(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の裏面側を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を該分割予定ラインに沿って分割する切削手段とを備える切削装置であって、
該切削手段で切削されて個片化された複数のデバイスを該保持テーブル上から吸引する吸引回収手段を備え、
該吸引回収手段は、エア供給口及びエア排出口及び真空吸引口を有し且つ該エア排出口と該真空吸引口が直線上に配設されたエジェクタと、可撓性を有する材質で管状に形成され一端が該エジェクタの該真空吸引口に接続され他端が下方に開口した開口部を有する可撓性管状部材と、該エジェクタの該エア排出口から排出された該複数のデバイスを収容するための収容ボックスと、該可撓性管状部材の該開口部を該保持テーブルの上面に吸引保持された被加工物の上方に近接させ且つ被加工物全面に渡って移動させる移動部と、を備える切削装置。
該保持テーブルは、表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の裏面に環状フレームに装着された保持テープが貼着された状態で被加工物の裏面側を吸引保持し、
該切削加工後において、該可撓性管状部材の該開口部を、該保持テープ上の切削後の複数のデバイスの上方に近接させるとともに該保持テープが該デバイスを粘着する力に打ち勝つ吸引力により該デバイスを吸引することにより、該保持テープから該デバイスを剥離し該収容ボックスに該デバイスを収容すること、を特徴とする請求項1記載の切削装置。
該保持テーブルは、表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の該複数のデバイスの裏面をそれぞれ吸引保持する複数の吸引孔と、該複数の分割予定ラインに沿って形成された複数の逃げ溝と、該吸引孔に電磁弁を介して連通した吸引源とを備え、
該切削加工後において、該開口部を該保持テーブルに吸引保持された複数のデバイスの上方に近接させると共に該デバイス裏面の吸引を解除し、該開口部に該デバイスが吸引され該収容ボックスに該デバイスを収容すること、を特徴とする請求項1記載の切削装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載の切削装置は、切削時に使用される保持テーブルの他に、収容機構のピックアップテーブルを設けなければならない。加えて、ピックアップテーブルからトレーにパッケージデバイスを移し替える移し替え手段、トレー置き場からトレーを搬送テーブルに乗せ替える乗せ替え手段が必要となり、装置構成が複雑で大型化し、設備費が高騰するという問題がある。また、上記した切削装置では、パッケージデバイスを1個ずつピックアップしてトレーに収容するため、パッケージデバイスの移載時の作業時間が増大していた。
【0006】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易かつ安価な構成により、分割後の個々のデバイスを短時間で収容することができる切削装置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】
【0007】
本発明の切削装置は、表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の裏面側を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を該分割予定ラインに沿って分割する切削手段とを備える切削装置であって、該切削手段で切削されて個片化された複数のデバイスを該保持テーブル上から吸引する吸引回収手段を備え、該吸引回収手段は、エア供給口及びエア排出口及び真空吸引口を有し且つ該エア排出口と該真空吸引口が直線上に配設されたエジェクタと、可撓性を有する材質で管状に形成され一端が該エジェクタの該真空吸引口に接続され他端が下方に開口した開口部を有する可撓性管状部材と、該エジェクタの該エア排出口から排出された該複数のデバイスを収容するための収容ボックスと、該可撓性管状部材の該開口部を該保持テーブルの上面に吸引保持された被加工物の上方に近接させ且つ被加工物全面に渡って移動させる移動部と、を備える。
【0008】
この構成によれば、保持テーブル上で切削手段によって被加工物が個々のデバイスに分割され、保持テーブル上で個片化された複数のデバイスが可撓性管状部材の開口部に吸引されて収容ボックスに収容される。このように、吸引力によって保持テーブル上の個々のデバイスが収容ボックスに送り出されるので、ピックアップ動作によって個々のデバイスを回収する構成と比較して回収時間を短縮できる。また、保持テーブル上から直に個々のデバイスが収容ボックスに回収されるため、ピックアップ用のテーブル等を備えた収容機構が不要となり、装置構成を簡略化してコストを低減すると共に装置の省スペース化を図ることができる。
【0009】
また本発明の上記切削装置において、該保持テーブルは、表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の裏面に環状フレームに装着された保持テープが貼着された状態で被加工物の裏面側を吸引保持し、該切削加工後において、該可撓性管状部材の該開口部を、該保持テープ上の切削後の複数のデバイスの上方に近接させるとともに該保持テープが該デバイスを粘着する力に打ち勝つ吸引力により該デバイスを吸引することにより、該保持テープから該デバイスを剥離し該収容ボックスに該デバイスを収容する。
【0010】
また本発明の上記切削装置において、該保持テーブルは、表面に分割予定ラインによって複数のデバイスが区画された被加工物の該複数のデバイスの裏面をそれぞれ吸引保持する複数の吸引孔と、該複数の分割予定ラインに沿って形成された複数の逃げ溝と、該吸引孔に電磁弁を介して連通した吸引源とを備え、該切削加工後において、該開口部を該保持テーブルに吸引保持された複数のデバイスの上方に近接させると共に該デバイス裏面の吸引を解除し、該開口部に該デバイスが吸引され該収容ボックスに該デバイスを収容する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、吸引力によって分割された個々のデバイスを保持テーブル上から直に回収することで、簡易かつ安価な構成により、分割後の個々のデバイスを短時間で収容することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付の図面を参照して、本実施の形態に係る切削装置について説明する。
図1は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。
図2は、本実施形態に係る吸引回収手段の断面模式図である。
図3は、本実施の形態に係る吸引回収手段の吸引状態を示す斜視図である。ここでは、一対の切削ブレードを備えた切削装置を例示するが、この構成に限定されない。本発明は、被加工物を個々のデバイスに分割可能な切削装置であれば、どのような切削装置にも適用可能である。
【0014】
図1に示すように、切削装置1は、保持テーブル3上の被加工物Wを一対の切削手段5によって個々のデバイスDに分割した後、吸引回収手段6によって個々のデバイスDを保持テーブル3から回収するように構成されている。
図3に示すように、被加工物Wは、略長方形の板状に形成されたパッケージ基板であり、表面に配列された分割予定ライン81によって格子状に区画されている。被加工物Wには長手方向にデバイスD用の複数(本実施の形態では3つ)のデバイス形成領域82が設けられ、各デバイス形成領域82の周囲には端材となる周辺領域83が設けられている。
【0015】
デバイス形成領域82には、複数のデバイスDが形成されており、各デバイスDは背面側からモールド樹脂によって封止されている。被加工物Wの裏面84(
図4参照)には保持テープ85が貼着されており、この保持テープ85の外周には環状フレーム86が貼着されている。被加工物Wは、保持テープ85を介して環状フレーム86に支持された状態で切削装置1に搬入される。なお、被加工物Wは、CSP(Chip Size Package)基板、QFN(Quad Flat Non-leaded package)基板等のパッケージ基板に限らず、分割後のデバイスの強度が吸引回収時に破損しない程度に高められたものであればよい。
【0016】
図1に戻り、基台2の上面中央は、X軸方向に延在するように矩形状に開口されており、この開口を覆うように移動板31及び防水カバー32が設けられている。移動板31上には、保持テーブル3がZ軸回りに回転可能に設けられている。防水カバー32及び移動板31の下方には、保持テーブル3をX軸方向に移動させるボールねじ式の移動機構(不図示)が設けられている。保持テーブル3の表面には、ポーラスセラミック材により被加工物Wの裏面を吸引保持する保持面33が形成されている。保持面33は、保持テーブル3内の流路を通じて吸引源(不図示)に接続されており、保持面33上に生じる負圧によって被加工物Wが吸着保持される。
【0017】
保持テーブル3の周囲には、被加工物Wの周囲の環状フレーム86を挟持固定する4つのクランプ部34が設けられている。また、基台2上には、X軸方向に延在する開口を跨ぐように立設した門型の柱部21が設けられている。門型の柱部21には、保持テーブル3の上方において一対の切削手段5をY軸方向に割出送りすると共にZ軸方向に昇降させる移動部4が設けられている。なお詳細は後述するが、移動部4は、一対の切削手段5を移動させる機構としてだけではなく、吸引回収手段6の吸い込み口となる開口部611を移動させる機構として使用される。
【0018】
移動部4は、柱部21の前面に対してY軸方向に平行な一対のガイドレール41と、一対のガイドレール41にスライド可能に設置されたモータ駆動の一対のY軸テーブル42を有している。また、移動部4は、各Y軸テーブル42の前面に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール43と、このガイドレール43にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル44とを有している。各Z軸テーブル44の下部には、それぞれ被加工物Wに切削ブレード51を切り込ませて分割予定ライン81に沿って分割する切削手段5が設けられている。
【0019】
各Y軸テーブル42の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ45が螺合されている。また、各Z軸テーブル44の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ(不図示)が螺合されている。Y軸テーブル42用のボールネジ45、Z軸テーブル44用のボールネジの一端部には、それぞれ駆動モータ47、48が連結されている。これら駆動モータ47、48によりボールネジ45(Z軸用のボールネジは不図示)が回転駆動されることで、一対の切削手段5がガイドレール41、43に沿ってY軸方向及びZ軸方向に移動される。
【0020】
切削手段5の切削ブレード51は、スピンドル52の先端に設けられている。切削ブレード51はブレードカバー53によって周囲が覆われており、ブレードカバー53には切削部分に向けて切削水を噴射する噴射ノズルが設けられている。切削手段5は、切削ブレード51を高速回転させ、複数の噴射ノズルから切削部分に切削水を噴射しつつ被加工物Wを分割予定ライン81に沿って切削加工する。また、一方のブレードカバー53には、保持テーブル3上から個片化されたデバイスDを回収する吸引回収手段6の開口部611が取り付けられている。開口部611は、ホース状の可撓性管状部材61を介して基台2側に連結されており、切削手段5の動きに追従可能になっている。
【0021】
図2に示すように、吸引回収手段6は、吸い込み口となる開口部611を保持テーブル3上に位置付けて、エジェクタ62で生じる吸引力によって分割後のデバイスDを収容ボックス63に送り出すように構成されている。エジェクタ62は、入口側の一端が真空吸引口621となり、出口側の他端がエア排出口622となる筒状に形成されている。真空吸引口621及びエア排出口622は直線上に配設されており、エジェクタ62の周壁には、この直線に交差する方向から圧縮エアを供給するエア供給口623が形成されている。供給源66からエア供給口623を介してエア排出口622に向けて圧縮エアが供給されることで、真空吸引口621からエア排出口622に向かう気流が発生される。
【0022】
エジェクタ62の真空吸引口621には、吸引路を確保しつつ屈曲可能な可撓性を有する可撓性管状部材61の一端が接続されている。可撓性管状部材61の他端には、切削ブレード51のブレードカバー53に固定された開口部611が設けられ、開口部611を介して可撓性管状部材61の他端が下方に開口されている。可撓性管状部材61は、管状部材の外面に螺旋状の線材を巻き付けて形成されており、屈曲時に管状部材が押し潰されることなく管形状が維持される。これにより、吸引路が閉鎖されることなく開口部611とエジェクタ62が連通され、個片化されたデバイスDを吸引するのに必要な吸引力が常に確保される。
【0023】
エジェクタ62のエア排出口622には、一部がメッシュで形成された管状部材64の一端が接続されている。管状部材64の他端には、エジェクタ62からの気流を渦流に変えるサイクロン容器65が接続されている。サイクロン容器65は、下端を開放した筒状に形成されており、収容ボックス63の上方に配置されている。また、サイクロン容器65の内周面には、管状部材64の他端に対向する箇所に緩衝部材651が設けられている。サイクロン容器65は、管状部材64から排出されたデバイスDを緩衝部材651で受け止めて、渦流によって内壁面に沿って螺旋状に落下させる。
【0024】
これにより、サイクロン容器65において、デバイスDの排出時の勢いが減衰されて、デバイスDがサイクロン容器65の下端から落ちて収容ボックス63に収容される。この場合、デバイスDは、パッケージングによって強度が高められているので、落下時の衝撃によって破損し難くなっている。
【0025】
以上のように構成された切削装置1では、
図1に示すように、保持テーブル3上に保持テープ85を介して被加工物Wが保持され、Y軸テーブル42のY軸方向の移動によって切削ブレード51が被加工物Wの分割予定ライン81に位置合わせされる。次に、Z軸テーブル44のZ軸方向の移動によって回転された切削ブレード51の被加工物Wに対する切り込み深さが調整される。そして、高速回転された切削ブレード51に対して保持テーブル3が相対移動されることで、被加工物Wが分割予定ライン81に沿って切削されて個々のデバイスDに分割される。
【0026】
その後、
図3に示すように、吸引回収手段6の開口部611が複数のデバイスDの上方に近接され、開口部611に吸引力が生じさせられる。この場合、開口部611には、保持テープ85がデバイスDを粘着する力に打ち勝つ吸引力が発生され、保持テープ85からデバイスDが剥離されて開口部611に吸引される。そして、移動部4(
図1参照)によって開口部611が被加工物W全面にわたって移動され、保持テープ85上に端材となる被加工物Wの周辺領域83を残して全てのデバイスDが回収される。
【0027】
図4を参照して、切削装置による加工動作について説明する。
図4は、本実施の形態に係る切削装置による加工動作の説明図である。なお、以下の加工動作は一例に過ぎず、適宜変更することが可能である。
図4においては、説明の便宜上、吸引回収手段を断面図で示している。
【0028】
図4Aに示すように、環状フレーム86に張られた保持テープ85に被加工物Wの裏面84が貼着されており、保持テープ85を介して保持テーブル3に被加工物Wの裏面84側が吸着保持されている。移動部4(
図1参照)によって切削ブレード51が被加工物Wの分割予定ライン81に位置合わせされ、切削ブレード51によって被加工物Wが切り込まれる。切削ブレード51の切れ刃が保持テープ85に達するまで切り込まれ、切削ブレード51に対して保持テーブル3が切削送りされる。
【0029】
この場合、移動部4によって切削ブレード51と共に吸引回収手段6の開口部611も移動されるが、吸引回収手段6の開口部611の高さは、切削ブレード51に被加工物Wを切り込ませた状態で被加工物Wに干渉しない高さに調整されている。このため、切削加工時に開口部611によって被加工物Wが傷付けられることがない。このようにして、被加工物Wは、全ての分割予定ライン81に沿って切削加工されることで個々のデバイスDに分割される。
【0030】
図4Bに示すように、被加工物Wが切削加工によってデバイスDに個片化されると、吸引回収手段6の開口部611が移動部4(
図1参照)によってデバイスDの上方に位置付けられる。そして、開口部611は、切削ブレード51の切れ刃がデバイスDに接触しない程度に距離を空けてデバイスDの上方に近接される。このため、デバイス回収時に切削ブレード51によって個片化されたデバイスDが傷付けられることがない。このように、開口部611と切削ブレード51は、切削ブレード51による切削加工時に開口部611が被加工物Wに干渉せず、開口部611によるデバイス回収時に切削ブレード51が被加工物Wに接触しない位置関係に調整されている。
【0031】
開口部611がデバイスDに近接されると、エジェクタ62のエア供給口623に圧縮エアが供給され、開口部611から収容ボックス63に向かう気流が発生する。この気流によって、開口部611には、デバイスDに対する保持テープ85の粘着力よりも強い吸引力が生じる。この開口部611からの吸引力により保持テープ85からデバイスDが引き剥がされ、デバイスDが気流に乗って収容ボックス63に向けて送り出される。このように、吸引力によって保持テーブル3上から直にデバイスDが回収されるため、ピックアップ動作で回収する構成と比較して回収時間を短縮できる。
【0032】
図4Cに示すように、開口部611からデバイスDが吸引されると、可撓性管状部材61、エジェクタ62、管状部材64を通じてサイクロン容器65にデバイスDが送り込まれる。サイクロン容器65では、管状部材64から排出されたデバイスDが緩衝部材651で受け止められる。サイクロン容器65では渦流が生じているため、緩衝部材651で受け止められたデバイスDがサイクロン容器65の内壁面に沿って旋回移動する。そして、サイクロン容器65の内壁面に沿って螺旋状に落下しながら、デバイスDの速度が十分に低下した状態で収容ボックス63に収容される。これにより、収容ボックス63への落下時の衝撃によるデバイスDの破損が防止されている。
【0033】
以上のように、本実施の形態に係る切削装置1によれば、保持テーブル3上で切削手段5によって被加工物Wが個々のデバイスDに分割され、個片化された複数のデバイスDが吸引回収手段6の開口部611に吸引されて収容ボックス63に収容される。このように、吸引力によって保持テーブル3上の個々のデバイスDが収容ボックス63に送り出されるので、ピックアップ動作によって個々のデバイスDを回収する構成と比較して回収時間を短縮できる。また、保持テーブル3上から直に個々のデバイスDが収容ボックスに回収されるため、ピックアップ用のテーブル等を備えた収容機構が不要となり、装置構成を簡略化してコストを低減すると共に装置の省スペース化を図ることができる。
【0034】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【0035】
例えば、上記した実施の形態において、保持テーブル3は、ポーラスセラミック材により保持面33を形成して、保持テープ85を介して被加工物Wを保持する構成としたが、この構成に限定されない。保持テーブルは、被加工物Wを保持可能な構成であれば、どのような構成でもよい。例えば、
図5Aに示すように、保持テーブル71は、分割予定ライン81に沿って切削ブレード51の切れ刃を逃がす逃げ溝73が保持面72に形成され、逃げ溝73で区画される各領域に個片化されたデバイスDを保持する吸引孔74が形成される構成でもよい。各吸引孔74は電磁弁(不図示)を介して吸引源(不図示)に連通されている。
【0036】
図5Bに示すように、切削加工が実施されると、加工中に被加工物Wから周辺領域83(端材)が飛ばされて、保持テーブル71上には個片化されたデバイスDだけが残される。その後、吸引回収手段6の開口部611がデバイスDの上方に近接され、各吸引孔74による各デバイスDの裏面に対する吸引が解除される。そして、開口部611に吸引力を生じさせながら、移動部4(
図1参照)によって開口部611が被加工物W全面にわたって移動され、全てのデバイスDが回収される。なお、各吸引孔74の吸引を個々に解除してもよいし、全ての吸引孔74の吸引を同時に解除してもよい。
【0037】
また、上記した実施の形態において、被加工物Wが複数のデバイスDに個片化された後に、吸引回収手段6によって回収される構成としたが、この構成に限定されない。被加工物Wを分割しながら、吸引回収手段6によって個片化されたデバイスDを回収する構成にしてもよい。
【0038】
また、上記した実施の形態において、切削手段5で用いられる移動部4によって吸引回収手段6の開口部611が移動される構成としたが、この構成に限定されない。吸引回収手段6の開口部611は、専用の移動部によって移動される構成としてもよい。
【0039】
また、上記した実施の形態において、一対の切削手段5の片側に吸引回収手段6の開口部611が取り付けられる構成としたが、この構成に限定されない。一対の切削手段5の両側に吸引回収手段6の開口部611が取り付けられる構成にしてもよい。