入至主轴22的一个端部，从而安装凸缘24被固定于主轴22。另外，切削刀具21嵌入至凸部24a的外周部，固定螺母25与该凸部24a的外周螺合。由此，利用固定螺母25与安装凸缘24对切削刀具21的基台21a进行夹持而进行固定。在安装凸缘24的凸缘部24b上形成有与切削刀具21的基台21a抵接而对切削刀具21进行支承的端面24c。另外，如图1所示，切削单元20中，按照一体地移动的方式固定有对被加工物200的上表面进行拍摄的拍摄部29。拍摄部29具有ccd相机，其对卡盘工作台10所保持的加工前的被加工物200的要分割的区域进行拍摄。ccd相机对卡盘工作台10所保持的被加工物200进行拍摄而获得用于进行对准的图像，进行被加工物200与切削刀具21的对位，并将所获得的图像输出至控制单元60。

另外，切削装置1具有：盒升降机75，其载置对切削前后的被加工物200进行收纳的盒70且使盒70在z轴方向上移动；清洗单元80，其对切削后的被加工物200进行清洗；以及搬送单元(未图示)，其在盒70、卡盘工作台10以及清洗单元80之间对被加工物200进行搬送。

另外，如上述那样，关于切削刀具21，利用固定螺母25与安装凸缘24的端面24c对切削刀具21的基台21a进行夹持而进行固定。这里，例如在形成基台21a的铝金属的一部分附着在安装凸缘24的端面24c上而使安装凸缘24的端面24c不平坦的情况下、或是端面24c与主轴22的轴心所成的角度不是直角的情况下，有可能产生如下的问题：在主轴22的旋转时切削刀具21抖动、无法精密地进行切削。因此，切削装置1具有对安装凸缘24的端面24c进行修正的端面修正单元100。该端面修正单元100定期地或在安装凸缘24的更换时对该安装凸缘24的端面24c进行研磨而将该端面24c与主轴22的轴心所成的角度修正为直角，并且将该端面24c修正为平面。

如图2所示，端面修正单元100固定于移动基台33上，并且贯通防水罩35，与卡盘工作台10相邻地配置。在图2中仅描绘了一个端面修正单元100，但切削装置1具有两个端面修正单元100，这些端面修正单元100如图1所示那样与各切削单元20相对应地分别配置在防水罩35的角部。

端面修正单元100具有：磨具固定部(固定部)102，其将对端面24c进行研磨的研磨磨具101固定；以及定位单元103，其与磨具固定部102连结而使研磨磨具101的位置沿着z轴在上下方向上移动。端面修正单元100设置于与切削加工时提供的切削水发生飞散的方向相反的一侧，端面修正单元100的定位单元103固定于移动基台33上。由此，防止切削水及切削屑附着于端面修正单元100的研磨磨具101。另外，端面修正单元100例如可以具有未图示的罩体，该未图示的罩体安装于防水罩35，开闭自如地将研磨磨具101和磨具固定部102覆盖。在该结构中，在使用端面修正单元100时，将罩体打开，执行端面24c的研磨，在不使用端面修正单元100的情况下，将罩体关闭。通过该结构，也能够防止切削水及切削屑附着于端面修正单元100的研磨磨具101。

研磨磨具101是将白刚玉(wa)或绿金刚砂(gc)等磨粒用树脂材料固定而构成的。研磨磨具101具有与安装凸缘24的端面24c接触而对端面24c进行修正的修正面101a，该修正面101a形成为比安装凸缘24的端面24c的径向的宽度w(图3)略大的高度h。磨具固定部102配置在防水罩35的外侧空间，按照研磨磨具101的修正面101a朝向y轴方向的装置外侧的方式对研磨磨具101进行固定。即，研磨磨具101的修正面101a与x轴方向和z轴方向这双方平行。

定位单元103例如是使用气缸或油压缸而构成的，将磨具固定部102定位于如下的作用位置和退避位置：在该作用位置，使固定于磨具固定部102的研磨磨具101与安装凸缘24的端面24c接触，在该退避位置，研磨磨具101和磨具固定部102从安装凸缘24退避。具体而言，在利用切削单元20进行切削加工时，如图2所示，使定位单元103收缩而将磨具固定部102定位于使研磨磨具101和磨具固定部102从安装凸缘24退避的退避位置。另外，在安装凸缘24的端面24c的加工时，在后文进行叙述，使定位单元103伸展而将磨具固定部102定位于能够使研磨磨具101与端面24c接触的作用位置。

接着，对本实施方式的端面修正的作业顺序进行说明。图4是示出通过端面修正单元进行安装凸缘的端面修正的状态的局部剖视图。图5是与图4对应的俯视图。图6是从其他方向观察到的与图4的一部分对应的部分的放大图。

端面修正定期地或在切削单元20的安装凸缘24的更换时进行。操作者将切削装置1的运转停止，将切削单元20的固定螺母25和切削刀具21(图2)取下。另外，也可以是将安装凸缘24从主轴22取下并已将新的安装凸缘24安装于主轴22的状态。在这些状态下，如图4和图5所示，安装凸缘24成为端面24c露出的状态。在该情况下，端面修正单元100如图2所示那样成为定位单元103收缩而将对研磨磨具101进行固定的磨具固定部102定位于退避位置的状态。

接着，操作者使控制单元60执行端面修正作业。控制单元60使分度进给单元40和切入进给单元50进行动作而如图4和图5所示那样将切削单元20定位于预先确定的初期位置，并且使端面修正单元100的定位单元103的杆103a伸展而将磨具固定部102定位于预先确定的作用位置，使该磨具固定部102与端面24c面对。

接着，控制单元60使分度进给单元40进行动作而使切削单元20在y轴方向上进行分度进给至安装凸缘24的端面24c与研磨磨具101的修正面101a接触的规定的位置为止。在该情况下，例如预先在安装凸缘24中流通微弱电流，能够根据该电流值(电阻值)的变化对安装凸缘24与研磨磨具101的接触进行检测。另外，可以根据相机等拍摄图像对接触进行检测。控制单元60在安装凸缘24与研磨磨具101接触的瞬间，将分度进给单元40的动作停止。

接着，控制单元60一边使主轴22旋转一边利用分度进给单元40将安装凸缘24按照预先确定的研磨距离在y轴方向上进给。另外，控制单元60一边利用加工进给单元30按照能够使移动基台33即研磨磨具101与整个端面24c接触的方式在x轴方向上往复移动，一边利用研磨磨具101对安装凸缘24的端面24c进行研磨。在本结构中，如图6所示，研磨磨具101的修正面101a形成为比安装凸缘24的端面24c的径向的宽度w略大的高度h和宽度l。因此，通过使研磨磨具101夹持着安装凸缘24的端面24c而沿着x轴方向往复移动，能够使研磨磨具101的整个修正面101a与端面24c接触，可防止研磨磨具101的偏磨损。这样，能够将安装凸缘24的端面24c修正为平坦，并且能够将主轴22的轴心与端面24c所成的角度修正为直角。当控制单元60进行了预先确定的规定的时间或规定的次数的移动基台33的往复动作时，端面修正作业结束。在该例中，对使控制单元60执行端面修正作业的结构进行了说明，当然也可以由操作者使各单元进行动作而执行端面修正作业。

如上所述，本实施方式的切削装置1具有：卡盘工作台10，其对板状的被加工物200进行保持；切削单元20，其利用固定于主轴22的前端的安装凸缘24对切削刀具21进行固定，对该卡盘工作台10所保持的被加工物200进行切削；分度进给单元40，其使切削单元20在主轴22的轴心方向上移动；加工进给单元30，其使卡盘工作台10在与分度进给方向垂直的加工进给方向上移动；以及端面修正单元100，其对接触切削刀具21而进行支承的安装凸缘24的端面24c进行修正，加工进给单元30具有：移动基台33，其对卡盘工作台10进行支承；以及作为使移动基台33移动的驱动部的导轨31、滚珠丝杠32以及脉冲电动机，端面修正单元100固定于移动基台33。

根据该结构，将对安装凸缘24的端面24c进行修正的端面修正单元100设置于使卡盘工作台10在加工进给方向上移动的加工进给单元30的移动基台33上，因此无需像以往那样将卡盘工作台更换为专用卡盘工作台，或准备具有研磨磨具的专用治具而按照将研磨磨具与安装凸缘24的端面24c定位于规定的位置的方式调整专用治具的位置，或在研磨后更换为原来的卡盘工作台时使切削刀具21与该卡盘工作台的表面接触而再次设定切入进给方向的基准位置。因此，能够实现用于实施端面修正的工时的降低，能够通过设置于移动基台33的端面修正单元100容易地实施安装凸缘24的端面24c的修正。

另外，根据本实施方式，端面修正单元100具有：磨具固定部102，其对研磨磨具101进行固定；以及定位单元103，其将该磨具固定部102定位于使研磨磨具101的修正面101a与安装凸缘24的端面24c接触的作用位置和从安装凸缘24退避的退避位置，因此在被加工物200的加工时，能够防止研磨磨具101和磨具固定部102阻碍切削单元20的加工动作，在被加工物200的加工停止时能够容易地使研磨磨具101的修正面101a与安装凸缘24的端面24c接触，能够容易地实施端面24c的修正作业。

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。在上述的实施方式中，切削装置1具有在y轴方向上对置配置的两台切削单元20、20，并且在分别与这些切削单元20、20相对应的位置具有两个端面修正单元100、100，因此具有能够同时对各切削单元20中的安装凸缘24的端面24c进行修正的效果。但是，并不限于该结构，在具有一台切削单元20的结构中，可以采用在与该切削单元20相对应的位置设置一个端面修正单元100的结构。