(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に記載のバリ取り装置においては、切削装置で板状ワークを切削加工した後、板状ワークをバリ取り装置に搬送する必要があるため、バリ取りが完了するまでに時間を要するという問題があった。また、特許文献2及び特許文献3に記載のバリ取り方法においても、板状ワークを切削加工した後にバリ取りのための工程が発生するため、バリ取りが完了するまでに時間を要するという問題があった。
【0005】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削加工及びバリ取りに要する時間を短縮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】
【0006】
本発明の切削装置は、
複数の凸部と凸部を囲繞する余剰領域とを有する板状ワーク
の凸部に対応する複数の凹部を備え凹部の底面で板状ワークの凸部を吸引保持すると共に余剰領域を吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルが保持する板状ワークを切削ブレードで切削する切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的にX方向に切削送りする切削送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的にY方向にインデックス送りするインデックス送り手段と、チャックテーブルが保持する板状ワークを切削手段で切削した切削溝から板状ワークに形成されるバリを除去するバリ取り手段と、を備える切削装置であって、切削手段は、切削ブレードを回転可能に装着するスピンドルと、スピンドルに装着された切削ブレードをカバーするブレードカバーと、を備え、バリ取り手段は、
鉛直方向に延び、下端から切削ブレードが通過した後の板状ワークの上面に
向かって高圧水を噴射する噴射口を有するバリ取りノズルと、バリ取りノズルに高圧水を供給する高圧水供給手段と、を備え、
噴射口は、切削溝の幅より幅広で、バリ取りノズルは、切削手段と共にチャックテーブルに対して相対移動しながら噴射口から切削溝に向かって
、切削溝より幅広の高圧水を噴射して板状ワークをチャックテーブルに押し付けながら板状ワークに形成されるバリを除去することを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、切削ブレードと共にバリ取りノズルが、板状ワークに対して切削送りされ、バリ取りノズルは、切削ブレードが通過した後の板状ワークの上面に噴射口から高圧水を噴射する。これにより、切削ブレードによって切削される切削溝に向かって高圧水が噴射される結果、切削加工しながらバリ取りを実施することができる。よって、バリ取りのための時間を要することがなく、切削加工及びバリ取りに要する時間を短縮することができる。この結果、切削加工の効率を高めることができる。
【0008】
また、本発明の上記切削装置において、
切削ブレードが切削している切削溝に隣接する切削溝に向かって高圧水を噴射する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、切削ブレードと共にバリ取りノズルを切削送りし、切削ブレードが通過した後の板状ワークに高圧水を噴射することで、切削加工及びバリ取りに要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して、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、本実施の形態に係る切削装置の側面図である。なお、以下では、切削装置の一例を説明するが、本実施の形態に係る切削装置の構成はこれに限定されない。板状ワークを切削可能であれば、切削装置をどのような構成としてもよい。また、
図1においては、チャックテーブルに対して板状ワークの大きさを誇張して示している。
【0012】
図1及び
図2に示すように、切削装置1は、切削手段3に対してチャックテーブル4を相対移動させることで、チャックテーブル4に保持された板状ワークWを個々のチップに分割するように構成されている。板状ワークWは、長方形の樹脂基板60の表面に複数(本実施の形態では3つ)の樹脂製の凸部61が長手方向に並んで設けられたパッケージ基板で構成される。樹脂基板60は、例えば、PCB基板である。板状ワークWは、複数の凸部61が配置され内部に電極を配設された半導体デバイス用の複数のデバイス領域A1とデバイス領域A1の周囲の余剰領域A2に分かれている。各デバイス領域A1は格子状の分割予定ラインLによって複数の領域に区画され、各領域に半導体デバイス(不図示)が配設される。
【0013】
この板状ワークWは、余剰領域A2が端材として除去され、デバイス領域A1が分割予定ラインLに沿って個々のチップに分割される。なお、板状ワークWは、半導体デバイス用の基板に限らず、LEDデバイス用の金属基板でもよい。また、チップ搭載後の基板に限らず、チップ搭載前の基板でもよい。板状ワークWの凸部61は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂で形成されるが、樹脂基板60に凸部61を形成可能であれば、どのような樹脂でもよい。
【0014】
ハウジング11の上面には、X軸方向(切削方向)に延びる長方形状の開口部(不図示)が形成されている。この開口部は、チャックテーブル4と共に移動可能なX軸テーブル12及び蛇腹状の防水カバー13により被覆されている。防水カバー13の下方には、チャックテーブル4をX軸方向に移動させるボールネジ式の切削送り手段15(
図2参照)が設けられている。
【0015】
X軸テーブル12には、回転手段14を介して上面視長方形状のチャックテーブル4が回転可能に設けられている。チャックテーブル4は、板状ワークWを保持する吸引面41を有している。チャックテーブル4の吸引面41には、板状ワークWの複数の凸部61に対応し、長手方向に複数の凹部42が並んで形成されている。チャックテーブル4の各凹部42は、板状ワークWの各凸部61の高さに一致する深さを有し、板状ワークWの各凸部61を収容可能に形成されている。各凹部42の周囲には、板状ワークWの凸部61の周囲の余剰領域A2を支持するように支持面43が形成されている。
【0016】
チャックテーブル4の吸引面41には、板状ワークWの分割予定ラインLに対応して切削ブレード31が進入する進入溝44(
図2参照)が形成されている。チャックテーブル4の凹部42の底面(吸引面41)には、進入溝44によって格子状に区画された領域で、板状ワークWの分割後の個々のチップを吸引保持する複数の吸引孔(不図示)が形成されている。また、凹部42の周囲の支持面43(吸引面41)には、板状ワークWの余剰領域A2を吸引保持する複数の吸引孔(不図示)が形成されている。各吸引孔は、それぞれチャックテーブル4内の流路を通じて吸引源(不図示)に接続されている。
【0017】
チャックテーブル4は、装置中央の受け渡し位置と切削手段3に臨む加工位置との間で往復移動される。なお、
図1は、チャックテーブル4が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング11では、この受け渡し位置に隣接した一の角部の奥方に、Y軸方向に平行な一対のガイドレール16が設けられている。一対のガイドレール16は、板状ワークWのX軸方向の位置決めをする。
【0018】
一対のガイドレール16の近傍には、ガイドレール16とチャックテーブル4との間で板状ワークWを搬送する第1の搬送アーム17が設けられている。第1の搬送アーム17の上面視L字状のアーム部17aが旋回することで板状ワークWが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル4の後方には、スピンナ式の洗浄機構18が設けられている。洗浄機構18では、回転中のスピンナテーブル18aに向けて洗浄水が噴射されて板状ワークWが洗浄された後、乾燥エアーが吹き付けられて板状ワークWが乾燥される。
【0019】
ハウジング11上には、切削手段3を支持する支持台19が設けられている。切削手段3は、加工位置のチャックテーブル4の上方に位置付けられており、板状ワークWの表面から切削ブレード31を切り込ませて板状ワークWを切削するように構成される。切削手段3は、板状ワークWを切削する切削ブレード31を回転可能に装着する。切削手段3は、インデックス送り手段20によってY軸方向にインデックス送りされることにより、切削手段3とチャックテーブル4とがY軸方向に相対移動される。また、切削手段3は、昇降手段(不図示)によってZ軸方向に移動される。インデックス送り手段20及び昇降手段は、例えばボールネジ式の移動機構で構成される。
【0020】
切削手段3は、スピンドル32の先端に切削ブレード31を装着し、切削ブレード31の外周を覆うようにブレードカバー33を設けて構成される。切削ブレード31は、例えばリング状のワッシャーブレードで構成され、ダイヤモンド等の砥粒を結合材料で結合して形成される。ブレードカバー33は、切削ブレード31の略上半部を覆う箱型に形成されている。ブレードカバー33には、切削部分に向けて切削水を噴射する切削水ノズル34が設けられている。ここで、加工位置に対して受け渡し位置側を前方とし、受け渡し位置に対して加工位置側を後方として説明する。
【0021】
切削水ノズル34は、ブレードカバー33の後方下端から前方に向かって延びる略L字状に形成されており、切削水ノズル34の先端が切削ブレード31の略下半部に位置付けられている。切削水ノズル34の先端には、複数のスリット35(
図2参照)が形成されている。切削水は、このスリット35から切削ブレード31に向かって噴射される。切削水を供給しながら、高速回転する切削ブレード31で板状ワークWを切り込むことにより、板状ワークWは分割予定ラインLに沿って切削される。
【0022】
また、切削装置1は、板状ワークWの上面に形成されるバリを除去するバリ取り手段5を備えている。バリ取り手段5は、板状ワークWに向かって高圧水を噴射するバリ取りノズル51と、バリ取りノズル51に高圧水を供給する高圧水供給手段52とを有している。バリ取りノズル51は、鉛直方向に延びる円柱状に形成されている。バリ取りノズル51の下端には、切削ブレード31が通過した後の板状ワークWの上面に向かって高圧水を噴射する噴射口53(
図2参照)が形成されている。
【0023】
詳細は後述するが、噴射口53は例えば円形状に形成されており、切削ブレード31によって形成される切削溝の幅(カーフ幅)より大きい径を有している。また、噴射口53は、バリ取りノズル51の内部に形成される流路(不図示)に連通されており、当該流路には、バルブ54を介して高圧水供給手段52が接続されている。高圧水供給手段52は、コンプレッサ(不図示)によって圧力が高められた流体(高圧水)をバリ取りノズル51に供給する。
【0024】
このように構成されるバリ取りノズル51は、ブレードカバー33の後方(
図2の紙面左側)に配設され、バリ取りノズル51と切削手段3とが一体に移動可能に構成されている。より具体的には、バリ取りノズル51は、切削ブレード31で切削した直後の切削溝に形成されるバリを除去できるように、板状ワークWに対する切削手段3の切削送り方向の上流側で切削ブレード31の径方向に沿って配設されている。また、切削ブレード31が現在切削している切削溝に対し直前に切削した切削溝に形成されるバリを除去できるように、バリ取りノズル51を配設することも可能である。この場合、切削ブレード31が切込まれる側(前側(
図2の紙面右側))にバリ取りノズル51を配設することで、切削ブレード31の回転によって巻き上げられる切削水の抵抗を防止してバリ取りを行なうことができる。
【0025】
支持台19の側面19aには、チャックテーブル4と洗浄機構18との間で板状ワークWを搬送する第2の搬送アーム21が設けられている。第2の搬送アーム21のアーム部21aは斜めに延びており、このアーム部21aがY軸方向に移動することで板状ワークWが搬送される。また、支持台19には、チャックテーブル4の移動経路(X軸方向)の上方を横切るようにして、撮像部22を支持する片持支持部23が設けられている。撮像部22は片持支持部23の下方から突出し、撮像部22によって板状ワークWが撮像される。撮像部22による撮像画像は、切削手段3とチャックテーブル4とのアライメントに利用される。
【0026】
ハウジング11の角部には、装置各部への指示を受け付ける入力手段24が設けられている。また、支持台19の上面にはモニタ25が配置されている。モニタ25には、撮像部22で撮像された画像、板状ワークWの加工条件等が表示される。また、切削装置1には、装置各部を統括制御する制御手段26が設けられている。制御手段26は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。
【0027】
このように構成された切削装置1では、
図2に示すように、板状ワークWが表面を下に向けた状態でチャックテーブル4に載置され、デバイス領域A1は凹部42の底面(吸引面41)に吸引保持され、余剰領域A2は支持面43(吸引面41)に吸引保持される。切削手段3は、分割予定ラインLに対して位置合わせされた後、切削ブレード31で板状ワークWを切り込む高さまで降下される。そして、切削ブレード31が高速回転されながら板状ワークWが切削送りされることにより、板状ワークWに切削溝が形成される。切削加工中は、切削溝を形成しながら切削溝に向かって高圧水が噴射されるため、切削加工しながらバリ取りを実施することができる。
【0028】
次に、
図2から
図5を参照して、本実施の形態に係る切削装置の加工動作について説明する。
図3及び
図4は、本実施の形態に係る切削装置の加工動作を示す側面図である。
図5は、本実施の形態に係る切削装置の加工動作を示す上面図である。
【0029】
先ず、板状ワークWの保持動作について説明する。
図2において説明したように、板状ワークWは、複数の凸部61が形成される表面側を下に向けた状態でチャックテーブル4上に載置される。このとき、板状ワークWの各凸部61はチャックテーブル4の各凹部42に収容され、デバイス領域A1は凹部42の底面に接触する一方、余剰領域A2は支持面43に接触する。そして、吸引面41に生じる負圧により、板状ワークWはチャックテーブル4(吸引面41)に吸引保持される。
【0030】
次に、板状ワークWの短手方向の分割予定ラインLを切削する動作について説明する。チャックテーブル4に板状ワークWが吸引保持された状態で、回転手段14によりチャックテーブル4が回転され、
図3に示すように、切削送り手段15の切削送り方向(X軸方向)と板状ワークWの短手方向とが一致される。そして、インデックス送り手段20(
図1参照)によって切削手段3がY軸方向に移動され、板状ワークWの分割予定ラインL上に切削ブレード31が位置付けられるように切削手段3の位置調整がなされる。
【0031】
次に、図示しない昇降手段によって切削手段3がZ軸方向に移動され、板状ワークWをフルカット可能な高さまで切削ブレード31が降下される。そして、バリ取りノズル51から板状ワークWに向かって高圧水を噴射しながら、高速回転する切削ブレード31に対してチャックテーブル4がX軸方向に移動(切削送り)される。切削ブレード31は、進入溝44に侵入して板状ワークWを分割予定ラインLに沿って切削する。これにより、板状ワークWには、分割予定ラインLに沿う切削溝Gが形成される。このとき、切削溝G(樹脂基板60)のエッジ部分には、切削ブレード31の回転方向に沿って巻き上げられたバリ(不図示)が発生している。
【0032】
上記したように、切削ブレード31の後方(板状ワークWに対する切削送り方向の上流側)であって板状ワークWの上面には、バリ取りノズル51の噴射口53から高圧水が噴射されている。この高圧水は、板状ワークWの上面に衝突することで板状ワークWをチャックテーブル4側に押し付けると共に、切削ブレード31によって形成された切削溝Gに衝突することで切削溝Gに発生したバリを吹き飛ばす。
【0033】
このように、切削ブレード31で板状ワークWに切削溝Gを形成しながら当該切削溝Gに向かって高圧水を噴射してバリを除去することができ、切削加工をしながらバリ取りを実施することができる。すなわち、一回の切削送りで切削溝Gの形成とバリ取りの両方を実施することができる。よって、切削溝Gを形成した後にバリ取りのための工程が必要な構成に比べて、加工時間が短縮することができ、加工効率を高めることができる。
【0034】
一列の分割予定ラインLの切削が終了したら、インデックス送り手段20によって切削手段3がY軸方向に移動され、隣接する分割予定ラインL上に切削ブレード31が位置付けられる。そして、新たな分割予定ラインLに沿って切削加工が実施される。一方向(短手方向)の全ての分割予定ラインLに沿って切削加工が終了したら、一方向の分割予定ラインLに直交する他方向(長手方向)の分割予定ラインLの切削加工が実施される。
【0035】
図4及び
図5を参照して、板状ワークWの長手方向の分割予定ラインLを切削する動作について説明する。なお、
図4については
図3と同じ動作のため一部説明を省略し、切削加工動作を上から見たときの様子を
図5で重点的に説明する。また、
図5においては、説明の便宜上、ブレードカバー33及び分割予定ラインLは図示せず、切削溝Gを破線で示す。
【0036】
上記したように、短手方向の切削加工が終了したら、回転手段14によりチャックテーブル4が90度回転され、
図4及び
図5に示すように、切削送り手段15の切削送り方向(X軸方向)と板状ワークWの長手方向とが一致される。そして、インデックス送り手段20によって切削手段3がY軸方向に移動され、板状ワークWの分割予定ラインL上に切削ブレード31が位置付けられるように切削手段3の位置調整がなされる。
【0037】
そして、
図3において説明した動作と同様に、切削手段3がZ軸方向に移動され、切削ブレード31の高さが調整された後、バリ取りノズル51から板状ワークWに向かって高圧水を噴射しながら、高速回転する切削ブレード31に対してチャックテーブル4がX軸方向に移動(切削送り)される。これにより、長手方向においても、分割予定ラインLに切削溝Gを形成しながら、バリを除去することができる。
【0038】
なお、
図5に示すように、切削ブレード31によって形成される切削溝Gの幅(切削ブレード31の厚み)に比べて、バリ取りノズル51の噴射口53の径が大きく形成されている。これにより、噴射口53から噴射される高圧水も、切削溝Gの幅や切削ブレード31の厚み比べて大きい幅を持った状態で板状ワークWの上面に衝突する。よって、切削溝Gだけでなく、切削溝Gのエッジ部分や切削溝G周辺の板状ワークWに重なるように高圧水が衝突する。このように、切削溝Gの外側にも高圧水が衝突することで、板状ワークWはチャックテーブル4に向かって下方に押し付けられる。また、切削溝Gのエッジ部分には、バリが形成されており、高圧水が切削溝Gのエッジ部分に衝突することで、バリを効果的に除去することができる。
【0039】
以上のように、本実施の形態に係る切削装置1によれば、切削ブレード31と共にバリ取りノズル51が板状ワークWに対して切削送りされ、バリ取りノズル51は、切削ブレード31が通過した後の板状ワークWの上面に噴射口53から高圧水を噴射する。これにより、切削ブレード31によって切削される切削溝Gに向かって高圧水が噴射される結果、切削加工しながらバリ取りを実施することができる。よって、バリ取りのための時間を要することがなく、切削加工の効率を高めることができる。また、高圧水が板状ワークWの上面に噴射されることで、バリ取りの効果だけでなく、板状ワークWの洗浄や冷却の効果も得ることができる。このため、例えばスピンナ式の洗浄機構を備えない切削装置においても、板状ワークWの洗浄を実施することができる。
【0040】
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。
【0041】
例えば、上記した実施の形態において、バリ取りノズル51は、ブレードカバー33の後部(板状ワークWに対する切削手段3の切削送り方向の上流側)に配設される構成としたが、この構成に限定されない。例えば、バリ取りノズル51がブレードカバー33の側面に配設され、切削加工の際に、隣接する切削溝G(分割予定ラインL)に向かって高圧水を噴射する構成にしてもよい。この場合、切削ブレード31の回転によって巻き上げられる切削水の抵抗を受けることなく、バリ取りを行なうことができる。
【0042】
また、上記した実施の形態において、噴射口53が円形状に形成される構成としたが、この構成に限定されない。噴射口53は、例えば、カーフ幅より幅広の長方形状に形成されてもよい。
【0043】
また、上記した実施の形態においては、切削ブレード31をチャックテーブル4の切削送り方向と同じ方向に回転させて切削するいわゆるダウンカットにより、切削溝Gを形成する構成としたが、この構成に限定されない。切削ブレード31をチャックテーブル4の切削送り方向と反対方向に回転させて切削するアップカットにより、切削溝Gを形成してもよい。