CN114654367A - 切削装置的卡盘工作台 - Google Patents
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Abstract
提供切削装置的卡盘工作台，能够削减加工成本、缩短交货期。切削装置的卡盘工作台具有：主体部，其包含具有通气性的硬质板和固定在硬质板的正面侧的橡胶板；以及框体部，其以主体部的橡胶板的保持面和硬质板的背面露出的方式嵌合于主体部的外周，将主体部装卸自如地固定于工作台基座。主体部的橡胶板包含：保持面，其保持被加工物；切削刀具用退刀槽，其与由保持面支承的被加工物的分割预定线对应；以及吸引孔，其形成于由切削刀具用退刀槽划分的区域。
Description
技术领域
本发明涉及切削装置的卡盘工作台。
背景技术
公知有利用切削刀具切削CSP(Chip Scale Package)或QFN(Quad Flat Non-leaded package)等树脂封装基板并进行分割的切削装置。在将树脂封装基板分割成各芯片的切削加工中，有时使用在具有与分割预定线对应地形成的退刀槽和吸引保持各芯片的吸引口的卡盘工作台上固定并切削作为被加工物的树脂封装基板的线切割机(例如，参照专利文献1)。在使用这样的卡盘工作台的情况下，与利用粘合带对固定在环状框上的被加工物进行加工的现有方法相比，由于不需要作为消耗品的粘合带，因此具有能够抑制制造成本的优点。
专利文献1：日本特开2015-093335号公报
但是，在使用上述卡盘工作台的情况下，在发生芯片尺寸的变更等设计变更的情况下，需要制作与变更后的设计一致的卡盘工作台，因此存在制造卡盘工作台的成本以及整体的制造期间增加的问题。另外，上述卡盘工作台由形成有退刀槽和吸引孔的SUS(SteelUse Stainless)等金属板、和用于在载置被加工物的区域保护贴在金属板上的被加工物的橡胶片构成。但是，由于SUS等金属加工困难，因此需要委托专业人员。由此，还存在难以削减成本和缩短交货期的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够削减加工成本、缩短交货期的切削装置的卡盘工作台。
本发明提供一种切削装置的卡盘工作台，其用于切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其吸引保持形成有相互交叉的多条分割预定线的板状的被加工物；切削单元，其利用切削刀具对保持于该卡盘工作台的被加工物进行切削并分割为多个芯片；以及工作台基座，其固定有该卡盘工作台，其中，该切削装置的卡盘工作台具有：主体部，其包含具有通气性的硬质板和固定在该硬质板的正面侧的橡胶板；以及框体部，其以该主体部的该橡胶板的保持面和该硬质板的背面露出的方式嵌合于该主体部的外周，将该主体部装卸自如地固定于该工作台基座，该主体部的该橡胶板包含：该保持面，其保持被加工物；切削刀具用退刀槽，其与由该保持面支承的被加工物的该分割预定线对应；以及吸引孔，其形成于由该切削刀具用退刀槽划分的区域，来自该工作台基座的负压经由该硬质板传递到该橡胶板的该吸引孔。
优选该硬质板由具有通气性的硬质树脂或多孔陶瓷构成。
根据本发明，能够削减卡盘工作台的加工成本，缩短其交货期。
附图说明
图1是示出实施方式的切削装置的结构例的立体图。
图2是示出图1所示的切削装置的加工对象的被加工物的外观的立体图。
图3是示出从背面观察图2所示的被加工物的外观的立体图。
图4是示出图1所示的切削装置的卡盘工作台以及工作台基座的结构例的分解立体图。
图5是示出图1所示的切削装置的切削加工的一个状态的示意图。
图6是示出更换图1所示的切削装置的卡盘工作台的主体部的一个状态的图。
标号说明
1：切削装置；10：卡盘工作台；11、11－1、11－2：主体部；20：硬质板；21：背面；30：橡胶板；31：保持面；32：切削刀具用退刀槽；33：吸引孔；40：框体部；50：工作台基座；52：负压传递室；70：切削单元；71：切削刀具；100：被加工物；104：分割预定线；107：芯片。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本发明不受以下实施方式所记载的内容的限定。另外，在以下记载的结构要素中，包含本领域技术人员容易想到的要素、实质上相同的要素。另外，以下记载的结构可以适当组合。另外，在不脱离本发明的要旨的范围内，可以进行结构的各种省略、置换或变更。
根据附图对本发明的实施方式的切削装置1的卡盘工作台10进行说明。首先，对实施方式的切削装置1的整体结构以及加工对象的被加工物100的结构进行说明。图1是示出实施方式的切削装置1的结构例的立体图。图2是示出图1所示的切削装置1的加工对象的被加工物100的外观的立体图。图3是示出从其他方向观察图2所示的被加工物100的外观的立体图。在以下说明中，X轴方向是水平面中的一个方向。Y轴方向是在水平面上与X轴方向垂直的方向。Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向。实施方式的切削装置1的加工进给方向为X轴方向，分度进给方向为Y轴方向，切入进给方向为Z轴方向。
切削装置1是对保持在卡盘工作台10上的被加工物100进行切削的装置。如图2所示，被加工物100是具有布线基板101的封装基板，该布线基板101具有绝缘性的绝缘板和埋设在绝缘板的内部的由导电性的金属构成的接地线，在正面102和背面103形成有电极和各种布线。被加工物100具有形成在布线基板101的正面102上的多条分割预定线104、和形成在由交叉成格子状的多条分割预定线104划分的各区域中的器件105。
如图3所示，被加工物100在布线基板101的背面103上形成有密封剂106，该密封剂106用于密封各器件105和通过线粘接形成在各器件105上的未图示的线。密封剂106是由环氧树脂、硅树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂或聚酰亚胺树脂等构成的所谓模制树脂。通过在布线基板101的背面103上形成密封剂106，被加工物100具有凹凸。被加工物100沿着各分割预定线104分割，分割为包含各个器件105的多个芯片107。
被加工物100的分割预定线104的数量、分割预定线104彼此的间隔、以及器件105的数量等并不限定于实施方式。即，编号不同被加工物100的分割预定线104的数量、分割预定线104彼此的间隔以及器件105的数量等互不相同。
如图1所示，切削装置1具有卡盘工作台10、工作台基座50、切削单元70、供水单元75、摄像单元80、X轴移动单元91、Y轴移动单元92、Z轴移动单元93和旋转移动单元94。切削装置1是具有2个切削单元70、即2主轴的切割锯、所谓的快速双重类型的切削装置。切削装置1还可以具有清洗切削后的被加工物100的清洗单元、收纳切削前后的被加工物100的盒、在盒与卡盘工作台10和清洗单元间输送被加工物100的输送单元等。切削装置1的各结构要素由作为未图示的计算机的控制单元控制。
卡盘工作台10利用保持面31吸引保持被加工物100。卡盘工作台10不是隔着粘接带等吸引保持被加工物100，而是将被加工物100直接吸引保持在保持面31上，并且也吸引保持从被加工物100分别分割的芯片107。在实施方式中，卡盘工作台10具有比被加工物100外形大的矩形的保持面31。卡盘工作台10相对于工作台基座50装卸自如。卡盘工作台10经由工作台基座50的吸引源连通孔53与吸引源60(参照图5)连接。卡盘工作台10被吸引源60吸引，从而吸引保持载置在保持面31上的被加工物100。关于卡盘工作台10详细结构，在后述中进行说明。
工作台基座50固定有卡盘工作台10。工作台基座50是供卡盘工作台10嵌合的矩形状的盘体。在实施方式中，工作台基座50设置在X轴移动基座4上，该X轴移动基座4在切削单元70的下方的加工区域和从切削单元70的下方离开而搬入搬出被加工物100的区域之间，通过X轴移动单元91在X轴方向上移动自如。在实施方式中，工作台基座50绕与Z轴方向平行的轴心旋转自如地支承在旋转移动单元94上，该旋转移动单元94通过X轴移动单元91设置成在X轴方向上移动自如。另外，X轴移动基台4的上表面沿着水平方向平坦地形成。关于工作台基座50的详细结构，在后述中进行说明。
切削单元70是装卸自如地安装有切削刀具71的切削单元，该切削刀具71对保持在卡盘工作台10上的被加工物100进行切削并分割成多个芯片107。一个切削单元70经由Y轴移动单元92和Z轴移动单元93设置在从装置主体2立设的门型的支承框架3的一方的柱部。另一个切削单元70经由Y轴移动单元92和Z轴移动单元93设置在支承框架3的另一个柱部上。另外，支承框架3通过水平梁将一对柱部的上端彼此连结而成。各个切削单元70相对于保持在卡盘工作台10上的被加工物100，通过Y轴移动单元92在Y轴方向上移动自如，并且通过Z轴移动单元93在Z轴方向上移动自如。切削单元70能够利用Y轴移动单元92以及Z轴移动单元93将切削刀具71定位于卡盘工作台10的保持面31的任意位置。切削单元70具有切削刀具71、主轴壳体72以及主轴73。
切削刀具71是具有大致环形形状的极薄的切削磨石。切削刀具71在实施方式中是所谓的毂状刀具，具有安装在主轴73上的圆环状的圆形基座和配设在圆形基座的外周缘上的规定厚度的圆环状的切削刃。圆形基台由导电性的金属构成。切削刃由金刚石或CBN(Cubic Boron Nitride)等磨粒和金属或树脂等粘结材料(结合材料)构成。
主轴壳体72设置在Z轴移动基座6上，该Z轴移动基座6通过后述的Z轴移动单元93在Z轴方向上移动自如。一方的切削单元70的主轴壳体72经由Y轴移动单元92以及Z轴移动单元93，被支承在从装置主体2竖立设置的门型的支承框架3的一方的柱部侧。另一方的切削单元70的主轴壳体72经由Y轴移动单元92以及Z轴移动单元93而被支承在支承框架3的另一方的柱部侧。各个主轴壳体72相对于保持在卡盘工作台10上的被加工物100，通过Y轴移动单元92在Y轴方向上移动自如，并且通过Z轴移动单元93在Z轴方向上移动自如。
主轴73以绕轴心旋转自如的方式设置在主轴壳体72内。主轴73通过未图示的主轴电动机等驱动而旋转。主轴73在前端部安装有切削刀具71。切削单元70的主轴73和切削刀具71的轴心在实施方式中设定为与Y轴方向平行的方向。
供水单元75在由切削单元70进行的切削加工中向被加工物100以及切削刀具71供给加工水。供水单元75包含未图示的供水源和供水喷嘴76。供水源例如包含贮存加工水的水箱和将水箱的加工水向供水喷嘴76供给的泵。供水喷嘴76以与切削单元70一体地移动的方式固定在切削单元70上。供水喷嘴76将从供水源供给的加工水供给到被加工物100以及切削刀具71。
摄像单元80以与一方的切削单元70一体地移动的方式固定于一方的切削单元70。摄像单元80包含对保持在卡盘工作台10上的被加工物100的正面102的规定区域进行摄像的摄像元件。摄像元件例如是CCD(Charge-Coupled Device)摄像元件和CMOS(Complementary MOS)摄像元件等。摄像单元80例如拍摄用于进行对准等的摄像图像，该对准进行保持在卡盘工作台10上的被加工物100与切削刀具71的对位，并将所取得的摄像图像输出到控制单元等。
X轴移动单元91是使卡盘工作台10和切削单元70在作为加工进给方向的X轴方向上相对移动的单元。X轴移动单元91在实施方式中，使固定卡盘工作台10的工作台基座50和旋转移动单元94经由X轴移动基座4在X轴方向上移动。X轴移动单元91例如具有绕与X轴方向平行的轴心旋转自如地设置的公知的滚珠丝杠、使滚珠丝杠绕轴心旋转的公知的电动机、和沿X轴方向移动自如地支承设置有工作台基座50的X轴移动基座4的公知的导轨。在实施方式中，X轴移动单元91的导轨设置在切削装置1的装置主体2上。
Y轴移动单元92是使卡盘工作台10和切削单元70在作为分度进给方向的Y轴方向上相对移动的单元。在实施方式中，Y轴移动单元92使切削单元70和Z轴移动单元93沿Y轴方向移动。Y轴移动单元92例如具有绕与Y轴方向平行的轴心旋转自如地设置的公知的滚珠丝杠、使滚珠丝杠绕轴心旋转的公知的电动机、和沿Y轴方向移动自如地支承Y轴移动基台5的公知的导轨。在实施方式中，Y轴移动单元92的导轨设置在将切削装置1的支承框架3的一对柱部的上端彼此连结的水平梁上。
Z轴移动单元93是使卡盘工作台10和切削单元70在作为切入进给方向的Z轴方向上相对移动的单元。在实施方式中，Z轴移动单元93与各个切削单元70对应地设置有两个。在实施方式中，各个Z轴移动单元93使支承各个切削单元70的各个Z轴移动基座6在Z轴方向上移动。Z轴移动单元93例如具有绕轴心旋转自如地设置的公知的滚珠丝杠、使滚珠丝杠绕轴心旋转的公知的电动机、沿Z轴方向移动自如地支承切削单元70的公知的导轨。Z轴移动单元93的导轨在实施方式中设置在Y轴移动基台5上。
旋转移动单元94是使卡盘工作台10和切削单元70绕与Z轴方向平行的轴心旋转的单元。在实施方式中，旋转移动单元94经由工作台基座50使卡盘工作台10绕与Z轴方向平行的轴心旋转。旋转移动单元94与设置有工作台基座50的X轴移动基座4一起在X轴方向上被加工进给。
接着，对实施方式的卡盘工作台10以及工作台基座50的详细结构进行说明。图4是示出图1所示的切削装置1的卡盘工作台10和工作台基座50的结构例的分解立体图。图5是示出图1所示的切削装置1进行的切削加工的一个状态的示意图。图6是示出更换图1所示的切削装置1的卡盘工作台10的主体部11的一个状态的图。
如图4所示，卡盘工作台10能够分解为主体部11和框体部40。另外，卡盘工作台10相对于工作台基座50装卸自如。主体部11具有保持被加工物100的卡盘工作台10的保持面31。主体部11具有硬质板20和橡胶板30。
硬质板20是比被加工物100的外形大的矩形状的板。硬质板20具有通气性。硬质板20例如是具有透气性的硬质树脂或多孔陶瓷。具有透气性的硬质树脂是指例如发泡聚氨酯、发泡聚乙烯(PE：Polyethylene)、发泡聚丙烯(PP：Polypropylene)等具有包含连续的气泡的连泡性且发尘性低的材质的树脂。硬质板20也可以是添加了填料等而抑制了热收缩的硬质树脂。
橡胶板30是与硬质板20大致相同形状的矩形状的板。橡胶板30通过粘接材料等层叠固定在硬质板20的正面侧。橡胶板30例如为非通气性的聚氨酯橡胶等树脂。橡胶板30具有保持面31、切削刀具用退刀槽32和吸引孔33。保持面31是保持被加工物100的橡胶板30的正面侧的面。切削刀具用退刀槽32是在橡胶板30的保持面31上以格子状交叉形成的多个槽。切削刀具用退刀槽32与由保持面31支承的被加工物100的分割预定线104对应。吸引孔33是在由切削刀具用退刀槽32划分的区域中形成的贯通孔。
框体部40是与主体部11的外周嵌合的矩形框状的盖体。框体部40将主体部11装卸自如地固定在工作台基座50上。如图5所示，关于夹在框体部40和工作台基座50之间而固定的主体部11，橡胶板30的保持面31和硬质板20的背面21从框体部40的开口41露出。如图4所示，在实施方式中，框体部40在四个角部具有螺钉用贯通孔42和与螺钉用贯通孔42螺合的螺钉43。螺钉用贯通孔42与工作台基座50的螺钉孔54对应。
工作台基座50固定有卡盘工作台10。工作台基座50是具有从上表面向下方形成为凹形状的凹部51的矩形状的盘体。硬质板20的背面21侧被支承在工作台基座50的凹部51的底面上。卡盘工作台10的主体部11以载置在凹部51的底面上的状态被收纳在凹部51内。工作台基座50具有从凹部51的底面向下方形成为凹状的负压传递室52、和形成于负压传递室52的底面的吸引源连通孔53。负压传递室52优选为包含与橡胶板30的形成有吸引孔33的区域对应的区域而形成的长方形状的室。负压传递室52与凹部51连通。在实施方式中，吸引源连通孔53在负压传递室52的底面中央形成为圆形状，但本发明并不限定于此。如图5所示，吸引源连通孔53与吸引源60连接。也可以在连接吸引源60和吸引源连通孔53的通路上设置切换阀61。切换阀61仅在通电的状态下使吸引源60和吸引源连通孔53连通。如图4所示，在实施方式中，工作台基座50在四个角部具有螺钉孔54。螺钉孔54与框体部40的螺钉用贯通孔42对应。
如图5所示，工作台基座50收纳主体部11，利用螺钉43固定框体部40，由此密封负压传递室52。通过吸引源60的吸引而产生的工作台基座50的负压传递室52的负压经由具有通气性的硬质板20传递到橡胶板30的吸引孔33，从而卡盘工作台10吸引保持被加工物100。在实施方式中，卡盘工作台10对被加工物100的包含密封剂106的背面103侧进行吸引保持。此时，通过使被加工物100的分割预定线104与橡胶板30的切削刀具用退刀槽32对位，在切削单元70切削加工被加工物100时，能够抑制切削刀具71切削橡胶板30。
主体部11例如通过用粘接材料等将橡胶板30粘贴在硬质板20上之后，在橡胶板30上形成切削刀具用退刀槽32以及吸引孔33来制造。主体部11也可以通过在橡胶板30上形成切削刀具用退刀槽32和吸引孔33后，用粘接材料等将形成有切削刀具用退刀槽32和吸引孔33的橡胶板30粘贴在硬质板20上而制造。
橡胶板30的切削刀具用退刀槽32的数量、切削刀具用退刀槽32彼此的间隔、以及吸引孔33的数量等需要根据对应的被加工物100的分割预定线104的数量、分割预定线104彼此的间隔、以及器件105的数量等来形成。实施方式的卡盘工作台10能够根据对应的被加工物100的分割预定线104的数量、分割预定线104彼此的间隔、以及器件105的数量等，在切削刀具用退刀槽32的数量、切削刀具用退刀槽32彼此的间隔、以及吸引孔33的数量等不同的多个主体部11中，选择一个主体部11安装。
卡盘工作台10相对于工作台基座50装卸自如，且能够分解为主体部11和框体部40。由此，如图6所示，在将框体部40从工作台基座50卸下的状态下，能够将收纳于框体部40与工作台基座50之间的主体部11-1更换为其他的主体部11-2。在主体部11的更换中，首先，卸下将框体部40固定于工作台基座50的螺钉43。接着，通过将框体部40从工作台基座50抬起并卸下，使得使用完毕的主体部11-1的外周露出。接着，在将收纳于工作台基座50的主体部11-1从工作台基座50抬起而卸下后，将另一主体部11-2载置于工作台基座50的凹部51的底面。进而，将框体部40安装在工作台基座50上，利用螺钉43进行固定，由此完成更换。
如上所述，实施方式的切削装置1的卡盘工作台10具有主体部11和用于将主体部11固定在工作台基座50上的框体部40。主体部11由于切削刀具用退刀槽32以及吸引孔33形成在作为树脂的橡胶板30上，因此加工容易。由此，能够削减加工成本，缩短交货期。另外，框体部40由于将主体部11装卸自如地固定在工作台基座50上，因此能够容易地仅更换主体部11。由此，即使在发生芯片尺寸的变更等设计变更的情况下，也能够抑制制造卡盘工作台10的成本以及整体的制造期间的增加。卡盘工作台10例如即使由于吸引切削屑而在硬质板20上产生孔眼堵塞而使吸引力降低，也能够廉价地形成，并且能够容易地更换主体部11。
另外，在以往的卡盘工作台中，使具有保持面的SUS等的金属板的背面与负压传递室面对，从负压传递室直接向金属板的吸引孔作用负压，因此，保持面的下方为空洞，因此，在加工中保持面有可能振动。与此相对，在实施方式的卡盘工作台10中，橡胶板30被固定在具有通气性的硬质板20上，并且硬质板20被收纳在工作台基座50的凹部51中而载置在凹部51的底面上，因此保持面31被稳定地固定。由此，还具有抑制因在切削加工中被加工物100偏移而引起的芯片107的外形的偏移或缺损的效果。另外，在由凹部51的底面支承的硬质板20上支承有形成保持面31的橡胶板30，因此，即使主体部11通过拧紧螺钉43而被固定，也能够起到保持面31不易变形的效果。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。即，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。
Claims (2)
1.一种切削装置的卡盘工作台，其用于切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其吸引保持形成有相互交叉的多条分割预定线的板状的被加工物；切削单元，其利用切削刀具对保持于该卡盘工作台的被加工物进行切削而分割为多个芯片；以及工作台基座，其固定有该卡盘工作台，
其中，该切削装置的卡盘工作台具有：
主体部，其包含具有通气性的硬质板和固定在该硬质板的正面侧的橡胶板；以及
框体部，其以该主体部的该橡胶板的保持面和该硬质板的背面露出的方式嵌合于该主体部的外周，将该主体部装卸自如地固定于该工作台基座，
该主体部的该橡胶板包含：
该保持面，其保持被加工物；
切削刀具用退刀槽，其与由该保持面支承的被加工物的该分割预定线对应；以及
吸引孔，其形成于由该切削刀具用退刀槽划分的区域，
来自该工作台基座的负压经由该硬质板传递到该橡胶板的该吸引孔。
2.根据权利要求1所述的切削装置的卡盘工作台，其中，
该硬质板是具有通气性的硬质树脂或多孔陶瓷。
Priority Applications (1)
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| CN202011417341.0A CN114654367A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 切削装置的卡盘工作台 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN114654367A true CN114654367A (zh) | 2022-06-24 |
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Family Applications (1)
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| CN202011417341.0A Pending CN114654367A (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 切削装置的卡盘工作台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN114654367A (zh) |
-
2020
- 2020-12-07 CN CN202011417341.0A patent/CN114654367A/zh active Pending
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