説明

ハブ付きブレード

【課題】回転時の遠心力による刃先の変位を低減し加工品質や加工精度の向上を図るハブ付きブレードを提供する。
【解決手段】ダイシングブレード1は、ハブ3と当該ハブ3の外周縁部3bから一部外側に張り出して設けられたブレード部5とを備えている。ハブ3は、一体に形成されており、第1面A側に位置し外周縁部3bに近づくほど第2面B側に近づくように傾斜する第1テーパ面7と、第2面B側に位置し、外周縁部3bに近づくほど第1面A側に近づくように傾斜する第2テーパ面9と、を有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイシングに用いられるハブ付きブレードに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献1に記載のハブ付きブレードが知られている。このハブ付きブレードは、回転軸線を水平方向に向けた状態でダイシング装置に取り付けられ、半導体ウエハのダイシングに用いられるものである。下記特許文献1の図3に示されるように、このハブ付きブレードは、円板状のハブと当該ハブの右面側の円周縁部に設けられたブレード部とを備えている。ハブの左面側には、回転半径方向の外側に向かうほどブレード部に近づくように傾斜したテーパ面が形成されており、上記ブレード部はハブの外周縁部から外側に突出している。このように、この種のハブ付きブレードは、回転軸線に直交する面を基準にして、左右非対称の形状をなしている。
【特許文献1】特開平6−210570号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
このような左右非対称形状のハブ付きブレードが回転すると、ハブ及びブレード部に作用する遠心力も左右非対称となるので、非対称な遠心力による応力に起因して、ブレード部の先端縁(刃先)を左側に変位させるようなハブの変形が発生する。また、これに伴い、刃先の回転軸線に対する角度が90°からずれることになる。従来のように、3万回転/分程度の回転速度で用いる場合であれば、ハブの変形も小さく刃先の変位も小さいので、大きな問題を生じることは少なかった。しかしながら、近年では、加工効率向上及び加工品質向上の要求に対応すべく、4〜5万回転/分といったようなより高速の回転が主流になりつつあり、更には、8万回転/分といった回転速度が要求されることもあり得る。
【0004】
このように回転速度が高速化すると、遠心力によるダイシング加工中のハブの変形も大きくなり、ブレード部の刃先の変位も大きくなっていく。そして、ブレード部の刃先の変位が、切断ラインの真直度の低下、チッピングの増加といった加工品質低下や加工精度低下の原因となる。近年の回転速度の高速化傾向に鑑み、ハブ付きブレードにおいては、回転時における刃先の変位を極力抑えることが望まれる。
【0005】
そこで、本発明は、回転時の遠心力による刃先の変位を低減し加工品質や加工精度の向上を図るハブ付きブレードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のハブ付きブレードは、円板状のハブと当該ハブの外周縁部から一部外側に張り出して設けられたブレード部とを備えるハブ付きブレードであって、ハブは、一体に形成されており、一方の面側に位置し、外周縁部に近づくほど他方の面側に近づくように傾斜するテーパ面と、他方の面側に位置し、回転径方向の外側に行くほど一方の面側に近づくように傾斜する他のテーパ面と、を有することを特徴とする。
【0007】
このハブ付きブレードのハブには、外周縁部に近づくほど他方の面側に近づくように傾斜するテーパ面がある。このテーパ面の存在により、ハブは、回転軸線に直交する面を基準にして、非対称の形状をなし、他方の面に近い部分の半径が大きくなっている。このようなハブ付きブレードの形状の非対称性によれば、回転の際にハブに作用する遠心力により、ブレード部の先端縁を、一方の面に近づける方向に変位させるようなモーメントが発生する。
【0008】
ここで、ハブは、他方の面側に位置し、回転径方向の外側に行くほど一方の面側に近づくように傾斜する他のテーパ面を備えているので、このような他方の面側の他のテーパ面の存在により、回転軸線に直交する面を基準としたハブの形状の非対称性が緩和されるので、回転時の遠心力による刃先の変位が低減される。従って、このハブ付きブレードによれば、回転時の遠心力による刃先の変位を低減し加工品質や加工精度の向上を図ることができる。
【0009】
また、ハブの一方の面側には、回転周方向に延びる円周溝が形成されてもよい。この構成によれば、円周溝よりも外側の部分には、回転時において、ブレード部の先端縁を、一方の面から離す方向に変位させるようなモーメントが発生することになる。このモーメントにより、前述したブレード部の先端縁の変位が緩和される。
【0010】
また、ハブは、一方の面側に位置し、ダイシング装置のスピンドルに装着されるフランジに対してナットで締結されるときにナットが当接されるナット当接面を更に有し、円周溝は、ナット当接面よりも外側に位置することとしてもよい。この構成では、円周溝は、ナット当接面よりも外側にあることから、円周溝よりも外側の部分がナットに押さえ込まれることがないので、前述のモーメントが効率的に発生する。
【発明の効果】
【0011】
本発明のハブ付きブレードによれば、回転時の遠心力による刃先の変位を低減し加工品質や加工精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るハブ付きブレードの好適な実施形態について詳細に説明する。
【0013】
(第1実施形態)
図1〜図4に示すダイシングブレード(ハブ付きブレード)1は、アルミニウムで一体に形成された円板状のハブ3を備えている。このハブ3の中央には、フランジ23(図5)が取り付けられる取付穴3aが形成されている。以下、図3及び4における状態のハブ3の下側の面を第1面A、上側の面を第2面Bと称する。第1面A側の外周部には、ハブ3の外周縁部3bに近づくほど第2面B側に近づくように傾斜する第1テーパ面7が設けられている。また、第2面B側の外周部には、回転径方向の外側に行くほど第1面A側に近づくように傾斜する第2テーパ面9が設けられている。また、第2面B側において、第2テーパ面9の更に外側には、回転軸線Zに対して正確に直交する面内で延在するように形成された基準面11が設けられている。また、第1面A側において第1テーパ面7よりも内側の位置に、回転周方向に延在する円周溝13が形成されている。
【0014】
また、このダイシングブレード1は、一部がハブ3の外周縁部3bから外側に張り出したブレード部5を備えている。このブレード部5は、微小のダイヤモンド砥粒を含んでおり、一般的には5〜200μmの厚さに形成されている。ブレード部5は、第2面B側において、第2テーパ面9と基準面11とに沿って形成されているので、ブレード部5は、回転軸線Zに対して正確に直交する方向に、外周縁部3bから張り出している。また、ハブ3の第1面A側において、第1テーパ面7の内側には、段差部3cが設けられている。
【0015】
図5及び図6に示すように、このダイシングブレード1は、ナット21を用いてフランジ23に締結されて使用される。このようなフランジ23への取り付けにおいては、ダイシングブレード1は、フランジ23と当該フランジ23に嵌合するナット21とによって挟み込まれ確実に固定される。このとき、ハブ3の第2面Bには、フランジ23のブレード把持面23aが押し当てられ、一方、ハブ3の第1面Aには、ナット21の底面21aが押し当てられることで、ダイシングブレード1の位置決めが行われる。このとき第1面Aのうち、ナット21の底面21aに当接する面を、以下、ナット当接面3dと称する。このようなフランジ23への取り付け作業においては、作業者は段差部3cを指で掴むことで、ダイシングブレード1のハンドリングが可能である。
【0016】
ダイシングブレード1が取り付けられたフランジ23は、ダイシング装置25のスピンドル27に、ナット29によって装着される。この状態で、スピンドル27の回転によりダイシングブレード1が回転し、ブレード部5の刃先5aによって半導体ウエハが切断される。
【0017】
ここで、ハブ3は、第1テーパ面7や段差部3cを有していることから、図3及び図4に示すように、回転軸線Zに直交する面に対して非対称な形状をなしている。すなわち、ハブ3は、全体的に、第2面Bに近い部分の半径が大きくなっている。従って、回転軸線Z周りに高速回転した場合には、ハブ3に作用する遠心力の非対称性によってハブ3の変形の不均一が生じ、その結果、ブレード部5の刃先5aが、回転軸線Z方向に変位するといった現象が生じる。特に、前述の円周溝13と第2テーパ面9とを除いて考えた場合、この現象が顕著である。
【0018】
具体的には、第1テーパ面7と段差部3cとの形状の影響を考慮した場合、刃先5aが第1面Aに近づく方向に変位する。また、刃先5aの回転軸線Zに対する角度が90°からずれることになる。従って、回転時にこのような刃先5aの変位が発生すると、切断ラインの真直度の低下、チッピングの増加といった加工品質低下や加工精度低下の原因となる。特に、回転速度が高速になるほど遠心力が大きくなり変位も大きくなるので、近年の回転速度高速化の要請に対応すべく、刃先5aの変位を適切に抑制することが重要である。
【0019】
そこで、このダイシングブレード1では、第2面Bにおいて、基準面11の内側に第2テーパ面9が設けられている。このような、第1テーパ面7の裏面にあたる位置に存在する第2テーパ面9により、ハブ3の形状の非対称性が緩和されるので、遠心力の非対称性が緩和される。その結果、ハブ3の変形の不均一も緩和されるので、ブレード部5の刃先5aの変位が低減される。
【0020】
更に、このダイシングブレード1では、第1面A側に、前述の円周溝13を設けている。ハブ3のうち円周溝13よりも外側にある部分とブレード部5とを合わせた部分(以下、外周部分という)を考えると、この外周部分には、図4において反時計回りのモーメントが発生する。このモーメントは、刃先5aを第2面側に近づける方向に作用するので、前述の刃先5aの変位を低減することになる。また、図6にも示される通り、円周溝13は、ナット当接面3dよりも回転半径方向の外側にあることから、上記外周部分がナット21に押さえ込まれることがない。従って、前述のモーメントが効率的に発生する。
【0021】
以上より、円周溝13及び第2テーパ面9の存在によって、回転時の遠心力による刃先5aの変位を低減し、ダイシングブレード1の加工品質・加工精度の向上を図ることができる。
【0022】
このような形状のダイシングブレード1の製造方法は、以下の通りである。
【0023】
まず、図7(a)に示すように、ハブ3よりもわずかに大径に形成されたハブ材料4を準備する。このハブ材料4には、第1面A側に円周溝13が予め形成され、第2面B側に基準面11と第2テーパ面9とが予め形成されている。更に、ハブ材料4の第1面A側には、最終的に第1テーパ面7を形成するためのテーパ面8と最終的に段差部3cを形成するための段差部4cとが予め形成されている。このようなハブ材料4は、アルミニウムから一体で形成される。従って、上記の円周溝13、第2テーパ面9、基準面11、テーパ面8、段差部4cは、旋削加工により簡易に形成することができる。
【0024】
次に、図7(b)に示すように、ハブ材料4の表面のうち、第2テーパ面9及び基準面11を除く領域に、マスキング31を施す。その後、このハブ材料4にダイヤモンド砥粒をニッケルめっきで固着させる。この処理により、図7(c)に示すように、マスキング31から露出した第2テーパ面9及び基準面11上に、ダイヤモンド砥粒を含む砥粒層6が形成される。そして、マスキング31を除去した後、図7(d)に示すように、砥粒層6とハブ材料4との外周縁を同時に、機械的に除去する。ここでは、砥粒層6の径が、最終的なブレード部5の径になるように外周縁が加工される。
【0025】
続いて、図8(a)に示すように、ハブ材料4の表面のうち、第2テーパ面9、基準面11、テーパ面8、段差部4cを除く領域に、マスキング33を施す。そして、アルミニウムを溶解させる処理液に、この状態のハブ材料4を浸漬させる。ここで用いる処理液は、マスキング33及びニッケルを溶解しないものが選択される。この処理の結果、図8(b)に示すように、テーパ面8及び段差部4cが処理液により溶解されて後退し、それぞれ第1テーパ面7及び段差部3cが形成される。
【0026】
その後、マスキング33を除去すると、図8(c)に示すようにダイシングブレード1が完成する。このダイシングブレード1のハブ3は、上記のようにハブ材料4の一部が処理液により溶解されてなる。また、テーパ面8が後退することにより、ブレード部5の外周縁がハブ3の外周縁部3bの外側に張り出すことになる。
【0027】
以上の製造方法によれば、ハブ材料4の時点で第2テーパ面9と円周溝13とを予め設けておくことにより、ダイシングブレード1の特徴的な構成である第2テーパ面9と円周溝13とを設けることができる。
【0028】
(第2実施形態)
図9に示すように、ダイシングブレード101は、ダイシングブレード1における円周溝13(図4)を省略したものである。すなわち、従来のダイシングブレードに加え、ハブ103の第2面B側における基準面11の内側に、第2テーパ面9を設けたものである。このように、ダイシングブレード1において円周溝13を省略した場合にも、第2テーパ面9の形状を適宜設計することにより、ハブ103形状の非対称性が緩和され、刃先5aの変位抑制の効果を得ることができる。
【0029】
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば、第1及び第2実施形態では、第1テーパ面7を円錐面としているが、第1テーパ面7は、断面が曲線となるようなテーパ面としてもよい。また、第2テーパ面9を円錐面としているが、第2テーパ面9は、断面が曲線となるようなテーパ面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明に係るダイシングブレードの第1実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1のダイシングブレードを反対方向から見た斜視図である。
【図3】図1のダイシングブレードの断面図である。
【図4】図1のダイシングブレードの刃先付近を拡大して示す断面図である。
【図5】図1のダイシングブレードを、フランジ及びダイシングマシーンに取り付ける状態を示す断面図である。
【図6】図1のダイシングブレードを、フランジ及びダイシングマシーンに取り付けた状態を示す断面図である。
【図7】(a)、(b)、(c)、(d)は、図1のダイシングブレードの製造工程を順次示す断面図である。
【図8】(a)、(b)、(c)は、図1のダイシングブレードの製造工程を順次示す断面図である。
【図9】本発明に係るダイシングブレードの第2実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0031】
1、101…ダイシングブレード(ハブ付きブレード)、3,103…ハブ、3b…ハブの外周縁部、3d…ナット当接面、5…ブレード部、6…砥粒層、7…第1テーパ面、9…第2テーパ面(他のテーパ面)、13…円周溝、21…ナット、23…フランジ、25…ダイシング装置、27…スピンドル、A…第1面(一方の面)、B…第2面(他方の面)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円板状のハブと当該ハブの外周縁部から一部外側に張り出して設けられたブレード部とを備えるハブ付きブレードであって、
前記ハブは、
一体に形成されており、
一方の面側に位置し、前記外周縁部に近づくほど他方の面側に近づくように傾斜するテーパ面と、
前記他方の面側に位置し、回転径方向の外側に行くほど前記一方の面側に近づくように傾斜する他のテーパ面と、
を有することを特徴とするハブ付きブレード。
【請求項2】
前記ハブの前記一方の面側には、回転周方向に延びる円周溝が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のハブ付きブレード。
【請求項3】
前記ハブは、
前記一方の面側に位置し、ダイシング装置のスピンドルに装着されるフランジに対してナットで締結されるときに前記ナットが当接されるナット当接面を更に有し、
前記円周溝は、
前記ナット当接面よりも外側に位置することを特徴とする請求項2に記載のハブ付きブレード。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−52084(P2010−52084A)
【公開日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−218664(P2008−218664)
【出願日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【出願人】(000116781)旭ダイヤモンド工業株式会社 (99)
【Fターム(参考)】