CN111530649A - 清洗喷嘴以及被清洗物的清洗方法 - Google Patents

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Abstract

提供清洗喷嘴以及被清洗物的清洗方法，能够以简单的构造猛烈地喷出清洗液。一种清洗单元，其将切削得到的边角料(106)冲走而进行清洗，其中，该清洗单元具有：清洗水提供路(43)，其将清洗水提供源(200)与清洗喷嘴(42)连通；空气提供路(45)，其将空气提供源(201)与清洗喷嘴(42)连通；空气阀(46)，其对空气提供路(45)进行开闭；以及控制单元(60)，其间歇地对空气阀(46)进行。

Description

清洗喷嘴以及被清洗物的清洗方法
技术领域
本发明涉及清洗喷嘴以及被清洗物的清洗方法。
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：无引线四方扁平封装)基板的封装基板进行切削的切削装置中设置有边角料处理装置，该边角料处理装置对包含由切削产生的边角料等切削屑、在切削时提供的切削水进行处理。该边角料处理装置在当切削时对封装基板进行支承的卡盘工作台的两侧具有槽形的承接搬送部件，在承接搬送部件的底部设置有使清洗水流动的清洗喷嘴(边角料吹散喷嘴)。通过承接搬送部件来承接飞散的切削屑和切削水，并利用清洗水将它们冲走而使它们向端部(加工进给的下游侧)流下，并且经由作为边角料搬送构件的环形带或斜坡形状的引导板而向收纳容器落下并回收(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-5544号公报
为了可靠地冲走切削屑和切削水，要求以猛烈的冲击向承接搬送部件的底部的较大的范围提供清洗水(清洗液)。现有的清洗喷嘴在喷射方向上存在制约，为了扩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使清洗喷嘴的喷射方向可变的机构。另外，为了使清洗水猛烈地喷出，需要配设强力的泵等。在这样的结构中，由于部件数量的增加和机构的复杂化而产生成本上升和维护的负担增大，因此希望解决该问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够以简单的构造猛烈地喷出清洗液的清洗喷嘴以及被清洗物的清洗方法。
为了解决上述课题并达成目的，本发明提供清洗喷嘴，其对被清洗物进行清洗，其特征在于，该清洗喷嘴具有：清洗液提供路，其将清洗液提供源与该清洗喷嘴连通；空气提供路，其将空气提供源与该清洗喷嘴连通；空气阀，其对空气提供路进行开闭；以及控制构件，其间歇地对该空气阀进行开闭。
另外，本发明提供被清洗物的清洗方法，其特征在于，该被清洗物的清洗方法具有如下的步骤：清洗液提供步骤，向清洗喷嘴提供清洗液；以及清洗液喷射步骤，向该清洗喷嘴提供空气，喷射积存在该清洗喷嘴内的清洗液，该清洗液喷射步骤是在该清洗喷嘴内积存规定的量的清洗液的时机间歇地进行的。
根据本发明，在清洗喷嘴中积存水的时机向压出水的位置间歇地提供空气，因此能够猛烈地提供水，例如，能够去除边角料。
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是从加工进给方向的下游侧观察切削装置的一部分的侧视图。
图3是示出清洗单元的结构的示意图。
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；15A：第1侧方区域；15B：中间区域；15C：第3侧方区域；19：第1移动板；20：第2移动板；40：清洗单元；42：清洗喷嘴；42A：前端部；43：清洗水提供路；44：清洗水阀；45：空气提供路；46：空气阀；47：混合器；50：边角料处理装置；51：切削屑引导板；52：切削屑回收箱；60：控制单元；70：清洗水；100：封装基板；105：剩余连结部件；106：边角料；200：清洗水提供源；201：空气提供源。
具体实施方式
参照附图对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明不限定于以下的实施方式所记载的内容。另外，在以下所记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的、实质上相同的结构要素。而且，以下所记载的结构能够适当组合。另外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或者变更。
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是从加工进给方向的下游侧观察切削装置的一部分的侧视图。
图1所示的切削装置10具有对由于切削封装基板而产生的边角料和切削屑(被清洗物)、在切削时提供的切削水进行处理的功能。切削装置10中的与边角料、切削屑、切削水的处理相关的部分以外的结构是公知的，因此局部地省略图示而简单地进行说明。
在切削装置10中，将图1所示的CSP基板或QFN基板那样的封装基板100作为被加工物来进行切削加工。在封装基板100的正面形成有由呈格子状设置的切削预定线102划分的多个区域，在各个区域中形成有器件103。在封装基板100上形成有2个器件部104，在该器件部104形成有多个器件103，在器件部104的外侧形成有剩余连结部件105。该剩余连结部件105在器件部104分割为各个器件103之前预先被切断而产生边角料。
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沿X轴方向(加工进给方向)移动，一边对各卡盘工作台11、12的治具11A、11B上所保持的封装基板100进行切削加工。将X轴方向中的切削时各卡盘工作台11、12行进的方向设为下游侧，将其相反的方向设为上游侧。使第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12沿X轴方向移动的加工进给构件(省略图示)由具有通过电动机来进行旋转的滚珠丝杠的滚珠丝杠机构等构成。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)的轴为中心而进行旋转。治具11A、11B分别固定于卡盘工作台11、12的上表面，具有多个与封装基板100的各个器件103对应的吸引口。
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切削构件(省略图示)和第2切削构件(省略图示)。各切削构件具有切削刀具(省略图示)，能够在Y轴方向和Z轴方向(上下方向)上移动，其中，该切削刀具安装在能够以朝向与X轴方向垂直的Y轴方向(分度进给方向)的轴为中心进行旋转的主轴上。
通过一边使第1切削构件的切削刀具旋转而切入第1卡盘工作台11的治具11A上的封装基板100，一边使第1卡盘工作台11向X轴方向的下游侧移动，能够沿着规定的切削预定线102对治具11A上的封装基板100进行切削。同样，通过一边使第2切削构件的切削刀具旋转而切入第2卡盘工作台12的治具12A上的封装基板100，一边使第2卡盘工作台12向X轴方向的下游侧移动，能够沿着规定的切削预定线102对治具12A上的封装基板100进行切削。
在第1卡盘工作台11的治具11A上的封装基板100中沿着一个切削预定线102的切削完成之后，将切削刀具向上方拉起而使第1卡盘工作台11向X轴方向的上游侧移动，并且使第1切削构件分别沿Y轴方向移动(分度进给)。然后，执行沿着下一个切削预定线102的切削。在沿着在Y轴方向上排列的多个切削预定线102的切削完成之后，使第1卡盘工作台11旋转90度，与上述同样地对在Y轴方向上排列的其他的多个切削预定线102进行切削。这样，能够对封装基板100实施沿着格子状的切削预定线102的切削加工。对第2卡盘工作台12上的封装基板100也能够同样地实施沿着格子状的切削预定线102的切削加工。
在第1切削构件和第2切削构件各自的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)。在利用各切削构件对封装基板100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。利用切削水对切削部位进行冷却，并且冲走在切削时产生的切削屑。
第1卡盘工作台11和第2卡盘工作台12配置在水箱(也称为承接搬送部件)13上所形成的开口部内。开口部被形成水箱13的上表面的底部15、从底部15向上方突出的一对侧壁16、17以及端壁18包围。侧壁16和侧壁17是在Y轴方向上分开并沿X轴方向延伸的壁部。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沿X轴方向移动的加工进给构件配置在防水空间(省略图示)中，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边角料、切削屑以及切削水在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，其朝向Y轴方向的中心逐渐变低；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，从上游侧朝向下游侧逐渐变低。与第1罩23相同，第2罩24具有：一对倾斜面27，其朝向Y轴方向的中心逐渐变低；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，从上游侧朝向下游侧逐渐变低。
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100进行切削时，包含边角料和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100进行切削时，包含边角料和切削屑的切削水从第2移动板20上向第2罩24上流动。
如图2所示，在第1罩23和第2罩24各自的内侧形成有能够相对于铺设在水箱13的底部15上的导轨31、32滑动的滑动部23A、24A。第1罩23和第2罩24被导轨31、32和滑动部23A、24A引导为能够沿X轴方向移动。如图1所示，第1罩23的上游侧的端部与第1移动板19连接，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，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各自的下游侧的端部成为相对于水箱13等不固定的自由端。
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100进行切削时，封装基板100的剩余连结部件105作为边角料而产生。这种边角料与一般的硅晶片等的由切削产生的微细的切削屑(例如大小为几μm)相比，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边角料的边角料处理装置50。以下，对该边角料处理装置50进行说明。
第1罩23和第2罩24分别将从上游侧的第1移动板19和第2移动板20流下的边角料(切削屑)和切削水通过倾斜面25和中央倾斜面26、倾斜面27和中央倾斜面28向下游侧引导而使其从自由端流出。而且，也可以在第1罩23或第2罩24的自由端设置刷子。通过刷子，能够将落到底部15的边角料和切削屑向下游侧扫出。
如图2所示，边角料处理装置50在比第1罩23和第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51。切削屑引导板51是随着沿Y轴方向前进而使Z轴方向的高度变化的倾斜部，以从第1罩23侧到第2罩24侧依次变低的方式倾斜。在与切削屑引导板51的下端连续的位置具有能够上下移动的切削屑回收箱52，切削屑回收箱52载置于箱载置部53的内部。切削屑回收箱52具有至少底部形成为网眼状的网眼部52A，能够回收未通过网眼部52A而钩挂于网眼部52A的边角料和比较大型的切削屑。通过了切削屑回收箱52的网眼部52A的切削水被排出到外部。
由切削加工产生的边角料(切削屑)和切削时提供的切削水被立壁部29或立壁部30阻挡并被第1罩23或第2罩24引导而向X轴方向的下游侧流动，从而从第1罩23或第2罩24的自由端向切削屑引导板51侧流出。但是，边角料(切削屑)和切削水不仅这样经由第1罩23或第2罩24向下游侧流动，还通过高速旋转的切削刀具向周围飞散而在各卡盘工作台11、12和各罩23、24的侧方区域落到底部15上。因此，边角料处理装置50具有清洗单元40，该清洗单元40用于朝向飞散到各卡盘工作台11、12和各罩23、24的侧方区域的边角料(被清洗物)喷射清洗水(清洗液)，通过该清洗液将边角料冲向下游侧。在本实施方式中，在第1卡盘工作台11和第1罩23与侧壁16之间的第1侧方区域15A、第1卡盘工作台11和第1罩23与第2卡盘工作台12和第2罩24之间的中间区域15B、以及第2卡盘工作台12和第2罩24与侧壁17之间的第3侧方区域15C中分别配置有清洗单元40。另外，也可以在切削屑引导板51的上端部设置清洗单元40。该清洗单元40将切削屑引导板51上的边角料(被清洗物)冲向切削屑回收箱52。
接下来，对清洗单元进行说明。图3是示出清洗单元的结构的示意图。如图3所示，清洗单元40具有：单元主体41；一对清洗喷嘴42、42，它们从单元主体41朝向边角料106延伸；以及控制单元(控制构件)60，其对单元主体41的动作进行控制。该控制单元60对多个(4台)清洗单元40的动作进行控制，也可以兼用切削装置10的控制单元。
单元主体41具有：清洗水提供路(清洗液提供路)43，其与清洗水提供源(清洗液提供源)200连通；清洗水阀(清洗液阀)44，其设置在该清洗水提供路43的中途；空气提供路45，其与空气提供源201连通；空气阀46，其设置在该空气提供路45的中途；以及混合器47，其与清洗水提供路43和空气提供路45连结，在该混合器47上连结有清洗喷嘴42。因此，清洗水提供路43经由混合器47将清洗水提供源200与清洗喷嘴42连通，空气提供路45经由混合器47将空气提供源201与清洗喷嘴42连通。
清洗喷嘴42例如由金属等的管状部件形成，从前端部42A喷出清洗水。清洗喷嘴42朝向X轴方向或Y轴方向的下游侧分别固定于水箱13的底部15或切削屑引导板51，在本实施方式中，前端部42A例如在Z轴方向(上下方向)上被压扁而形成扁平的形状。由此，能够从前端部42A在较宽的范围内喷出清洗水，例如，能够可靠地使清洗水与飞散到上述第1侧方区域15A的边角料106碰撞。另外，清洗喷嘴42也可以由具有挠性的树脂制的管等配管形成。
清洗水提供源200提供清洗水(例如纯水)，空气提供源201提供压缩空气。清洗水提供路43和空气提供路45例如由具有挠性的树脂制的管用配管等形成。清洗水阀44以能够切断清洗水提供路43内的清洗水的流通的方式开闭。空气阀46以能够切断空气提供路45内的空气(压缩空气)的流通的方式开闭。清洗水阀44和空气阀46的开闭动作由控制单元60控制。混合器47使清洗水和空气合流并引导至清洗喷嘴42。在本实施方式中，使用纯水(清洗水)作为清洗液，但不限于此，也可以包含用于提高清洗力的物质，或者是不同的液体的种类。
接下来，对清洗单元40清洗(冲走)边角料106的方法进行说明。首先，当开始切削装置10的切削动作时，控制单元60打开清洗水阀44，向清洗喷嘴42提供清洗水(清洗液提供步骤)。在本实施方式中，清洗水阀44被控制为在清洗动作(冲走动作)中始终打开。由此，提供到清洗喷嘴42内的清洗水开始积存，并且过剩的清洗水从前端部42A流出。通过该流出的清洗水来润湿水箱13的底部15(第1侧方区域15A等)或切削屑引导板51，或者使水滞留在边角料106的周边，减小与边角料106的摩擦阻力。
接下来，控制单元60打开空气阀46，向清洗喷嘴42提供空气，由此喷射积存在清洗喷嘴42内的清洗水(清洗液喷射步骤)。空气阀46在清洗动作中被间歇控制以交替地实施关闭和打开。具体而言，在关闭了规定的关闭时间(例如4秒)后，在比该封闭时间短的规定的打开时间(例如0.4秒)内打开。该关闭时间是到在清洗喷嘴42内积存规定的量的清洗水(例如清洗水充满清洗喷嘴42的量)为止的时间。另外，也可以留出直到水滞留在边角料106的周边为止的时间。并且，通过瞬间打开空气阀46，利用空气的压力将清洗喷嘴42内的清洗水70朝向边角料106喷射。
这里，如二流体喷嘴那样，如果将清洗水和空气完全混合，则无法发挥成为雾状的清洗水的冲力。与此相对，在本申请发明中，通过以较短的打开时间间歇地开闭空气阀46，如图3所示，连续地喷射清洗水70的粒。该清洗水70的粒与雾状的粒相比具有较大的重量，因此能够猛烈地喷出清洗水70的粒，在碰到边角料106时，能够将该边角料106冲向下游侧。另外，如果在边角料106的周围积存有清洗水的状态下喷射清洗水，则更有效。
这样，本实施方式的清洗单元40具有：清洗水提供路43，其将清洗水提供源200与清洗喷嘴42连通；空气提供路45，其将空气提供源201与清洗喷嘴42连通；空气阀46，其对空气提供路45进行开闭；以及控制单元60，其间歇地对空气阀46进行开闭，因此能够从清洗喷嘴42朝向边角料106猛烈地喷出清洗水70，从而能够将边角料106冲向下游侧。
另外，根据本申请的被清洗物的清洗方法，具有如下的步骤：清洗液提供步骤，向清洗喷嘴42提供清洗液；以及清洗液喷射步骤，向清洗喷嘴42提供空气，喷射积存在该清洗喷嘴42内的清洗水，该清洗液喷射步骤是在清洗喷嘴42内积存规定的量的清洗水的时机间歇地进行的，因此能够简单地从清洗喷嘴42朝向边角料106猛烈地喷出清洗水70，从而能够将边角料106冲向下游侧。
另外，本发明不限定于上述实施方式。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，在上述实施方式中，清洗单元40采用具有2根清洗喷嘴42的结构，但清洗单元40所具有的清洗喷嘴42的数量不限定于此，能够根据清洗(冲走边角料)的范围等条件进行适当变更。例如，在对比本实施方式窄的范围进行清洗的情况下，也可以仅具有1根清洗喷嘴，相反，在对比本实施方式宽的范围进行清洗的情况下，也可以并列配置3根以上的清洗喷嘴。
另外，在本实施方式中，将清洗喷嘴42的前端部42A在Z轴方向(上下方向)上压扁而形成扁平的形状，但并不限于此，也可以保持圆形管状。
另外，在本实施方式中，对空气阀46的关闭时间和打开时间的例示进行了说明，但并不限于该时间，关闭时间和打开时间能够根据清洗喷嘴42的长度等尺寸、边角料的重量和尺寸来进行适当变更。

Claims (2)

1.一种清洗喷嘴，其对被清洗物进行清洗，其特征在于，
该清洗喷嘴具有：
清洗液提供路，其将清洗液提供源与该清洗喷嘴连通；
空气提供路，其将空气提供源与该清洗喷嘴连通；
空气阀，其对空气提供路进行开闭；以及
控制构件，其间歇地对该空气阀进行开闭。
2.一种被清洗物的清洗方法，其特征在于，
该被清洗物的清洗方法具有如下的步骤：
清洗液提供步骤，向清洗喷嘴提供清洗液；以及
清洗液喷射步骤，向该清洗喷嘴提供空气，喷射积存在该清洗喷嘴内的清洗液，
该清洗液喷射步骤是在该清洗喷嘴内积存规定的量的清洗液的时机间歇地进行的。
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