CN107891369B - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

提供切削装置，其对是否是符合修整的条件的修整板进行确认。控制单元具有指定部、识别部、判定部以及输出部，该指定部具有对修整板的种类进行指定的功能，该识别部具有根据利用拍摄相机对第一修整板用卡盘工作台所保持的第一修整板的识别标记进行拍摄而得到的拍摄图像对该第一修整板用卡盘工作台所保持的该第一修整板的种类进行识别的功能，该判定部具有对该识别部所识别的该第一修整板的种类是否与该指定部所指定的修整板的种类一致进行判定的功能，该输出部具有输出该判定部的判定结果的功能。

Description

切削装置
技术领域
本发明涉及对被加工物进行切削加工的切削装置。
背景技术
在器件芯片的制造工艺中，在由硅或化合物半导体构成的晶片的正面上设定被称为间隔道的格子状的分割预定线，在该分割预定线所划分的各区域形成IC、LSI等器件。这些晶片沿着分割预定线被切削而分割成各个器件芯片。
切削例如通过具有切削单元的切削装置来实施，其中，切削单元具备切削刀具。切削刀具是在中央具有孔的圆环形状，根据被加工物的种类、加工内容选择适当的切削刀具并安装于切削单元。切削单元具有作为旋转轴的圆柱状的主轴，将该主轴插入至该孔中而将切削刀具安装于该主轴。
在切削加工时，切削刀具伴随该主轴的旋转而旋转。当进行旋转的切削刀具与被加工物接触时，被加工物被切削。并且，随着切削的推进，切削刀具会发生消耗而导致切削能力降低。
圆环形状的切削刀具由磨粒和对该磨粒进行保持的结合材料构成。在磨粒从该结合材料适当露出的状态下，使磨粒与被加工物接触，因此能够对被加工物进行适当地切削。但是，在未使用的切削刀具和发生了消耗而切削能力降低的切削刀具中，磨粒被埋没在结合材料中或者磨粒从结合材料脱落等，从而未处于能够实施适当的切削的状态。
因此，为了使未使用的切削刀具和切削能力降低的切削刀具成为能够进行切削的状态，对该切削刀具进行修整。将作为对象的切削刀具安装于切削单元，并在使切削刀具旋转的状态下对修整板进行切削而实施修整。当对修整板进行切削时，切削刀具被适当地消耗，磨粒从结合材料适当露出，从而成为能够实施适当的切削的状态。
另外，当将未使用的切削刀具安装于切削单元时，有时从旋转轴至切削刀具的外周的距离在整周范围内不均匀。当利用这样的切削刀具对修整板进行切削时，与旋转轴的距离较大的部分的外周发生激烈地消耗，从而从旋转轴至外周的距离在整周范围内变得均匀，切削刀具成为能够实施适当的切削的状态。
这样，出于使磨粒从结合材料适当露出(也被称为修锐)、或者使从旋转轴至外周的距离均匀(也被称为修圆)的目的，实施切削刀具的修整。
这里，修整板是在树脂或陶瓷等结合材料中混入将氧化铝作为基材的WA(白刚玉)或碳化硅系的GC(绿色金刚砂)等磨粒而形成的。并且，可根据作为修整的对象的切削刀具的种类或修整的目的，区分使用适当种类的修整板。
专利文献1中公开了修整中所用的修整板的一例。该修整板是具有用于修锐的部分和用于修圆的部分并能够根据修整的目的来使用各部分的修整板。
另外，专利文献2中公开了一种切削装置，其具有两个对修整板进行保持的修整板用卡盘工作台，能够根据修整的目的来选择使用哪个修整板用卡盘工作台所保持的修整板。
专利文献1：日本特开2006-218571号公报
专利文献2：日本特开2011-16175号公报
修整板中存在结合材料和磨粒的种类及其混配比例等不同的多种修整板。并且，必须根据要修整的切削刀具的种类及修整的目的适当地区分使用修整板。当错误选择要使用的修整板时，无法适当地进行修圆或修锐，有时还会使修整板或切削刀具的状态劣化。但是，切削刀具及修整板的种类较多，错误选择要使用的修整板的可能性高。
特别是在被加工物的切削中需要进行修整而要实施修整时，当错误选择修整板而导致切削刀具无法使用时，必须更换切削刀具，再次进行修圆等。于是，切削刀具的安装位置或大小等会稍微改变，因此存在下述问题：难以将新的切削刀具与此前使用的切削刀具同样地相对于被加工物进行定位，已经无法以同样的条件继续进行切削加工。
发明内容
本发明是鉴于该问题而完成的，其目的在于提供一种切削装置，其能够对修整板用卡盘工作台所保持的修整板是否是符合要实施的修整的条件的修整板进行判定。
根据本发明的一个方式，提供切削装置，其特征在于，该切削装置具有：第一卡盘工作台，其对被加工物进行保持；第一切削单元，其能够安装第一切削刀具并且利用该第一切削刀具对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行加工；拍摄相机，其对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行拍摄；控制单元，其对各结构要素进行控制；以及第一修整板用卡盘工作台，其对附加有识别标记的第一修整板进行保持，该第一修整板对该第一切削刀具进行修整，该控制单元具有指定部、识别部、判定部以及输出部，该指定部具有对修整板的种类进行指定的功能，该识别部具有根据利用该拍摄相机对该第一修整板用卡盘工作台所保持的该第一修整板的该识别标记进行拍摄而得到的拍摄图像对该第一修整板用卡盘工作台所保持的该第一修整板的种类进行识别的功能，该判定部具有对该识别部所识别的该第一修整板的种类是否与该指定部所指定的修整板的种类一致进行判定的功能，该输出部具有输出该判定部的判定结果的功能。
另外，在本发明的一个方式中，该识别标记可以由条形码、图案、凹凸部、或对它们所附加的颜色构成。另外，在本发明的一个方式中，也可以是，该切削装置还具有：第二切削单元，其能够安装第二切削刀具并且利用该第二切削刀具对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行加工；以及第二修整板用卡盘工作台，其对附加有识别标记的第二修整板进行保持，该第二修整板对该第二切削刀具进行修整，该识别部还具有根据利用该拍摄相机对该第二修整板用卡盘工作台所保持的该第二修整板的该识别标记进行拍摄而得到的拍摄图像对该第二修整板用卡盘工作台所保持的该第二修整板的种类进行识别的功能，该判定部还具有对该识别部所识别的该第二修整板的种类是否是该指定部所指定的修整板的种类进行判定的功能。
本发明的一个方式的切削装置，利用拍摄相机对附加于修整板用卡盘工作台所保持的修整板的识别标记进行拍摄，对是否安装有符合要实施的修整的条件的修整板进行判定。并且，输出判定结果而通知给切削装置的操作者。因此，当错误的修整板安装在修整板用卡盘工作台时，将该判定结果通知给操作者而能够发出警告。
得知了错误的修整板设置在修整板用卡盘工作台的操作者能够重新设置正确的修整板。因此，在该切削装置中，不会使用错误的修整板实施修整。
如上所述，根据本发明，提供一种切削装置，其能够对修整板用卡盘工作台所保持的修整板是否是符合要实施的修整的条件的修整板进行判定。
附图说明
图1是示意性示出切削装置的立体图。
图2是对切削装置的切削单元、卡盘工作台、修整板用卡盘工作台以及拍摄相机的位置关系进行说明的局部剖视图。
图3的(A)是示出附加在修整板上的识别标记的一例的立体图，图3的(B)是示出附加在修整板上的识别标记的另一例的立体图，图3的(C)是示出附加在修整板的识别标记的另一例的立体图。
标号说明
2：切削装置；4：基台；4a、4b、4c：开口；6：盒支承台；8：盒；10：X轴移动工作台；12：防尘防滴罩；14：卡盘工作台；14a：保持面；16：夹具；22：切削单元；22a：第一切削单元；22b：第二切削单元；24：支承构造；26：切削单元移动机构；28：Y轴导轨；30：Y轴移动板；32：Y轴滚珠丝杠；34：Y轴脉冲电动机；36：Z轴导轨；38：Z轴移动板；40：Z轴滚珠丝杠；42：Z轴脉冲电动机；46：切削刀具；48：拍摄相机(拍摄单元)；50：清洗单元；52：控制单元(控制构件)；52a：指定部；52b：识别部；52c：判定部；52d：输出部；54：修整板用卡盘工作台；54a：保持面；56：支承板；11：被加工物；15：器件区域；17：划片带；19：框架；21：修整板；23、23a、23b、23c：识别标记。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。图1是示意性示出本实施方式的切削装置2的结构例的图。如图1所示，切削装置2具有对各构造进行支承的基台4。
在基台4的前方的角部形成有矩形的开口4a，在该开口4a内设置有进行升降的盒支承台6。在盒支承台6的上表面载置对多个被加工物11进行收纳的盒8。另外，在图1中，为了便于说明，仅示出盒8的轮廓。
被加工物11例如是由硅等半导体材料形成的圆形的晶片，其正面侧被分为中央的器件区域和包围器件区域的外周剩余区域。器件区域15被呈格子状排列的分割预定线(间隔道)进一步划分为多个区域，在各区域中形成有IC、LSI等器件。
在被加工物11的背面侧粘贴有直径大于被加工物11的划片带17。划片带17的外周部分被固定于环状的框架19。即，被加工物11借助划片带17而被框架19支承。
另外，在本实施方式中，将由硅等半导体材料形成的圆形的晶片作为被加工物11，但对于被加工物11的材质、形状、构造等没有限制。例如也可以使用由陶瓷、树脂、金属等材料形成的矩形的基板作为被加工物11。对于器件的种类、数量、配置等也没有限制。
在盒支承台6的侧方形成有沿X轴方向(前后方向、加工进给方向)较长的矩形的开口4b。在该开口4b内设置有X轴移动工作台10、使X轴移动工作台10在X轴方向上移动的X轴移动机构(未图示)以及覆盖X轴移动机构的防尘防滴罩12。
X轴移动机构具有与X轴方向平行的一对X轴导轨(未图示)，在X轴导轨上以能够滑动的方式安装有X轴移动工作台10。在X轴移动工作台10的下表面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有与X轴导轨平行的X轴滚珠丝杠(未图示)。
在X轴滚珠丝杠的一个端部连结有X轴脉冲电动机(未图示)。利用X轴脉冲电动机使X轴滚珠丝杠旋转，从而X轴移动工作台10沿着X轴导轨在X轴方向上移动。
在X轴移动工作台10的上方设置有用于对被加工物11进行保持的卡盘工作台14。在卡盘工作台14的周围配置有四个夹具16，它们用于从四方将对被加工物11进行支承的环状的框架19固定。
卡盘工作台14与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅垂方向)大致平行的旋转轴进行旋转。另外，卡盘工作台14利用上述X轴移动机构在X轴方向上进行加工进给。
卡盘工作台14的上表面作为对被加工物11进行保持的保持面14a。该保持面14a通过形成在卡盘工作台14的内部的吸引路等而与吸引源(未图示)连接。
在接近开口4b的位置设置有将上述被加工物11搬送至卡盘工作台14的搬送单元(未图示)。利用搬送单元进行搬送的被加工物11例如按照正面侧向上方露出的方式载置于卡盘工作台14的保持面14a。
在基台4的上表面按照跨越开口4b的方式配置有用于对两组切削单元22(第一切削单元22a、第二切削单元22b)进行支承的门型的支承构造24。在支承构造24的前表面上部设置有使各切削单元22在Y轴方向(左右方向、分度进给方向)和Z轴方向上移动的两组切削单元移动机构26。
各切削单元移动机构26配置于支承构造24的前表面，共用地具有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨28。在Y轴导轨28上以能够滑动的方式安装有构成各切削单元移动机构26的Y轴移动板30。
在各Y轴移动板30的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部分别螺合有与Y轴导轨28平行的Y轴滚珠丝杠32。在各Y轴滚珠丝杠32的一个端部连结有Y轴脉冲电动机34。若利用Y轴脉冲电动机34使Y轴滚珠丝杠32旋转，则Y轴移动板30沿着Y轴导轨28在Y轴方向上移动。
在各Y轴移动板30的正面(前表面)设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨36。在Z轴导轨36上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板38。
在各Z轴移动板38的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部分别螺合有与Z轴导轨36平行的Z轴滚珠丝杠40。在各Z轴滚珠丝杠40的一个端部连结有Z轴脉冲电动机42。若利用Z轴脉冲电动机42使Z轴滚珠丝杠40旋转，则Z轴移动板38沿着Z轴导轨36在Z轴方向上移动。
在各Z轴移动板38的下部设置有切削单元22。该切削单元22具有安装于作为旋转轴的主轴44(参照图2)的一端侧的圆环状的切削刀具46(参照图2)。另外，在与切削单元22相邻的位置设置有对被加工物11等进行拍摄的拍摄相机(拍摄单元)48。
若利用各切削单元移动机构26使Y轴移动板30在Y轴方向上移动，则切削单元22和拍摄相机48在Y轴方向上进行分度进给。另外，若利用各切削单元移动机构26使Z轴移动板38在Z轴方向上移动，则切削单元22和拍摄相机48进行升降。
相对于开口4b，在与开口4a相反的一侧的位置形成有圆形的开口4c。在开口4c内设置有用于对切削后的被加工物11等进行清洗的清洗单元50。与X轴移动机构、卡盘工作台14、切削单元22、切削单元移动机构26、拍摄相机48、清洗单元50等结构要素连接有控制单元(控制构件)52。各结构要素被该控制单元(控制构件)52控制。
另外，在本实施方式的切削装置2的X轴移动工作台10设置有两个修整板用卡盘工作台54。图2是示出修整板用卡盘工作台54的一个结构例的示意图。
图2中同时示出拍摄相机48和切削刀具46，该拍摄相机48是定位于对修整板21进行拍摄的位置的状态，该切削刀具46是定位于开始进行被加工物11的切削加工的位置的状态。但是，图1所示的切削装置2的结构中，无法同时分别如此定位拍摄相机48和切削刀具46。图2中，为了便于说明，以分别如此定位的状态表示。
如图2所示，修整板用卡盘工作台54配置在X轴移动工作台10的卡盘工作台14的后端侧，在对切削刀具46进行修整时使用。该修整板用卡盘工作台54具有从X轴移动工作台10向后方延伸的支承板56。支承板56的前端侧下表面固定于X轴移动工作台10的后端侧上表面。
修整板用卡盘工作台54的上表面是对修整板进行保持的保持面54a。在保持面54a例如形成有俯视时为十字型(cross型)的吸引槽，在十字(cross)的中心形成有吸引孔。该吸引孔经由修整板用卡盘工作台54的内部的吸引路(未图示)而与未图示的吸引源连通。
当在修整板用卡盘工作台54的保持面54a上载置修整板21时，从该吸引源作用负压而将修整板21吸引保持在保持面54a上。
另外，若切削装置2中不具有修整板用卡盘工作台54，则在实施切削刀具的修整时，将修整板21保持于卡盘工作台14。于是，在进行切削加工时，需要将卡盘工作台14所保持的修整板21取下，取而代之对被加工物11进行保持，该更换作业花费工夫。
另外，当在切削工序中切削刀具发生消耗而希望对切削刀具进行修整的情况下，要想使修整板21保持于卡盘工作台14，需要使被加工物11移动。并且，要想在修整后继续进行该切削工序，如果必须再次定位成与移动被加工物11前的状态完全相同，这一操作是困难的。当在切削装置2中与卡盘工作台14分开而设置有修整板用卡盘工作台54时，不会产生这样的问题。
另外，修整板用卡盘工作台54配置于X轴移动工作台10的卡盘工作台14的后端侧。当修整板用卡盘工作台54配置于卡盘工作台14的前端侧时，修整板23的切削屑会飞散到卡盘工作台14上所保持的被加工物11上，会污染被加工物11。
拍摄相机48用于当对卡盘工作台14所保持的被加工物11进行切削加工时，对被加工物11进行拍摄而对推断切削位置时所用的关键图案或切削预定线进行确认。另外，拍摄相机48能够在修整板用卡盘工作台54的上方移动，能够对保持面54a所保持的修整板21进行拍摄。在修整板21上附加有识别标记23(参照图3)，在拍摄图像中映入该识别标记23。并且，拍摄而得到的图像数据被输送至切削装置2的控制单元52。
接着，使用图1对切削装置2的控制单元52的结构要素进行说明，进而对各自的功能进行说明。另外，控制单元52例如是切削装置2的管理装置，控制单元52和以下说明的各结构要素及其功能在该管理装置中可以作为程序来实现。
控制单元52具有指定部52a，对该指定部52a输入关于切削刀具46的信息。并且，指定部52a根据所输入的关于切削刀具46的信息，对该切削刀具46的修整中所使用的修整板的种类进行指定。
关于所指定的修整板的种类的信息被输送至控制单元52的输出部52d，输出部52将该修整板的种类传达给切削装置2的操作者。输出部52例如具有显示器，在屏幕上显示该修整板的种类。并且，操作者将相应的种类的修整板21载置于修整板用卡盘工作台54的保持面54a上。该修整板被吸引保持在保持面54a上。
如图2所示，控制单元52使拍摄相机48在修整板用卡盘工作台54的上方移动，对吸引保持的该修整板21进行拍摄。所得到的拍摄图像被输送至控制单元52的识别部52b。识别部52b对映入该拍摄图像的识别标记23进行提取，根据该识别标记23(参照图3)对该修整板21的种类进行识别，将关于该修整板21的种类的信息输送至控制单元52的判定部52c。
控制单元52的判定部52c从识别部52b接收关于修整用卡盘工作台54所保持的修整板21的种类的信息。另外，从指定部52a接收关于所指定的修整板的种类的信息。并且，对两者是否一致进行判定，将判定结果相关的信息输送至输出部52d。输出部52d输出该判定结果而将该判定结果通知给装置的操作者。例如在输出部52d具有显示器的情况下，在屏幕上显示判定结果。
输出部52d例如还可以具有蜂鸣器，在该情况下，特别是判定结果是不一致的情况下，发出警告音来警告装置的操作者。在输出部52d具有这样的蜂鸣器的情况下，操作者在蜂鸣器发出警告音时以外无需注意修整板21的种类。另外，该蜂鸣器可以在判定结果是一致的情况下发出告知处于正常状态的声音。
在该判定结果是一致的情况下，该修整板21是适合切削刀具46的修整的种类，因此能够没有问题地使用该修整板21对切削刀具46进行修整。另一方面，在判定结果是不一致的情况下，由于修整用卡盘工作台54所保持的修整板21不合适，因此装置的操作者将修整板21替换成适当的修整板。并且，使控制单元52再次进行判定。
这样，当利用切削装置2的拍摄相机48对修整板21进行拍摄，利用控制单元52对修整板的种类进行判别时，能够对修整板21是否符合修整的条件进行判定。
接着，使用图3的(A)至(C)对附加在修整板21上的识别标记23进行说明。图3的(A)至(C)是示出修整板21和附加在该修整板21上的识别标记23(23a、23b、23c)的立体图。
如图3的(A)所示，附加在修整板21上的识别标记23a由条形码构成。该识别码23a例如进行印刷而形成于修整板21。或者使用激光加工装置等进行刻印而形成于修整板21。或者将印刷有该识别码23a的带粘贴在修整板21上而构成。
在识别标记23a中保存有关于附加了该识别标记23a的修整板21的种类的信息，根据该识别标记23a，能够识别修整板21的种类。
识别标记23也可以不是条形码，例如如图3的(B)所示，可以是由图案构成的识别标记23b。由图案构成的识别标记23b也同样利用印刷、刻印、或粘贴带的粘贴等形成。在该识别标记23b中保存有关于附加了该识别标记23b的该修整板21的种类的信息。
另外，识别标记23也可以不是条形码或图案，例如如图3的(C)所示，可以是由凹凸部构成的识别标记23c。由凹凸部构成的识别标记23c也同样利用印刷、刻印等形成。另外，粘贴进行了压花加工等而形成有凹凸的粘贴带或粘贴具有与凸部分的平面形状相同的平面形状的粘贴带而形成。
另外，识别标记23中还包含附加于条形码、图案、或凹凸部的颜色，该颜色用于表示关于修整板21的种类的信息。例如在制造修整板21时，当印刷条形码作为识别标记23的情况下，当根据制造的时期对该印刷所使用的墨的颜色进行变更时，根据附加于识别标记23的颜色，能够对修整板21的制造时期进行判别。另外，识别标记23不限于这些。
在设置于本实施方式的切削装置2的修整板21上，附加有上述那样的识别标记23。该切削装置2利用被加工物11的拍摄中所用的拍摄相机48对修整板21进行拍摄，并使用映入拍摄图像的该识别标记23获得关于修整板21的种类的信息。并且，能够使用判定为适合切削刀具46的修整板21对切削刀具46进行修整。因此，不会使用不适的修整板21进行修整。
另外，本发明不限于上述实施方式的记载，可以进行各种变更并实施。例如，在上述实施方式中，对于分别具有两个切削单元22和修整板用卡盘工作台54的切削装置2进行了说明。但是，切削装置2所具有的切削单元和修整板用卡盘工作台的数量不限于此，例如切削装置2可以分别具有一个切削单元22和修整板用卡盘工作台54。
另外，例如，在上述实施方式中，根据识别标记对修整板的种类进行了判别。但是，除了修整板之外，也可以在切削刀具上附加识别标记而利用切削装置的拍摄相机对切削刀具的种类进行判别。于是，能够将关于切削刀具的种类的信息自动地输入至控制单元，因此能够减轻输入的工夫，不会错误输入切削刀具的种类。
除此之外，上述实施方式的构造、方法等可以在不脱离本发明的目的的范围内进行适当变更并实施。

Claims (3)

1.一种切削装置，其特征在于，
该切削装置具有：
第一卡盘工作台，其对被加工物进行保持；
第一切削单元，其能够安装第一切削刀具并且利用该第一切削刀具对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行加工；
拍摄相机，其对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行拍摄；
第一修整板用卡盘工作台，其对附加有识别标记的第一修整板进行保持，该第一修整板对该第一切削刀具进行修整；以及
控制单元，其对所述第一卡盘工作台、所述第一切削单元、所述拍摄相机、所述第一修整板用卡盘工作台进行控制，
该控制单元具有指定部、识别部、判定部以及输出部，
该指定部具有对修整板的种类进行指定的功能，
该识别部具有根据利用该拍摄相机对该第一修整板用卡盘工作台所保持的该第一修整板的该识别标记进行拍摄而得到的拍摄图像对该第一修整板用卡盘工作台所保持的该第一修整板的种类进行识别的功能，
该判定部具有对该识别部所识别的该第一修整板的种类是否与该指定部所指定的修整板的种类一致进行判定的功能，
该输出部具有输出该判定部的判定结果的功能。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，
该识别标记由条形码、图案、凹凸部、或对它们所附加的颜色构成。
3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，
该切削装置还具有：
第二切削单元，其能够安装第二切削刀具并且利用该第二切削刀具对该第一卡盘工作台所保持的被加工物进行加工；以及
第二修整板用卡盘工作台，其对附加有识别标记的第二修整板进行保持，该第二修整板对该第二切削刀具进行修整，
该识别部还具有根据利用该拍摄相机对该第二修整板用卡盘工作台所保持的该第二修整板的该识别标记进行拍摄而得到的拍摄图像对该第二修整板用卡盘工作台所保持的该第二修整板的种类进行识别的功能，
该判定部还具有对该识别部所识别的该第二修整板的种类是否是该指定部所指定的修整板的种类进行判定的功能。
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