CN109664414A - 刀具切削装置 - Google Patents

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Abstract

提供刀具切削装置，将维护的频率抑制得较低。刀具切削装置具有从收纳有卡盘工作台、刀具轮和清洗喷嘴的加工室中吸引包含清洗液和加工屑的氛围气而排出的吸引单元，吸引单元包含：第1吸引路，其一端侧与加工室连接；分离室，其与第1吸引路的另一端侧连接，从自加工室排出的氛围气中分离出清洗液和加工屑；第2吸引路，其一端侧与分离室连接，另一端侧与吸引源连接；门，其设置于分离室的底部，将在分离室中分离出的清洗液和加工屑积存于上部；和开闭机构，其对门进行开闭从而使积存于门的上部的清洗液和加工屑落下而排出至分离室外，开闭机构按照规定时机使门开闭，在除规定时机以外的期间限制分离室外的氛围气从分离室的底部向第2吸引路流入。

Description

刀具切削装置
技术领域
本发明涉及刀具切削装置。
背景技术
公知有如下的刀具切削装置：使被称为刀具的切削用工具切入至以半导体晶片或封装基板等为代表的板状的被加工物而形成平坦的面(例如，参照专利文献1)。在刀具切削装置中，一边使刀具沿着圆轨道旋转一边使被加工物在相对于该圆轨道平行的方向上移动，从而使刀具的前端与被加工物的被加工区域接触而对被加工物进行切削。
但是，当利用上述那样的沿着圆轨道旋转的刀具对被加工物进行切削时，会大量产生细长至某一程度的加工屑(切屑)。因此，为了能够将该加工屑适当地去除，在刀具切削装置中设置有朝向被加工物的被加工区域喷射清洗用的流体的喷嘴和将从喷嘴喷射的流体与加工屑一起吸引而排出的吸引单元等。
专利文献1：日本特开2014-18942号公报
上述的吸引单元利用以真空泵为代表的吸引源所产生的吸引力对流体和加工屑进行吸引，因此需要预先在吸引源的上游侧将加工屑去除，以便确保不在该吸引源中产生不良情况，因此在吸引源的上游侧通常设置有用于将加工屑去除的过滤器。
但是，在这样的构造的吸引单元中，在过滤器的上游侧容易积存加工屑，为了维持性能必须频繁地进行维护。其结果是，刀具切削装置的停止时间变长，因此装置的运转率会降低。另外，对于维护作业的操作者的负荷也较大。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供刀具切削装置，能够将维护的频率抑制得较低。
根据本发明的一个方式，提供刀具切削装置，其具有：卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；刀具切削单元，其使具有切刃且安装于与该保持面垂直的旋转轴的下端的刀具轮旋转而对该卡盘工作台所保持的被加工物从上表面侧进行切削；清洗喷嘴，其对该卡盘工作台所保持的被加工物的上表面侧提供清洗液；以及吸引单元，其从收纳有该卡盘工作台、该刀具轮以及该清洗喷嘴的加工室中吸引包含该清洗液和加工屑的氛围气而排出，该吸引单元包含：第1吸引路，其一端侧与该加工室连接；分离室，其与该第1吸引路的另一端侧连接，从自该加工室排出的该氛围气中分离出该清洗液和该加工屑；第2吸引路，其一端侧与该分离室连接，另一端侧与吸引源连接；门，其设置于该分离室的底部，能够将在该分离室中分离出的该清洗液和该加工屑积存于上部；以及开闭机构，其对该门进行开闭从而使积存于该门的该上部的该清洗液和该加工屑落下而排出至该分离室外，该开闭机构按照规定的时机对该门进行开闭，从而在除了该规定的时机以外的期间限制该分离室外的氛围气从该分离室的底部向该第2吸引路流入。
在上述的本发明的一个方式中，优选该刀具切削装置还具有：排出管，其将在该加工室内落下的该清洗液和该加工屑排出至该加工室外；以及网状的捕获部件，其接受通过该排出管而排出至该加工室外的该清洗液和该加工屑，并对该加工屑进行捕获，该捕获部件接受通过该排出管而排出至该加工室外的该清洗液和该加工屑，并且接受从该门落下而排出至该分离室外的该清洗液和该加工屑。
本发明的一个方式的刀具切削装置具有吸引单元，该吸引单元包含：分离室，其从自加工室排出的氛围气中分离出清洗液和加工屑；门，其设置于分离室的底部，能够将在分离室中分离出的清洗液和加工屑积存于上部；以及开闭机构，其对门进行开闭。
因此，能够利用分离室从自加工室排出的氛围气中分离出清洗液和加工屑，并且能够通过门的开闭对来自该分离室的清洗液和加工屑的排出进行控制。即，加工屑不容易积存于吸引单元内，因此能够将维护的频率抑制得较低。
另外，在除了对门进行开闭的时机以外的期间，限制分离室外的氛围气从设置有门的分离室的底部流入，因此通过适当地控制对门进行开闭的时机，从而在对被加工物进行切削时吸引单元的吸引力也不会降低。
附图说明
图1是示意性示出刀具切削装置的结构例的立体图。
图2是示意性示出刀具切削装置的结构例的局部剖视主视图。
标号说明
2：刀具切削装置；4：基台；4a、4b：开口；6：支承构造；8：搬送单元；10a、10b：盒；12：定心机构；14：搬入单元；16：X轴移动工作台；18a：工作台罩；18b：防尘防滴罩；20：卡盘工作台；22：Z轴移动单元；24：Z轴导轨；26：Z轴移动板；28：Z轴滚珠丝杠；30：Z轴脉冲电动机；32：刀具切削单元；34：主轴壳体；36：主轴；38：刀具轮；40：切刃(刀具)；42：搬出单元；44：清洗单元；46：操作面板；52：罩；52a：加工室；54：清洗喷嘴；56：排出管；56a：一端；56b：另一端；58：回收层；60：捕获部件；62：台车；64：管道；66：吸引单元；68：吸引源；70：第1吸引路；72：分离机；72a：分离室；74：障壁(挡板)；76：第2吸引路；78：门；80：开闭机构；11：被加工物；13：晶片；15：密封层；17：保护部件；21：清洗液(液体)；23：加工屑；25：混合物。
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刀具切削装置2的结构例的立体图，图2是示意性示出刀具切削装置2的结构例的局部剖视主视图。如图1和图2所示，刀具切削装置2具有对各构成要素进行支承的基台4。在基台4的后端设置有壁状的支承构造6。
在基台4的上表面前侧形成有开口4a，在该开口4a内配置有对板状的被加工物11进行搬送的搬送单元8。被加工物11例如是在由硅(Si)等材料形成的晶片13(图2)的上表面侧设置有由树脂等材料形成的密封层15(图2)而得到的封装基板。
在该被加工物11的下表面侧(与密封层15相反的一侧)粘贴有例如以树脂制的粘接带为代表的保护部件17(图2)。另外，对于被加工物11的材质、形状、构造、大小等没有限制。例如也可以将由其他半导体、陶瓷、树脂、金属等材料形成的基板作为被加工物11。另外，也可以不在被加工物11上粘贴保护部件17。
在开口4a的侧方的区域载置有对被加工物11进行收纳的盒10a、10b。在载置有盒10a的区域的后方设置有定心机构12。定心机构12例如对利用搬送单元8从盒10a中搬送的被加工物11的中心的位置进行调整。
在定心机构12的后方设置有对被加工物11进行保持而进行旋转的搬入单元14。在搬入单元14的后方形成有开口4b。在该开口4b内配置有：X轴移动工作台16(图2)；X轴移动单元(未图示)，其使X轴移动工作台16在X轴方向(前后方向)上移动；工作台罩18a，其覆盖X轴移动工作台16；以及防尘防滴罩18b，其覆盖X轴移动单元。
X轴移动单元具有与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16。在X轴移动工作台16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16沿着X轴导轨在X轴方向上移动。在X轴移动工作台16的上表面侧设置有对被加工物11进行吸引、保持的卡盘工作台20。
卡盘工作台20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)大致平行的旋转轴旋转。另外，卡盘工作台20通过上述的X轴移动单元在被加工物11被搬入、搬出的前方的搬入搬出区域和对被加工物11进行切削的后方的切削区域之间移动。
卡盘工作台20的上表面成为对被加工物11进行吸引、保持的保持面。该保持面经由形成在卡盘工作台20的内部的吸引路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。利用搬入单元14而被搬入至卡盘工作台20的被加工物11通过作用于保持面的吸引源的负压而吸引、保持于卡盘工作台20。
在支承构造6的前表面上设置有Z轴移动单元22。Z轴移动单元22具有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨24，在该Z轴导轨24上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板26。在Z轴移动板26的后面侧(背面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部螺合有与Z轴导轨24平行的Z轴滚珠丝杠28。
在Z轴滚珠丝杠28的一个端部连结有Z轴脉冲电动机30。利用Z轴脉冲电动机30使Z轴滚珠丝杠28旋转，从而Z轴移动板26沿着Z轴导轨24在Z轴方向上移动。
在Z轴移动板26的前表面(正面)上设置有对被加工物11进行切削(刀具切削)的刀具切削单元32。刀具切削单元32具有固定于Z轴移动板26的筒状的主轴壳体34。在主轴壳体34的内部收纳有作为与Z轴方向(铅垂方向)大致平行的旋转轴的主轴36。
在从主轴壳体34露出的主轴36的前端部(下端部)固定有圆盘状的刀具轮38，在该刀具轮38的下表面的外周侧的区域，安装有由单晶金刚石等形成的切刃(刀具)40。当使刀具轮38旋转时，切刃40沿着圆轨道旋转。
在主轴36的基端侧(上端侧)连结有电动机等旋转驱动源(未图示)。刀具轮38通过经由该主轴36而从旋转驱动源传递的力进行旋转。
在与搬入单元14相邻的位置，设置有对被加工物11进行保持而进行旋转的搬出单元42。在搬出单元42的前方且在载置盒10b的区域的后方，配置有对切削后的被加工物11进行清洗的清洗单元44。
利用清洗单元44清洗后的被加工物11利用搬送单元8进行搬送，并例如收纳在盒10b中。在开口4a的前方设置有用于输入切削的条件等的操作面板46。
在利用该刀具切削装置2对被加工物11进行切削时，使被加工物11吸引、保持于搬入搬出区域的卡盘工作台20，使刀具切削单元32在Z轴方向上移动直至切刃40的下端比该被加工物11的上表面低。之后，一边使刀具轮38旋转一边使卡盘工作台20朝向切削区域在X轴方向上移动，从而能够使切刃40从侧方切入至被加工物11而对被加工物11进行切削。
当利用上述那样的刀具切削单元32对被加工物11进行切削时，加工屑23(图2)容易飞散在卡盘工作台20及刀具切削单元32的周围。因此，在刀具切削装置2的切削区域设置有覆盖卡盘工作台20及主轴36的前端部(刀具轮38)等的罩52。如图2所示，通过该罩52来形成用于对被加工物11进行切削的加工室(切削室)52a。另外，对于罩52的材质、形状等没有特别限制。
在加工室52a内在与刀具轮38相邻的位置配置有对卡盘工作台20所保持的被加工物11的上表面侧提供清洗用的流体的清洗喷嘴54。即，该清洗喷嘴54与卡盘工作台20及刀具轮38一起被收纳在加工室52a内。
在从清洗喷嘴54提供的清洗用的流体中至少包含水等清洗液(液体)21(图2)。但是，对于具体的清洗用的流体的种类等没有特别限制。例如也可以使用将清洗液21和空气混合而成的混合流体作为清洗用的流体。
在开口4b的底部，开口有排出管56的一端56a侧。排出管56的另一端56b侧配置于加工室52a的外部。因此，从清洗喷嘴54提供且从卡盘工作台20等落下的清洗液21与切削时从被加工物11等产生的加工屑23一起通过该排出管56而排出至加工室52a的外部。
在排出管56的另一端56b的下方配置有用于对通过排出管56而排出的清洗液21和加工屑23进行回收的回收层58。在距离该回收层58的底部为规定的高度的位置设置有网状的捕获部件60，该网状的捕获部件60接受从排出管56的另一端56b排出的清洗液21和加工屑23并捕获加工屑23。
因此，通过排出管56而排出的加工屑23从清洗液21中分离并积存于捕获部件60的上方。另一方面，通过排出管56而排出的清洗液21从捕获部件60通过而积存于回收层58的底部。另外，该回收层58支承于台车62，能够根据需要而容易地移动。另外，可以在回收层58的底部连接排液管等。
在夹着刀具轮38而与清洗喷嘴54对置的位置，设置有贯通于罩52内外的筒状的管道64。位于罩52的外侧的管道64的端部经由吸引单元66与吸引源68连接。因此，通过使吸引源68进行动作，从而能够通过管道64和吸引单元66将加工室52a内的氛围气排出至外部。
吸引单元66包含一端与管道64(加工室52a)连接的第1吸引路70。第1吸引路70的另一端与在内部具有分离室72a的分离机72的上游端连接。在分离室72a中设置有板状的障壁(挡板)74，当通过第1吸引路70而流入至分离室72a的氛围气与障壁74碰撞时，从氛围气中分离出清洗液21和加工屑23。
另外，对于障壁74的形状、数量、配置等没有特别限制，但期望沿着氛围气的流路配置障壁74，以便能够使氛围气高效地与障壁74碰撞而将清洗液21和加工屑23分离。在分离机72的下游端连接有第2吸引路76的一端侧。另外，第2吸引路76的另一端侧与吸引源68连接。因此，已利用分离机72而分离了清洗液21和加工屑23之后的氛围气通过第2吸引路76而流入至吸引源68，排出至外部。
在分离机72(分离室72a)的底部形成有开口，并且设置有用于将该开口关闭的门78。门78的开闭例如通过包含电动机等旋转驱动源在内的开闭机构80进行控制。在将该门78关闭的状态下，从氛围气中分离并在分离室72a内落下的清洗液21与加工屑23的混合物25积存于门78的上部。
另外，在将门78关闭的状态下，限制外部的氛围气通过分离机72的底部的开口而流入，因此不存在外部的氛围气流入至分离室72a及第2吸引路76等而使作用于管道64的吸引力降低的情况。即，通过预先将门78关闭，能够使吸引源68的吸引力作用于加工室52a而将加工室52a的氛围气适当地排出至外部。
另一方面，当将门78打开时，积存于门78的上部的混合物25落下而排出至分离室72a的外部。由此，若在未对被加工物11进行切削的时机(例如对被加工物11进行搬送等的时机)临时将门78打开，则能够不使刀具切削装置2停止而将混合物25排出至吸引单元66的外部。另外，对该门78进行开闭的时机等可以通过开闭机构80等进行自动控制。
在分离机72的下方配置有上述的回收层58。因此，当利用开闭机构80将门78打开而使积存于门78的上部的混合物25落下时，包含在该混合物25中的加工屑23通过捕获部件60从清洗液21中分离而积存于捕获部件60的上方。另外，包含在混合物25的清洗液21从捕获部件60通过而积存于回收层58的底部。
如上所述，本实施方式的刀具切削装置2具有吸引单元66，该吸引单元66包含：分离机72(分离室72a)，其从自加工室52a排出的氛围气中分离出清洗液21和加工屑23；门78，其设置于分离机72的底部，能够将利用分离室72a分离的清洗液21和加工屑23积存于上部；以及开闭机构80，其对门78进行开闭。
因此，能够利用分离室72a从自加工室52a排出的氛围气中分离出清洗液21和加工屑23，并且能够通过门78的开闭对来自该分离室72a的清洗液21和加工屑23的排出进行控制。即，加工屑23不容易积存于吸引单元66内，因此能够将维护的频率抑制得较低。
另外，在除了对门78进行开闭的时机以外的期间，限制分离室72a外的氛围气从设置有门78的分离机72的底部流入，因此通过适当地控制对门78进行开闭的时机，从而在对被加工物11进行切削时吸引单元66的吸引力也不会降低。
另外，本发明不限于上述实施方式等的记载，可以进行变更并实施。例如在上述实施方式中，使用具有用于从氛围气中分离出清洗液21和加工屑23的板状的障壁(挡板)74的分离机72而构成吸引单元66，但对于吸引单元所使用的分离机的种类等没有特别限制。例如可以使用形成涡旋状的流动的离心分离型的分离机等而构成吸引单元。
除此之外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当变更并实施。

Claims (2)

1.一种刀具切削装置，其特征在于，
该刀具切削装置具有：
卡盘工作台，其具有对被加工物进行保持的保持面；
刀具切削单元，其使具有切刃且安装于与该保持面垂直的旋转轴的下端的刀具轮旋转而对该卡盘工作台所保持的被加工物从上表面侧进行切削；
清洗喷嘴，其对该卡盘工作台所保持的被加工物的上表面侧提供清洗液；以及
吸引单元，其从收纳有该卡盘工作台、该刀具轮以及该清洗喷嘴的加工室中吸引包含该清洗液和加工屑的氛围气而排出，
该吸引单元包含：
第1吸引路，其一端侧与该加工室连接；
分离室，其与该第1吸引路的另一端侧连接，从自该加工室排出的该氛围气中分离出该清洗液和该加工屑；
第2吸引路，其一端侧与该分离室连接，另一端侧与吸引源连接；
门，其设置于该分离室的底部，能够将在该分离室中分离出的该清洗液和该加工屑积存于上部；以及
开闭机构，其对该门进行开闭从而使积存于该门的该上部的该清洗液和该加工屑落下而排出至该分离室外，
该开闭机构按照规定的时机对该门进行开闭，从而在除了该规定的时机以外的期间限制该分离室外的氛围气从该分离室的底部向该第2吸引路流入。
2.根据权利要求1所述的刀具切削装置，其特征在于，
该刀具切削装置还具有：
排出管，其将在该加工室内落下的该清洗液和该加工屑排出至该加工室外；以及
网状的捕获部件，其接受通过该排出管而排出至该加工室外的该清洗液和该加工屑，并对该加工屑进行捕获，
该捕获部件接受通过该排出管而排出至该加工室外的该清洗液和该加工屑，并且接受从该门落下而排出至该分离室外的该清洗液和该加工屑。
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