CN101683749A - 切削装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使进行切槽检查也不会使生产性下降的切削装置。该切削装置的特征是具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削单元，其可旋转地支撑有切削刀片，该切削刀片对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削；摄像单元，其拍摄保持在该卡盘工作台上的被加工物；以及X轴进给机构，其使该卡盘工作台相对于被加工物在X轴方向上相对移动，定位在该切削单元和该摄像单元上并进行加工进给，所述摄像单元包含：面对摄像区域的物镜；设置在该物镜的光轴上的摄像照相机；向该摄像区域照射闪光灯光的闪光灯光源；以及对由该摄像照相机拍摄的图像进行处理的图像处理部。
Description
技术领域
本发明涉及具有能确认半导体晶片等被加工物的切削槽状态的摄像单元的切削装置。
背景技术
在由分割预定线划分出的区域内形成有IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等多个器件的半导体晶片被可旋转地安装有切削刀片的切削装置分割成各个器件，分割后的器件可用于移动电话、个人计算机等电子设备。
切削装置具有：卡盘工作台，其保持晶片等被加工物；切削单元，其可旋转地支撑有切削刀片，该切削刀片对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削；摄像单元，其拍摄保持在该卡盘工作台上的被加工物，并检测要切削的分割预定线以执行对准；以及X轴进给机构，其使该卡盘工作台相对于被加工物在X轴方向上相对移动，定位在该切削单元和摄像单元上并进行加工进给，该切削装置可将被加工物高精度地分割成各个器件。
然而，当在切削刀片上产生堵塞时在切削槽(切槽)的两侧产生比较大的缺口，从而导致器件的质量下降，所以需进行以下的操作：使在切削中形成在晶片等被加工物上的切削槽定位于摄像单元的正下方，来确认切削槽的状态(参照日本特许第2628256号公报和日本特开2008-4806号公报)。
【专利文献1】日本特许第2628256号公报
【专利文献2】日本特开2008-4806号公报
在现有的切削装置中，由于使用摄像单元来检测要切削的分割预定线以执行对准，所以要停止卡盘工作台而取入由摄像单元拍摄的图像。因此，进行对准比较花时间，具有生产性差的问题。
并且，为了确认切削槽的状态要暂且中止切削作业，且使卡盘工作台定位在摄像单元的正下方后停止，再由摄像单元取入图像，因此具有生产性差的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而作成的，本发明的目的是提供一种能迅速地进行摄像单元的图像取入的切削装置。
根据本发明，提供了一种切削装置，其具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削单元，其可旋转地支撑有切削刀片，该切削刀片对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削；摄像单元，其拍摄保持在该卡盘工作台上的被加工物；以及X轴进给机构，其使该卡盘工作台相对于被加工物在X轴方向上相对移动，使该卡盘工作台定位在该切削单元和该摄像单元上并且进行加工进给，所述摄像单元包含：面向摄像区域的物镜；设置在该物镜的光轴上的摄像照相机；向该摄像区域照射闪光的闪光光源；以及对该摄像照相机所拍摄的图像进行处理的图像处理部。
优选的是，X轴进给机构包含检测X坐标值的X坐标检测单元，X坐标检测单元与闪光光源的闪光信号同步地存储照射了闪光的摄像区域的X坐标值。
优选的是，摄像单元包含：收容摄像单元的框体；以及设在该框体的前端部附近的具有透光窗的分隔壁等。切削装置还具有水供给单元，该水供给单元向框体、分隔壁以及由卡盘工作台保持的晶片所分隔的空间内提供水。
根据本发明，切削装置构成为向摄像区域照射闪光并取入图像，因此在被加工物的对准时或切削槽的确认时，无需为了取入图像而停止卡盘工作台，从而可以实现生产性的提高。
并且，由于与闪光照射同步地存储卡盘工作台的X坐标值，所以可确认所取入的图像的位置。此外，在设置水供给单元而使物镜与摄像区域之间充满水时，即使是被切削水润湿的被加工物，也能够取入切削槽的图像而不受水和/或切屑的影响。
附图说明
图1是本发明实施方式的切削装置的概略结构图。
图2是隔着切割带保持在环状框架上的半导体晶片的立体图。
图3是本发明实施方式的摄像单元的结构图。
标号说明
2：切削装置；14：X轴进给机构；20：卡盘工作台；36：Y轴进给机构；44：Z轴进给机构；46：切削单元；50：切削刀片；52：对准单元；54：摄像单元；60：水填充室；68：物镜；70：闪光光源；74：CCD照相机；76：图像处理部；82：监视器。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明实施方式所涉及的切削装置2。图1示出切削装置2的概略结构图。切削装置2包含安装在静止基座4上的在X轴方向上延伸的一对导轨6。
X轴移动块8通过由滚珠丝杠10和脉冲电机12构成的X轴进给机构(X轴进给单元)14在加工进给方向即X轴方向上移动。在X轴移动块8上隔着圆筒状支撑部件22安装有卡盘工作台20。
卡盘工作台20具有由多孔性陶瓷等形成的吸附部(吸附卡盘)24。在卡盘工作台20上设置有夹持图2所示的环状框架F的多个(在本实施方式中是4个)夹持器26。
如图2所示，在切削装置2的加工对象即半导体晶片W的表面上垂直地形成有第1间隔道(street)S1和第2间隔道S2，在由第1间隔道S1和第2间隔道S2划分出的区域内形成有多个器件D。
晶片W贴附在作为粘接带的切割带T上，切割带T的外周部贴附在环状框架F上。因此，晶片W处于隔着切割带T支撑在环状框架F上的状态，利用图1所示的夹持器26夹持环状框架F，由此将晶片W支撑固定到卡盘工作台20上。
X轴进给机构14包含：沿着导轨6设置在静止基座4上的标度尺16；以及设置在X轴移动块8下面的用于读取标度尺16的X坐标值的读取头18。读取头18与切削装置2的控制器连接。
在静止基座4上还固定有在Y轴方向上延伸的一对导轨28。Y轴移动块30通过由滚珠丝杠32和脉冲电机34构成的Y轴进给机构(分度进给机构)36朝Y轴方向移动。
在Y轴移动块30上形成有在Z轴方向上延伸的一对(仅图示出一根)导轨38。Z轴移动块40通过由未图示的滚珠丝杠和脉冲电机42构成的Z轴进给机构44在Z轴方向上移动。
标号46是切削单元，切削单元46的主轴外壳48被插入到Z轴移动块40中进行支撑。在主轴外壳48中收容有主轴，主轴由空气轴承以能旋转的方式支撑。主轴由收容在主轴外壳48中的未图示的电机进行旋转驱动，在主轴的前端部可拆装地安装有切削刀片50。
在主轴外壳48上安装有对准单元(对准机构)52。对准单元52具有拍摄由卡盘工作台20保持的晶片W的摄像单元(摄像机构)54。切削刀片50和摄像单元54在X轴方向上对齐配置。
下面，参照图3详细说明本发明实施方式所涉及的摄像单元54的结构。摄像单元54具有收容面向摄像区域的物镜68的框体56，在框体56的前端部附近安装有具备透光窗59的分隔壁58。
在通过框体56的前端部、分隔壁59以及由卡盘工作台20保持的晶片W所分隔的空间内限定出水填充室60。优选的是，框体56的前端56a与由卡盘工作台20保持的晶片W之间的间隔是约0.5～1mm左右。在晶片W的切削加工中，在水填充室60内经由开闭阀66和水供给口62来提供并填充来自水源64的水。
本实施方式的摄像单元54具有闪光光源70。从闪光光源70射出的一部分闪光被分束器72反射，经由物镜68和透光窗59照射到由卡盘工作台20保持的晶片W上。
在物镜68的光轴上设置有拍摄被闪光照射的晶片W的CCD照相机74。由CCD照相机74拍摄的图像被输入到图像处理部76进行图像处理，由图像处理部76进行了图像处理后的图像被存储在图像存储部78内。
CCD照相机74的输出也同时被输入到LCD等的监视器82中，操作者可确认显示在监视器82上的切削槽(切槽)84的状态。标号86是形成在切削槽84上的切屑。
CCD照相机74与闪光光源70的发光同步地拍摄由卡盘工作台20保持的晶片W的摄像区域。并且，读取头18与闪光光源70的发光同步地读取标度尺16的X坐标值，该读取的X坐标值被存储在X坐标存储部80内。
以下说明如上构成的摄像单元54的作用。首先，利用卡盘工作台20来吸引保持作为切削加工对象的晶片W，并驱动X轴进给机构14来使晶片W定位在摄像单元54的正下方。
在本实施方式的摄像单元54中，由于CCD照相机74与闪光的照射同步地拍摄晶片W的摄像区域，因此即使晶片W还在移动中也能够取得清晰的静态图像。
在要切削的晶片W的对准中，在使卡盘工作台20进行θ旋转的同时、在沿同一间隔道S1或S2的至少两点处，进行预先存储在图像处理部76内的图像与由CCD照相机76取得的图像之间的基于目标图形的图形匹配。
然后，通过使切削单元46在Y轴方向上移动目标图形与间隔道S1或S2的中心线间的距离，来实现使切削刀片50与要切削的间隔道S1或S2对齐的对准。
在进行对准时，在由卡盘工作台20保持的晶片W上未附着切削水或切屑等，所以无需向水填充室60内提供水。关于本实施方式的摄像单元54在对准时的拍摄是利用CCD照相机74与来自闪光光源70的闪光的照射同步进行的拍摄，因此即使由卡盘工作台20保持的晶片W在摄像单元54的下方移动也能够拍摄静态图像。结果，可迅速地进行晶片W的摄像，可缩短对准所花的时间。
当对准结束后，由X轴进给机构14在X轴方向上对卡盘工作台20进行加工进给，同时高速旋转的切削刀片50穿透晶片W而切入规定量，直至切割带T，由此来切削间隔道S1。
在驱动Y轴进给机构36对切削刀片50进行分度进给的同时，对同一方向的全部间隔道S1进行切削。然后，使卡盘工作台20旋转90度来切削与间隔道S1垂直的间隔道S2。
在晶片W的切削途中希望确认切削槽状态的情况下、即在希望进行切槽检查的情况下，驱动X轴进给机构14来使由卡盘工作台20保持的晶片W定位在摄像单元54的正下方。
打开开闭阀66向水填充室60内提供水，使用干净的水冲洗掉附着在晶片W上的切屑和/或切削水。在始终向水填充室60内提供水的同时，使闪光光源70发光，利用闪光对晶片W的摄像区域进行照明。
因为利用CCD照相机74与闪光光源70的发光同步地进行拍摄，所以即使卡盘工作台20还在移动中，也能够使用CCD照相机74拍摄到清晰的静态图像。由CCD照相机74取入的图像在图像处理部74中进行图像处理，该进行图像处理后的图像被存储在图像存储部78内。
由于CCD照相机74的输出还同时输入到监视器82，因此在监视器82上显示所拍摄的切削槽84。操作者能够在观看监视器82上的图像的同时观察切削槽84中产生的切屑86等，从而能确认切削槽84的状态。
在形成于切削槽84两侧的切屑86的产生比例增多的情况下，判断为切削刀片50发生了堵塞等情况，操作者实施将切削刀片50更换为新的切削刀片等处理。
由于读取头18与闪光光源70的发光同步地读取标度尺16的X坐标值并将其存储在X坐标存储部80内，因而可在需要时确认由CCD照相机74拍摄的摄像区域的X轴坐标值。
在使用本实施方式的摄像单元54确认切削槽状态的情况下、即在进行切槽检查的情况下，向水填充室60内提供水并且与闪光同步地使用CCD照相机74来拍摄摄像区域，因此即使卡盘工作台20还在移动中，也能够使用CCD照相机74拍摄静态图像。因此，可迅速地进行切槽检查，从而即使进行切槽检查，也可以防止生产性下降。
Claims (3)
1.一种切削装置，其具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削单元，其可旋转地支撑有切削刀片，该切削刀片对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行切削；摄像单元，其拍摄保持在该卡盘工作台上的被加工物；以及X轴进给机构，其使该卡盘工作台相对于被加工物在X轴方向上相对移动，使该卡盘工作台定位在该切削单元和该摄像单元上并且进行加工进给，该切削装置的特征在于，
所述摄像单元包含：面向摄像区域的物镜；设置在该物镜的光轴上的摄像照相机；向该摄像区域照射闪光的闪光光源；以及对该摄像照相机所拍摄的图像进行处理的图像处理部。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其中，所述X轴进给机构包含检测X坐标值的X坐标检测单元，
该X坐标检测单元与所述闪光光源的闪光信号同步地存储照射了闪光的摄像区域的X坐标值。
3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其中，
所述摄像单元包含：收容该物镜的框体；以及配置在该框体的前端部附近的具有透光窗的分隔壁，
所述切削装置还具有水供给单元，该水供给单元向该框体、该分隔壁以及保持在该卡盘工作台上的被加工物所分隔的空间内提供水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100331 |