CN109759375A - 清洗喷嘴 - Google Patents

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Abstract

提供清洗喷嘴，该清洗喷嘴的构造简单、价格低廉、清洗效果优异。清洗喷嘴(40)用于在加工时清洗加工屑，其中，该清洗喷嘴(40)具有：管状配管(42)，其与清洗液提供源(41)连通；两张整流板(43、44)，它们从上下平行地按照规定的长度夹住管状配管的喷射口(42a)侧并将管状配管的前端压扁；以及固定部件(50)，其在管状配管的前端被压扁的状态下将两张整流板固定，向两张整流板之间插入将整流板之间维持为规定的间隔的间隔件(46b)，并调整管状配管的前端的挤缩量。

Description

清洗喷嘴
技术领域
本发明涉及用于去除对被加工物进行加工时所产生的加工屑等的清洗喷嘴。
背景技术
在对被称为CSP(Chip Size Package：芯片尺寸封装)基板或QFN(Quad Flat Non-leaded Package：四侧无引脚扁平封装)基板的封装基板进行切削的切削装置中设置有余料处理装置，该余料处理装置对包含由切削产生的余料等的切削屑和切削时提供的切削水进行处理。该余料处理装置在卡盘工作台的两侧具有槽形的承接搬送部件，该卡盘工作台在切削时对封装基板进行支承，在承接搬送部件的底部设置有流出清洗水的清洗喷嘴(余料去除喷嘴)。利用承接搬送部件来承接飞散出的切削屑及切削水，利用清洗水将其冲掉并使其向端部(加工进给的下游侧)流下，经由作为余料搬送单元的环形带或倾斜形状的引导板使其向收纳容器落下而进行回收(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-5544号公报
为了将切削屑及切削水可靠地冲掉，要求对承接搬送部件的底部的大范围强力地提供清洗水。以往的清洗喷嘴在喷射方向上存在制约，为了增大清洗水的喷射范围，需要横向排列配置多个清洗喷嘴或者具有可以改变清洗喷嘴的喷射方向的机构。并且，为了强有力地喷出喷射水，需要配设强力的泵等。这样的结构会产生因部件个数的增加或机构的复杂化而导致成本上升或维修负担增大的问题，因此希望解决该问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，提供构造简单、价格低廉、清洗效果优异的清洗喷嘴。
本发明是清洗喷嘴，该清洗喷嘴用于在加工时清洗加工屑，其特征在于，该清洗喷嘴包含：管状配管，其与清洗液提供源连通；两张整流板，它们从上下平行地按照规定的长度夹住该管状配管的喷射口侧并将该管状配管的前端压扁；以及固定部件，其在管状配管的前端被压扁的状态下将两张整流板固定，向两张整流板之间插入将整流板之间维持为规定的间隔的间隔件，并调整管状配管的前端的挤缩量。
以上的清洗喷嘴是由管状配管、整流板、固定部件和间隔件构成的简单的结构，能够使成本降低。并且，根据间隔件的厚度来设定管状配管的挤缩量，从而能够变更清洗范围及清洗液的冲击力，能够简单且可靠地获得最佳的清洗效果。
如以上那样，根据本发明，能够以简单的构造和低廉的价格获得清洗效果较高的清洗喷嘴。
附图说明
图1是示出具有本实施方式的清洗喷嘴的切削装置的一部分的立体图。
图2是清洗喷嘴的立体图。
图3是清洗喷嘴的分解立体图。
标号说明
10：切削装置；11：第1卡盘工作台；12：第2卡盘工作台；13：水箱；15：底部；19：第1移动板；20：第2移动板；23：第1罩；24：第2罩；31：切削屑引导板；32：切削屑回收箱；40：清洗喷嘴；41：清洗液提供源；42：管状配管；42a：喷射口；43：第1整流板；44：第2整流板；45：安装支架；46：间隔螺钉；46a：螺纹部；46b：头部(间隔件)；47：螺纹孔；48：螺纹孔；49：贯通孔；50：固定螺钉(固定部件)；50a：螺纹部；50b：头部；W：清洗液。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式的清洗喷嘴进行说明。图1是示出具有本实施方式的清洗喷嘴的切削装置的一部分的立体图，图2是将清洗喷嘴放大的立体图，图3是将清洗喷嘴分解的状态的立体图。
图1所示的切削装置10具有余料处理装置，该余料处理装置对因切削封装基板而产生的余料和切削屑(加工屑)及切削时所提供的切削水进行处理。由于切削装置10中的除与余料、切削屑、切削水的处理相关的部分以外的结构是公知的，所以省略了局部的图示而进行简单说明。
在切削装置10中，以CSP基板或QFN基板那样的封装基板(省略图示)为被加工物来进行切削加工。在封装基板的正面上形成有由呈格子状设置的切削预定线划分出的多个区域，在各个区域内形成有器件。
切削装置10具有第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12，一边使各卡盘工作台11、12在X轴方向(加工进给方向)上移动，一边对保持在各卡盘工作台11、12上的封装基板进行切削加工。在X轴方向之中，将切削时各卡盘工作台11、12所行进的方向称为下游侧，将与其相反的方向称为上游侧。使第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12在X轴方向上移动的加工进给单元(省略图示)由滚珠丝杠机构等构成，该滚珠丝杠机构具有通过电动机来进行旋转的滚珠丝杠。并且，各卡盘工作台11、12被支承为能够以朝向Z轴方向(上下方向)的轴线为中心进行旋转。
在第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12的附近设置有第1切削单元(省略图示)和第2切削单元(省略图示)。各切削单元具有安装于主轴的切削刀具，该主轴能够以朝向与X轴方向垂直的Y轴方向(分度进给方向)的轴线为中心进行旋转，该各切削单元能够在Y轴方向和Z轴方向(上下方向)上移动。
一边使第1切削单元的切削刀具进行旋转而切入到第1卡盘工作台11上的封装基板中，一边使第1卡盘工作台11向X轴方向的下游侧移动，由此能够沿着规定的切削预定线对第1卡盘工作台11上的封装基板进行切削。同样，一边使第2切削单元的切削刀具旋转而切入到第2卡盘工作台12上的被加工物中，一边使第2卡盘工作台12向X轴方向的下游侧移动，由此能够沿着规定的切削预定线对第2卡盘工作台12上的封装基板进行切削。
在对第1卡盘工作台11上的封装基板完成了沿着一条切削预定线的切削之后，将切削刀具向上方提拉并使第1卡盘工作台11向X轴方向的上游侧移动，并且使第1切削单元分别沿Y轴方向移动(分度进给)。然后，执行沿着下一条切削预定线的切削。在完成了沿着在Y轴方向上排列的多条切削预定线的切削之后，使第1卡盘工作台11旋转90度，与上述同样地对沿Y轴方向排列的其他多条切削预定线进行切削。这样，能够对封装基板实施沿着格子状的切削预定线的切削加工。同样地也能够对第2卡盘工作台12上的封装基板实施沿着格子状的切削预定线的切削加工。
在第1切削单元和第2切削单元的各自附近，设置有喷射从切削水提供源(省略图示)输送的切削水的切削水喷射喷嘴(省略图示)。在利用各切削单元对封装基板进行切削加工时，从切削水喷射喷嘴向切削刀具周围提供切削水。通过切削水来冷却切削部位，并且洗去切削时所产生的切削屑。
第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12配置在开口部内，该开口部形成在水箱13上。开口部被形成水箱13的上表面的底部15和从底部15向上方突出的一对侧壁16、17及端壁18围绕。侧壁16和侧壁17是沿Y轴方向分离并在X轴方向上延伸的壁部。端壁18是位于X轴方向的上游侧并沿Y轴方向延伸的壁部。在开口部内设置有与第1卡盘工作台11一起沿X轴方向移动的第1移动板19和与第2卡盘工作台12一起沿X轴方向移动的第2移动板20。在第1移动板19的X轴方向的上游侧设置有波纹罩21，在第2移动板20的X轴方向的上游侧设置有波纹罩22。
使第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12在X轴方向上移动的加工进给单元配置在防水空间(省略图示)内，该防水空间被水箱13、第1移动板19、第2移动板20、波纹罩21以及波纹罩22等覆盖。
在开口部内还设置有用于使切削屑及切削水在X轴方向上向第1移动板19和第2移动板20的下游侧流出的第1罩23和第2罩24。第1罩23具有：一对倾斜面25，它们朝向Y轴方向的中心逐渐降低；以及中央倾斜面26，其在Y轴方向上位于该一对倾斜面25之间，从上游侧到下游侧逐渐降低。与第1罩23同样，第2罩24具有：一对倾斜面27，它们朝向Y轴方向的中心逐渐降低；以及中央倾斜面28，其在Y轴方向上位于该一对倾斜面27之间，从上游侧到下游侧逐渐降低。
在第1移动板19的周缘设置有向上方突出的立壁部29，在第2移动板20的周缘设置有向上方突出的立壁部30。立壁部29具有与第1罩23的中央倾斜面26侧连通的开口，立壁部30具有与第2罩24的中央倾斜面28侧连通的开口。在对第1卡盘工作台11上的封装基板进行切削时，包含切削屑的切削水从第1移动板19上向第1罩23上流动。在对第2卡盘工作台12上的封装基板进行切削时，包含切削屑的切削水从第2移动板20上向第2罩24上流动。
在第1罩23和第2罩24的各自的内侧形成有滑动部(未图示)，该滑动部能够相对于铺设在水箱13的底部15上的导轨(省略图示)进行滑动。第1罩23和第2罩24被该导轨和该滑动部引导成能够沿X轴方向移动。第1罩23的上游侧的端部与第1移动板19连接，从而使第1罩23与第1卡盘工作台11和第1移动板19一起沿X轴方向移动。第2罩24的上游侧的端部与第2移动板20连接，从而使第2罩24与第2卡盘工作台12和第2移动板20一起沿X轴方向移动。第1罩23和第2罩24的各自的下游侧的端部是未被固定于水箱13等的自由端。
当在第1卡盘工作台11或第2卡盘工作台12上对封装基板进行切削时，作为封装基板的剩余部分，会产生余料。这种余料与在通常的硅晶片等的切削中产生的微细的切削屑(例如大小为几μm)相比，其尺寸和重量非常大(例如大小为几cm)。因此，切削装置10具有用于可靠地排出余料的余料处理装置。以下，对该余料处理装置进行说明。
第1罩23和第2罩24分别通过倾斜面25和中央倾斜面26以及倾斜面27和中央倾斜面28将从上游侧的第1移动板19和第2移动板20流出的余料(切削屑)及切削水引导至下游侧而从自由端流出。此外，也可以在第1罩23或第2罩24的自由端设置刷子。可以通过刷子将落到底部15的余料及切削屑向下游侧扫出。
在比第1罩23及第2罩24的自由端靠X轴方向的下游侧的位置，设置有与水箱13相邻的切削屑引导板31。切削屑引导板31是随着沿Y轴方向行进而使Z轴方向的高度发生变化的倾斜部，以从第1罩23侧到第2罩24侧逐渐降低的方式倾斜。在与切削屑引导板31的下端连续的位置，设置有能够上下移动的切削屑回收箱32。切削屑回收箱32具有网眼部(省略图示)，能够对未通过网眼部而被勾挂的余料及比较大的切削屑进行回收。将通过了切削屑回收箱32的网眼部的切削水排出到外部。
由切削加工产生的余料(切削屑)及切削时所提供的切削水被立壁部29或立壁部30承接而引导至第1罩23或第2罩24，然后流到X轴方向的下游侧，从第1罩23或第2罩24的自由端向切削屑引导板31侧流出。然而，余料(切削屑)及切削水不仅以这种方式经由第1罩23或第2罩24流到下游侧，还因高速旋转的切削刀具而向周围飞散，在各卡盘工作台11、12或各罩23、24的侧方区域中还会下落在底部15上。该余料处理装置具有清洗喷嘴40，该清洗喷嘴40用于通过清洗液W(图2)将这种飞散和下落到周边的余料(切削屑)及切削水冲洗到下游侧。
如图1所示，清洗喷嘴40设置在与清洗液提供源41连通的两个管状配管42的前端部分。管状配管42是具有挠性的管状体，例如由树脂制的软管等构成。如图2和图3所示，清洗喷嘴40具有按照规定的长度从上下夹住各管状配管42的前端的第1整流板43和第2整流板44。第1整流板43和第2整流板44均是长边方向朝向Y轴方向的矩形的板材。各整流板43、44由强度及耐水性优异的任意材质(例如，铝、不锈钢、耐腐蚀性树脂等)形成。位于下侧的第1整流板43在Y轴方向的一侧具有向上方突出的安装支架45。使用省略图示的螺栓等将安装支架45固定于构成水箱13的安装部(省略图示)。
在第1整流板43上安装有间隔螺钉46。如图3所示，在第1整流板43上形成有螺纹孔47(在图3中仅示出了一个，但设置有6个)，间隔螺钉46的螺纹部46a与螺纹孔47螺合。间隔螺钉46共计设置有6个，以沿X轴方向分开排列的两个间隔螺钉46为1组，沿Y轴方向隔开规定的间隔地配置有3组间隔螺钉46。各间隔螺钉46例如是桁架(truss)螺钉，比螺纹部46a直径大的头部46b中的与第1整流板43的上表面抵接的部位是平面，头部46b中的朝向上方露出的部分是凸状的弯曲面(与球面的一部分相近的形状)。如图3所示，第1整流板43在沿X轴方向分开排列的各组间隔螺钉46(螺纹孔47)之间具有共计3个螺纹孔48。
第2整流板44是X轴方向和Y轴方向的大小大致与第1整流板43对应的平板状的部件。在第2整流板44上，在与第1整流板43重叠的状态下对应于3个螺纹孔48的位置处设置有3个贯通孔49。该第2整流板44具有将第1整流板43和第2整流板44固定的3个固定螺钉50，能够将各固定螺钉50的螺纹部50a插入到各贯通孔49中。螺纹部50a从上方插入到贯通孔49中，能够通过贯穿在贯通孔49中而与第1整流板43的螺纹孔48螺合。
如图3所示，在对清洗喷嘴40进行组装时，以头部46b突出的方式将各间隔螺钉46安装在第1整流板43上，然后将两根管状配管42的前端部分载置在第1整流板43的上表面上。两根管状配管42沿Y轴方向隔开规定的间隔配置在不与各间隔螺钉46干涉的位置，长边方向朝向X轴方向延伸设置。各管状配管42的具有喷射口42a的前端面以与第1整流板43的下游侧的缘部重叠的方式被定位。未被压扁的初始状态的管状配管42的直径D1比头部46b从第1整流板43突出的突出量大。因此，在第1整流板43上成为各管状配管42比各间隔螺钉46的头部46b向上方突出的状态。
接着，使第2整流板44从上方与第1整流板43接近。由于如上述那样各管状配管42比各间隔螺钉46的头部46b向上方突出的突出量大，所以第2整流板44的下表面先于头部46b而与管状配管42接触。然后，一边向下方按压第2整流板44而将各管状配管42压扁，一边使固定螺钉50的螺纹部50a穿过各贯通孔49插入而与螺纹孔48螺合。当使固定螺钉50与螺纹孔48螺合时，通过头部50b来限制第2整流板44向上方拔出。
随着固定螺钉50(螺纹部50a)与螺纹孔48的螺合量变大，Z轴方向上的第1整流板43与第2整流板44之间的间隔变小。能够将固定螺钉50拧入到第2整流板44的下表面与间隔螺钉46的头部46b抵接为止。如图2所示，在该状态下，第1整流板43与第2整流板44的Z轴方向的间隔D2比管状配管42的初始状态的直径D1小。因此，插入到第1整流板43的上表面与第2整流板44的下表面之间的各管状配管42的前端部分被压扁而变化为扁平的形状。另外，在图2中为了便于理解管状配管42的变形状态，透视示出了第2整流板44。
当如图2那样各管状配管42的前端部分被第1整流板43和第2整流板44压扁时，管状配管42内的流路变窄成扁平的形状。其结果是，各管状配管42的前端的喷射口42a成为沿Z轴方向变窄且沿Y轴方向变宽的形状，来自清洗喷嘴40的清洗液W的喷射范围在Y轴方向上变宽。并且，通过各管状配管42的前端部分的压扁来增强来自喷射口42a的清洗液W的喷射压力。由此，能够强有力地从清洗喷嘴40在Y轴方向的大范围内喷出清洗液W，能够将切削屑及切削水有效地从水箱13的底部15上洗掉。
在清洗喷嘴40中，通过变更第1整流板43与第2整流板44之间的间隔D2而使管状配管42的压损程度(挤缩量)发生变化，能够使来自喷射口42a的清洗液W的喷射范围和喷射的强度发生变化。间隔D2根据间隔螺钉46的头部46b从第1整流板43的上表面突出的突出量而发生变化。例如，可以预先准备头部46b的高度(Z轴方向的厚度)不同的多种间隔螺钉46，通过变更成头部46b的高度不同的间隔螺钉46来变更间隔D2。或者在同一间隔螺钉46中对螺纹部46a螺入螺纹孔47中的螺合量进行调整而使头部46b的高度发生变化，从而也能够变更间隔D2。
如以上那样，根据本实施方式的清洗喷嘴40，无需使用多个清洗喷嘴或使用可变更喷射方向的机构便能够覆盖大的清洗范围。并且，由于通过管状配管42的压扁来提高清洗液W的喷出压，所以不用进行清洗液提供源41侧的泵的强化等便能够增强清洗液W的冲击力(将余料和切削水冲掉的力)。由此，即便是大型的余料也能够可靠地排出。构成清洗喷嘴40的要素是不具有复杂的形状及机构的简单的板状部件(整流板43、44)、管状部件(管状配管42)以及螺钉类(间隔螺钉46、固定螺钉50)。因此，能够以简单且价格低廉的构造实现清洗液W的清洗效果的提高。
并且，清洗喷嘴40是将管状配管42夹持在第1整流板43与第2整流板44之间的结构，不具有机械的可动部分，因此发生故障的可能性较低。当在组装时拧入固定螺钉50时，由于在第2整流板44与间隔螺钉46的头部46b抵接的阶段限制了拧入，所以不需要由熟练的作业者来调整高度便能够简单地完成。此外，由于通过将固定螺钉50拆下便能够容易地分解，所以维修性也优异。
在上述实施方式中，在能够对第2卡盘工作台12和第2罩24的侧方区域进行清洗的位置配置有清洗喷嘴40(参照图1)。此外，也可以在第1卡盘工作台11和第1罩23的侧方区域、各卡盘工作台11、12以及各罩23、24之间的区域设置具有同样结构特征的清洗喷嘴。
在上述实施方式中，清洗喷嘴40具有两根管状配管42，但清洗喷嘴所具有的管状配管的数量并不限定于此，能够根据要清洗的范围等条件适当变更。例如，在要清洗比本实施方式窄的范围的情况下，可以只具有1根管状配管，相反地在要清洗比本实施方式宽的范围的情况下，也可以并排配置3根以上的管状配管。
并且，在具有多根管状配管的情况下，也可以使被第1和第2整流板夹住时的各管状配管的挤缩量相对地不同。具体来说，通过使初始状态下的各管状配管的直径互相不同，或者对第1、第2整流板的形状进行变更而局部地使压扁各管状配管的部位的间隔不同，能够使各管状配管的挤缩量产生差别。这种结构对由于余料及切削屑容易积留在清洗范围中的特定部分而使所需的清洗液的冲击力不均匀的情况等有效。
在上述实施方式中，将两根管状配管42配置成平行，但也可以采用将多根管状配管配置成不平行的结构。例如，如果将两根管状配管配置成随着向前端侧行进而使彼此的间隔变宽，则能够在更大的范围内喷射清洗液。
在上述实施方式中，具有将第1整流板43和第2整流板44固定的3个固定螺钉50，在3个部位的固定螺钉50之间沿Y轴方向配置有两根管状配管42。根据该结构，由于各管状配管42的两侧被一对固定螺钉50紧固，所以能够对各管状配管42均匀且可靠地赋予按压力。然而，也可以通过与上述实施方式不同的配置来设置固定螺钉50和管状配管42。例如，也可以以能够在第2整流板44的Y轴方向的中央部分对两根管状配管42赋予充分的按压力为前提，构成为省略沿Y轴方向排列的3个固定螺钉50中的中央的固定螺钉50。相反地，也可以使用4个以上的固定螺钉50来增加第1整流板43和第2整流板44的紧固部位。
上述实施方式的清洗喷嘴40使用间隔螺钉46的头部46b来作为插入到第1整流板43与第2整流板44之间的间隔件，也可以使用结构不同的间隔件。例如，也可以在第1整流板43的上表面上设置突起，使用具有供该突起插入的孔的环状间隔件。或者，也可以在第1整流板43的上表面设置凹部，使用在下表面上具有插入到该凹部的突起的间隔件。这些变形例的间隔件与间隔螺钉46不同，并不是通过螺纹止动来固定于第1整流板43，但由于在安装了第2整流板44的状态下被夹持在第2整流板44与第1整流板43之间，所以不会脱落。
上述实施方式的清洗喷嘴40将管状配管42夹在两张整流板43、44之间。即，Z轴方向上的管状配管的配置采用了单层构造。除此之外，还可以是增加了沿Z轴方向层叠的整流板或管状配管的数量的多级构造的清洗喷嘴。
整流板的形状并不限定于上述实施方式的第1整流板43或第2整流板44那样的矩形。例如，也可以根据清洗液的喷射方向等条件而采用扇形等不同形状的整流板。
上述实施方式的切削装置10以封装基板为切削加工的对象，但要加工的被加工物的材质或形成在被加工物上的器件的种类等没有限定。例如，作为被加工物，除了封装基板之外，还可以使用半导体器件晶片、光器件晶片、半导体基板、无机材料基板、氧化物晶片、生陶瓷基板、压电基板等各种工件。作为半导体器件晶片，可以使用器件形成后的硅晶片、化合物半导体晶片。作为光器件晶片，可以使用器件形成后的蓝宝石晶片、碳化硅晶片。并且，作为半导体基板，可以使用硅、砷化镓等，作为无机材料基板，可以使用蓝宝石、陶瓷、玻璃等。此外，作为氧化物晶片，可以使用器件形成后或器件形成前的钽酸锂、铌酸锂。
并且，对本发明的各实施方式进行了说明，但作为本发明的其他实施方式，也可以对上述实施方式和变形例进行整体或局部地组合。
并且，本发明的实施方式并不限定于上述实施方式和变形例，也可以在不脱离本发明的技术思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。此外，如果因技术的进步或衍生出的其他技术而能够利用其他方式实现本发明的技术思想，则也可以使用该方法来实施。因此，权利要求书覆盖了能够包含在本发明的技术思想的范围内的所有实施方式。
如以上说明的那样，根据本发明的清洗喷嘴，能够以简单且价格低廉的结构获得清洗范围的扩大和清洗力的强度，能够显著地提高产生加工屑的加工装置的清洗效果。

Claims (1)

1.一种清洗喷嘴，其用于在加工时清洗加工屑，其特征在于，
该清洗喷嘴包含：
管状配管，其与清洗液提供源连通；
两张整流板，它们从上下平行地按照规定的长度夹住该管状配管的喷射口侧并将该管状配管的前端压扁；以及
固定部件，其在该管状配管的前端被压扁的状态下将两张该整流板固定，
向该两张整流板之间插入将该整流板之间维持为规定的间隔的间隔件，并调整该管状配管的前端的挤缩量。
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