CN101402228A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削装置，其能够在适当的时机清洗构成刀片检测机构的发光部和受光部的端面。切削装置的切削刀片检测机构具有受光量存储构件，该受光量存储构件存储发光部和受光部的端面定位于退避位置时由受光元件收到的光量，并包括：第一存储部，其存储在发光部的出射端面和受光部的受光端面为新品的情况下，由受光元件收到发光元件射出的光时的光量；第二存储部，其存储在发光部和受光部的端面为污染状态时受光元件接收到的光量；光量比计算部，其计算第一存储部中存储的光量与第二存储部中存储的光量的光量比；容许值存储部，其存储可检测切削刀片的切削刃的光量比的容许置；和清洗告知部，其向操作员告知清洗发光部和受光部的端面。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及一种能够在适当的时机清洗构成刀片检测机构的发光部和受光部的端面的切削装置。

背景技术

关于在表面上形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(LargeScale Integration：大规模集成电路)等数量众多的器件、并且一个个器件被分割预定线(间隔道)划分开来的半导体晶片，其在通过磨削装置将背面磨削而加工至预定的厚度之后，利用切削装置(切割装置)切削分割预定线而被分割成一个一个的器件，并利用于移动电话、个人计算机等电气设备。

切削装置至少包括：保持半导体晶片的卡盘工作台；和对保持于该卡盘工作台的晶片进行切削的切削构件，该切削装置能够将半导体晶片高精度地分割成一个一个的器件。

在切削构件上，配设有切削刀片检测机构，该切削刀片检测机构的发光部的端面和受光部的端面以夹着切削刀片的切削刃的方式被定位，该切削刀片检测机构根据受光元件接收的光量的变化来检测切削刃的崩刃或磨损。构成为在切削刀片检测机构检测到了切削刃的崩刃或磨损的情况下，能够适当地更换切削刀片。

由于有时因切削产生的切屑会附着在发光部和受光部的端面上而无法适当地检测出切削刃的崩刃或磨损，因此以往在更换切削刀片时，要通过例如日本实用新型登记公报第2511370号中公开的清洁工具来清洗发光部和受光部的端面。

此外，在具有日本特开2007-105861号公报中公开的自动更换切削刀片的更换装置的切削装置中，需要适当地告知操作员发光部和受光部的清洗时机。

专利文献1：日本实用新型登记公报第2511370号

专利文献2：日本特开2007-105861号公报

但是，如果像以往那样每当更换切削刀片时进行发光部和受光部的端面的清洗，由于清洗需要几分钟的时间，因此不但每次更换切削刀片都进行发光部和受光部的清洗是非常麻烦的，而且存在导致生产率低下的问题。

发明内容

本发明鉴于以上内容而完成，其目的在于提供一种能够在适当的时机清洗构成刀片检测机构的发光部和受光部的端面的切削装置。

根据本发明，提供一种切削装置，其包括：保持被加工物的卡盘工作台；切削构件，其可旋转地安装有切削刀片，该切削刀片在外周具有对保持在上述卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削刃；和至少检测该切削刀片的切削刃的崩刃的切削刀片检测机构，该切削装置的特征在于，

上述切削刀片检测机构包括：发光部；接收从该发光部射出的光的受光部；支承构件，其将上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面支承成使这两个端面夹着上述切削刀片的切削刃；移动构件，其使上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面在检测上述切削刀片的切削刃的检测位置和退避位置之间移动；和受光量存储构件，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面移动至了退避位置时由上述受光部接收到的上述发光部射出的光的光量，

上述受光量存储构件包括：第一存储部，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面为清洁状态时，上述受光部100％接收到上述发光部射出的光时的光量；第二存储部，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面为污染状态时，上述受光部接收到上述发光部射出的光时的光量；光量比计算部，其计算上述第一存储部中存储的光量与上述第二存储部中存储的光量的光量比；容许值存储部，其存储可检测上述切削刀片的切削刃的光量比的容许置；和清洗告知部，其在由上述光量比计算部算出的光量比低于存储在上述容许值存储部中的光量比时，向操作员告知清洗上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面。

根据本发明，由于构成为：在构成切削刀片检测机构的发光部和受光部的端面被切屑污染、而低于可检测切削刀片的切削刃的容许值时，告知操作员进行发光部和受光部的端面的清洗，所以不需要在每次更换切削刀片时都进行发光部和受光部的端面的清洗，因此能够消除清洗带来的麻烦，并且能够实现生产率的提高。

附图说明

图1是本发明实施方式的切削装置的外观立体图。

图2是表示与框架成为一体的晶片的立体图。

图3是切削构件的分解立体图。

图4是切削构件的立体图。

图5是表示定位于检测位置的刀片检测机构的图。

图6是刀片检测机构定位于退避位置的本发明实施方式的方框图。

标号说明

2：切削装置；18：卡盘工作台；24：切削构件；26：主轴；28：切削刀片；28a：切削刃；30：刀片罩；50：刀片检测机构(刀片检测单元)；55：调整螺钉；56：发光元件；62：出射端面(透明保护板)；66：受光端面(透明保护板)；72：受光元件。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1表示能够切割晶片将其分割成一个个芯片(器件)的切削装置(切割装置)2的外观。

在切削装置2的前表面侧设置有用于让操作员输入加工条件等对装置的指示的操作构件4。在装置上部设置有CRT等的显示构件6，该显示构件6显示对操作员的引导画面和由下述摄像构件拍摄到的图像。

如图2所示，在作为切割对象的晶片W的表面上，第一间隔道S1和第二间隔道S2正交地形成，在晶片W上被第一间隔道S1和第二间隔道S2划分开来地形成有多个器件D。

晶片W粘贴在作为粘贴带的切割带T上，切割带T的外周缘部粘贴在环状框架F上。由此，晶片W成为经过切割带T支撑在环状框架F上的状态，在图1中表示的晶片盒8中收纳有多块(例如25块)晶片。晶片盒8载置于可上下活动的盒升降机9上。

在晶片盒8的后方配设有搬出搬入构件10，该搬出搬入构件10从晶片盒8中搬出切削前的晶片W，并且将切削后的晶片搬入到晶片盒8中。在晶片盒8和搬出搬入构件10之间，设置有临时放置区域12，该临时放置区域12是临时载置作为搬出搬入对象的晶片的区域，在临时放置区域12中，配设有将晶片W定位于固定位置的对位构件14。

在临时放置区域12的附近配设有搬送构件16，搬送构件16具有回转臂，该回转臂吸附与晶片W成为一体的框架F并进行搬送，搬出到临时放置区域12的晶片W被搬送构件16吸附并搬送到卡盘工作台18上，所述晶片W被吸引到该卡盘工作台18上，并且由多个固定构件(夹紧件)19固定框架F，由此，所述晶片W被保持在卡盘工作台18上。

卡盘工作台18构成为可旋转并可在X轴方向上往复运动，在卡盘工作台18的X轴方向的移动路径的上方，配设有检测晶片W的应切削的间隔道的校准构件20。

校准构件20具有对晶片W的表面进行摄像的摄像构件22，根据通过摄像获取的图像，通过图案匹配等处理能够检测出应切削的间隔道。通过摄像构件22获得的图像显示在显示构件6中。

在校准构件20的左侧，配设有对保持于卡盘工作台18的晶片W实施切削加工的切削构件24。切削构件24和校准构件20一体地构成，两者联动地在Y轴方向及Z轴方向移动。

切削构件24构成为在可旋转的主轴26的前端安装有切削刀片28，切削构件24可在Y轴方向及Z轴方向上移动。切削刀片28位于摄像构件22的X轴方向的延长线上。

参照图3，表示切削构件24的分解立体图。图4是切削构件24的立体图。25是切削构件24的主轴箱，通过未图示的伺服马达旋转驱动的主轴26可旋转地收纳在该主轴箱25中。切削刀片28是电铸刀片，其外周部具有在镍母材中分散金刚石磨粒而形成的切削刃28a。

30是覆盖切削刀片28的刀片罩，在该刀片罩30上安装有沿着切削刀片28的侧面伸长的切削液喷嘴32。切削液经由管34供给到切削液喷嘴32。刀片罩30具有螺纹孔36、38。

40是装卸罩，其具有当安装在刀片罩30上时沿着切削刀片28的侧面伸长的切削液喷嘴42。切削液经由管44提供给切削液喷嘴42。

通过将螺钉48贯穿插入装卸罩40的圆孔46中并旋合到刀片罩30的螺纹孔36中，装卸罩40就固定在刀片罩30上。由此，如图4所示，切削刀片28的大致上半部分被刀片罩30和装卸罩40所覆盖。

50是刀片检测单元(刀片检测机构)，其通过螺钉54安装在刀片罩30上。在刀片检测单元50上安装有由发光元件和受光元件构成的未图示的刀片传感器，通过该刀片传感器来检测切削刀片28的切削刃28a的状态。

在由刀片传感器检测出了切削刃28a的崩刃的情况下，将切削刀片28更换成新的切削刀片。55是用于调整刀片传感器的位置的调整螺钉。在更换切削刀片28时，如图3所示将装卸罩40从刀片罩30上卸下，并如下所述地更换切削刀片28。

在这样构成的切削装置2中，关于收纳在晶片盒8中的晶片W，利用搬出搬入构件10夹持框架F，将搬出搬入构件10向装置后方(Y轴方向)移动，并在临时放置区域12中解除该夹持，由此晶片W被载置到临时放置区域12中。然后，通过使对位构件14向彼此靠近的方向移动，晶片W定位于固定的位置。

接着，由搬送构件16吸附框架F，通过搬送构件16的回转，与框架F成为一体的晶片W被搬送至卡盘工作台18上，并由卡盘工作台18保持。然后，使卡盘工作台18在X轴方向上移动，使晶片W定位在校准构件20的正下方。

在校准构件20检测应切削的间隔道的校准时的图案匹配所使用的图像需要在切削前预先获得。所以，当晶片W定位在校准构件20的正下方时，摄像构件22对晶片W的表面进行摄像，并将拍摄到的图像显示在显示构件6上。

以下，对利用摄像构件22进行的校准的概要进行说明。切削装置2的操作员通过操作操作构件4，利用摄像构件22进行摄像，一边缓慢地移动在显示构件6上显示出的图像，一边搜索成为图案匹配的目标的关键图案(key pattern)。该关键图案利用了例如器件D中的电路的特征部分。

当操作员确定了关键图案时，包含该关键图案的图像被存储在切削装置2的校准构件20所具有的存储器中。此外，通过坐标值等求出该关键图案与间隔道S1、S2的中心线之间的距离，并将该值也存储在存储器中。

接着，通过在画面上缓慢地移动摄像图像，利用坐标值等求出相邻的间隔道与间隔道之间的间隔(间隔道间距)，并将间隔道间距的值也存储在校准构件20的存储器中。

在沿晶片W的间隔道进行切断时，利用校准构件20进行所存储的关键图案的图像与由摄像构件22实际拍摄获得的图像的图案匹配。该图案匹配在至少两个点上实施，这两个点沿着在X轴方向上延伸的同一间隔道S1相互分离。

首先，一边在画面上缓慢地移动在A点拍摄到的图像，一边进行所存储的关键图案和实际图像的关键图案的图案匹配，在关键图案匹配了的状态下将画面固定。

在这样根据A点的摄像画面实施了图案匹配之后，在X轴方向上移动卡盘工作台18，在与A点在X轴方向上相距很远的B点进行图案匹配。

此时，不是从A点一次性移动至B点来进行图案匹配，而优选的是根据需要在去向B点的移动中途的多个部位实施图案匹配，并使卡盘工作台18稍稍旋转来进行θ修正，以便修正Y轴方向上的偏移，并最终在B点实施图案匹配。

当A点和B点处的图案匹配完成时，连接两个关键图案的直线与间隔道S1平行，通过将切削构件24在Y轴方向上移动相当于关键图案与间隔道S1的中心线的距离的量，来进行将要切削的间隔道与切削刀片28的对位。

在将要切削的间隔道与切削刀片28进行了对位的状态下，当使卡盘工作台18在X轴方向上移动，并且在使切削刀片28高速旋转的同时使切削构件24下降时，则已对位了的间隔道被切削。

在利用切削刀片28切削间隔道时，在从切削液供给喷嘴32、42向切削刀片28和晶片W喷出切削液的同时，执行间隔道的切削。通过向切削刀片28喷出切削液，来使切削刀片28冷却。

使切削构件24在Y轴方向上每次分度进给相当于存储器中存储的间隔道间距的量的同时进行切削，由此将同方向的间隔道S1全部切削。然后，将卡盘工作台18旋转90°之后进行与上述相同的切削，这样间隔道S2也全部被切削，从而分割成了一个一个的器件D。

关于完成了切削的晶片W，在使卡盘工作台18在X轴方向上移动之后，由可在Y轴方向上移动的搬送构件25把持并且搬送至清洗装置27。在清洗装置27中，一边使水从清洗喷嘴喷出一边使晶片W低速旋转(例如300rpm)，由此来清洗晶片。

清洗后，一边使晶片W高速旋转(例如3000rpm)一边使空气从空气喷嘴喷出，以使晶片W干燥，然后由搬送构件16吸附晶片W返回至临时放置区域12，然后通过搬出搬入构件10使晶片W返回至晶片盒8的原来的收纳场所。

接着参照图5对切削刀片检测机构50进行详细说明。切削刀片检测机构50具有发光部64和受光部74。发光部64包括：发光元件56；传送来自发光元件56的出射光的光纤58；直角棱镜60，其安装在刀片检测机构50的移动单元57上，用于反射光纤58的出射光；和透明保护板62，其粘贴在直角棱镜60上，由蓝宝石等构成。透明保护板62构成发光部64的出射端面。

此外，受光部74包括：直角棱镜68，其安装在移动单元57上；透明保护板66，其粘贴在直角棱镜68上、由蓝宝石等构成；光纤70；和受光元件72，其与光纤70连接。透明保护板66构成受光部74的受光端面。

图5所示的状态表示发光部64的出射端面62和受光部74的受光端面66以夹着切削刀片28的切削刃28a对置的方式定位于检测位置的状态。

通过旋转调整螺钉55，使移动单元57上升，能够使发光部64的出射端面62和受光部74的受光端面66移动至图6所示的退避位置。即，刀片检测机构50的发光部64的出射端面62和受光部74的受光端面66能够在图5所示的检测位置和图6所示的退避位置之间移动。

作为发光元件56，可以使用例如发光二极管(LED)或者激光二极管(LD)等。此外，作为受光元件72，可以使用例如光电二极管(PD)等。

在检测到了切削刃28a的崩刃或者磨损的情况下，旋转调整螺钉55以使发光部64的出射端面62和受光部74的受光端面66移动至图6所示的退避位置上，如图3所示地将装卸罩40和刀片检测机构50从刀片罩30上卸下，在该状态下更换切削刀片28。

在图6所示的出射端面62和受光端面66的退避位置上，在出射端面(透明保护板)62和受光端面(透明保护板)66完全没有被污染的状态下，使发光元件56发光，使发光元件56射出的光的100％被受光元件72接收。将利用受光元件72接收到的光的光量转换成电流值，并将该电流值存储在第一存储部76中。

当完成了退避位置处的光量检测后，通过调整调整螺钉55，使出射端面62和受光端面66定位在图5所示的、夹着切削刀片28的切削刃28a的检测位置上。在该状态下，利用切削刀片28对半导体晶片W执行切削。

继续进行切削，在刀片检测机构50检测出了切削刃28a的磨损或者崩刃的情况下，将切削刀片28更换成新的切削刀片。在更换切削刀片28时，需要将出射端面62和受光端面66移动至退避位置，但在该退避位置上使发光元件56发光并利用受光元件72接收发光元件56射出的光。将此时的光量在受光元件72中转换成电流值并存储到第二存储部66中。

光量比计算部80计算出第一存储部76中存储的光量和第二存储部78中存储的光量的光量比。在容许值存储部82中预先存储了可检测出切削刀片28的切削刃28a的崩刃或者磨损的光量比的容许值。容许值存储部82中存储的光量的容许值例如为第一存储部76中存储的光量的75％。

通过比较部84将由光量比计算部80算出的光量比和容许值存储部82中存储的光量的存储值进行比较。在由光量比计算部80算出的光量比低于容许值的情况下，清洗告知部86通过报警或者监视器显示等向操作员告知出射端面62和受光端面66的清洗。

通过报警或者监视器等的告知，操作员能够认识到清洗出射端面62和受光端面66的必要性，因此执行出射端面62和受光端面66的清洗。清洗执行后，受光元件72接收的光量虽然不能回到出射端面62和受光端面66完全没有被污染的新品时的100％，但是能够恢复到例如98％左右。此外，在即使清洗了出射端面62和受光端面66受光量也没有充分恢复的情况下，优选将刀片检测机构50更换成新的刀片检测机构。

继续进行切削，利用光量比计算部80算出的光量比存储在容许值存储部82中，例如该光量比降低至75％，通常是在更换了15片～20片切削刀片28之后。在本实施方式中，每当更换切削刀片28时，使发光元件56发光并检测利用受光元件56接收的光量，而不进行出射端面62和受光端面66的清扫。

当该光量低于容许值的情况下，才初次实施出射端面62和受光端面66的清扫。其结果是，不需要每次更换切削刀片28时都清洗出射端面62和受光端面66，所以消除了清洗带来的麻烦，并且缩短了清洗所花费的时间，因此能够实现生产率的提高。

在优选的实施方式中，受光元件72的受光量的检测在切削刀片28更换时进行，但是本发明不限于此，也可以根据需要中止切削、使出射端面62和受光端面66退避至退避位置，来进行受光元件72接收的光量的检测。

在上述实施方式中，构成为：将发光元件56和受光元件72分别连接到光纤58、70，使出射端面62和受光端面66夹着切削刀片28的切削刃28a对置，但是在能够充分确保发光元件和受光元件的安装空间的情况下，也可以构成为：将发光元件和受光元件直接安装在移动单元57上，使它们夹着切削刀片28的切削刃28a对置。

Claims (1)

1.一种切削装置，其包括：保持被加工物的卡盘工作台；切削构件，其可旋转地安装有切削刀片，该切削刀片在外周具有对保持在上述卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削刃；和至少检测该切削刀片的切削刃的崩刃的切削刀片检测机构，该切削装置的特征在于，

上述切削刀片检测机构包括：发光部；接收从该发光部射出的光的受光部；支承构件，其将上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面支承成使这两个端面夹着上述切削刀片的切削刃；移动构件，其使上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面在检测上述切削刀片的切削刃的检测位置和退避位置之间移动；和受光量存储构件，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面移动至了退避位置时由上述受光部接收到的上述发光部射出的光的光量，

上述受光量存储构件包括：第一存储部，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面为清洁状态时，上述受光部100％接收到上述发光部射出的光时的光量；第二存储部，其存储在上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面为污染状态时，上述受光部接收到上述发光部射出的光时的光量；光量比计算部，其计算上述第一存储部中存储的光量与上述第二存储部中存储的光量的光量比；容许值存储部，其存储可检测上述切削刀片的切削刃的光量比的容许置；和清洗告知部，其在由上述光量比计算部算出的光量比低于存储在上述容许值存储部中的光量比时，向操作员告知清洗上述发光部的出射端面和上述受光部的受光端面。

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