JP2016209980A - 切断装置及び切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力に起因して発生する回転刃の振動、破損、蛇行などを防止する。【解決手段】スピンドル７に、回転軸８に固定された回転刃９と、回転刃９を両側から挟んで固定する第１フランジ１５及び第２フランジ１６とを設ける。第１フランジ１５には、円周状に形成された第１の凹部２１と深い凹部２０とを設ける。第２フランジ１６には、円周状に形成された第２の凹部２５を設ける。回転刃９を間に置いて第２の凹部２５を第１の凹部２１と深い凹部２０とに相対向して配置する。深い凹部２０を設けることによって、遠心力に起因して発生する第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とを等しくする。このことによって、それぞれのフランジが反対側のフランジに向かって回転刃９を押す力を相殺する。したがって、回転刃９が高速回転した場合であっても、遠心力に起因して発生する回転刃９の振動、破損、蛇行などを防止することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、被切断物を切断することによって、個片化された複数の製品を製造する切断装置及び切断方法に関するものである。

プリント基板やリードフレームなどからなる基板を格子状の複数の領域に仮想的に区画して、それぞれの領域にチップ状の素子（例えば、半導体チップ）を装着した後、基板全体を樹脂封止したものを封止済基板という。回転刃などを使用した切断機構によって封止済基板を切断し、それぞれの領域単位に個片化したものが製品になる。

従来から、切断装置を使用して封止済基板の所定領域を回転刃などの切断機構によって切断している。まず、封止済基板を切断用テーブルの上に載置する。次に、封止済基板をアライメント（位置合わせ）する。アライメントすることによって、複数の領域を区切る仮想的な切断線の位置を設定する。次に、封止済基板を載置した切断用テーブルと切断機構とを相対的に移動させる。切削水を封止済基板の切断箇所に噴射するとともに、切断機構によって封止済基板に設定された切断線に沿って封止済基板を切断する。封止済基板を切断することによって、個片化された製品が製造される。

切断機構として回転刃を有するスピンドルが使用される。スピンドルは回転刃を高速回転させることによって封止済基板を切断する。回転刃は、その両端を固定部材であるフランジによって挟まれ、スピンドルに設けられた回転軸の軸方向に対して直交する面に平行になるように取り付けられる。回転刃は、３０，０００〜５０，０００ｒｐｍ程度に高速回転するので、回転刃の中心から外周方向に向かって遠心力が作用する。遠心力が大きくなると、遠心力によってフランジや回転刃に変位が発生する。回転刃が高速回転することによって、フランジや回転刃が遠心力によって変形する。回転刃が遠心力によって変形すると、回転軸の軸方向に対して直交する面から回転刃がずれてしまう。言い換えると、回転軸に直交する方向に対して回転刃が傾きを持つようになる。この回転刃のずれ量（傾き）がある程度以上に大きくなると、回転刃に破損が発生したり、回転刃の蛇行が発生したりする。

切削装置において、「ワッシャ状の切削ブレードは、２つのフランジに挟持された状態でスピンドル先端にナットによって固定されている。ブレードは、フランジに接触した状態で固定されるため、フランジのブレードに接触する端面とスピンドルの回転中心線とのなす角度が９０度でないと、スピンドル回転時にフランジが端面ブレを生じてしまい、精密な加工ができなくなってしまう」ことが開示されている（例えば、特許文献１の段落〔０００３〕、〔０００４〕、図３参照）。

特開２００９−２９７８５５号公報

特許文献１に開示された技術によれば、ブレード３１およびフランジ３７をフランジ３６に嵌合させ、ブレード３１を一対のフランジ３６，３７によって挟持させる。さらに、ナット３５の雌ねじ部３５ａをフランジ３６のフランジ雄ねじ部３６ａに螺合させて締め付けることで、ブレード３１はフランジ３６，３７の外周面寄りの端面３６ｃ，３７ａによって挟持固定される（特許文献１の段落〔００２０〕、図３）。

この技術によれば、ブレード３１はフランジ３６，３７の外周面寄りの端面３６ｃ，３７ａによって固定される。フランジ３６とフランジ３７とではその構造や重量が異なる。したがって、遠心力によって受ける力が、フランジ３６とフランジ３７とでは異なる。ブレード３１が高速回転すると、遠心力によってフランジ３６とフランジ３７とに作用する力が異なるため、ブレード３１が変形するおそれがある。

本発明は、回転刃を挟んで固定する第１の固定部材及び第２の固定部材の構造を最適化し、それぞれ遠心力に起因して発生する第１の固定部材の変位量と第２の固定部材の変位量とを等しくすることによって、回転刃の変形や破損を防止することができる切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、被切断物が載置されるテーブルと、被切断物を切断する切断機構と、テーブルと切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される切断装置であって、切断機構に設けられた回転軸と、回転軸に対して固定された円板状の回転刃と、回転刃における切断機構の本体に近い側に位置する第１の面に部分的に密着する第１の固定部材と、第１の固定部材の外周部に設けられ回転刃の第１の面に密着する第１の保持部と、第１の固定部材に設けられた第１の凹部と、第１の凹部の少なくとも一部に重なるようにして第１の固定部材に設けられ、第１の凹部の深さよりも大きい深さを有する深い凹部と、第１の固定部材に設けられた第１のサポート部と、回転刃の第２の面に部分的に密着する第２の固定部材と、第２の固定部材の外周部に設けられ回転刃の第２の面に密着する第２の保持部と、第２の固定部材に設けられた第２の凹部と、第２の固定部材に設けられた第２のサポート部とを備え、第１の固定部材と第２の固定部材とによって回転刃が挟まれた状態において回転刃が回転軸に対して固定され、回転刃を間に置いて第２の凹部が第１の凹部と深い凹部とに相対向して配置され、回転刃が回転することによって発生する遠心力に起因する回転刃の変形が抑制されることを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、第１の保持部と第１の凹部と深い凹部と第１のサポート部とが円周状に形成され、第２の保持部と第２の凹部と第２のサポート部とが円周状に形成されることを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、深い凹部の深さは第１の凹部の深さ及び第２の凹部の深さよりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、第１のサポート部は第１の固定部材における回転軸に近い側に設けられ、第２のサポート部は第２の固定部材における回転軸に近い側に設けられ、回転刃を間に置いて第１のサポート部と第２のサポート部とが相対向して配置され、回転刃の第１の面から第１のサポート部の端面までの第１の距離と回転刃の第２の面から第２のサポート部の端面までの第２の距離とが等しい所定の距離であり、所定の距離は回転刃が有する砥粒の最大径よりも大きく、回転刃の変形が許容される範囲における変形量の最大値よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、深い凹部は、第１の固定部材において、回転刃の第１の面に相対向する面又は相対向する面の反対面のうち少なくとも一方において設けられることを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域においてそれぞれ機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る切断方法は、被切断物をテーブルに載置する工程と、回転軸に固定された円板状の回転刃と被切断物とを相対的に移動させる工程とを備え、被切断物を切断することによって複数の製品を製造する切断方法であって、第１の保持部と、第１の凹部と、第１の凹部に重なるようにして設けられ第１の凹部の深さよりも大きい深さを有する深い凹部と、第１のサポート部とを有する第１の固定部材を準備する工程と、第２の保持部と、第２の凹部と、第２のサポート部とを有する第２の固定部材を準備する工程と、第１の固定部材と第２の固定部材とによって挟まれた状態において回転軸に固定された回転刃を準備する工程と、回転刃を回転させる工程とを備え、準備された第１の固定部材において第１の保持部が外周部に設けられ、準備された第２の固定部材において第２の保持部が外周部に設けられ、回転刃を準備する工程では、第２の凹部を第１の凹部と深い凹部とに相対向して配置し、回転刃における切断機構の本体に近い側に位置する第１の面に第１の保持部を密着させ、回転刃の第２の面に第２の保持部を密着させ、回転刃を回転させる工程では、回転刃が回転することによって発生する遠心力に起因する回転刃の変形を抑制することを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、準備された第１の固定部材において、第１の保持部と、第１の凹部と、深い凹部と、第１のサポート部とが円周状に形成され、準備された第２の固定部材において、第２の保持部と、第２の凹部と、第２のサポート部とが円周状に形成されることを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、それぞれ準備された第１の固定部材と第２の固定部材とにおいて、深い凹部の深さは第１の凹部の深さ及び第２の凹部の深さよりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、それぞれ準備された第１の固定部材と第２の固定部材とにおいて、第１のサポート部は第１の固定部材における回転軸に近い側に設けられ、第２のサポート部は第２の固定部材における回転軸に近い側に設けられ、回転刃を間に置いて第１のサポート部と第２のサポート部とが相対向して配置され、回転刃の第１の面から第１のサポート部の端面までの第１の距離と回転刃の第２の面から第２のサポート部の端面までの第２の距離とが等しい所定の距離であり、所定の距離は回転刃が有する砥粒の最大径よりも大きく、回転刃の変形が許容される範囲における変形量の最大値よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、準備された第１の固定部材において、深い凹部は、回転刃の第１の面に相対向する面又は相対向する面の反対面のうち少なくとも一方において設けられることを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域においてそれぞれ機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする。

本発明によれば、切断機構に、回転軸と、回転軸に固定された回転刃と、回転刃を両側から挟んで固定する第１の固定部材及び第２の固定部材とを設ける。第１の固定部材には、回転刃の第１の面に部分的に密着する第１の保持部と、第１の凹部と、第１の凹部の少なくとも一部に重なるようにして設けられ第１の凹部の深さよりも大きい深さを有する深い凹部と、第１のサポート部とを設ける。第２の固定部材には、回転刃の第２の面に部分的に密着する第２の保持部と、第２の凹部と、第２のサポート部とを設ける。回転刃を間に置いて第２の凹部を第１の凹部と深い凹部とに相対向して配置することによって、回転刃が回転することによって発生する遠心力に起因する回転刃の変形を抑制する。したがって、回転刃が高速回転した場合であっても、遠心力に起因して発生する回転刃の振動、破損、蛇行などを防止することができる。

本発明に係る切断装置の概要を示す平面図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、図１で示した切断装置において使用されるスピンドルを示す概略図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。 図２で示したスピンドルの構成部材を示す概略分解断面図である。 図３で示した構成部材をスピンドルに取り付けた状態を示す概略断面図である。 図４で示したフランジの概略断面拡大図ある。

図４に示されるように、スピンドル７に、回転軸８と、回転軸８に固定された回転刃９と、回転刃９を両側から挟んで固定する第１フランジ１５及び第２フランジ１６とを設ける。第１フランジ１５には、それぞれ円周状に形成された第１の凹部２１と深い凹部２０とを設ける。第２フランジ１６には、円周状に形成された第２の凹部２５を設ける。回転刃９を間に置いて第２の凹部２５を第１の凹部２１と深い凹部２０とに相対向して配置する。深い凹部２０を設けることによって、遠心力に起因して発生する第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とを等しくする。このことによって、それぞれのフランジが反対側のフランジに向かって回転刃９を押そうとする力を相殺することができる。したがって、回転刃９が高速回転した場合であっても、遠心力に起因して発生する回転刃９の振動、破損、蛇行などを防止することができる。

本発明に係る切断装置について、図１を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図１に示されるように、切断装置１は、被切断物を複数の製品に個片化する装置である。切断装置１は、基板供給モジュールＡと基板切断モジュールＢと検査モジュールＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素（各モジュールＡ〜Ｃ）は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。

基板供給モジュールＡには、被切断物に相当する封止済基板２を供給する基板供給機構３と、切断装置１の動作や制御などを行う制御部ＣＴＬとが設けられる。封止済基板２は、プリント基板やリードフレームなどからなる基板と、基板が有する複数の領域に装着された複数の機能素子（半導体素子などのチップ）と、複数の領域が一括して覆われるようにして形成された封止樹脂とを有する。封止済基板２は、最終的に切断されて個片化される被切断物である。封止済基板２は、搬送機構（図示なし）によって基板切断モジュールＢに搬送される。

図１に示される切断装置１は、シングルカットテーブル方式の切断装置である。したがって、基板切断モジュールＢには、１個の切断用テーブル４が設けられる。切断用テーブル４は、移動機構５によって図のＹ方向に移動可能であり、かつ、回転機構６によってθ方向に回動可能である。切断用テーブル４には切断用治具（図示なし）が取り付けられ、切断用治具の上に封止済基板２が載置される。

基板切断モジュールＢには、切断機構としてスピンドル７が設けられる。図１に示される切断装置１は、１個のスピンドル７が設けられるシングルスピンドル構成の切断装置である。スピンドル７は、独立してＸ方向とＺ方向とに移動可能である。スピンドル７は、回転軸８と回転軸８の先端部に装着された回転刃９とを備える。回転刃９は、回転軸８の軸方向（Ｘ方向）に対して直交する面（Ｙ軸とＺ軸とを含む面）に平行になるように取り付けられる。スピンドル７には、高速回転する回転刃９によって発生する摩擦熱を抑えるために切削水を噴射する切削水用ノズル（図示なし）が設けられる。切断用テーブル４とスピンドル７とを相対的に移動させることによって封止済基板２が切断される。回転刃８は、Ｙ軸とＺ軸とを含む面内において回転することによって封止済基板２を切断する。

検査モジュールＣには検査用テーブル１０が設けられる。検査用テーブル１０には、封止済基板２を切断して個片化された複数の製品Ｐからなる集合体、すなわち、切断済基板１１が載置される。複数の製品Ｐは、検査用のカメラ（図示なし）によって検査されて、良品と不良品とに選別される。良品はトレイ１２に収容される。

実施例１おいては、シングルカットテーブル方式であって、シングルスピンドル構成の切断装置１を説明した。これに限らず、シングルカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の切断装置や、ツインカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の切断装置などを使用してもよい。

図２〜図５を参照して、本発明に係る切断装置１において使用されるスピンドル７を説明する。図２に示される切断機構であるスピンドル７は、スピンドル本体部１３と駆動機構であるスピンドルモータ１４とスピンドルモータ１４に接続された回転軸８とを備える。回転軸８は、ラジアルエアベアリングとアキシャルエアベアリング（図示なし）とから吹き出される空気（エア）によって非接触の状態でスピンドル７に回転可能に支持される。回転軸８の先端部には封止済基板２を切断する回転刃９が装着される。回転刃９は、回転軸８の軸方向（Ｘ方向）に対して直交する面（Ｙ軸とＺ軸とを含む面）に平行になるように取り付けられる。回転刃９は、固定部材である第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって両側を挟まれ、回転軸８に取り付けられる。回転刃９は、貫通孔を有するワッシャータイプの回転刃である。回転刃９は、スピンドル７に着脱可能で交換することができる。

図３を参照して、本実施例において使用されるスピンドル７の構成部材について説明する。図３に示されるように、スピンドル７に設けられた回転軸８は、その先端に第１フランジ１５を取り付けるため口径の小さい先端部８ａを有する。回転軸８の先端部８ａには、第１フランジ１５を回転軸８に固定するためのボルト１７と螺合する雌ねじ部８ｉが形成されている。

第１フランジ１５は、第２フランジ１６と共に回転刃９を挟んで保持し、回転刃９をスピンドル７に固定する部材である。第１フランジ１５は、回転刃９の背面側（スピンドル７側；第１の面側）に配置される後側フランジであり、回転軸８に直接取り付けられる。第１フランジ１５の中心部には、回転軸８の先端部８ａに嵌合される貫通穴１９が設けられる。第１フランジ１５は、回転刃９が挿入される筒状のベース部１５ａと、第２フランジ１６が嵌合される筒状のベース部１５ｂと、回転刃９を保持する円周状の保持部１５ｃと、回転刃９の傾きや反りを抑制するための円周状のサポート部１５ｄと、第１フランジ１５の変位（変形）を抑制するために円周状に形成された深い凹部２０と、第１フランジ１５の変位（変形）を抑制するために円周状に形成された第１の凹部２１とを備える。深い凹部２０と第１の凹部２１とは円周状に形成される。第１フランジ１５の中心先端部には、ボルト１７が締結される凹部２２とナット１８に螺合するナット雄ねじ部１５ｅとが形成されている。

図３の上方又は下方から見た場合において、深い凹部２０は第１の凹部２１の少なくとも一部に重なるようにして設けられる。言い換えれば、図３において、円周状に形成された深い凹部２０は、円周状に形成された第１の凹部２１の少なくとも一部に、平面視して含まれる。本発明において、「円周状に形成された」という文言は、円周状に切れ目なく形成された場合と、円周状であって少なくとも１か所以上の切れ目を有するようにして形成された場合との双方を含む。

図３に示されるように、第１フランジ１５において、深い凹部２０は第１の凹部２１と同じ側（図の下側）に設けられる。これに限定されるものではなく、第１フランジ１５において、深い凹部２０は、第１の凹部２１の反対側（図の上側）に設けられてもよい。第１フランジ１５において、深い凹部２０は、第１の凹部２１と同じ側と反対側との双方に設けられてもよい。

回転刃９は、貫通孔２３を備えリング状に形成されたワッシャータイプの回転刃である。回転刃９の貫通孔２３は、第１フランジの筒状のベース部１５ａに挿入される。回転刃９は、例えば、ダイヤモンドなどの砥粒を、金属、樹脂、セラミックなどの結合材で結合した円環状の砥石からなる回転刃である。封止済基板を切断する際に使用される砥粒としては、数μｍ〜数十μｍ程度の粒径を有するダイヤモンド砥粒が使用されることが多い。

第２フランジ１６は、第１フランジ１５と共に回転刃９を挟んで保持し、回転刃９をスピンドル７に固定する部材である。第２フランジ１６は、回転刃９の前面側（スピンドル７とは反対側；第２の面側）に配置される前側フランジであり、第１フランジ１５に嵌合される。第２フランジ１６の中心部には、第１フランジ１５の筒状のベース部１５ｂに嵌合される貫通穴２４が設けられる。第２フランジ１６は、回転刃９を保持する円周状の保持部１６ｃと、回転刃９の傾きや反りを抑制するための円周状のサポート部１６ｄと、第２フランジ１６の変位（変形）を抑制するために円周状に形成された第２の凹部２５とを備える。

回転刃９は、第１フランジ１５の外周部に設けられた円周状の保持部１５ｃと第２フランジ１６の外周部に設けられた円周状の保持部１６ｃとによって挟まれ、保持される。回転刃９を、回転軸８の軸方向に対して直交する面に平行になるように保持する。回転刃９を精度よく保持するために、保持部１５ｃ及び保持部１６ｃの端面はそれぞれ高い平坦性を有する。

ナット１８は、第２フランジ１６を第１フランジ１５に固定するためのフランジナットである。ナット１８の内周面にはナット雌ねじ部１８ｉが形成されている。ナット１８を第１フランジ１５のナット雄ねじ部１５ｅに締結することによって、回転刃９は第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって挟まれ固定される。

ボルト１７は、回転刃９を挟んでナット１８によって固定された第１フランジ１５及び第２フランジ１６を回転軸８に固定するための固定部材である。ボルト１７には、回転軸８の雌ねじ部８ｉに螺合する雄ねじ部１７ｅが形成されている。ボルト１７の頭には、ボルト１７を回転軸８に対して締結する際に又は回転軸８から緩める際に回転させるために、例えば、六角穴２６が形成されている。

図３を参照して、スピンドル７に回転刃９を装着する手順について説明する。まず、回転刃９の貫通孔２３を、第１フランジ１５の筒状のベース部１５ａに挿入する。次に、第２フランジ１６の貫通穴２４を第１フランジ１５の筒状のベース部１５ｂに嵌合する。更に、ナット１８のナット雌ねじ部１８ｉを、第１フランジ１５の先端部に形成されたナット雄ねじ部１５ｅに螺合させて締め付ける。このことによって、回転刃９は、第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって挟まれて固定される。

次に、第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって回転刃９を固定した状態で、第１フランジ１５の中心部に形成された貫通穴１９を、スピンドル７の回転軸８の先端部８ａに嵌合する。次に、ボルト１７を、回転軸８の先端部８ａに形成された雌ねじ部８ｉに螺合させて締め付ける。ボルト１７の頭に形成された六角穴２６に、例えば、Ｌ型レンチなどを挿入してボルト１７を締め付ける。ボルト１７を回転軸８に締結することによって、第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって固定された回転刃９を、スピンドル７の回転軸８に取り付ける。

図４を参照して、スピンドル７に回転刃９が装着された状態を説明する。図４は、本発明に係る切断装置１において使用されるスピンドル７を示している。図４に示されるように、第１フランジ１５と第２フランジ１６とによって挟まれ、ナット１８によって固定された回転刃９が、ボルト１７によって回転軸８に取り付けられる。回転刃９は、第１フランジ１５の外周部に形成された保持部１５ｃと第２フランジ１６の外周部に形成された保持部１６ｃとによって、挟まれ固定される。保持部１５ｃと保持部１６ｃとは、回転刃９の取り付け状態を安定に維持するために、それぞれ高い平坦性を有する。保持部１５ｃと保持部１６ｃとによって挟まれ固定された回転刃９が、高速回転することによって封止済基板２を切断する。

スピンドル７に回転刃９を装着する手順については、本実施例及び従来の技術とも全く同じ手順で行われる。ここでは、従来の技術における第１フランジ１５と第２フランジ１６とを使用した際の課題について説明する。従来の技術において、回転刃９が高速回転していないアイドリング状態又は静止状態においては、回転刃９は回転軸８の軸方向に対して直交する面に平行に位置する。回転刃９が高速回転することによって、第１フランジ１５と第２フランジ１６とは回転することによる遠心力をそれぞれ受ける。遠心力は回転刃９の中心から径方向（外側）に向かって作用する。したがって、第１フランジ１５と第２フランジ１６とは、それぞれのフランジの中心から外側に向かう遠心力を受けて、外周方向に向かって変位（変形）する。

特許文献１の図３に示された従来の技術を、本出願の図４を参照して説明する。従来の技術によれば、本出願の図４に示された深い凹部２０とサポート部１５ｄとサポート部１６ｄとが存在しない。この状態において、第１フランジ１５は、ボルト１７によって直接回転軸８に固定される。第１フランジ１５はボルト１７によって回転軸に８に強固に固定されている。したがって、第１フランジ１５において遠心力に起因して発生する変位の量（変位量）は比較的小さい。第２フランジ１６は、ナット１８によって第１フランジ１５に締結される。第２フランジ１６は回転軸８に直接固定されていない。したがって、第２フランジ１６において遠心力に起因して発生する変位量は、第１フランジ１５において遠心力に起因して発生する変位量よりも大きくなる。第１フランジ１５において発生する変位量と第２フランジ１６において発生する変位量とが異なると、変位量が大きいフランジ（第２フランジ１６）の側から変位量が小さいフランジ（第１フランジ１５）の側に回転刃９を押す力（図４における右向きの力）が発生する。このことによって、従来の技術によれば、回転刃９が高速回転した場合において、回転刃９が回転軸８の軸方向に対して直交する面からずれてしまうことがある。言い換えると、図４におけるＹ軸とＺ軸とを含む面に対して回転刃９が傾きを持つようになる。この回転刃９の傾きがある程度以上に大きくなると、回転刃９に振動、破損が発生したり、回転刃９の蛇行が発生したりする。

一方、本発明によれば、図４に示されるように、第１フランジ１５にはそれぞれ円周状の第１の凹部２１と深い凹部２０とが設けられる。第２フランジ１６には円周状の第２の凹部２５が設けられる。深い凹部２０は、それぞれ遠心力に起因して発生する第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とを等しくするために、第１フランジ１５の剛性を低下させることを目的として設けられる。第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とを等しくすることによって、それぞれのフランジが反対側のフランジに向かって回転刃９を押そうとする力を相殺することができる。このことにより、回転軸８の軸方向に対して直交する面（図４におけるＹ軸とＺ軸とを含む面）に常に平行になるように回転刃９を保持することができる。したがって、回転刃９が高速回転した場合であっても、遠心力に起因して発生する回転刃９の振動、破損、蛇行など（以下適宜「振動など」という。）を防止することができる。「第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とが等しい」という文言は、それらの変位量が厳密には異なっているが回転刃９の傾きが振動などを発生させない程度に充分に小さい場合、言い換えれば、それらの変位量が実質的に等しい場合を含む。

本発明によれば、フランジ１５のサポート部１５ｄと第２フランジ１６のサポート部１６ｄとは、回転刃９を間に置いて相対向するようにして設けられる。回転刃９の背面（スピンドル７側の面；回転刃９の第１の面）から第１フランジ１５のサポート部１５ｄの端面までの第１の距離と、回転刃９の前面（スピンドル７とは反対側の面；回転刃９の第２の面）から第２フランジ１６のサポート部１６ｄの端面までの第２の距離とは、等しい距離（所定の距離）に予め設定される。設定された所定の距離は、回転刃９が有する砥粒ＡＧ（図５においては一部分のみが示される）の最大径よりも大きく、回転刃９の変形が許容される範囲における変形量の最大値よりも小さい。

上述したように所定の距離を設定することによって、第１に、回転刃９が遠心力に起因して変形し始めた場合に、回転刃９の第１の面から突出する砥粒がサポート部１５ｄの端面に、又は、回転刃９の第２の面から突出する砥粒がサポート部１６ｄの端面に、早い段階において接触する。第２に、回転刃９の第１の面又は第２の面から砥粒が突出する量が小さい場合に、回転刃９が遠心力に起因して変形する変形量が、変形量の許容される範囲における最大値よりも小さい段階において、回転刃９の第１の面がサポート部１５ｄの端面に接触し、又は、回転刃９の第２の面がサポート部１６ｄの端面に接触する。これら２つの作用によって、サポート部１５ｄの端面とサポート部１６ｄの端面とが、回転刃９のひずみ、反り、撓みなど（以下適宜「変形」という。）を抑制することができる。「等しい距離」という文言は、それらの距離が厳密には異なっているが回転刃９の傾きが振動などを発生させない程度にそれらの距離の差が充分に小さい場合、言い換えれば、それらの距離が実質的に等しい場合を含む。

図５に示されるように、第１フランジ１５において、保持部１５ｃの端面（図では左端の面）から深い凹部２０の内底面までの深さをＬ１、第１の凹部２１の内底面までの深さをＬ２、回転刃９の背面からサポート部１５ｄの端面（図では左端の面）までの距離をＬ３とする。第２フランジ１６において、保持部１６ｃの端面（図では右端の面）から第２の凹部２５の内底面までの深さをＬ４、回転刃９の前面からサポート部１６ｄの端面（図では右端の面）までの距離をＬ５とする。

一般に、スピンドルにおいて、回転刃が回転する際にフランジが受ける遠心力に起因するフランジの変位量は、フランジの外径、フランジの質量、回転刃の回転数などに依存する。第１フランジ１５における深い凹部２０の深さＬ１と第１の凹部２１の深さＬ２と、第２フランジ１６における第２の凹部２５の深さＬ４とを最適化することによって、遠心力に起因する第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とをほぼ等しくすることができる。例えば、本実施例においては、第１フランジ１５の深い凹部２０の深さＬ１を０．７〜１．５ｍｍ、第１フランジ１５の第１の凹部２１の深さＬ２を０．３〜０．５ｍｍ、第２フランジ１６の第２の凹部２５の深さＬ４を０．３〜０．５ｍｍにすることによって、第１フランジ１５の変位量と第２フランジ１６の変位量とをほぼ等しくすることが可能になった。このことにより、回転刃９が高速回転した場合であっても、回転刃９のひずみや反りを抑えることができる。したがって、回転刃９が受ける遠心力に起因して発生する回転刃９の破損や蛇行を防止することができる。

例えば、回転刃９に含まれる砥粒の粒径の最大値が１５μｍの場合を説明する。回転刃９の背面からサポート部１５ｄの端面までの距離Ｌ３と回転刃９の前面からサポート部１６ｄの端面までの距離Ｌ５とを、回転刃９に含まれる砥粒の粒径の最大値よりもわずかに大きくなるように０．０２ｍｍに設定した。このことによって、回転刃９が受ける遠心力に起因して回転刃９の変形（ひずみや撓みなど）が発生したとしても、その変形を抑制することができる。したがって、回転刃９が高速回転した場合であっても、回転刃９がひずみや撓みによって破損することを防止できる。

各実施例においては、被切断物として、基板上に封止樹脂を形成した封止済基板２を切断する場合を示した。これに限らず、被切断物における基板として、ガラスエポキシ積層板、プリント配線板、セラミックス基板、金属ベース基板、フィルムベース基板などを使用し、その上に封止樹脂を形成した封止済基板についても本発明を適用できる。

機能素子としては、ＩＣ（Integrated Circuit )、トランジスタ、ダイオードなどの半導体素子の他に、センサ、フィルタ、アクチュエータ、発振子などが含まれる。１個の領域に複数個の機能素子が搭載されてもよい。

更に、シリコン半導体や化合物半導体のウェーハがウェーハ状態のまま一括樹脂封止されたウェーハレベルパッケージのような実質的に円形の形状を有する被切断物を切断する場合においても、ここまで説明した内容を適用できる。

被切断物は封止済基板２に限定されない。樹脂成形法によって製造した部材（樹脂成形体）を切断してレンズアレイなどの光学部品、一般的な樹脂成形品などの製品を製造する場合がある。この場合における樹脂成形体が被切断物に含まれる。回転刃を使用して被切断物を切断する際に、回転刃９における変形、振動などをできるだけ抑制したい場合、言い換えれば、切断されることによって製造される製品に要求される寸法精度、外観品位などのレベル高い場合ほど、本発明は有効である。

例えば、回転刃９を高速回転させる場合などにおいて、本発明によっても回転刃９に変形が発生することを充分に抑制することができない場合が考えられる。その原因として、第１フランジ１５の外周部と第２フランジ１６の外周部との少なくとも一方が外側に向かって（回転刃９の表面から離れる方向に向かって）曲がるように変形することが挙げられる。この場合には、変形している方のフランジが有する保持部（保持部１５ｃ又は１６ｃのうち少なくとも一方）の端面を、回転刃９が停止している状態において、回転軸に近づくほど回転刃９から離れるように傾斜させてもよい。回転刃９の面に対する保持部１５ｃの端面又は保持部１６ｃの端面の角度を調整することによって、回転刃９の変形を抑制することができる。

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 切断装置
２ 封止済基板（被切断物）
３ 基板供給機構
４ 切断用テーブル（テーブル）
５ 移動機構
６ 回転機構
７ スピンドル（切断機構）
８ 回転軸
８ａ 先端部
８ｉ 雌ねじ部
９ 回転刃
１０ 検査用テーブル
１１ 切断済基板
１２ トレイ
１３ スピンドル本体部
１４ スピンドルモータ
１５ 第１フランジ（第１の固定部材）
１５ａ ベース部
１５ｂ ベース部
１５ｃ 保持部（第１の保持部）
１５ｄ サポート部（第１のサポート部）
１５ｅ ナット雄ねじ部
１６ 第２フランジ（第２の固定部材）
１６ｃ 保持部（第２の保持部）
１６ｄ サポート部（第２のサポート部）
１７ ボルト
１７ｅ 雄ねじ部
１８ ナット
１８ｉ ナット雌ねじ部
１９ 貫通穴
２０ 深い凹部
２１ 第１の凹部
２２ 凹部
２３ 貫通孔
２４ 貫通穴
２５ 第２の凹部
２６ 六角穴
Ａ 基板供給モジュール
Ｂ 基板切断モジュール
Ｃ 検査モジュール
ＣＴＬ 制御部
Ｐ 製品
ＡＧ 砥粒
Ｌ１ 深い凹部の深さ
Ｌ２ 第１の凹部の深さ
Ｌ３ 回転刃の背面からサポート部の端面までの距離（第１の距離）
Ｌ４ 第２の凹部の深さ
Ｌ５ 回転刃の前面からサポート部の端面までの距離（第２の距離）

Claims (14)

1. 被切断物が載置されるテーブルと、前記被切断物を切断する切断機構と、前記テーブルと前記切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される切断装置であって、
   前記切断機構に設けられた回転軸と、
   前記回転軸に対して固定された円板状の回転刃と、
   前記回転刃における前記切断機構の本体に近い側に位置する第１の面に部分的に密着する第１の固定部材と、
   前記第１の固定部材の外周部に設けられ前記回転刃の前記第１の面に密着する第１の保持部と、
   前記第１の固定部材に設けられた第１の凹部と、
   前記第１の凹部の少なくとも一部に重なるようにして前記第１の固定部材に設けられ、前記第１の凹部の深さよりも大きい深さを有する深い凹部と、
   前記第１の固定部材に設けられた第１のサポート部と、
   前記回転刃の第２の面に部分的に密着する第２の固定部材と、
   前記第２の固定部材の外周部に設けられ前記回転刃の前記第２の面に密着する第２の保持部と、
   前記第２の固定部材に設けられた第２の凹部と、
   前記第２の固定部材に設けられた第２のサポート部とを備え、
   前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とによって前記回転刃が挟まれた状態において前記回転刃が前記回転軸に対して固定され、
   前記回転刃を間に置いて前記第２の凹部が前記第１の凹部と前記深い凹部とに相対向して配置され、
   前記回転刃が回転することによって発生する遠心力に起因する前記回転刃の変形が抑制されることを特徴とする切断装置。
2. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記第１の保持部と前記第１の凹部と前記深い凹部と前記第１のサポート部とが円周状に形成され、前記第２の保持部と前記第２の凹部と前記第２のサポート部とが円周状に形成されることを特徴とする切断装置。
3. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記深い凹部の深さは前記第１の凹部の深さ及び前記第２の凹部の深さよりも大きいことを特徴とする切断装置。
4. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記第１のサポート部は前記第１の固定部材における前記回転軸に近い側に設けられ、
   前記第２のサポート部は前記第２の固定部材における前記回転軸に近い側に設けられ、
   前記回転刃を間に置いて前記第１のサポート部と前記第２のサポート部とが相対向して配置され、
   前記回転刃の前記第１の面から前記第１のサポート部の端面までの第１の距離と前記回転刃の前記第２の面から前記第２のサポート部の端面までの第２の距離とが等しい所定の距離であり、
   前記所定の距離は前記回転刃が有する砥粒の最大径よりも大きく、前記回転刃の変形が許容される範囲における変形量の最大値よりも小さいことを特徴とする切断装置。
5. 請求項１に記載された切断装置において、
   前記深い凹部は、前記第１の固定部材において、前記回転刃の前記第１の面に相対向する面又は前記相対向する面の反対面のうち少なくとも一方において設けられることを特徴とする切断装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載された切断装置において、
   前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１つに記載された切断装置において、
   前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域においてそれぞれ機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする切断装置。
8. 被切断物をテーブルに載置する工程と、回転軸に固定された円板状の回転刃と前記被切断物とを相対的に移動させる工程とを備え、前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する切断方法であって、
   第１の保持部と、第１の凹部と、前記第１の凹部に重なるようにして設けられ前記第１の凹部の深さよりも大きい深さを有する深い凹部と、第１のサポート部とを有する第１の固定部材を準備する工程と、
   第２の保持部と、第２の凹部と、第２のサポート部とを有する第２の固定部材を準備する工程と、
   前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とによって挟まれた状態において前記回転軸に固定された前記回転刃を準備する工程と、
   前記回転刃を回転させる工程とを備え、
   準備された前記第１の固定部材において前記第１の保持部が外周部に設けられ、
   準備された前記第２の固定部材において前記第２の保持部が外周部に設けられ、
   前記回転刃を準備する工程では、前記第２の凹部を前記第１の凹部と前記深い凹部とに相対向して配置し、前記回転刃における前記切断機構の本体に近い側に位置する第１の面に前記第１の保持部を密着させ、前記回転刃の第２の面に前記第２の保持部を密着させ、
   前記回転刃を回転させる工程では、前記回転刃が回転することによって発生する遠心力に起因する前記回転刃の変形を抑制することを特徴とする切断方法。
9. 請求項８に記載された切断方法において、
   準備された前記第１の固定部材において、前記第１の保持部と、前記第１の凹部と、前記深い凹部と、前記第１のサポート部とが円周状に形成され、
   準備された前記第２の固定部材において、前記第２の保持部と、前記第２の凹部と、前記第２のサポート部とが円周状に形成されることを特徴とする切断方法。
10. 請求項８に記載された切断方法において、
    それぞれ準備された前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とにおいて、前記深い凹部の深さは前記第１の凹部の深さ及び前記第２の凹部の深さよりも大きいことを特徴とする切断方法。
11. 請求項８に記載された切断方法において、
    それぞれ準備された前記第１の固定部材と前記第２の固定部材とにおいて、
    前記第１のサポート部は前記第１の固定部材における前記回転軸に近い側に設けられ、
    前記第２のサポート部は前記第２の固定部材における前記回転軸に近い側に設けられ、
    前記回転刃を間に置いて前記第１のサポート部と前記第２のサポート部とが相対向して配置され、
    前記回転刃の前記第１の面から前記第１のサポート部の端面までの第１の距離と前記回転刃の前記第２の面から前記第２のサポート部の端面までの第２の距離とが等しい所定の距離であり、
    前記所定の距離は前記回転刃が有する砥粒の最大径よりも大きく、前記回転刃の変形が許容される範囲における変形量の最大値よりも小さいことを特徴とする切断方法。
12. 請求項８に記載された切断方法において、
    準備された前記第１の固定部材において、前記深い凹部は、前記回転刃の前記第１の面に相対向する面又は前記相対向する面の反対面のうち少なくとも一方において設けられることを特徴とする切断方法。
13. 請求項８〜１２のいずれか１つに記載された切断方法において、
    前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断方法。
14. 請求項８〜１２のいずれか１つに記載された切断方法において、
    前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域においてそれぞれ機能素子が作りこまれた基板であることを特徴とする切断方法。

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