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JP2010267764A - 切削装置 - Google Patents

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JP2010267764A JP2009117339A JP2009117339A JP2010267764A JP 2010267764 A JP2010267764 A JP 2010267764A JP 2009117339 A JP2009117339 A JP 2009117339A JP 2009117339 A JP2009117339 A JP 2009117339A JP 2010267764 A JP2010267764 A JP 2010267764A
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Goji Kawakami
剛司 川上
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Abstract

【課題】スピンドルハウジングの前端面に装着されるハウジングカバーを容易に取り外すことができる切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段を具備し、切削手段がスピンドルハウジングと、スピンドルハウジングに回転自在に支持された回転スピンドルと、回転スピンドルの前端部に装着されたブレードマウントと、ブレードマウントに装着された切削ブレードと、切削ブレードを覆い切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、スピンドルハウジングの前端面に装着され回転スピンドルが挿通する穴を備えたハウジングカバーを具備している切削装置であって、スピンドルハウジングには前端面に開口し吸引手段に連通する吸引通路が設けられており、吸引通路に負圧を作用せしめることによりスピンドルハウジングの前端面にハウジングカバーを吸引力によって固定する。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを切削する切削装置に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。また、セラミックス基板の表面に複数のコンデンサーが形成されたコンデンサーウエーハもストリートに沿って切断することにより個々のコンデンサーに分割され、電気機器に広く利用されている。
上述した半導体ウエーハやコンデンサーウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段を具備し、該切削水供給手段によって切削水を回転する切削ブレードに供給することにより切削ブレードを冷却するとともに、切削ブレードによる切削加工部に切削水を供給しつつ切削作業を実施する。(特許文献1参照)
特開2003−68680号公報
上記切削手段は、筒状のスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに回転自在に支持された回転スピンドルと、該回転スピンドルの先端部に装着されたブレードマウントと、該ブレードマウントに装着された切削ブレードと、該切削ブレードを覆い切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、スピンドルハウジングの前端面に装着され回転スピンドルが挿通する穴を備えたハウジングカバーを具備している。このハウジングカバーは、スピンドルハウジングに締結ボルトによって取り付けられている。
上述した切削装置においては、特にセラミックス基板の表面に複数のコンデンサーが形成されたコンデンサーウエーハを切削ブレードによって切削すると、セラミックス紛が飛散し切削水に混じってブレードカバー内に充満し、ハウジングカバーに付着して堆積するため、ハウジングカバーを定期的に取り外して洗浄する必要がある。ハウジングカバーをスピンドルハウジングから取り外すには、ブレードカバーをスピンドルハウジングから取り外し、ブレードマウントを回転スピンドルから取り外した後に行わなければならないとともに、ハウジングカバーをスピンドルハウジングに取り付ける締結ボルトを含むハウジングカバーの全面にセラミックス紛が付着しているので締結ボルトの位置が目視できず、その取り外し作業が困難となる。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、スピンドルハウジングの前端面に装着されるハウジングカバーを容易に取り外すことができる切削装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段を具備し、
該切削手段は、スピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに回転自在に支持された回転スピンドルと、該回転スピンドルの前端部に装着されたブレードマウントと、該ブレードマウントに装着された切削ブレードと、該切削ブレードを覆い該切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、該スピンドルハウジングの前端面に装着され該回転スピンドルが挿通する穴を備えたハウジングカバーとを具備している、切削装置において、
該スピンドルハウジングには前端面に開口し吸引手段に連通する吸引通路が設けられており、該吸引通路に負圧を作用せしめることにより該スピンドルハウジングの前端面に該ハウジングカバーを吸引力によって固定する、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
上記ハウジングカバーは、上記ブレードカバーに固定されている。
本発明による切削装置は、スピンドルハウジングには前端面に開口し吸引手段に連通する吸引通路が設けられており、吸引通路に負圧を作用せしめることにより該スピンドルハウジングの前端面にハウジングカバーを吸引力によって固定するように構成されているので、吸引手段の作動を停止して吸引力によるハウジングカバーの固定を解除することにより、ハウジングカバーをスピンドルハウジングの前端面から容易に取り外すことができる。このため、ハウジングカバーがスピンドルハウジングに締結ボルトによって取り付けられている従来の構成に比して、セラミックス紛の堆積によって目視できない締結ボルトの位置を探す作業および締結ボルトを弛める作業が不要となり、ハウジングカバーの取り外し作業時間を短縮することができる。
本発明によって構成された切削装置の斜視図。 図1に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの要部断面図。 図1に示す切削装置に装備される切削水供給機構の要部を分解して示す斜視図。
以下、本発明によって構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図1には、本発明によって構成された切削装置の斜視図が示されている。図1に示す切削装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が矢印Xで示す切削送り方向(X軸方向)に移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、チャックテーブル本体31と、該チャックテーブル本体31の上面に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物であるウエーハを図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル本体31には、後述するウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、X軸方向に移動せしめられるようになっている。
図1に示す切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、X軸方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向(Y軸方向)に沿って配設されている。スピンドルユニット4は、図示しない割り出し送り手段によってY軸方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図1において矢印Zで示す切り込み送り方向(Z軸方向)に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット4について、図2を参照して説明する。
図2に示す実施形態におけるスピンドルユニット4は、スピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41内に回転自在に配設された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部(図2において左端部)に装着されるブレードマウント43と、該ブレードマウント43に装着される切削ブレード44を具備している。
スピンドルハウジング41は、軸方向に貫通する軸穴411を備えている。このスピンドルハウジング41の前端面(図2において左端面)41aには、内周部に環状の嵌合凹部41bが形成されている。このように構成されたスピンドルハウジング41の前端面(図2において左端面)41aには、ハウジングカバー40が配設されている。ハウジングカバー40は、回転スピンドル42が挿通する穴40aを備えているとともに、内周部に上記スピンドルハウジング41の前端面41aに形成された環状の嵌合凹部41bに嵌合する環状の嵌合凸部40bが形成されている。一方、スピンドルハウジング41には前端面41aに開口する複数の吸引通路412が設けられており、該吸引通路412が吸引手段400に連通されている。なお、ハウジングカバー40におけるスピンドルハウジング41の前端面41aと対向する側面には、上記複数の吸引通路412と連通する環状溝40cが形成されている。従って、スピンドルハウジング41の前端面41aに形成された環状の嵌合凹部41bにハウジングカバー40の環状の嵌合凸部40bを嵌合して配設し、吸引手段400を作動することにより、吸引通路412を通してスピンドルハウジング41の前端面41aに配設されたハウジングカバー40に形成された環状溝40cに負圧が作用し、この負圧によってハウジングカバー40はスピンドルハウジング41の前端面41aに吸引され固定される。一方、吸引手段400の作動を停止すると、ハウジングカバー40の側面に負圧が作用せず吸引力が解除されるので、ハウジングカバー40はスピンドルハウジング41の前端面41aから容易に取り外すことができる。
スピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設される回転スピンドル42は、その前端部(図2において左端部)がスピンドルハウジング41の前端面41aに装着されたハウジングカバー40より突出して配設されており、その外周面がテーパー面421に形成されている。また、回転スピンドル42の中間部外周には径方向に突出して形成されたスラスト軸受フランジ422が設けられている。このように構成された回転スピンドル42は、スピンドルハウジング41に形成された軸穴411に挿通して配設され、軸穴411の内壁との間に供給される高圧エアーによって回転自在に支持される。なお、回転スピンドル42は、図示しないサーボモータによって回転せしめられるように構成されている。
回転スピンドル42に取付けられるブレードマウント43は、円環状のフランジ部431と、該フランジ部431の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部432とからなっている。ブレードマウント43の中心部には、回転スピンドル42のテーパー面421に装着するためのテーパー状の装着穴43aが設けられている。また、ブレードマウント43を構成する装着部432は、前端部の外周面に雄ネジ432aが形成されているとともに、回転スピンドル42の前端部に形成された雌ネジ423に螺合する締め付けボルト45が挿通する挿通穴432bが形成されている。このように構成されたブレードマウント43は、テーパー状の装着穴43aを回転スピンドル42のテーパー面421に嵌合し、挿通穴432bを挿通して配設される締結ボルト45を回転スピンドル42の前端部に形成された雌ネジ423に螺合することにより、回転スピンドル42に装着される。
上記切削ブレード44は、アルミニウムによって形成された円盤状の基台441と、該基台441の外周部側面に装着された砥石ブレード442とからなっている。基台441の中央部には、上記ブレードマウント43の装着部432に嵌合する嵌合穴441aが形成されている。砥石ブレード442は、上記基台441の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード等が用いられる。このように構成された切削ブレード44は、上述したように回転スピンドル42に取付けられたブレードマウント43の装着部432に基台441に形成された嵌合穴441aを嵌合し、ブレードマウント43を構成する装着部432の前端部の外周面に形成された雄ネジ432aに挟持ナット46を螺合することによって、ブレードマウント43の円環状のフランジ部431と挟持ナット46により挟持して固定される。
上記スピンドルハウジング41の前端部には、切削ブレード43の上半部を覆うブレードカバー47が取り付けられている。ブレードカバー47について、図2および図3を参照して説明する。ブレードカバー47は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング41に装着された第1のカバー部材471と、該第1のカバー部材471の前側(図2において左側)に装着される第2のカバー部材472とからなっている。第1のカバー部材471の一方の側面には雌ネジ穴471aと2個の位置決めピン471bが設けられており、第2のカバー部材472には上記雌ネジ穴471aと対応する位置に挿通穴472aが設けられている。また、第1のカバー部材471の上端部には、他方に延びる取り付け部471eが設けられており、この取り付け部471eが締結ボルト48によってスピンドルハウジング41の前端部に取り付けられる。
また、第2のカバー部材472の第1のカバー部材471と対向する面には、上記2個の位置決めピン471bが嵌合する図示しない2個の凹部が形成されている。このように構成された第1のカバー部材471と第2のカバー部材472は、第2のカバー部材472に形成された図示しない2個の凹部を第1のカバー部材471に設けられた2個の位置決めピン471bに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト473を第2のカバー部材472の挿通穴472aに挿通し、第1のカバー部材471に設けられた雌ネジ穴471aと螺合することにより、第2のカバー部材472を第1のカバー部材471に装着する。
図3を参照して説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記切削ブレード44の環状の砥石ブレード442による切削加工部に切削水を供給する切削水供給機構5を具備している。この切削水供給機構5は、上記ブレードカバー47を構成する第1のカバー部材471および第2のカバー部材472に配設された第1の切削水供給管511および第2の切削水供給管512と、該第1の切削水供給管511および第2の切削水供給管512に切削水を送給する切削水供給手段52と、上記第1の切削水供給管511および第2の切削水供給管512にそれぞれ接続された第1のノズル531および第2のノズル532を具備している。
第1の切削水供給管511および第2の切削水供給管512は、それぞれ上記ブレードカバー47を構成する第1のカバー部材471および第2のカバー部材472に配設されており、その上端が切削水供給手段52に接続され、その下端にはそれぞれ第1のノズル531および第2のノズル532が接続される。このように構成された切削水供給機構5は、切削水供給手段52が作動すると、第1の切削水供給管511および第2の切削水供給管512を介して第1のノズル531および第2のノズル532に切削水が供給され、第1のノズル531および第2のノズル532から切削ブレード44の環状の砥石ブレード442による切削加工部に向けて切削水を噴出する。
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード44によって切削すべき領域を検出するための撮像手段6を具備している。この撮像手段6は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段6によって撮像された画像を表示する表示手段7を具備している。
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域8aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル8が配設されている。このカセット載置テーブル8は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル8上には、被加工物としてのコンデンサーウエーハ10を収容するカセット9が載置される。カセット9に収容されるコンデンサーウエーハ10は、セラミックス基板の表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にコンデンサーが形成されている。このように形成されたコンデンサーウエーハ10は、環状の支持フレーム11に装着されたダイシングテープ12の表面に裏面が貼着された状態でカセット9に収容される。
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル8上に載置されたカセット9に収容されているコンデンサーウエーハ10(環状のフレーム11にダイシングテープ12を介して支持されている状態)を仮置きテーブル13に搬出する搬出・搬入手段14と、仮置きテーブル13に搬出されたコンデンサーウエーハ10を上記チャックテーブル3上に搬送する第1の搬送手段15と、チャックテーブル3上で切削加工されたコンデンサーウエーハ10を洗浄する洗浄手段16と、チャックテーブル3上で切削加工されたコンデンサーウエーハ10を洗浄手段16へ搬送する第2の搬送手段17を具備している。
次に、上述した切削装置を用いてコンデンサーウエーハ10を所定のストリートに沿って切断する切削作業について説明する。
なお、切削作業を実施するに際して、上記図2に示す吸引手段400を作動することにより、吸引通路412を通してスピンドルハウジング41の前端面41aに配設されたハウジングカバー40の側面に形成された環状溝40cに負圧を作用せしめ、この負圧によってハウジングカバー40をスピンドルハウジング41の前端面41aに吸引固定する。このようにして、ハウジングカバー40をスピンドルハウジング41の前端面41aに吸引固定したならば、カセット載置テーブル8上に載置されたカセット9の所定位置に収容されているコンデンサーウエーハ10(環状のフレーム11にダイシングテープ12を介して支持されている状態)は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル8が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段14が進退作動して搬出位置に位置付けられたコンデンサーウエーハ10を仮置きテーブル13上に搬出する。仮置きテーブル13に搬出されたコンデンサーウエーハ10は、第1の搬送手段15の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。
このようにしてチャックテーブル3上にコンデンサーウエーハ10が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動してコンデンサーウエーハ10をダイシングテープ12を介してチャックテーブル3上に吸引保持する。また、コンデンサーウエーハ10をダイシングテープ12を介して支持する環状のフレーム11は、上記クランプ33によって固定される。このようにしてコンデンサーウエーハ10を保持したチャックテーブル3は、撮像手段6の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3が撮像手段6の直下に位置付けられると、撮像手段6によってコンデンサーウエーハ10に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット4をY軸方向に移動調節してストリートと切削ブレード44との精密位置合わせ作業が行われる(アライメント工程)。
上述したようにアライメント工程が実施されたならば、チャックテーブル3をスピンドルユニット4を構成する切削ブレード44の下方である切削加工領域に移動し、切削ブレード44を所定方向に回転せしめるとともに、切り込み送り方向であるZ軸方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード44の最下端がダイシングテープ12に達する位置に位置付ける。そして、コンデンサーウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向であるX軸方向に所定の切削送り速度で移動する。この結果、チャックテーブル3上に保持されたコンデンサーウエーハ10は、切削ブレード44により所定のストリートに沿って切断される(切削工程)。この切削工程を実施する際には、切削水供給機構5の切削水供給手段52を作動して第1のノズル531および第2のノズル532から切削ブレード44の環状の砥石ブレード442による切削加工部に向けて切削水を噴出する。
以上のようにして、コンデンサーウエーハ10を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル3を図1において割り出し方向であるY軸方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、コンデンサーウエーハ10の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル3を90度回転させて、コンデンサーウエーハ10の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、コンデンサーウエーハ10に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のコンデンサーに分割される。なお、分割された個々のコンデンサーは、ダイシングテープ12の作用によってバラバラにはならず、環状のフレーム11に支持されたウエーハの状態が維持されている。
上述したようにコンデンサーウエーハ10のストリートに沿って切削工程が終了したら、コンデンサーウエーハ10を保持したチャックテーブル3は最初にコンデンサーウエーハ10を吸引保持した位置に戻される。そして、コンデンサーウエーハ10の吸引保持を解除する。次に、コンデンサーウエーハ10は第2の搬送手段17によって洗浄手段16に搬送される。洗浄手段16に搬送されたコンデンサーウエーハ10は、ここで洗浄される。このようにして洗浄されたコンデンサーウエーハ10は、乾燥後に第1の搬送手段15によって仮置きテーブル13に搬送される。そして、コンデンサーウエーハ10は、搬出・搬入手段14によってカセット9の所定位置に収納される。
上述した切削工程においては、切削ブレード44の砥石ブレード442によってコンデンサーウエーハ10のセラミックス基板が切削されることにより、セラミックス紛が飛散し切削水に混じってブレードカバー47内に充満する。このようにブレードカバー47内に充満する切削水に混じったセラミックス紛がスピンドルハウジング41の前端面41aに吸引固定されているハウジングカバー40に付着し堆積する。従って、定期的にハウジングカバー40に堆積したセラミックス紛を除去する必要がある。このハウジングカバー40に堆積したセラミックス紛を除去するためには、ハウジングカバー40をスピンドルハウジング41の前端面41aから取り外して洗浄する。以下、ハウジングカバー40の取り外し作業について、図2を参照して説明する。なお、ハウジングカバー40の取り外し作業を実施するに際し、吸引手段400の作動を停止してハウジングカバー40のスピンドルハウジング41の前端面41aへの吸引固定を解除する。
ハウジングカバー40の取り外し作業は、先ずブレードカバー47の締結ボルト473を弛めて、第2のカバー部材472を第1のカバー部材471から取り外す。次に、切削ブレード44を挟持固定している挟持ナット46を弛めて切削ブレード44をブレードマウント43から取り外した後、回転スピンドル42にブレードマウント43を取り付けている締結ボルト45を弛めて回転スピンドル42のテーパー面421からブレードマウント43を切削ブレード44が装着されている状態で抜き取る。このようにして、回転スピンドル42からブレードマウント43を取り外したら、第1のカバー部材461をスピンドルハウジング41に取り付けている締結ボルト48を弛めて、第1のカバー部材471をスピンドルハウジング41から取り外す。以上のようにして、第2のカバー部材472と切削ブレード44とブレードマウント43および第1のカバー部材471を取り外すことにより、スピンドルハウジング41の前端面41aに装着されているハウジングカバー40が露呈される。従って、上記のようにハウジングカバー40のスピンドルハウジング41の前端面41aへの吸引固定が解除されているので、ハウジングカバー40はスピンドルハウジング41の前端面41aから容易に取り外すことができる。このため、ハウジングカバーがスピンドルハウジングに締結ボルトによって取り付けられている従来の構成に比して、セラミックス紛の堆積によって目視できない締結ボルトの位置を探す作業および締結ボルトを弛める作業が不要となり、ハウジングカバー40の取り外し作業時間を短縮することができる。
なお、ハウジングカバー40はブレードカバー47を構成する第1のカバー部材471に固定して、第1のカバー部材471と一体的に構成することにより、第1のカバー部材471を取り外す際にハウジングカバー40も同時に取り外すことができ、ハウジングカバー40の取り外し作業時間を更に短縮することができる。
以上のようにして、ハウジングカバー40をスピンドルハウジング41の前端面41aから取り外したならば、ハウジングカバー40に付着し堆積しているセラミックス紛を洗浄して除去した後、上述した取り外し作業と逆の手順で、ハウジングカバー40と第1のカバー部材471とブレードマウント43と切削ブレード44および第2のカバー部材472を図2に示すように組み付ける。
2:装置ハウジング
3:チャックテーブル
4:スピンドルユニット
40:ハウジングカバー
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
43:ブレードマウント
44:切削ブレード
47:ブレードカバー
5:切削水供給機構
52:切削水送給手段
531:第1のノズル
532:第2のノズル
6:撮像手段
7:表示手段
9:カセット
10:コンデンサーウエーハ
13:仮置きテーブル
14:搬出・搬入手段
15:第1の搬送手段
16:洗浄手段
17:第2の搬送手段

Claims (2)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段を具備し、
    該切削手段は、スピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングに回転自在に支持された回転スピンドルと、該回転スピンドルの前端部に装着されたブレードマウントと、該ブレードマウントに装着された切削ブレードと、該切削ブレードを覆い該切削ブレードによる切削部に切削水を供給する切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、該スピンドルハウジングの前端面に装着され該回転スピンドルが挿通する穴を備えたハウジングカバーとを具備している、切削装置において、
    該スピンドルハウジングには前端面に開口し吸引手段に連通する吸引通路が設けられており、該吸引通路に負圧を作用せしめることにより該スピンドルハウジングの前端面に該ハウジングカバーを吸引力によって固定する、
    ことを特徴とする切削装置。
  2. 該ハウジングカバーは、該ブレードカバーに固定されている、請求項1記載の切削装置。
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