CN115052710A - 加工装置 - Google Patents

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CN115052710A
CN115052710A CN202180013121.8A CN202180013121A CN115052710A CN 115052710 A CN115052710 A CN 115052710A CN 202180013121 A CN202180013121 A CN 202180013121A CN 115052710 A CN115052710 A CN 115052710A
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CN
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processing
machining
moving
substrate
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深井元树
堀聡子
白井克昌
东秀和
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Towa Corp
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Towa Corp
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Abstract

本发明不需要使加工工作台移动的移动机构且不需要波纹罩等保护罩，且包括：加工工作台2A、加工工作台2B，对加工对象物W加以保持；加工机构3，一面使用加工液一面利用旋转工具30对加工对象物W进行加工；以及移动机构5，使加工机构3至少分别在水平面上的XY方向上直线移动，相对于至少固定于XY方向上的加工工作台2A、加工工作台2B而通过移动机构5移动的加工机构3对加工对象物W进行加工。

Description

加工装置
技术领域
本发明涉及一种加工装置。
背景技术
之前，在对经树脂密封的已密封基板等电子零件进行切断而单片化时，使用切断装置，例如已知有如专利文献1所示的切削装置。所述切削装置包括：卡盘工作台(chucktable)，对加工对象物加以保持；以及例如滚珠螺杆等移动机构，使所述卡盘工作台直线移动。另外，切削装置包括保护板(plate)，所述保护板用于保护所述移动机构免受由切削产生的加工屑或切削时供给的加工液影响。
所述保护板构成为能够伴随卡盘工作台的移动而伸缩。具体而言，保护板包括：波纹罩，以包围所述移动机构的上方及侧方的方式设置；以及多个板，设置于所述波纹罩的上表面。所述各板是多个依次重叠而构成，且伴随卡盘工作台的移动而相互滑动。
当通过所述切削装置将加工对象物单片化时，会产生制品部与边角料等切削屑。制品部由设置于卡盘工作台的卡盘机构予以保持。
但是，切削屑未受所述卡盘机构保持，因此自制品部切削之后会自卡盘工作台落下。所述落下的切削屑会积存于保护板的各板的上表面上。若卡盘工作台在此状态下移动，则在保护板伴随所述卡盘工作台的移动而收缩的过程中，切削屑有可能侵入至相互重叠的各板之间。若有加工屑侵入至板之间，则不仅会妨碍保护板的伸缩，而且担心与波纹罩接触而使波纹罩发生破损。若波纹罩发生破损，则加工液会泄漏至移动机构，而使移动机构生锈，从而引起动作不良或故障。其结果，必须频繁地进行它们的保养作业或更换作业，从而导致切削装置的运转率下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6043648号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明是为了解决所述问题点而成，其主要课题在于不需要使加工工作台移动的移动机构且不需要波纹罩等保护罩。
解决问题的技术手段
即，本发明的加工装置的特征在于包括：加工工作台，对加工对象物加以保持；加工机构，一面使用加工液一面利用旋转工具对所述加工对象物进行加工；以及移动机构，使所述加工机构至少分别在水平面上的XY方向上直线移动，相对于至少固定于XY方向上的所述加工工作台而通过所述移动机构移动的所述加工机构对所述加工对象物进行加工。
发明的效果
根据如此构成的本发明，可不需要使加工工作台移动的移动机构且不需要波纹罩等保护罩。
附图说明
图1是示意性地表示本发明一实施方式的切断装置的结构的图。
图2是示意性地表示所述实施方式的基板切断模块的结构的立体图。
图3是示意性地表示所述实施方式的基板切断模块的结构的自Z方向观察的图(平面图)。
图4是示意性地表示所述实施方式的基板切断模块的结构的自X方向观察的图(侧面图)。
图5是示意性地表示所述实施方式的基板切断模块的结构的自Y方向观察的图(正面图)。
图6是表示与现有的结构进行比较的本实施方式的效果的示意图。
图7是表示与现有的结构进行比较的本实施方式的效果的示意图。
符号的说明
100：切断装置(加工装置)
W：已密封基板(加工对象物)
2A、2B：切断用工作台(加工工作台)
3：切断机构(加工机构)
30：旋转工具
31A、31B：旋转刀
32A、32B：主轴
5：移动机构
51：Y方向移动部
511：Y方向导轨
512：支撑体
52：X方向移动部
具体实施方式
接着，举例对本发明进行更详细说明。但是，本发明并不受以下的说明限定。
如上所述，本发明的加工装置的特征在于包括：加工工作台，对加工对象物加以保持；加工机构，一面使用加工液一面利用旋转工具对所述加工对象物进行加工；以及移动机构，使所述加工机构至少分别在水平面上的XY方向上直线移动，相对于至少固定于XY方向上的所述加工工作台而通过所述移动机构移动的所述加工机构对所述加工对象物进行加工。
若为所述加工装置，则相对于至少固定于XY方向上的加工工作台而通过移动机构移动的加工机构对加工对象物进行加工，因此可不需要使加工工作台在X方向或Y方向上移动的移动机构，且不需要波纹罩等保护罩。其结果，可抑制伴随波纹罩等保护罩的破损的装置的运转率的下降而提高装置的生产性。
作为使加工机构至少在XY方向上移动的移动机构的具体的实施方式，考虑所述移动机构包括：X方向移动部，使所述加工机构在X方向上直线移动；以及Y方向移动部，使所述加工机构在Y方向上直线移动，所述Y方向移动部包括：一对Y方向导轨，隔着所述加工工作台沿着Y方向而设置；以及支撑体，沿着所述一对Y方向导轨移动，并且经由所述X方向移动部而支撑所述加工机构。
由于如此在Y方向上设置的一对Y方向导轨是隔着加工工作台而设置，因此可增大一对Y方向导轨的间距。其结果，可减小Y方向导轨彼此在Z方向上的位置偏移对加工的影响。即，可减小旋转工具(例如旋转刀)与加工工作台的正交度的偏移，可提高加工精度。另外，对Y方向导轨可使用规格比之前低者。
为了在一个加工装置中提升加工对象物的处理能力，可考虑包括两个以上的所述加工工作台。
在所述结构中，理想的是所述两个以上的加工工作台在水平面上沿着Y方向设置。
若为所述结构，则沿着Y方向设置有两个以上的加工工作台，因此可一举调整移动机构相对于两个以上的加工工作台在Y方向上的平行度。另外，当在其中一个加工工作台对加工对象物进行处理时，可在另一个加工工作台上进行搬送等其他处理。
在所述加工机构通过旋转刀将所述加工对象物切断而单片化的情况下，特别重要的是利用旋转刀切断的方向与利用移动机构的Y方向一致(即，旋转刀的旋转轴方向与利用移动机构的Y方向正交)。在本发明中，仅相对于Y方向移动部的支撑体对旋转刀进行定位即可，与如之前那样相对于与旋转刀分开移动的加工工作台对旋转刀的旋转轴方向定位的情况相比，它们的定位变得容易。
作为本发明的加工装置的具体的实施方式，理想的是所述加工对象物为经树脂密封的已密封基板，所述加工机构通过利用旋转刀将所述已密封基板切断而单片化为多个制品。
＜本发明的一实施方式＞
以下，参照附图来对本发明的加工装置的一实施方式进行说明。再者，在以下所示的所有图中，为了便于理解，均适当省略或夸张而示意性地描绘。对于同一构成元件，标注同一符号而适当省略说明。
＜加工装置的整体结构＞
如图1所示，本实施方式的加工装置100是通过将作为加工对象物的已密封基板W切断而单片化为多个制品P的切断装置。所述切断装置100包括基板供给模块A、基板切断模块B与检查模块C分别作为构成元件。各构成元件(各模块A～模块C)分别相对于其他构成元件而可装卸且可更换。
基板供给模块A向基板切断模块B供给已密封基板W。具体而言，基板供给模块A包括用于将已密封基板W供给至基板切断模块B的基板供给机构1。然后，自基板供给机构1搬出已密封基板W，并通过移送机构(未图示)移送至基板切断模块B。
基板切断模块B使用包括包含旋转刀及主轴的旋转工具30的切断机构(加工机构)3将已密封基板W切断，且例如为双切割工作台方式的双主轴结构。具体而言，基板切断模块B包括：两个切断用工作台(加工工作台)2A、2B；以及两个主轴32A、32B，用来安装旋转刀31A、旋转刀31B。在切断用工作台2A安装有切断用夹具4A，在切断用工作台2B安装有切断用夹具4B。关于基板切断模块B的具体的结构将在后面叙述。
在检查模块C设置有检查用工作台10。在检查用工作台10载置集合体，所述集合体包含将已密封基板W切断而经单片化的多个制品P。多个制品P由检查用的照相机(未图示)进行检查，被筛分为良品及不良品。良品被收容于托盘11中。
再者，在本实施方式中，将进行切断装置100的动作、已密封基板W的搬送、已密封基板W的切断、制品P的检查等所有的动作或控制的控制部CTL设置于基板供给模块A内。并不限于此，也可将控制部CTL设置于其他模块内。
＜基板切断模块B的具体的结构＞
接着，在本实施方式的切断装置100中，关于基板切断模块B的具体的结构，以下进行说明。再者，为了方便，将在沿着作为切断用工作台2A、切断用工作台2B的上表面的基板载置面21(保持面)的平面(水平面)内相互正交的方向分别设为X方向及Y方向，将与X方向及Y方向正交的铅垂方向设为Z方向。具体而言，将图3的左右方向设为X方向，将上下方向设为Y方向。另外，在图2中，省略了近前侧的Y方向导轨511的一部分。
如图2～图5所示，基板切断模块B包括：两个切断用工作台2A、2B，对已密封基板W加以保持；切断机构3，包括包含旋转刀31A、旋转刀31B及两个主轴32A、32B的两个旋转工具30；以及移动机构5，使所述切断机构3的两个主轴32A、32B分别在XYZ方向上直线移动。
两个切断用工作台2A、2B固定并设置于X方向、Y方向及Z方向上。再者，切断用工作台2A能够通过设置于切断用工作台2A下方的旋转机构6A在θ方向上旋转。另外，切断用工作台2B能够通过设置于切断用工作台2B下方的旋转机构6B在θ方向上旋转。
这些两个切断用工作台2A、2B是在水平面上沿着Y方向设置。具体而言，两个切断用工作台2A、2B是以作为它们的上表面的基板载置面21(保持面)位于同一水平面上(在Z方向上位于相同高度)的方式配置(参照图4)，并且以它们的基板载置面21的中心(具体而言，利用旋转机构6A、旋转机构6A的旋转中心)位于在Y方向上延伸的同一直线上的方式配置(参照图3)。
另外，两个切断用工作台2A、2B吸附保持已密封基板W，如图2所示，与两个切断用工作台2A、2B对应地配置有用于进行吸附保持的两个真空泵7A、7B。各真空泵7A、真空泵7B例如为水封式真空泵，设置于对应的切断用工作台2A、切断用工作台2B的沿着X方向的斜下方，两个真空泵7A、7B是沿着Y方向并排设置。
此处，切断用工作台2A、切断用工作台2B固定于XYZ方向上，因此可缩短自真空泵7A、真空泵7B连接于切断用工作台2A、切断用工作台2B的配管71A、配管71B，可降低配管71A、配管71B的压力损失而防止吸附力的下降。其结果，例如即便为1mm见方以下的极小封装件也可确实地吸附于切断用工作台2A、切断用工作台2B。另外，由于可防止配管71A、配管71B的压力损失导致的吸附力的下降，因此可减小真空泵7A、真空泵7B的容量，从而也导致降低成本。
切断机构3的两个主轴32A、32B以它们的旋转轴沿着X方向的方式设置，且以安装于它们的旋转刀31A、旋转刀31B相互相向的方式配置(参照图3、图5)。主轴32A的旋转刀31A及主轴32B的旋转刀31B在包含Y方向及Z方向的面内旋转，由此将由各切断用工作台2A、切断用工作台2B保持的已密封基板W切断。再者，在基板切断模块B，如图4所示，设置有液体供给机构8，所述液体供给机构8具有喷射切削水(加工液)的喷射喷嘴81，以抑制由旋转刀31A、旋转刀31B产生的摩擦热。所述喷射喷嘴81例如由后述的Z方向移动部53支撑着。
如图2～图5所示，移动机构5使两个主轴32A、32B分别在X方向、Y方向及Z方向上独立地直线移动。
具体而言，移动机构5包括：Y方向移动部51，使主轴32A、主轴32B在Y方向上直线移动；X方向移动部52，使主轴32A、主轴32B在X方向上直线移动；以及Z方向移动部53，使主轴32A、主轴32B在Z方向上直线移动。
Y方向移动部51在两个切断用工作台2A、2B共用，且包括：一对Y方向导轨511，隔着两个切断用工作台2A、2B沿着Y方向而设置；以及支撑体512，沿着所述一对Y方向导轨511移动，并且经由X方向移动部52及Z方向移动部53而支撑主轴32A、主轴32B。一对Y方向导轨511设置于沿着Y方向设置的两个切断用工作台2A、2B的侧方。另外，支撑体512例如为门型，且具有在X方向上延伸的形状。
而且，支撑体512例如通过在Y方向上延伸的滚珠螺杆机构513在一对Y方向导轨511上直线地往复移动。所述滚珠螺杆机构513由伺服马达等驱动源(未图示)驱动。此外，支撑体512也可构成为通过线性马达等其他直动机构进行往复移动。
X方向移动部52包括：X方向导轨521，在支撑体512上沿着X方向设置；以及X方向滑块522，沿着所述X方向导轨521移动。X方向滑块522例如由线性马达(未图示)驱动，且在X方向导轨521上直线地往复移动。在本实施方式中，与两个主轴32A、32B对应地设置有两个X方向滑块522。由此，两个主轴32A、32B能够相互独立地在X方向上移动。此外，X方向滑块522也可构成为通过使用了滚珠螺杆机构的其他直动机构进行往复移动。
Z方向移动部53包括：Z方向导轨531，在各X方向滑块522上沿着Z方向设置；以及Z方向滑块532，沿着所述Z方向导轨531移动并且支撑主轴32A、主轴32B。即，Z方向移动部53与各主轴32A、主轴32B对应地设置。Z方向滑块532例如由偏心凸轮机构(未图示)驱动，在Z方向导轨531上直线地往复移动。此外，Z方向滑块532也可构成为通过滚珠螺杆机构等其他直动机构进行往复移动。
而且，如图2～图5所示，本实施方式的基板切断模块B还包括加工屑收容部9，所述加工屑收容部9收容因已密封基板W的切断而产生的边角料等加工屑S。
所述加工屑收容部9设置于切断用工作台2A、切断用工作台2B的下方，且包括：引导部91，具有在俯视时包围切断用工作台2A、切断用工作台2B的上部开口91X；以及回收容器92，回收由所述引导部91引导的加工屑S。通过将加工屑收容部9设置于切断用工作台2A、切断用工作台2B的下方，可提高加工屑S的回收率。
引导部91将自切断用工作台2A、切断用工作台2B飞散或落下的加工屑S导引至回收容器92。本实施方式构成为引导部91的上部开口91X包围切断用工作台2A、切断用工作台2B(参照图3)，因此难以将加工屑S洒出，可进一步提高加工屑S的回收率。另外，引导部91以包围在切断用工作台2A、切断用工作台2B的下方所设置的旋转机构6A、旋转机构6B的方式设置(参照图4)，且以保护旋转机构6A、旋转机构6B免受加工屑S及切削水的影响的方式构成。
在本实施方式中，加工屑收容部9设为在两个切断用工作台2A、2B共用，但也可与切断用工作台2A、切断用工作台2B分别对应地设置。另外，如图4及图5所示，通过使构成引导部91的上部开口91X的侧周壁911位于比切断用工作台2A、切断用工作台2B的基板载置面21高的位置(例如5mm左右)，加工屑S容易进入至引导部91内。再者，构成引导部91的上部开口91X的侧周壁911的高度位置设为主轴32A、主轴32B等的不妨碍切断机构3的移动的程度的高度位置。
回收容器92回收因自重而通过引导部91的加工屑S，在本实施方式中，如图4等所示，与两个切断用工作台2A、2B分别对应地设置。而且，两个回收容器92构成为可分别独立地自切断装置100拆卸。通过所述结构，可提高加工屑S的废弃等的维护性。再者，考虑到已密封基板W的尺寸或加工屑S的尺寸及量、作业性等，回收容器92可在所有的切断用工作台的下方整体设置一个，也可设置三个以上。
另外，如图4等所示，加工屑收容部9包括将切断水与加工屑分离的分离部93。作为所述分离部93的结构，例如，可考虑在回收容器92的底面设置使切断水通过的多孔板等过滤器。通过所述分离部93，可回收加工屑S而不在回收容器92中积存切断水。另外，通过了过滤器的切断水可返回至液体供给机构8而作为切断水再利用。
接着，对基板切断模块B的动作的一例进行说明。
在切断用工作台2A的切断是通过利用移动机构5使两个主轴32A、32B相对于XYZ方向上所固定的切断用工作台2A在XYZ方向上移动来进行。例如，在X方向移动部52及Z方向移动部53将主轴32A固定于X方向及Z方向的所期望位置之后，Y方向移动部51使主轴32A、主轴32B于Y方向上移动，由此已密封基板W沿着Y方向被切断。通过一面在X方向上错开规定距离一面依次进行所述动作，已密封基板W在X方向上被切断为多片。而且，利用旋转机构6A使切断用工作台2A在θ方向上旋转例如90度，然后，一面如上所述那样在X方向上错开规定距离一面使主轴32A、主轴32B依次在Y方向上移动，由此已密封基板W的所述多片沿着Y方向被切断。通过这些动作，由切断用工作台2A保持的已密封基板W呈格子状切断而单片化。
另外，与在切断用工作台2A的切断同样地，在切断用工作台2B的切断是通过利用移动机构5使两个主轴32A、32B相对于XYZ方向上所固定的切断用工作台2B在XYZ方向上移动来进行。例如，在X方向移动部52及Z方向移动部53将主轴32A、主轴32B固定于X方向及Z方向的所期望位置之后，Y方向移动部51使主轴32A、主轴32B在Y方向上移动，由此切断用工作台2B的已密封基板W沿着Y方向被切断。通过一面在X方向上错开规定距离一面依次进行所述动作，已密封基板W在X方向上被切断为多片。而且，利用旋转机构6B使切断用工作台2B在θ方向上旋转例如90度，然后，一面如上所述那样在X方向上错开规定距离一面使主轴32A、主轴32B依次在Y方向上移动，由此已密封基板W沿着Y方向被切断。通过这些动作，由切断用工作台2B保持的已密封基板W呈格子状切断而单片化。
在所述动作中，在切断用工作台2A的切断处理与在切断用工作台2B的切断处置分别交替地进行，但也可设为Y方向移动部51使主轴32A、主轴32B在切断用工作台2A及切断用工作台2B上移动，由此同时地进行在切断用工作台2A的切断处理与在切断用工作台2B的切断处置。
＜本实施方式的效果＞
根据本实施方式的切断装置100，相对于XYZ方向上所固定的切断用工作台2A、切断用工作台2B而通过移动机构5移动的切断机构3(旋转工具30)将已密封基板W切断，因此可不需要使切断用工作台2A、切断用工作台2B移动的移动机构，且不需要波纹罩等保护罩。其结果，可抑制伴随保护罩的故障的切断装置100的运转率的下降而提高切断装置100的生产性。
在本实施方式中，在Y方向上设置的一对Y方向导轨511是隔着切断用工作台2A、切断用工作台2B而设置，因此可增大一对Y方向导轨511的间距。其结果，可减小Y方向导轨511彼此在Z方向上的位置偏移对加工的影响。即，如图6所示，一对导轨511的间距L'大于现有的结构的间距L，因此可减小旋转刀与加工工作台的正交度θ的偏移。进而，通过一对导轨511的间距变大，而Y方向移动部51的直进性提高，其结果，旋转刀31A、旋转刀31B的刀尖的晃动变小，切断时的切削阻力等变小，而可提高加工精度。另外，对于Y方向导轨511，可使用规格比之前低者。
在本实施方式中，移动机构5中位于最下侧的Y方向移动部51(具体而言为Y方向导轨511及滚珠螺杆机构513)位于切断用工作台2A、切断用工作台2B的侧方，因此如图7所示，为Y方向移动部51远离水循环的结构，可减小Y方向移动部51的因水而发生故障的风险，可延长装置寿命。
在本实施方式中，两个以上的切断用工作台2A、2B在切断时不在Y方向上移动，因此可一举调整移动机构5(Y方向移动部51)相对于两个以上的切断用工作台2A、2B在Y方向上的平行度。即，当在切断时切断用工作台移动的现有装置设置两个切断用工作台时，需要调整两个切断用工作台在Y方向上的平行度，进而调整所述经调整在Y方向上的平行度及旋转刀在Y方向上的平行度(具体而言，需要进行两次调整)，但在本实施方式中，由于两个切断用工作台2A、2B在切断时不在Y方向上移动，因此仅调整旋转刀31A、旋转刀31B在Y方向上的平行度即可(具体而言，进行一次调整即可)。
另外，为沿着Y方向设置有两个以上的切断用工作台2A、2B，并且使支撑主轴32A、主轴32B的支撑体512沿着Y方向移动的结构，因此当在其中一个切断用工作台2A对已密封基板W进行处理时，可在另一个切断用工作台2B上进行搬送等其他处理。
＜其他变形实施方式＞
再者，本发明并不限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，对双切割工作台方式且双主轴结构的切断装置进行了说明，但并不限于此，也可为单切割工作台(single cut table)方式且单主轴结构的切断装置、或单切割工作台方式且双主轴结构的切断装置等。
在所述实施方式中，沿着Y方向设置了双切割工作台方式的两个切断用工作台，但也可沿着X方向设置多个切断用工作台。在此情况下，各切断用工作台的Y方向的位置可设为相同，也可错开。在将Y方向的位置错开而设置多个切断用工作台的情况下，通过设置能够接近各切断用工作台的搬送机构，可将基板搬送至未切断的切断用工作台或自所述切断用工作台搬出基板。
除此以外，本发明的加工装置也可进行切断以外的加工，例如也可进行切削或研削等其他机械加工。
此外，本发明并不限于所述实施方式，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。
产业上的可利用性
根据本发明，可不需要使加工工作台移动的移动机构且不需要波纹罩等保护罩。

Claims (6)

1.一种加工装置，包括：
加工工作台，对加工对象物加以保持；
加工机构，一面使用加工液一面利用旋转工具对所述加工对象物进行加工；以及
移动机构，使所述加工机构至少分别在水平面上的XY方向上直线移动，
相对于至少固定于XY方向上的所述加工工作台而通过所述移动机构移动的所述加工机构对所述加工对象物进行加工。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其中
所述移动机构包括：X方向移动部，使所述加工机构在X方向上直线移动；以及Y方向移动部，使所述加工机构在Y方向上直线移动，
所述Y方向移动部包括：一对Y方向导轨，隔着所述加工工作台沿着Y方向而设置；以及支撑体，沿着所述一对Y方向导轨移动，并且经由所述X方向移动部而支撑所述加工机构。
3.根据权利要求1或2所述的加工装置，
包括两个以上的所述加工工作台。
4.根据引用权利要求2的权利要求3所述的加工装置，其中
两个以上的所述加工工作台是在水平面上沿着Y方向设置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加工装置，其中
所述加工机构利用旋转刀将所述加工对象物切断而单片化。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加工装置，其中
所述加工对象物为经树脂密封的已密封基板，
所述加工机构通过利用旋转刀将所述已密封基板切断而单片化为多个制品。
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