CN105751391B - 切削方法和切削装置 - Google Patents
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Abstract
提供切削方法和切削装置，能够提高生产性，或者能够抑制切削得到的被加工物的品质降低。切削方法是使用切削刀具来切削被加工物的切削方法。切削方法执行切削工序，对被加工物供给切削水，并使切削刀具旋转来切削被加工物(步骤ST1)。切削方法执行如下的工序(步骤ST4)：在切削工序中对切削刀具喷吹气体与微粒的混合物。
Description
技术领域
本发明涉及切削方法和切削装置。
背景技术
作为通过树脂对形成有IC、LSI等集成电路的芯片进行封装得到的CSP(Chip SizePackage：芯片尺寸封装)、QFN(Quad Flat Non-leaded package：方形扁平无引脚封装)等矩形基板、玻璃或蓝宝石等脆性材料的基板等各种各样的基板、以及半导体晶片或光器件晶片，沿着划分各器件的格子状的间隔道被切断。并且，各种各样的基板被分割成各个芯片(器件)，分割得到的芯片(器件)广泛应用于移动电话或个人计算机等电子设备或电子部件。
在上述基板等被加工物的分割中使用切削刀具。作为切削刀具，在使用开始初期，能够以将刀尖的形状维持为规定的形状的状态执行加工。因此，通过使用开始初期的切削刀具进行分割后的芯片从正面到背面被垂直地切断。但是，由于切削刀具的刀尖逐渐消耗，因此如果重复进行被加工物的切削，则刀尖的形状逐渐地发生变化。因此，如果重复进行被加工物的切削，则有可能会在分割后的芯片上转印出切削刀具的刀尖的形状。如果刀尖的形状的变化过大，则有可能在分割后的芯片的背面侧生成不利的突出部。并且，如果重复进行被加工物的切削，则切削屑会附着于切削刀具而产生堵塞，无法适当地切削基板。因此，在被加工物的分割中，为了将切削刀具的刀尖的形状成型以及为了去除堵塞，需要定期地进行刀尖的修整。
因此，以往的切削装置中，将修整板(dressing board)保持在用于保持被加工物的卡盘工作台或修整板用的保持部上。以往的切削装置中，在被加工物的分割中定期地使切削刀具向修整板切入规定的量，来进行切削刀具的修整(例如，参照专利文献1和专利文献2)。
专利文献1：日本特开2010-000588号公报
专利文献2：日本特开2006-218571号公报
然而，在以往的切削装置的结构中，由于保持修整板并使切削刀具向修整板切入规定的量而进行修整，因此修整板的保持和位置对位需要耗费时间，存在无法充分地提高生产性这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供切削方法和切削装置，能够解决上述问题，并提高生产性，或者能够抑制切削得到的被加工物的品质降低。
为了解决上述的课题并实现目的，本发明的切削方法提供一种使用切削刀具来切削被加工物的切削方法，该切削方法的特征在于，具有如下的工序：切削工序，对被加工物供给切削水，并使该切削刀具旋转来切削被加工物；以及在该切削工序中对该切削刀具喷吹流体与微粒的混合物的工序。
为了解决上述的课题并实现目的，本发明的切削装置具有：保持部，其在表面上保持被加工物；切削机构，其具有旋转自如的主轴以及装配于该主轴的切削刀具；移动机构，其使该保持部相对于该主轴在与该主轴的中心轴线方向垂直且与该保持部的表面平行的方向上相对地移动；以及切削水供给部，其朝向被加工物供给切削水，该切削装置的特征在于，该切削装置具有混合物供给部，该混合物供给部在被加工物的切削中朝向该切削刀具供给流体与微粒的混合物。
并且，上述切削装置能够对流过该主轴的电流进行监控，并根据该电流值的大小来决定是否供给该混合物。
并且，在上述切削装置中，该微粒可以是水溶性的粒子。
由于本发明构成为在切削工序中对切削刀具喷吹流体与微粒的混合物，对切削刀具的刀尖进行修整，因此能够实现如下的效果：能够提高生产性，并且能够抑制被加工物的品质降低。
附图说明
图1是实施方式1的切削装置的结构例的立体图。
图2是示出实施方式1的切削装置的卡盘工作台和被加工物的立体图。
图3是示出图2所示的被加工物的另一例的立体图。
图4是示出图2所示的被加工物的又一例的立体图。
图5是示出实施方式1的切削装置的切削机构的结构例的立体图。
图6是示出实施方式1的切削装置的切削刀具与混合物供给部的图。
图7的(a)是示出在实施方式1的切削装置的切削刀具上附着了切削屑的状态的图，图7的(b)是示出将图7的(a)所示的切削屑去除的状态的图。
图8是实施方式1的切削装置的切削刀具的刀尖的剖视图。
图9是示出实施方式1的切削装置的混合物供给部对切削刀具的刀尖进行修整的状态的剖视图。
图10的(a)是示出实施方式1的切削方法的流程图的一例，图10的(b)是在图10的(a)所示的切削工序中执行的流程图的一例。
图11的(a)是示出实施方式1的切削方法的喷吹混合物的工序的切削刀具的刀尖的概况的剖视图，图11的(b)是示出实施方式1的切削方法的喷吹混合物之后的切削刀具的刀尖的概况的剖视图。
图12是示出本发明的实施方式2的切削装置的混合物供给部的立体图。
图13是示出图12所示的混合物供给部对切削刀具进行修整的状态的侧剖视图。
图14是示出本发明的实施方式3的切削装置的切削机构和混合物供给部的侧视图。
图15是示出本发明的实施方式4的切削装置的切削机构和混合物供给部的侧视图。
图16是示出实施方式1的变形例的切削装置的混合物供给部对切削刀具的刀尖进行修整的状态的剖视图。
图17的(a)是示出实施方式1的变形例的切削方法的喷吹混合物的工序的切削刀具的刀尖的概况的剖视图，图17的(b)是示出实施方式1的变形例的切削方法的喷吹混合物之后的切削刀具的刀尖的概况的剖视图。
标号说明
1：切削装置；10：保持部；11a：正面；20：切削机构；21：主轴；22：切削刀具；27：切削水供给喷嘴(切削水供给部)；29、60：混合物供给部；30：X轴移动机构(移动机构)；40：Y轴移动机构(移动机构)；50：Z轴移动机构(移动机构)；W：被加工物；K：混合物。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式(实施方式)，一边参照附图一边详细地进行说明。本发明不限于以下的实施方式中记载的内容。并且，以下记载的结构要素包含本领域技术人员能够容易地想到的要素或者实质上相同的要素。此外，以下记载的结构可以适当组合。并且，能够在不脱离本发明的要旨的范围中进行结构的各种省略、置换或者变更。
【实施方式1】
根据附图对本发明的实施方式1的切削方法和切削装置进行说明。图1是实施方式1的切削装置的结构例的立体图。图2是示出实施方式1的切削装置的卡盘工作台和被加工物的立体图。图3是示出图2所示的被加工物的另一例的立体图。图4是示出图2所示的被加工物的又一例的立体图。图5是示出实施方式1的切削装置的切削机构的结构例的立体图。图6是示出实施方式1的切削装置的切削刀具和混合物供给部的图。图7的(a)是示出在实施方式1的切削装置的切削刀具上附着有切削屑的状态的图，图7的(b)是示出将图7的(a)所示的切削屑去除的状态的图。图8是实施方式1的切削装置的切削刀具的刀尖的剖视图。图9是实施方式1的切削装置的混合物供给部对切削刀具的刀尖进行修整的状态的剖视图。
实施方式1的切削装置1通过使具有切削刀具22的切削机构20和保持着被加工物W的保持部10进行相对移动而切削被加工物W。如图1所示，切削装置1具有：利用表面11a吸引保持被加工物W的保持部10、切削机构20、输入机构100以及控制机构90。并且，切削装置1构成为至少包含：X轴移动机构30(相当于移动机构)，其使保持部10在X轴方向上移动；Y轴移动机构40，其使切削机构20在与X轴方向垂直的Y轴方向上移动；以及Z轴移动机构50，其使切削机构20在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上移动。另外，切削装置1中，在装置主体2上设置有门型的柱部3。
这里，被加工物W是利用切削装置1进行加工的板状的加工对象。在实施方式1中，是如图2所示的封装基板(例如，QFN(Quad Flat Non-leaded package：方形扁平无引脚封装)基板)，该封装基板在由相互垂直的多条分割预定线L划分的各区域中配设有被树脂密封部S密封的器件D，并在分割预定线L中配设有未图示的电极。对于作为被加工物W的封装基板而言，切削装置1的控制机构90使保持部10和具有切削刀具22的切削机构20相对移动而对分割预定线L实施切削加工，从而将被加工物W分割成各个器件D。
并且，在本发明中，被加工物W不限于封装基板，也可以是图3所示的、在正面上层叠有在正面上形成绝缘膜和回路的功能层FL的圆板状的晶片，也可以是图4所示的、在分割预定线L中形成有TEG(Test Element Group：测试元件组)或CMP(Chemical MechanicalPolishing：化学机械抛光)用的虚拟图案等金属M的以硅、蓝宝石以及镓等作为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片。并且，在本发明中，被加工物W也可以由玻璃构成，也可以是BGA(Ball Grid Array：网络焊球阵列)基板、具有绝缘膜的基板。另外，形成功能层FL的绝缘膜由SiO2膜、或者SiOF、BSG(SiOB)等无机物系的膜、或聚酰亚胺系、聚对二甲苯系等聚合物膜即有机物系的膜构成的低介电常数绝缘体被膜(Low-k膜)构成。
如图1所示，保持部10构成为包含具有表面11a的保持工作台11和旋转工作台19。保持工作台11在表面11a上载置被加工物W，并经过设置于表面11a的吸引孔13(如图2所示)进行吸引，从而借助负压吸引保持被加工物W。吸引孔13设置为与被加工物W的器件D一对一地对应。在保持工作台11的表面11a上形成有与各分割预定线L对应的切削刀具22用的退刀槽15。在将被加工物W分割成各器件D时，切削机构20的切削刀具22侵入到退刀槽15。旋转工作台19能够使保持工作台11绕与垂直于表面11a的Z轴方向平行的未图示的轴线旋转。并且，保持部10通过X轴移动机构30以在X轴方向上移动自如的方式设置。
切削机构20一边对保持在保持部10上的被加工物W供给未图示的切削水一边利用切削刀具22切削被加工物W。切削机构20借助Y轴移动机构40、Z轴移动机构50等设置于柱部3。切削机构20通过Y轴移动机构40以在Y轴方向上移动自如的方式设置，并且通过Z轴移动机构50以在Z轴方向上移动自如的方式设置。
如图5所示，切削机构20具有：主轴21，其中心轴线与Y轴方向(相当于分度方向)一致；以及切削刀具22，其装配于主轴21的前端；以及刀具罩24。主轴21以能够旋转的方式支承于主轴外壳23，并与收纳于主轴外壳23的未图示的刀具驱动源连结。刀具驱动源能够借助从未图示的电源供给的电力使主轴21绕中心轴线旋转。另外，将供给到刀具驱动源的电力的电流称为主轴电流。通过图5所示的主轴电流检测部25对主轴电流进行检测。主轴电流检测部25将检测结果输出到控制机构90。另外，当主轴21绕中心轴线旋转时即切削刀具22切削被加工物W时的阻力(也称为负载)变大时，主轴电流上升。总之，当切削刀具22的切削变得困难时，主轴电流上升。
切削刀具22是具有大致环形形状的极薄的切削磨石，装卸自如地装配于主轴21。切削刀具22借助由刀具驱动源产生的旋转力进行旋转驱动。切削刀具22是将电铸/电接粘结剂、金属粘结剂、树脂粘结剂、陶瓷粘结剂等作为粘结剂，利用这些粘结剂中的一个将金刚石等磨粒26(如图7的(a)和图7的(b)所示)固定的圆环状的刀具。另外，在本实施方式1中，如图5和图6所示，作为切削刀具22具有基台(也称为轮毂)22b，并使用利用电铸粘结剂固定了金刚石磨粒的切削刀具。
刀具罩24固定于主轴外壳23的前端部，将除切削刀具22的下方以外的外周覆盖。刀具罩24如图5所示那样具有向切削刀具22供给切削水的一对切削水供给喷嘴27以及混合物供给部29。
切削水供给喷嘴27是通过向切削刀具22供给切削水而朝向被加工物W供给切削水的切削水供给部。切削水供给喷嘴27隔着切削刀具22而配设于刀具罩24的下端部的Y轴方向的两侧，用于向切削刀具22的两侧方供给切削水。切削水供给喷嘴27形成为圆筒形状，其装配于刀具罩24的下端部，与X轴方向平行地在水平方向上延伸，并且在其侧面具有喷射切削水的喷射缝27a。经由安装于刀具罩24的上端部的连结部28和形成于刀具罩24的内部的未图示的切削水供给路径对切削水供给喷嘴27供给来自未图示的切削水源的切削水。
混合物供给部29在被加工物W的切削中向切削刀具22供给流体与微粒的混合物K(如图9所示)。混合物供给部29通过向切削刀具22的刀尖22a喷吹流体与微粒的混合物K而从刀尖22a去除切削屑CW(如图7的(a)所示)，并且修整切削刀具22的刀尖22a而将该刀尖22a形成为在截面上与Y轴方向平行。
混合物供给部29设置于刀具罩24内，如图9所示，其形成为与切削刀具22的两侧面平行的直线状。混合物供给部29具有与切削刀具22的刀尖22a(如图6和图7所示)相对的混合物喷出口29a。混合物供给部29的混合物喷出口29a的中央与切削刀具22的厚度方向的中央相对。并且，在本实施方式1中，由于切削刀具22具有基台22b，因此混合物供给部29按照从混合物喷出口29a对刀尖22a喷吹的混合物K不会喷吹到基台22b的朝向进行配置。并且，在本发明中，在切削刀具22是不具有基台22a的所谓无轮毂刀具(hub-less blade)的情况下，混合物供给部29按照从混合物喷出口29a对刀尖22a喷吹的混合物K不会喷吹到将切削刀具22装配于主轴21的前端的螺母的朝向进行配置。
从混合物供给源29b对混合物供给部29供给加压后的流体与微粒的混合物K，并将所供给的混合物K朝向切削刀具22的刀尖22a与切削刀具22的两侧面平行地喷吹。另外，在本实施方式1中，作为加压后的流体使用0.1MPa(表压)～0.6MPa(表压)的由空气或者氮气等惰性气体构成的气体，作为微粒使用水溶性的小苏打(碳酸氢钠)。小苏打在水溶时呈弱碱性。小苏打普遍可以买到，例如可以使用三和通商(公司)进口的小苏打。在实施方式1中，小苏打的平均粒径为40μm左右。
并且，在本实施方式1中，如图9所示，以使从混合物喷出口29a直接喷吹到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的宽度H1比切削刀具22的厚度T小的方式形成混合物喷出口29a。从混合物喷出口29a直接喷吹到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的宽度H1是指从混合物喷出口29a直接冲撞到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的Y轴方向的宽度。因此，当本实施方式1的混合物供给部29在图8所示的截面中对与Y轴方向平行的切削刀具22的刀尖22a喷吹混合物K时，如图9所示那样使切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的中央消耗。并且，在本发明中，对于切削刀具22而言，通常使用厚度T为30μm～1mm左右的刀尖22a，混合物喷出口29a的直径也可以是与切削刀具22的刀尖22a的厚度相同程度。
并且，在本发明中，作为流体也可以使用作为液体的纯水、或者纯水等液体和由空气或氮气等惰性气体构成的气体的混合物(所谓二流体)。即，在本发明中，作为流体可以使用由空气或者氮气等惰性气体构成的气体、纯水等液体、以及纯水等液体和由空气或者氮气等惰性气体构成的气体的混合物(所谓二流体)中的任意一种。并且，在本发明中，作为微粒可以使用平均粒径是10μm～100μm的水溶性的粒子、且在水溶时呈微酸性、微碱性或者中性的粒子，或者也可以是塑料等非水溶性的粒子。此外，作为微粒也可以是包含氧化铝(Al2O3)、将贝壳粉砕而构成的含有氧化钙的粉状体、尼龙(聚酰胺)等树脂。此外，优选微粒的平均粒径为5μm～50μm。微粒的种类、大小根据切削刀具22的粘结剂而适当选择。例如，当使用由较大粒径的氧化铝构成的微粒时，对切削刀具22的冲击变大，修整速度变快，每单位时间的修整量变多。并且，在使用由较轻的树脂等构成的微粒的情况下，能够进行对切削刀具22的冲击较小、抑制了修整速度和每单位时间的修整量的温和的修整。并且，在作为流体使用纯水、作为微粒使用小苏打等水溶性的粒子的情况下，优选在切削刀具22附近、即在接近切削刀具22的位置进行流体与微粒的混合。在该情况下，优选在切削刀具22附近即切削刀具22紧前使供给流体的供给管与供给微粒的供给管合流，而得到混合物K。
X轴移动机构30使保持部10在相对于主轴21的中心轴线方向垂直且与保持部10的表面11a平行的方向上相对于主轴21相对地移动。
输入机构100与控制机构90连接，且该输入机构100设置于显示加工动作的状态的显示机构101。显示机构101由液晶显示器以及有机EL显示器等显示面板等构成。显示机构101根据从控制机构90输入的信号而显示文字、图形、图像等信息。输入机构100供操作员进行键操作，由设置于显示机构101的显示面整个面的触摸面板等构成。输入机构100向控制机构90输入与所接受的操作对应的信号。
控制机构90分别控制构成切削装置1的上述的结构要素。控制机构90使切削装置1进行针对被加工物W的加工动作即实施方式1的切削方法。另外，控制机构90例如以由CPU等构成的运算处理装置或具有ROM、RAM等的未图示的微处理器作为主体而构成。控制机构90与显示机构101和操作员在登记加工内容信息等时使用的输入机构100等连接。
接着，对实施方式1的切削装置1的加工动作、即实施方式1的切削方法进行说明。实施方式1的切削方法是使用切削刀具22来切削被加工物W的切削方法。图10的(a)是示出实施方式1的切削方法的流程图的一例，图10的(b)是在图10的(a)所示的切削工序中执行的流程图的一例。图11的(a)是示出实施方式1的切削方法的喷吹混合物的工序的切削刀具的刀尖的概况的剖视图，图11的(b)是示出实施方式1的切削方法的喷吹混合物之后的切削刀具的刀尖的概况的剖视图。
在切削方法中，首先，操作员将加工内容信息登记到控制机构90，将被加工物W载置在从切削机构20分离的保持部10上，在由操作员指示了加工动作的开始的情况下，切削装置1开始进行加工动作。在加工动作中，控制机构90吸引保持载置在保持部10上的被加工物W，并使吸引保持着被加工物W的保持部10移动至切削机构20的下方。
并且，控制机构90在执行了对准之后，执行切削工序(步骤ST1)，根据加工内容信息从切削水供给喷嘴27对切削刀具22供给切削水，并一边使切削刀具22旋转一边使保持部10和切削刀具22沿着分割预定线L相对地移动而切削被加工物W。控制机构90根据加工内容信息判定切削工序是否结束(步骤ST2)，当判定为切削工序未结束时(步骤ST2：否)，重复执行切削工序。当控制机构90判定为切削工序结束时(步骤ST2：是)，通过Z轴移动机构50使切削机构20从被加工物W分离，然后通过X轴移动机构30使保持部10从切削机构20的下方分离。并且，当保持部10从切削机构20的下方分离时，控制机构90解除保持部10的吸引保持，操作员移除保持部10上的切削加工完毕的被加工物W，并将切削加工前的被加工物W载置在保持部10上。重复进行这样的工序，从而切削装置1切削被加工物W。
在实施方式1的切削方法中，因切削刀具22与被加工物W的组合，而如图11的(a)所示，在切削工序中主要消耗切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的两端部。控制机构90在切削工序(步骤ST1)中判定主轴电流是否为规定的值以上(步骤ST3)。另外，优选该规定的值为反映切削屑CW对切削刀具22的刀尖22a的附着或者切削刀具22的刀尖22a的消耗对切削加工带来不良影响的程度的值。
当控制机构90判定为主轴电流为规定的值以上时(步骤ST3：是)，执行如下的工序：使混合物供给源29b进行动作或者维持使其动作的状态，在切削工序中从混合物供给部29对切削刀具22的刀尖22a喷吹气体与微粒的混合物K(步骤ST4)，并返回步骤ST3。于是，如图11的(a)所示，混合物K主要喷吹到切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的中央，而如图7的(b)所示，去除切削屑CW，并且对刀尖22a的Y轴方向的中央进行修整。由于去除切削屑CW并修整了刀尖22a的混合物K的微粒是水溶性的小苏打，因此其溶于切削水，与切削水一同经过未图示的排出口排出到切削装置1之外。这样，在实施方式1的切削方法中，当主轴电流为规定的值以上时，一边切削被加工物W一边对切削刀具22喷吹混合物K而进行切削刀具22的修整。
当控制机构90判定为主轴电流不在规定的值以上时(步骤ST3：否)，使混合物供给源29b停止或者维持使其停止的状态(步骤ST5)，返回步骤ST3。这样，控制机构90在切削工序中监控流过主轴21的主轴电流，根据该主轴电流的电流值的大小来决定是否供给混合物K。于是，如图11的(b)所示，切削刀具22的刀尖22a形成为与Y轴方向平行。
如上所述，根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在切削工序中对切削刀具22的刀尖22a喷吹气体与微粒的混合物K，对切削刀具22的刀尖22a进行修整。因此，能够在切削工序中从切削刀具22的刀尖22a去除切削屑CW，并且能够在截面中将刀尖22a保持为与Y轴方向平行。因此，根据实施方式1的切削方法和切削装置1，能够抑制切削得到的被加工物W的品质降低的情况。并且，由于在切削工序中对切削刀具22的刀尖22a进行修整，因此不需要为了修整而设置专用的工序。因此，根据实施方式1的切削方法和切削装置1，能够实现修整作业的高效化并提高生产性。
并且，根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在对作为被加工物W的封装基板、在分割预定线L中形成有TEG或CMP用的虚拟图案(虚拟焊盘)等金属M的半导体晶片或光器件晶片进行切削的情况下，能够抑制金属M对切削刀具22的堵塞。根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在对作为被加工物W的由玻璃构成的部件进行切削的情况下，能够通过混合物K所进行的修整而使已磨损的磨粒26脱落，而抑制碎片化(chipping)。根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在对作为被加工物W的BGA基板进行切削的情况下，能够在水平方向上将切削刀具22的刀尖22a维持成平坦。根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在对作为被加工物W的具有绝缘膜的基板进行切削的情况下，能够抑制树脂对切削刀具22的堵塞。根据实施方式1的切削方法和切削装置1，在对作为被加工物W的在正面上层叠有功能层FL的圆板状的晶片进行切削的情况下，能够抑制功能层FL的剥离。
并且，根据切削方法和切削装置1，由于混合物供给部29对刀尖22a的Y轴方向的中央进行修整，因此能够将在切削工序中Y轴方向的两端部发生消耗的切削刀具22的刀尖22a在截面中保持为与Y轴方向平行。此外，根据切削方法和切削装置1，由于从混合物供给部29直接喷吹到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的宽度H1比切削刀具22的厚度T小，因此混合物供给部29能够对切削刀具22的Y轴方向的中央进行修整。
根据切削方法和切削装置1，由于混合物供给部29与切削刀具22的两侧面平行地直线状延伸，且混合物喷出口29a的中央与切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的中央相对，因此能够将切削刀具22的刀尖22a在截面中保持为与Y轴方向平行。并且，根据切削方法和切削装置1，由于将混合物供给部29设置于刀具罩24，因此能够在切削工序中可靠地进行修整。
此外，根据切削方法和切削装置1，由于当主轴电流为规定的值以上、切削刀具22难以进行切削时对切削刀具22的刀尖22a喷吹混合物K，因此能够在需要的时机进行修整，不存在浪费混合物K、或者对切削刀具22进行不需要的修整而使寿命降低的情况。
这里，作为切削刀具22，为了切削硬质的被加工物W而使用利用金属粘结剂(由金属构成的结合材料)牢固地固定金刚石磨粒的刀具、电铸刀具。虽然当进行切削时金刚石磨粒会磨损，但由于金属粘结剂的保持力较大因此磨损的金刚石磨粒难以脱落。因此，根据切削方法和切削装置1，通过将混合物K喷吹到切削刀具22的刀尖22a而进行修整，能够使金刚石磨粒容易地从金属粘结剂脱落，从而利用未磨损的金刚石磨粒适当地进行切削。并且，不限于金属粘结剂，通过对切削刀具22的粘结部分喷射高压的混合物K，而如图7的(b)所示将切削刀具22的粘结部分侵蚀成凹状。能够借助因该侵蚀而形成的凹状的部分使切削屑CW易于从切削刀具22排出，并且使磨损的磨粒26易于脱落。
根据实施方式1的切削方法和切削装置1，由于作为构成混合物K的微粒使用水溶性的小苏打，因此即使对旋转中的切削刀具22喷吹混合物K，混合物K的微粒也快速地溶于切削水。因此，即使在切削工序中喷吹混合物K进行修整，也能够抑制混合物K飞散到附近。此外，由于能够将混合物K的微粒与切削水一同回收，因此不需要另外设置回收机构等。
【实施方式2】
根据附图对本发明的实施方式2的切削方法和切削装置1进行说明。图12是示出本发明的实施方式2的切削装置的混合物供给部的立体图。图13是示出图12所示的混合物供给部对切削刀具进行修整的状态的侧剖视图。在图12和图13中，对与实施方式1相同的部分标注相同的标号并省略说明。
如图13所示，实施方式2的切削装置1中，切削机构20的刀具罩24不具有混合物供给部29，而是具有在被加工物W的切削的间歇期间朝向切削刀具22供给混合物K的混合物供给部60。如图13所示，混合物供给部60具有：固定在卡盘工作台10的附近的修整部61；将从混合物供给源29b供给的混合物K引导到修整部61的供给管62；吸引修整部61内的混合物K的吸引单元63；以及将修整部61内的混合物K引导到吸引单元63的排出管64。另外，在实施方式2中，混合物供给部60的修整部61固定在卡盘工作台10的附近，在本发明中不限于此，也可以使混合物供给部60的修整部61与卡盘工作台10相邻地设置。并且，在本发明中，也可以将混合物供给部60的修整部61设置在切削装置1的装置主体2的任意的部位。
修整部61形成为箱状，其长度方向的一端与供给管62连接，另一端与排出管64连接。修整部61在内部设置有通路61b，该通路61b的长度方向与X轴方向平行地配置，使从供给管62供给的混合物K朝向排出管64沿着X轴方向流动。修整部61设置有侵入孔65，该侵入孔65在与切削刀具22相对的上表面61a上在X轴方向上延伸并且使切削刀具22的刀尖侵入。
混合物供给部60与X轴方向平行地对侵入到侵入孔65内的切削刀具22的刀尖22a喷吹从混合物供给源29b供给的混合物K，而修整切削刀具22。并且，混合物供给部60按照与侵入到侵入孔65内的切削刀具22的刀尖22a的旋转方向R相反的方向喷吹混合物K(可以以切削刀具22的一点与混合物K的相对速度变大的方式进行喷吹)。混合物供给部60按照与侵入到侵入孔65内的切削刀具22的刀尖22a的旋转方向R相反的方向喷吹混合物K，从而能够提高修整的速度。混合物供给部60与X轴方向平行地喷吹混合物K，从而限制将混合物K喷吹到被加工物W。
实施方式2的切削装置1使用切削刀具22切削被加工物W的切削方法具有如下的工序：切削工序，对被加工物W供给切削水，使该切削刀具22旋转而切削被加工物W；以及在该切削的间歇期间对该切削刀具22喷吹作为流体的气体与微粒的混合物K。具体而言，切削装置1的控制装置90在切削1条或者多条分割预定线L时，驱动X轴移动机构30、Y轴移动机构40以及Z轴移动机构50而使切削刀具22移动，使切削刀具22的刀尖侵入到侵入孔65，并以规定的时间对切削刀具22的刀尖喷吹混合物K，从而进行修整。并且，实施方式2的切削装置1也可以在完成了一个被加工物W的切削之后、更换为切削前的被加工物W之前，即在被加工物W的切削间隔驱动X轴移动机构30、Y轴移动机构40以及Z轴移动机构50而使切削刀具22移动，使切削刀具22的刀尖侵入到侵入孔65，以规定的时间对切削刀具22的刀尖喷吹混合物K，从而进行修整。并且，实施方式2的切削装置1的控制机构90也可以与实施方式1同样，监控流过主轴21的电流，根据电流值的大小来决定是否进行修整。实施方式2的切削装置1与实施方式1同样，作为流体使用由空气或者氮气等惰性气体构成的气体，但不限于气体，也可以使用纯水等液体、或者纯水等液体与由空气或者氮气等惰性气体构成的气体的混合物(所谓二流体)。
如上所述，根据实施方式2的切削方法和切削装置1，在切削的间歇期间对切削刀具22的刀尖22a喷吹流体与微粒的混合物K，对切削刀具22的刀尖22a进行修整。因此，能够在切削的间歇期间从切削刀具22的刀尖22a去除切削屑CW，并且能够在截面中将刀尖22a保持为与Y方向平行。因此，根据实施方式2的切削方法和切削装置1，与实施方式1同样，能够抑制切削得到的被加工物W的品质降低。
并且，根据实施方式2的切削方法和切削装置1，由于在切削的间歇期间修整切削刀具22的刀尖22a，因此不需要为了修整而设置专用的工序，混合物K不会给被加工物W带来影响。因此，根据实施方式1的切削方法和切削装置1，能够实现修整作业的高效化并提高生产性，并且能够抑制被加工物W的品质降低。此外，由于混合物供给部60具有修整部61、供给管62以及排出管63，因此能够抑制混合物K向外部扩散。
并且，根据实施方式2的切削方法和切削装置1，由于使切削刀具22的刀尖22a侵入到形成于与卡盘工作台10相邻地设置的混合物供给部60的修整部61的侵入孔65内而进行修整，因此在修整时不需要精密地定位切削刀具22。并且，根据实施方式2的切削方法和切削装置1，由于使切削刀具22的刀尖22a侵入到形成于与卡盘工作台10相邻的混合物供给部60的修整部61的侵入孔65内而进行修整，因此能够抑制混合物K喷吹到被加工物W而使被加工物W受损。
并且，实施方式2的切削装置1也可以与如下所示的实施方式4同样地具有检测切削刀具22的磨损量的未图示的刀具磨损检测机构。刀具磨损检测机构与实施方式4同样地具有夹持切削刀具22的发光元件和受光元件，受光元件检测接收到的光量，从而检测切削刀具22的磨损量，并将检测结果输出到控制机构90。实施方式2的切削装置1也可以构成为在具有刀具磨损检测机构的情况下，检测切削刀具22的刀尖22a的磨损量，控制Z轴移动机构50，来进行修整时的切削刀具22的Z轴方向的位置的控制，得到恒定的修整宽度。在该情况下，也可以具有使混合物供给部60的修整部61在Z轴方向上移动的未图示的移动机构，而控制Z轴移动机构50或/和未图示的移动机构，来进行修整时的切削刀具22的Z轴方向的位置的控制。
根据实施方式2，能够得到以下的切削方法和切削装置1。
(附记1)
一种切削方法，使用切削刀具22来切削被加工物W，该切削方法的特征在于，具有如下的工序：
切削工序，对被加工物W供给切削水，并使该切削刀具22旋转来切削被加工物W；以及
在该切削的间歇期间中对该切削刀具22喷吹流体与微粒的混合物K的工序。
(附记2)
一种切削装置1，其具有：
保持部10，其在表面上保持被加工物W；
切削机构20，其具有旋转自如的主轴21以及装配于该主轴21的切削刀具22；
X轴移动机构30、Y轴移动机构40以及Z轴移动机构50，其使该切削刀具22相对于保持部10在该主轴21的中心轴线方向即Y轴方向、相对于Y轴方向垂直且与该保持部10的正面11a平行的方向即X轴方向、以及相对于Y轴方向和该保持部10的正面11a垂直的Z轴方向上相对地移动；以及
切削水供给部27，其朝向被加工物W供给切削水，
该切削装置1的特征在于，
具有混合物供给部60，该混合物供给部60与所述保持部10相邻地设置，并且在被加工物W的切削的间歇期间，朝向该切削刀具22供给流体与微粒的混合物K。
(附记3)
根据附记2所记载的切削装置1，对流过该主轴21的电流进行监控，并根据该电流值的大小来决定是否供给该混合物K。
【实施方式3】
根据附图对本发明的实施方式3的切削方法和切削装置1进行说明。图14是示出本发明的实施方式3的切削装置的切削机构和混合物供给部的侧视图。在图14中，对与实施方式1和实施方式2相同的部分标注相同的标号并省略说明。
如图14所示，实施方式3的切削装置1中，切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29。实施方式3的混合物供给部29如图14所示那样具有：固定于刀具罩24的修整部29c；将从混合物供给源29b供给的混合物K引导到修整部29c的供给管62；吸引修整部29c内的混合物K的吸引单元63；以及将修整部29c内的混合物K引导到吸引单元63的排出管64。
修整部29c形成为筒状，其长度方向的一端与供给管62连接，另一端与排出管64连接。修整部29c在内部设置有通路29d，该通路29d的长度方向与切削刀具22的刀尖22a的切线平行地配置，使从供给管62供给的混合物K朝向排出管64沿着切削刀具22的刀尖22a的切线流动。修整部29c设置有始终使切削刀具22的刀尖22a侵入的侵入孔29e。修整部29c使切削刀具22的刀尖22a中比主轴21更远离被加工物W的部位侵入到侵入孔29e，并使混合物K沿着切削刀具22的刀尖22a的切线方向流动，从而限制混合物K喷吹到被加工物W。
混合物供给部60将从混合物供给源29b供给的混合物K喷吹到侵入到侵入孔29e内的切削刀具22的刀尖22a，而修整切削刀具22。并且，混合物供给部60按照与侵入到侵入孔29e内的切削刀具22的刀尖22a的旋转方向R相反的方向喷吹混合物K(可以以切削刀具22的一点与混合物K的相对速度变大的方式喷吹)。混合物供给部60按照与切削刀具22的刀尖22a的旋转方向R相反的方向喷吹混合物K，从而能够提高修整的速度。
实施方式3的切削装置1使用切削刀具22来切削被加工物W的切削方法具有如下的工序：切削工序，对被加工物W供给切削水，并使该切削刀具22旋转而切削被加工物W；以及在该切削工序中对该切削刀具22喷吹作为流体的气体与微粒的混合物K的工序。并且，实施方式3的切削装置1的控制机构90也可以与实施方式1同样，监控流过主轴21的电流，根据电流值的大小来决定是否进行修整。实施方式3的切削装置1与实施方式1同样，作为流体使用由空气或者氮气等惰性气体构成的气体，但不限于气体，也可以使用纯水等液体、或者纯水等液体与由空气或者氮气等惰性气体构成的气体的混合物(所谓二流体)。
如上所述，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，在切削工序中对切削刀具22的刀尖22a喷吹气体与微粒的混合物K，修整切削刀具22的刀尖22a。因此，能够在切削工序中从切削刀具22的刀尖22a去除切削屑CW，并且能够在截面中将刀尖22a保持为与Y方向平行。因此，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，与实施方式1和实施方式2同样，能够抑制切削得到的被加工物W的品质降低。
并且，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，由于在切削工序中修整切削刀具22的刀尖22a，因此不需要为了修整而设置专用的工序。因此，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，能够实现修整作业的高效化并提高生产性。此外，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，因此能够在切削工序中以外(在未利用切削刀具22切削被加工物W时)在切削了1条或者多条之后(不必像实施方式2那样将切削刀具22移动到修整部61)开始供给混合物K而进行修整。因此，实施方式3的切削方法和切削装置1可以不需要伴随着切削刀具22的移动以及与修整部61的对位的时间。此外，关于实施方式3的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，能够在切削工序中以外进行修整，因此能够有效利用在Y轴方向上对切削刀具22进行进给的时间而进行修整。
并且，根据实施方式3的切削方法和切削装置1，由于混合物供给部29使切削刀具22的刀尖22a中比主轴21更远离被加工物W的部位侵入到侵入孔29e而进行修整，因此能够抑制混合物K喷吹到被加工物W而使被加工物W受损。根据实施方式3的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，因此不需要在卡盘工作台10的周围设置进行修整的物品，因此能够实现卡盘工作台10周围的省空间化。
【实施方式4】
根据附图对本发明的实施方式4的切削方法和切削装置1进行说明。图15是示出本发明的实施方式4的切削装置的切削机构和混合物供给部的侧视图。在图15中，对与实施方式1、实施方式2以及实施方式3相同的部分标注相同的标号并省略说明。
如图15所示，实施方式4的切削装置1中，除了实施方式3的混合物供给部29以外还具有刀具磨损检测机构29f和供给部移动机构29g。刀具磨损检测机构29f具有隔着切削刀具22的发光元件以及受光元件，通过检测受光元件接收到的光量，而检测切削刀具22的磨损量，并将检测结果输出到控制机构90。
供给部移动机构29g根据控制机构90的命令，使混合物供给部29沿着切削刀具22的径向移动。对于供给部移动机构29g而言，通过使气缸的杆伸缩而使混合物供给部29沿着切削刀具22的径向移动。
实施方式4的切削装置1使用切削刀具22来切削被加工物W的切削方法具有如下的工序：切削工序，对被加工物W供给切削水，并使该切削刀具22旋转而切削被加工物W；以及在该切削工序中对该切削刀具22喷吹流体(液体和/或气体)与微粒的混合物K的工序。并且，实施方式4的切削装置1的控制机构90也可以与实施方式1同样，监控流过主轴21的电流，根据电流值的大小来决定是否进行修整。实施方式4的切削装置1与实施方式1同样，作为流体使用由空气或者氮气等惰性气体构成的气体，但不限于气体，也可以使用纯水等液体、或者纯水等液体与由空气或者氮气等惰性气体构成的气体的混合物(所谓二流体)
此外，实施方式4的切削装置1的控制机构90根据刀具磨损检测机构29f的检测结果，控制供给部移动机构29g使得混合物供给部29所供给的混合物K与切削刀具22的刀尖22a冲撞，根据切削刀具22的消耗情况来调整切削刀具22与混合物供给部29的相对位置。具体而言，对于供给部移动机构29g而言，由于当切削刀具22的磨损发展时刀具的直径变小，因此使混合物供给部29相对地向切削刀具22的中心方向(平行)移动。并且，在本发明中，供给部移动机构29g也可以调整混合物供给部29相对于水平面的倾斜度(对切削刀具22供给混合物K的角度)。总之，在本发明中，供给部移动机构29既可以调整在切削刀具22的径向方向上切削刀具22与混合物供给部29的相对位置，也可以调整混合物供给部29相对于水平面的倾斜度，还可以调整在切削刀具22的径向方向上切削刀具22与混合物供给部29的相对位置和混合物供给部29相对于水平面的倾斜度。
如上所述，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，在切削工序中对切削刀具22的刀尖22a喷吹气体或者液体与微粒的混合物K，修整切削刀具22的刀尖22a。因此，能够在切削工序中从切削刀具22的刀尖22a去除切削屑CW，并且能够在截面中将刀尖22a保持为与Y轴方向平行。因此，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，与实施方式1～实施方式3同样，能够抑制切削得到的被加工物W的品质降低。
并且，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，由于在切削工序中修整切削刀具22的刀尖22a，因此不需要为了修整而设置专用的工序。因此，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，能够实现修整作业的高效化并提高生产性。此外，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，因此能够在切削工序中以外(在不利用切削刀具22切削被加工物W时)在切削了1条或者多条之后(不必像实施方式2那样将切削刀具22移动到修整部61)开始供给混合物K而进行修整。因此，实施方式3的切削方法和切削装置1可以不需要伴随着切削刀具22的移动以及与修整部61的对位的时间。此外，关于实施方式3的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，能够在切削工序中以外进行修整，因此能够有效利用在Y轴方向上对切削刀具22进行进给的时间而进行修整。
并且，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，由于混合物供给部29使切削刀具22的刀尖22a中比主轴21更远离被加工物W的部位侵入到侵入孔29e而进行修整，因此能够抑制混合物K喷吹到被加工物W而使被加工物W受损。根据实施方式4的切削方法和切削装置1，由于切削机构20的刀具罩24具有混合物供给部29，因此不需要在卡盘工作台10的周围设置进行修整的物品，因此能够实现卡盘工作台10周围的省空间化。
此外，根据实施方式4的切削方法和切削装置1，由于根据刀具磨损检测机构29f的检测结果控制供给部移动机构29g，而将混合物供给部29所供给的混合物K定位在与切削刀具22的刀尖22a冲撞的位置，因此能够在切削中可靠地进行修整。
根据实施方式3和实施方式4，能够得到以下的切削装置1。
(附记4)
一种切削装置1，其具有：
保持部10，其在正面上保持被加工物W；
切削机构20，其具有旋转自如的主轴21和装配于该主轴21的切削刀具22；以及
切削水供给部27，其朝向被加工物W供给切削水，
该切削装置1的特征在于，
具有混合物供给部29，该混合物供给部29安装于所述切削机构20，并且在被加工物W的切削中沿着该切削刀具22的刀尖22a的切线供给流体与微粒的混合物K。
(附记5)
根据附记4所记载的切削装置1，其特征在于，该切削装置1具有：
刀具磨损检测机构29f，其检测所述切削刀具22的磨损量；以及
供给部移动机构29g，其根据所述刀具磨损检测机构29f的检测结果，调整所述混合物供给部29的位置。
【变形例】
根据附图对本发明的实施方式1～实施方式4的变形例的切削方法和切削装置1进行说明。图16是示出实施方式1～实施方式4的变形例的切削装置的混合物供给部对切削刀具的刀尖进行修整的状态的剖视图。图17的(a)是示出实施方式1～实施方式4的变形例的切削方法的喷吹混合物的工序的切削刀具的刀尖的概况的剖视图，图17的(b)是示出实施方式1～实施方式4的变形例的切削方法的喷吹混合物之后的切削刀具的刀尖的概况的剖视图。另外，在图16和图17中，对与上述的实施方式1～实施方式4相同的部分标注相同的标号并省略说明。
在变形例中，如图16所示，以使从混合物喷出口29a直接喷吹到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的宽度H2比切削刀具22的厚度T大的方式形成混合物喷出口29a。因此，当变形例的混合物供给部29对在截面中与Y轴方向平行的切削刀具22的刀尖22a喷吹混合物K时，如图16所示那样使切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的两端部消耗。
并且，在变形例的切削方法中，因切削刀具22与被加工物W的组合，而如图17的(a)所示，在切削工序中，主要消耗切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的中央。为此，在变形例的切削方法中，当在切削工序中主轴电流为规定的值以上时，对切削刀具22的刀尖22a喷吹混合物K，而对切削刀具22的刀尖22a的Y轴方向的两端部进行修整。因此，在变形例的切削方法中，能够将在切削工序中消耗Y轴方向的中央的切削刀具22的刀尖22a如图17的(b)所示那样保持为在截面中与Y轴方向平行。此外，根据变形例的切削方法和切削装置1，与实施方式1～实施方式4同样能够提高生产性，能够抑制被加工物的品质的降低，并且由于从混合物供给部29直接喷吹到切削刀具22的刀尖22a的混合物K的宽度H2比切削刀具22的厚度T大，因此混合物供给部29能够对切削刀具22的Y轴方向的两端部进行修整。
虽然在上述的实施方式1～实施方式4和变形例中，在刀具罩24中设置混合物供给部29而与切削工序同时地进行修整，但在本发明中，也可以不在刀具罩24中设置混合物供给部29。在该情况下，优选在切削装置1的例如从保持部10分离的规定的位置上设置混合物供给部29，而执行在切削工序外对切削刀具22的刀尖22a喷吹混合物K的工序。
并且，在上述的实施方式1～实施方式4和变形例中，在刀具罩24中设置混合物供给部29，当主轴电流为规定的值以上时将混合物K喷吹到切削刀具22的刀尖22a。但是，在本发明中，也可以在刀具罩24中设置混合物供给部29而不基于主轴电流，而是在切削工序中始终将混合物K喷吹到切削刀具22的刀尖22a。
在上述的实施方式1～实施方式4和变形例中，应用于仅具有一个切削机构20的切削装置1。但是，在本发明中，也可以应用于具有两个切削机构20的所谓双划片器型的切削装置。另外，在应用于双划片器型的切削装置时，可以将混合物供给部29设置于刀具罩24，也可以将其设置于从保持部10分离的规定的位置。并且，在双划片器型的切削装置中，在将混合物供给部29设置在从保持部10分离的规定的位置上的情况下，只要至少设置一个混合物供给部29即可。此外，关于本发明的切削装置1，即使将混合物供给部29安装于刀具罩24，混合物供给部29也可以与X轴方向平行地将混合物K供给到切削刀具22的刀尖22a。
并且，在实施方式1、实施方式3和实施方式4中，也可以与X轴方向平行地对切削刀具22的Z轴方向的中央的刀尖22a供给混合物K。并且，在实施方式1～实施方式4中，除了监控流过主轴的电流并根据电流值的大小来决定是否供给混合物K之外，还可以借助用于执行对准等的未图示的拍摄机构，始终或者在规定的时机拍摄切削槽的状态(碎片化等的大小)，根据该拍摄结果当切削槽的状态不在容许范围内的情况下进行修整。另外，规定的时机可以基于进行切削加工的被加工物W的片数、被加工物W的大小、切削刀具22的驱动累计时间等的至少一个来确定。并且，在实施方式1～实施方式4中，也可以不以借助拍摄机构来拍摄切削槽的状态的方式等，而是根据进行了切削加工的被加工物W的片数、被加工物W的大小以及切削刀具的驱动累计时间等的至少一个，在判断得出的规定的时机进行修整。
另外，本发明不限于上述实施方式及变形例。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围中进行各种变形而实施。
Claims (4)
1.一种切削方法，使用切削刀具来切削被加工物，该切削方法的特征在于，具有如下的工序：
切削工序，对被加工物供给切削水，并使该切削刀具旋转来切削被加工物；以及
在该切削工序中利用混合物供给部对该切削刀具喷吹流体与微粒的混合物以对该切削刀具的刀尖进行修整的工序，
该混合物供给部具有修整部，该修整部具有使该混合物沿着该切削刀具的刀尖的切线方向流动的通路，该修整部设置有使该切削刀具的刀尖侵入的侵入孔。
2.一种切削装置，该切削装置具有：
保持部，其在表面上保持被加工物；
切削机构，其具有旋转自如的主轴以及装配于该主轴的切削刀具；
移动机构，其使该保持部相对于该主轴在与该主轴的中心轴线方向垂直且与该保持部的表面平行的方向上相对地移动；以及
切削水供给部，其朝向被加工物供给切削水，
该切削装置的特征在于，
该切削装置具有混合物供给部，该混合物供给部在被加工物的切削中朝向该切削刀具喷吹流体与微粒的混合物以对该切削刀具的刀尖进行修整，
该混合物供给部具有修整部，该修整部具有使该混合物沿着该切削刀具的刀尖的切线方向流动的通路，该修整部设置有使该切削刀具的刀尖侵入的侵入孔。
3.根据权利要求2所述的切削装置，其中，
对流过该主轴的电流进行监控，并根据该电流值的大小来决定是否供给该混合物。
4.根据权利要求2或3所述的切削装置，其中，
该微粒是水溶性的。
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