CN102629566B - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够不搭载昂贵的线性标尺单元而是利用比较廉价的机构实现高精度的定位的加工装置。加工装置具备：可动部；移动构件，其包括马达和滚珠丝杠；以及控制移动构件的控制构件，加工装置具备用于检测可动部从基准距离的始点移动至终点这一情况的简易标尺单元，控制构件包括：存储在预定的时刻使马达旋转从而使可动部从基准距离的始点移动至终点时的马达的旋转角的旋转角存储部；根据该旋转角和基准距离计算出每单位旋转所对应的可动部的移动距离的单位旋转角移动距离计算部；基于该每单位旋转所对应的移动距离计算出使可动部移动预定距离所需的旋转角的旋转角计算部；以及使马达旋转该旋转角的量来使可动部移动该预定距离的马达控制部。
Description
技术领域
本发明涉及具备简易标尺的加工装置，所述加工装置是切削装置、激光加工装置等。
背景技术
在半导体器件制造工艺中，在大致圆板形状的硅晶片、砷化镓晶片等半导体晶片的表面，通过呈格子状地形成的被称作间隔道的分割预定线划分出多个区域，在划分出的各区域形成IC(IntegratedCircuit：集成电路)、LSI(LargeScaleIntegration：大规模集成电路)等器件。然后，利用切削装置或激光加工装置将半导体晶片分割成一个个的器件，分割出的器件被广泛应用在便携电话、计算机等各种电气设备中。
切削装置具备：卡盘工作台，其保持半导体晶片；切削单元(切削构件)，其将切削刀具支承成能够旋转，所述切削刀具对保持于卡盘工作台的晶片进行切削；加工进给构件，其对卡盘工作台沿X轴方向进行加工进给；以及分度进给构件，其对切削单元沿Y轴方向进行分度进给，该切削装置能够高精度地将晶片分割成一个个的器件。
另一方面，激光加工装置具备：卡盘工作台，其保持半导体晶片或光器件晶片等晶片；激光束照射单元，其向保持于卡盘工作台的晶片照射脉冲激光束；加工进给构件，其对卡盘工作台沿X轴方向进行加工进给；以及分度进给构件，其对卡盘工作台沿Y轴方向进行分度进给。
在切削装置中，一边对以预定间距形成的分割预定线沿Y轴方向进行分度进给，一边以切削刀具切削分割预定线，因此为了实现Y轴方向的高精度的定位，以沿Y轴方向延伸的方式搭载有线性标尺单元，所述线性标尺单元由线性标尺和读取头构成，所述线性标尺由低膨胀玻璃等形成。
在激光加工装置中，除了Y轴方向的分度进给用线性标尺单元外，激光束照射单元相对于保持在卡盘工作台的晶片的X轴方向的定位也很重要，因此为了在X轴方向也实现高精度的定位，以沿X轴方向延伸的方式搭载有线性标尺单元。
由于加工进给构件和分度进给构件一般通过滚珠丝杠与脉冲马达的组合而构成，因此通过室温的变化或者与装置启动相伴的装置内部的温度变化会使滚珠丝杠热膨胀，因此为了对热膨胀进行修正以实现高精度的定位而设有线性标尺单元。
专利文献1：日本特开昭62-173147号公报
线性标尺单元由线性标尺和读取头构成，所述线性标尺由低膨胀玻璃等形成，线性标尺单元非常昂贵。因此，存在下述这样的要求：希望不搭载线性标尺单元而是利用廉价的机构来实现高精度的定位。
发明内容
本发明正是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种加工装置，能够利用比较廉价的机构来实现高精度的定位。
根据本发明，提供一种加工装置，所述加工装置具备：可动部；移动构件，所述移动构件包括使所述可动部移动的马达和滚珠丝杠；以及控制构件，所述控制构件控制所述移动构件，所述加工装置的特征在于，所述加工装置具备简易标尺单元，所述简易标尺单元用于检测该可动部从基准距离的始点移动至终点这一情况，所述控制构件包括：旋转角存储部，所述旋转角存储部存储旋转角，该旋转角是在预定的时刻使所述马达旋转、从而使所述可动部从所述基准距离的始点移动至终点时的所述马达的旋转角；单位旋转角移动距离计算部，所述单位旋转角移动距离计算部根据由所述旋转角存储部存储的旋转角和所述基准距离来计算出每单位旋转所对应的所述可动部的移动距离；旋转角计算部，所述旋转角计算部基于由所述单位旋转角移动距离计算部计算出的所述每单位旋转所对应的移动距离，计算出使所述可动部移动预定距离所需要的所述马达的旋转角；以及马达控制部，所述马达控制部使所述马达旋转由所述旋转角计算部计算出的所述旋转角的量，从而使所述可动部移动所述预定距离。
优选的是，简易标尺单元由下述部件构成：简易标尺，所述简易标尺被安装在可动部，并且具有第1狭缝和第2狭缝，所述第2狭缝从第1狭缝离开基准距离；和光电断路器，所述光电断路器由发光元件和受光元件构成，所述发光元件和受光元件夹着简易标尺以对置的方式配设在基座上。
本发明的加工装置具备用于检测基准距离的由比较廉价的机构构成的简易标尺单元，以简易标尺单元检测可动部的为基准距离的移动，并根据可动部移动了基准距离时的马达的旋转角来计算出每单位旋转所对应的移动距离。
并且，在使可动部移动预定距离时，根据每单位旋转角所对应的移动距离来计算出马达应该旋转的旋转角，然后使可动部移动，因此即使室温或装置内部发生温度变化也能够实现精密的定位。
附图说明
图1是本发明实施方式涉及的切削装置的立体图。
图2是经由切割带而被环状框架支承的半导体晶片的立体图。
图3是图1所示的切削装置的主要部分的俯视图。
图4是图1所示的切削装置的主要部分的侧视图。
图5是控制构件的框图。
标号说明
2：切削装置；
20：卡盘工作台；
30：Y轴移动块；
34：脉冲马达；
36：Y轴移动机构；
46：切削单元(切削构件)；
50：切削刀具；
60：简易标尺；
64a：第1狭缝；
64b：第2狭缝；
65：简易标尺单元；
66：发光元件；
68：受光元件；
70：控制构件。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明实施方式涉及的切削装置2详细地进行说明。图1示出了切削装置2的概要结构图。切削装置2包括安装在静止基台(基座)4上的一对导轨6，该一对导轨6沿X轴方向延伸。
X轴移动块8借助于X轴进给机构(加工进给构件)14沿着加工进给方向、即X轴方向移动，所述X轴进给机构14由滚珠丝杠10和脉冲马达12构成。在X轴移动块8上隔着圆筒状支承部件22搭载有卡盘工作台20。
卡盘工作台20具有由多孔质陶瓷等形成的吸附部(吸附卡盘)24。在卡盘工作台20配设有多个(在本实施方式中为4个)夹紧器26，所述夹紧器26用于夹紧图2所示的环状框架F。
如图2所示，在作为切削装置2的加工对象的半导体晶片W的表面，第1间隔道S1和第2间隔道S2正交地形成，在由第1间隔道S1和第2间隔道S2划分出的区域形成有大量的器件D。
晶片W被粘贴在作为粘接带的切割带T，切割带T的外周部被粘贴在环状框架F。由此，晶片W成为经由切割带T被环状框架F支承的状态，通过利用图1所示的夹紧器26夹紧环状框架F，从而将晶片W支承固定于卡盘工作台20上。
在静止基台4上还固定有沿Y轴方向延伸的一对导轨28。Y轴移动块30借助于Y轴进给机构(分度进给构件)36沿Y轴方向移动，所述Y轴进给机构36由滚珠丝杠32和脉冲马达34构成。
在Y轴移动块30形成有沿Z轴方向延伸的一对(仅图示出一个)导轨38。Z轴移动块40借助于Z轴进给机构44沿Z轴方向移动，所述Z轴进给机构44由未图示的滚珠丝杠和脉冲马达42构成。
标号46为切削单元(切削构件)，切削单元46的主轴壳体48被插入Z轴移动块40中进行支承。主轴49(参照图3和图4)被收纳在主轴壳体48中，并通过空气轴承支承成能够旋转。主轴49由收纳于主轴壳体48中的未图示的马达驱动旋转，在主轴49的末端部以能够装卸的方式安装有切削刀具50。
在主轴壳体48安装有校准单元(校准构件)52。校准单元52具有对保持于卡盘工作台20的晶片W进行摄像的摄像单元(摄像构件)54。切削刀具50和摄像单元54沿X轴方向对齐地进行配置。
在Y轴移动块30安装有框体58，在框体58装配有简易标尺60。简易标尺60由零膨胀玻璃条或低膨胀玻璃条形成，如图4所示，为了防止透光，至少在简易标尺60的一个表面施加有金属镀层62。构成简易标尺60的材料除了零膨胀玻璃和低膨胀玻璃之外，还能够由低膨胀陶瓷、低膨胀金属等热膨胀较小的材料形成。
简易标尺60具有第1狭缝64a和第2狭缝64b，第1狭缝64a的内侧边缘与第2狭缝64b的内侧边缘之间的距离被设定为基准距离L1。
如图1和图3所示，发光元件66和受光元件68夹着简易标尺60以对置的方式配设在静止基台4上。由发光元件66和受光元件68构成光电断路器。利用简易标尺60以及由发光元件66和受光元件68构成的光电断路器来构成用于检测基准距离的简易标尺单元65。
发光元件66经由未图示的驱动电路与控制构件70连接，受光元件68也与控制构件70连接。由受光元件68进行光电转换得到的电信号被输入至控制构件70。Y轴进给机构36的脉冲马达34也与控制构件70连接。
如图5的框图所示，控制构件70具有：旋转角存储部72，其存储当使脉冲马达34旋转而使Y轴移动块30沿Y轴方向移动了基准距离L1时的脉冲马达34的旋转角；以及单位旋转角移动距离计算部74，其基于由旋转角存储部72存储的旋转角和基准距离L1来计算每单位旋转所对应的Y轴移动块30的移动距离。
控制构件70还具有：旋转角计算部76，其基于由单位旋转角移动距离计算部74计算出的每单位旋转角所对应的移动距离，来计算出使Y轴移动块30移动预定距离所需要的脉冲马达34的旋转角；以及马达控制部78，其使脉冲马达34旋转由旋转角计算部76计算出的旋转角的量，从而使Y轴移动块30移动预定距离。
下面，对具有上述结构的切削装置2的作用进行说明。通常，在切削装置2的启动时，一边供给切削液一边实施预定时间的空载运转。在实施了充分时间的空载运转后，在预定的时刻使Y轴进给机构36的脉冲马达34旋转，使Y轴移动块30、即切削单元46沿Y轴方向移动，利用简易标尺单元65检测切削单元46的为基准距离L1的移动，并利用控制构件70的旋转角存储部72存储当检测出移动了基准距离L1时的脉冲马达34的旋转角，所述简易标尺单元65由简易标尺60和光电断路器所构成，所述光电断路器由发光元件66和受光元件68构成。
如图4所示，在图示的实施方式中，由于基准距离L1由第1狭缝64a的内侧边缘与第2狭缝64b的内侧边缘限定，因此一旦由受光元件68检测出透过第1狭缝64a的、来自发光元件66的光，则将自该检测中断起至穿过第2狭缝64b检测出来自发光元件66的光为止的脉冲马达34的旋转角存储于旋转角存储部72。
然后，基于由旋转角存储部72存储的旋转角和基准距离L1，利用单位旋转角移动距离计算部74来计算每单位旋转所对应的切削单元46的移动距离。接着，基于由单位旋转角移动距离计算部74计算出的每单位旋转角所对应的移动距离，利用旋转角计算部76来计算使切削单元46移动预定距离、例如相邻的第1间隔道S1的间隔的量所需要的脉冲马达34的旋转角。
通过马达控制部78使脉冲马达34旋转由旋转角计算部76计算出的旋转角的量，从而使切削单元46分度进给预定的距离、例如第1间隔道S1的间距的量。
在上述实施方式中，利用由简易标尺60和光电断路器构成的比较廉价的简易标尺单元65，根据在使切削单元46沿Y轴方向移动了基准距离L1的量的时候的脉冲马达34的旋转角来计算出脉冲马达34的每单位旋转所对应的移动距离，当使切削单元46移动预定距离时，根据每单位旋转所对应的移动距离来计算出脉冲马达34应该旋转的旋转角，然后使切削单元46移动，因此，即使室温或装置内部的温度发生变化，也能够实现切削单元46的精密的定位。
在上述的实施方式中，切削单元46构成可动部，而在激光加工装置中，激光束照射单元或具有卡盘工作台的卡盘工作台单元构成可动部。
Claims (1)
1.一种加工装置，所述加工装置具备：以能够相对于静止的基座移动的方式配设的可动部；移动构件，所述移动构件包括使所述可动部移动的马达和滚珠丝杠；以及控制构件，所述控制构件控制所述移动构件，
所述加工装置的特征在于，
所述加工装置具备简易标尺单元，所述简易标尺单元具有由低膨胀材料形成的、用于检测该可动部从基准距离的始点移动至终点这一情况的简易标尺，
所述控制构件包括：
旋转角存储部，所述旋转角存储部存储旋转角，该旋转角是在预定的时刻使所述马达旋转、从而使所述可动部从所述基准距离的始点移动至终点时的所述马达的旋转角；
单位旋转角移动距离计算部，所述单位旋转角移动距离计算部根据由所述旋转角存储部存储的旋转角和所述基准距离来计算出每单位旋转所对应的所述可动部的移动距离；
旋转角计算部，所述旋转角计算部基于由所述单位旋转角移动距离计算部计算出的所述每单位旋转所对应的移动距离，计算出使所述可动部移动预定距离所需要的所述马达的旋转角；以及
马达控制部，所述马达控制部使所述马达旋转由所述旋转角计算部计算出的所述旋转角的量，从而使所述可动部移动所述预定距离，
所述简易标尺单元由所述简易标尺和光电断路器构成，
所述简易标尺被安装在所述可动部，并且具有第1狭缝和第2狭缝，所述第2狭缝从该第1狭缝离开基准距离，
所述光电断路器由发光元件和受光元件构成，所述发光元件和受光元件夹着所述简易标尺以对置的方式配设在所述基座上。
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