专利名称：驱动机构和切削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有使各种作用单元移动的功能的驱动机构。
技术背景形成为IC、 LSI等器件被分割预定线划分的晶片，通过使高速旋转 的切削刀具沿分割预定线切入，或沿分割预定线照射激光，而被分割为 一个个芯片。在这样的晶片的分割中，使用了例如专利文献1记载的切 割装置。专利文献1所记载的切割装置，如图4所示，具有保持晶片W的卡 盘工作台100，卡盘工作台100由驱动机构101驱动，并可在图4中的箭 头方向上移动。驱动机构101的结构为，其由以下部件构成配设在卡盘工作台100 的移动方向上的进给丝杠轴102;与进给丝杠轴102的一端连接并用于使 进给丝杠轴102转动的驱动源103;在图5所示的筒部104a的内周面处 将作为进给丝杠轴102的另一端的自由端部102a支撑成可旋转的末端支 撑部104;与进给丝杠轴102平行配设的一对导轨105;与导轨105卡合 并且可滑动的滑动体106;以及螺合在进给丝杠轴102上并与滑动体106 连接的进给螺母(未图示)，进给丝杠轴102通过由驱动源103驱动而转 动，由此，与进给螺母连接的滑动体106由导轨105引导着在X轴方向 上移动，固定在滑动体106上的卡盘工作台100也随之在X轴方向上移 动。如图5所示，在末端支撑部104中，进给丝杠轴102的自由端部102a 被滚珠轴承107可旋转地支撑。作为切割对象的晶片保持在图4所示的卡盘工作台100上。而且， 保持在卡盘工作台100上的晶片通过由驱动机构101驱动而移动，并且 切削刀具在高速旋转的同时下降而沿分割预定线切入，由此，该分割预定线被切削。此外，使切削刀具每次以相邻的分割预定线的间隔进行分 度进给，并同时使卡盘工作台100同样地移动，从而依次进行切削。再有，若在使卡盘工作台100旋转90度后进行同样的切削，则所有的分割预定线被分离，从而分割为一个个芯片。专利文献1:日本特开2006—294913号公报但是，当在图4所示的卡盘工作台100上保持例如厚度在lOOjiim以 下那样的薄晶片、或在背面粘贴有被称为芯片黏着膜(《V、7夕:y于:7 —》厶)的管芯焊接用的粘贴膜的晶片进行切断时，存在在通过切割而 形成的一个个芯片的周缘部产生较多的碎屑而使芯片的质量下降的问题。 这被认为原因是考虑到进给丝杠轴102的旋转所致的热膨胀，滚珠轴 承107的外圈107a的外径比筒部104a的内径要小几十|am的程度，因此 在卡盘工作台IOO通过驱动机构IOI在X轴方向上进行加工进给时，进 给丝杠轴102产生振动，滑动体106振动，该振动传递到卡盘工作台100 上，导致晶片振动。此外，虽然如果使驱动机构101对卡盘工作台100的进给速度高速 化，则可提高切割的生产效率，但若因此而提高进给丝杠轴102的旋转 速度，则会达到危险速度，还存在进给丝杠轴102如跳绳那样摆动而破 损的问题。此类进给丝杠轴的振动所导致的问题不仅在用于使卡盘工作台100 移动的驱动机构中产生，在具有相同结构的其它驱动机构中也会产生。发明内容于是，本发明要解决的课题是，在以下结构的驱动机构中防止进给 丝杠轴的振动，在该驱动机构的进给丝杠轴的一端连接有驱动源，并且 进给丝杠轴的另一端被可转动地支撑，与螺合在进给丝杠轴上的进给螺 母连接的各种滑动体移动，从而使得作用单元移动。第一发明涉及一种驱动机构，该驱动机构至少具有导轨；与导轨 卡合并且可滑动的滑动体；使滑动体沿导轨移动的驱动部；以及固定在 滑动体上的作用单元，其特征在于，驱动部具有驱动源；与驱动源连接并且可旋转的进给丝杠轴；将进给丝杠轴的自由端部支撑成可旋转的末端支撑部；以及螺合在进给丝杠轴上并且与作用单元连接的进给螺母，在进给丝杠轴的自由端部的外周固定有支撑进给丝杠轴的滚珠轴承的内圈，末端支撑部由以下部件构成容纳滚珠轴承的筒部；和外圈弹性体，其配设在筒部的内周，并将滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴的轴 心方向上滑动，并且还吸收进给丝杠轴的振动。优选在进给丝杠轴的自由端部和滚珠轴承的内圈之间夹有内圈弹性体。此外，优选的是滚珠轴承由第一滚珠轴承和第二滚珠轴承构成， 外圈弹性体由第一外圈弹性体和第二外圈弹性体构成，第一外圈弹性体 将第一滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴的轴心方向上滑动，第二 外圈弹性体将第二滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴的轴心方向上 滑动。优选的是在滚珠轴承由第一滚珠轴承和第二滚珠轴承构成的情况 下，内圈弹性体由第一内圈弹性体和第二内圈弹性体构成，第一内圈弹 性体夹在进给丝杠轴的自由端部和第一滚珠轴承的内圈之间，第二内圈 弹性体夹在进给丝杠轴的自由端部和第二滚珠轴承的内圈之间。作为内圈弹性体或外圈弹性体的一个示例，有被覆了聚萘二甲酸丁 二醇酯的丁腈橡胶。第二发明涉及一种切削装置，其具有上述的驱动机构和切削晶片的 切削构件，作用单元是保持晶片的卡盘工作台，切削构件通过在可旋转 的主轴上安装切削刀具而构成，该切削构件可在与卡盘工作台的移动方 向正交的方向上移动。在本发明中，在末端支撑部的筒部的内周配设外圈弹性体，并通过 外圈弹性体将滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴的轴心方向上滑 动，由此，即使进给丝杠轴振动，外圈弹性体也会吸收该振动，所以可 减小进给丝杠轴的振动，能够减小与螺合在进给丝杠轴上的螺母连接的 作用单元的振动。此外，在进给丝杠轴热膨胀的情况下，滚珠轴承的外 圈在外圈弹性体上滑动，所以在进给丝杠轴上并不会施加纵弯曲载荷，与振动的抑制相辅相成，能够承受更快速的旋转。此外，若在进给丝杠轴的自由端部和滚珠轴承的内圈之间夹有内圈 弹性体，则振动吸收效果进一步提高，能够进一步减小作用单元的振动。若滚珠轴承由第一滚珠轴承和第二滚珠轴承构成，且通过第一外圈 弹性体及第二外圈弹性体在进给丝杠轴的轴心方向支撑各滚珠轴承的外 圈，则稳定度提高，进给丝杠轴不易产生振动。此外，若在进给丝杠轴 的自由端部与第一滚珠轴承及第二滚珠轴承的内圈之间分别夹有第一内 圈弹性体和第二内圈弹性体，则振动吸收效果进一步提高。若内圈弹性体或外圈弹性体由被覆有聚萘二甲酸丁二醇酯(求U 7'千i/y于:7夕i/一卜)的丁腈橡胶(二卜y/K/于/p，/《一)构成，则由于与滚珠轴承的外圈或内圈接触的部分的摩擦系数低，所以对进给丝 杠轴的旋转速度产生的影响小。在具有本发明的驱动机构、和在可旋转的主轴上安装有切削刀具并 且可在与卡盘工作台的移动方向正交的方向上移动的切削构件的切削装 置中，若在使保持晶片的卡盘工作台移动的同时使切削刀具切入进行切 削，则卡盘工作台的振动小，所以在通过分割晶片而形成的一个个芯片 中不易产生碎屑。
图1是表示切削装置的一个示例的立体图。图2是表示驱动机构的一部分的剖面图。图3是表示驱动机构的一部分的分解立体图。图4是表示现有的驱动机构的立体图。图5是表示现有的驱动机构的一部分的剖面图。标号说明1:切削装置；2:驱动机构；20:导轨；21:滑动体；22:驱动部; 23:卡盘工作台；230:保持部；231:旋转驱动部；24:进给丝杠轴； 24a:自由端部；24b:直径扩大部；25:驱动源；26:末端支撑部；26a: 筒部；26b:内周；3:切削构件；30:壳体；31:主轴；32:切削刀具;4:切入进给构件；40:壁部；41:进给丝杠轴；42:驱动源；43:末端 支撑部；44:导轨；45:滑动体；5:分度进给构件；50:进给丝杠轴； 51:驱动源；52:导轨；53:滑动体；6:对准构件；60:摄像部；70: 第一滚珠轴承；700:内圈；701:外圈；71:第二滚珠轴承；710:内圈； 711:外圈；72、 73、 74:挡环；75:第一内圈弹性体；76:第二内圈弹 性体；77:第一外圈弹性体；78:第二外圈弹性体具体实施方式
图1所示的切削装置1是切削各种被加工物的装置，其至少具有驱 动机构2，驱动机构2具有用于使保持被加工物的卡盘工作台23移动的功能。驱动机构2由以下部件构成在X轴方向上配设的一对导轨20;与导轨20卡合并且可滑动的滑动体21;使滑动体21沿导轨20移动的驱动 部22;以及固定在滑动体21上的作为作用单元的卡盘工作台23。驱动部22具有与导轨20平行配设的进给丝杠轴24;与进给丝杠 轴24的一端连接并且使进给丝杠轴24旋转的驱动源25;将进给丝杠轴 24的自由端部24a支撑成可旋转的末端支撑部26;螺合在进给丝杠轴24 上并且通过滑动体21而与作为作用单元的卡盘工作台23连接的进给螺 母(未图示)。驱动部22为这样的结构进给丝杠轴24通过由驱动源25 驱动而转动，由此，与进给螺母连接的滑动体21由导轨20引导着在X 轴方向上移动，固定在滑动体21上的卡盘工作台23也随之在X轴方向 上移动。进给丝杠轴24的旋转速度和卡盘工作台23的移动速度为成比 例的关系。再有，卡盘工作台23具有保持被加工物的保持部230;使 保持部230旋转的旋转驱动部231，保持部230由旋转驱动部231驱动而 能够旋转期望的角度。在卡盘工作台23的移动路径的上方，配设有对保持于卡盘工作台 23上的被加工物实施切削加工的切削构件3。切削构件3通过在由壳体 30可旋转地支撑的主轴31的前端安装切削刀具32而构成，切削构件3 通过由切入进给构件4驱动而可在Z轴方向上移动，并且通过由分度进给构件5驱动而可在Y轴方向上移动，切削构件3可在与卡盘工作台23 的移动方向正交的方向上移动。在壳体30的侧部，固定有检测晶片的应切削区域的对准构件6。对 准构件6上具有摄像部60，对准构件6具有根据由摄像部60获得的晶片 图像来检测应切削的分割预定线的功能。切入进给构件4由以下部件构成在壁部40的一个面上在Z轴方向 上配设的进给丝杠轴41;与进给丝杠轴41的一端连接并使进给丝杠轴 41转动的驱动源42;将进给丝杠轴41另一端的自由端部支撑成可转动 的末端支撑部43;与进给丝杠轴41平行地配设的导轨44;以及与螺合 在进给丝杠轴41上的进给螺母(未图示)连接、并与导轨44卡合而且 能够滑动的滑动体45，切入进给构件4为这样的结构滑动体45通过由 驱动源42驱动而由导轨44引导着在Z轴方向上移动，支撑在滑动体44 上的切削构件3随之在Z轴方向上升降。分度进给构件5由以下部件构成在Y轴方向上配设的进给丝杠轴 50;与进给丝杠轴50的一端连接并使进给丝杠轴50转动的驱动源51; 将进给丝杠轴50另一端的自由端部支撑成可转动的末端支撑部(未图 示)；与进给丝杠轴50平行地配设的导轨52;以及与螺合在进给丝杠轴 50上的进给螺母(未图示)连接、并与导轨52卡合而且能够滑动的滑动 体53，分度进给构件5为这样的结构滑动体53通过由驱动源51驱动 而由导轨52引导着在Y轴方向上移动， 一体地形成在滑动体53上的壁 部40及切削构件3随之在Y轴方向上移动。如图2及图3所示，在驱动机构2中，在进给丝杠轴24的自由端部 24a上固定有第一滚珠轴承70的内圈700及第二滚珠轴承71的内圈710。 第一滚珠轴承70夹持固定在挡环72和进给丝杠轴24的直径扩大部24b 之间，第二滚珠轴承71由两个挡环73、 74夹持固定。挡环72、 73、 74 例如由铜形成，通过加热并铆接而安装。在进给丝杠轴24的自由端部24a的外周，第一内圈弹性体75及第 二内圈弹性体76以从该外周略微突出的状态埋入，从而成为在进给丝杠 轴24的自由端部24a和内圈700、 710之间分别夹有第一内圈弹性体759及第二内圈弹性体76的状态。在图示的示例中，虽然第一内圈弹性体75 及第二内圈弹性体76均各配设了两个，但也可以是各一个，也可以是分 别为三个以上。在末端支撑部26上，具有容纳第一滚珠轴承70、第二滚珠轴承71 及进给丝杠轴24的自由端部24a的筒部26a，在筒部26a的内周26b上， 第一外圈弹性体77及第二外圈弹性体78以从该内周略微突出的状态埋 入而进行配设。第一外圈弹性体77将第一滚珠轴承70的外圈701支撑 成可在进给丝杠轴24的轴心方向上滑动，第二外圈弹性体78将第二滚 珠轴承71的外圈711支撑成可在进给丝杠轴24的轴心方向上滑动。作为第一内圈弹性体75、第二内圈弹性体76、第一外圈弹性体77 及第二外圈弹性体78，可使用被覆了特氟龙(注册商标)等的聚萘二甲 酸丁二醇酯的丁腈橡胶。例如，可使用三菱电线工业株式会社提供的寸 > :/ ， 4 U >夕"(注册商标)。参照图1来对切削晶片W时的动作进行说明，作为切割对象的晶片 W以通过带T而与框架F成为一体的状态保持在卡盘工作台23上。而且， 通过驱动机构2的功能，卡盘工作台23在X轴方向上移动，由此，晶片 W移动到摄像部60的正下方，对晶片W的表面进行摄像以检测出应切 削的分割预定线，并进行该分割预定线和切削刀具32的在Y轴方向上的 对位。在进行了该对位的状态下，卡盘工作台23在X轴方向上移动，并且 在切削刀具32高速旋转的同时，切削构件3下降，切削刀具32沿所检 测到的分割预定线切入，由此，该分割预定线被切削。此外，在使切削 构件3每次以相邻的分割预定线的间隔在Y轴方向上进行分度进给的同 时，使卡盘工作台23同样地移动，从而依次进行切削。再有，若在使卡 盘工作台23旋转90度后进行同样的切削，则所有的分割预定线分离， 而被分割为一个个芯片。这样，由于在切削时利用驱动机构2的功能使卡盘工作台23重复进 行X轴方向的移动，所以当进给丝杠轴24产生振动时，该振动传递到作 为作用单元的卡盘工作台23上，导致相对于振动的晶片W旋转的切削刀具32切入，所以在晶片的切槽的侧壁(在切割后为器件的周缘部)容易产生碎屑。但是，由于通过图2及图3所示的第一外圈弹性体77及第 二外圈弹性体78来吸收进给丝杠轴24的振动，所以减轻了晶片W的振 动，不易产生碎屑。再有，当配设有第一内圈弹性体75及第二内圈弹性 体76时，进一步减轻了晶片W的振动，而不易产生碎屑。此外，当驱动机构2的进给丝杠轴24不易产生振动时，则可提高进 给丝杠轴24的旋转速度，所以可提高卡盘工作台23的移动速度，能够 提高切削的生产效率。具体地说，在驱动机构不具有内圈弹性体及外圈 弹性体的现有切削装置中，如果将卡盘工作台的移动速度提高到800mm/ 秒，则进给丝杠轴的转速达到危险速度，而通过图1 3所示的进给机构 2，即使使卡盘工作台23的移动速度提高到1200mm/秒，进给丝杠轴24 也不会达到危险速度。再有，即使在用铆钉将第一滚珠轴承70的内圈700及第二滚珠轴承 71的内圈710与进给丝杠轴24的自由端部24a结合起来，并在第一滚珠 轴承70的外圈701及第二滚珠轴承71的外圈711与末端支撑部26的筒 部26a之间仅夹有第一外圈弹性体77、第二外圈弹性体78的情况下，就 算将卡盘工作台23的移动速度提高到1200mm/秒，也不会达到危险速度。此外，在以上的示例中，在筒部26a中容纳有两个滚珠轴承，并与 各滚珠轴承的外圈对应地配设了第一外圈弹性体77及第二外圈弹性体 78，但容纳在筒部26a中的滚珠轴承也可以是一个。该情况下，只要至 少配设一个将这一个滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴24的轴心方 向上滑动的外圈弹性体，就能够通过该外圈弹性体来吸收进给丝杠轴的 振动。再有，在以上的示例中，对在使切削装置1的卡盘工作台23移动用 的机构中使用本发明的驱动机构的情况进行了说明，但也可在切削装置1 中的切入进给构件4或分度进给构件5中使用本发明的驱动机构。该情 况下的作用单元是切削构件3。此外，作为应用对象的装置不限于切削装 置。
权利要求
1.一种驱动机构，其至少具有导轨；与上述导轨卡合并且可滑动的滑动体；使上述滑动体沿上述导轨移动的驱动部；以及固定在上述滑动体上的作用单元，其特征在于，上述驱动部具有驱动源；与上述驱动源连接并且可旋转的进给丝杠轴；将上述进给丝杠轴的自由端部支撑成可旋转的末端支撑部；以及螺合在上述进给丝杠轴上并且与上述作用单元连接的进给螺母，在上述进给丝杠轴的自由端部的外周固定有支撑上述进给丝杠轴的滚珠轴承的内圈，上述末端支撑部由以下部件构成容纳上述滚珠轴承的筒部；和外圈弹性体，其配设在上述筒部的内周，并将上述滚珠轴承的外圈支撑成可在上述进给丝杠轴的轴心方向上滑动，并且还吸收上述进给丝杠轴的振动。
2. 根据权利要求l所述的驱动机构，其特征在于， 在上述进给丝杠轴的自由端部和上述滚珠轴承的内圈之间夹有内圈弹性体。
3. 根据权利要求l所述的驱动机构，其特征在于， 上述滚珠轴承由第一滚珠轴承和第二滚珠轴承构成， 上述外圈弹性体由第一外圈弹性体和第二外圈弹性体构成，上述第一外圈弹性体将上述第一滚珠轴承的外圈支撑成可在上述进给丝杠轴的 轴心方向上滑动，上述第二外圈弹性体将上述第二滚珠轴承的外圈支撑 成可在上述进给丝杠轴的轴心方向上滑动。
4. 根据权利要求3所述的驱动机构，其特征在于， 上述内圈弹性体由第一内圈弹性体和第二内圈弹性体构成，上述第一内圈弹性体夹在上述进给丝杠轴的自由端部和上述第一滚珠轴承的内 圈之间，上述第二内圈弹性体夹在上述进给丝杠轴的自由端部和上述第 二滚珠轴承的内圈之间。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的驱动机构，其特征在于，上述内圈弹性体或上述外圈弹性体是丰皮覆有聚萘二甲酸丁二醇酯的 丁腈橡胶。
6. —种切削装置，其特征在于，上述切削装置具有权利要求1至5中的任一项所述的驱动机构；和切削晶片的切削构件，上述作用单元是保持上述晶片的卡盘工作台， 上述切削构件通过在可旋转的主轴上安装切削刀具而构成，该切削 构件可在与上述卡盘工作台的移动方向正交的方向上移动。
全文摘要
本发明提供一种驱动机构和切削装置，在驱动机构的进给丝杠轴的一端连接有驱动源，并且进给丝杠轴的另一端被可转动地支撑，与螺合在进给丝杠轴上的进给螺母连接的各种滑动体移动，在这种结构的驱动机构中，防止了进给丝杠轴的振动。驱动机构具有这样结构的驱动部驱动源与进给丝杠轴上连接，并且进给螺母螺合在进给丝杠轴上并通过滑动体与作用单元连接，作用单元通过由驱动部驱动而移动，在这种结构的移动机构中，在进给丝杠轴的自由端部的外周固定有支撑进给丝杠轴的滚珠轴承的内圈，在末端支撑部中，在容纳滚珠轴承的筒部的内周配设有外圈弹性体，外圈弹性体将滚珠轴承的外圈支撑成可在进给丝杠轴的轴心方向上滑动，并且吸收进给丝杠轴的振动。
文档编号H01L21/78GK101256979SQ20081008094
公开日2008年9月3日 申请日期2008年2月29日 优先权日2007年3月2日
发明者佐藤正视 申请人:株式会社迪思科