CN116551864A - 切削装置 - Google Patents

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CN116551864A CN202310121652.XA CN202310121652A CN116551864A CN 116551864 A CN116551864 A CN 116551864A CN 202310121652 A CN202310121652 A CN 202310121652A CN 116551864 A CN116551864 A CN 116551864A
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Abstract

提供切削装置，其作业性良好。切削装置具有：卡盘工作台，其保持被加工物；切削单元，其对被加工物实施切削加工；X轴进给单元、Y轴进给单元和Z轴进给单元(32、34、36)，它们分别将卡盘工作台和切削单元在X轴、Y轴和Z轴方向上进行加工进给、分度进给和切入进给；载置台，其载置被加工物；搬送单元(40)，其保持被加工物而搬送至卡盘工作台。载置台包含：第一台(54)，其载置切削加工前的被加工物；第二台(56)，其在X轴方向上与第一台相邻配设，载置切削加工后的被加工物。切削装置还具有：使第一台、第二台在Z轴方向上升降的升降单元(72)；使第一台、第二台在X轴方向上移动而定位于搬送单元的搬送路径上的定位单元(74)。

Description

切削装置
技术领域
本发明涉及切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；以及切削单元，其对卡盘工作台所保持的被加工物实施切削加工。
背景技术
由分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片通过切削装置分割成各个器件芯片，分割得到的各器件芯片用于移动电话、个人计算机等电子设备。
另外，陶瓷基板、铁素体基板等也通过切削装置分割成芯片(例如参照专利文献1)。
专利文献1所公开的切削装置大致包含：卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；切削单元，其对卡盘工作台所保持的被加工物实施切削加工；载置区域，其载置被加工物；搬出单元，其将切削加工后的被加工物搬出；以及具有搬送垫的搬送单元，其将切削加工前的被加工物从载置区域搬送至卡盘工作台，并且将切削加工后的被加工物从卡盘工作台搬送至搬出单元。
在该切削装置中，通过使切削单元移动的移动单元而使搬送垫移动，因此未设置仅用于使搬送垫移动的专用的移动单元。因此，上述切削装置尽管为简单的结构，但除了切削加工以外，还能够自动地进行被加工物的搬送。
专利文献1：日本特开2019-111628号公报
但是，在专利文献1所公开的切削装置中，载置切削加工前的被加工物的区域设置于切削装置的正面，搬出切削加工后的被加工物的区域设置于切削装置的侧面，因此存在作业性差的问题。
另外，还存在操作者必须将被加工物一张一张地载置于载置区域而不胜其烦的问题。
发明内容
本发明的课题在于提供作业性良好的切削装置。
根据本发明，提供解决上述课题的以下的切削装置。即，提供切削装置，其具有：卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；以及切削单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物实施切削加工，其中，该切削装置具有：X轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在X轴方向上相对地进行加工进给；Y轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上相对地进行分度进给；Z轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上相对地进行切入进给；载置台，其载置被加工物；以及搬送单元，其对载置于该载置台的被加工物进行保持并在Y轴方向和Z轴方向上移动而将该被加工物搬送至该卡盘工作台，该载置台包含：第一台，其载置切削加工前的被加工物；以及第二台，其在X轴方向上与该第一台相邻地配设，载置切削加工后的被加工物，该切削装置具有：升降单元，其使该第一台和该第二台在Z轴方向上升降；以及定位单元，其使该第一台和该第二台在X轴方向上移动而定位于该搬送单元的搬送路径上。
优选在该第一台和该第二台上配设有对被加工物的外周进行支承的支承部，以便能够重叠地载置被加工物。
优选该搬送单元具有：保持垫，其对被加工物进行保持；以及臂，其一端与该保持垫连结，另一端与该切削单元连结，通过该Y轴进给单元和该Z轴进给单元使该保持垫在Y轴方向和Z轴方向上移动。
优选该臂的一端与该保持垫装卸自如地连结，该切削装置具有放置该保持垫的保持垫台。被加工物可以是矩形的板状物。
本发明的切削装置具有：卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；以及切削单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物实施切削加工，其中，该切削装置具有：X轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在X轴方向上相对地进行加工进给；Y轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上相对地进行分度进给；Z轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上相对地进行切入进给；载置台，其载置被加工物；以及搬送单元，其对载置于该载置台的被加工物进行保持并在Y轴方向和Z轴方向上移动而将该被加工物搬送至该卡盘工作台，该载置台包含：第一台，其载置切削加工前的被加工物；以及第二台，其在X轴方向上与该第一台相邻地配设，载置切削加工后的被加工物，该切削装置具有：升降单元，其使该第一台和该第二台在Z轴方向上升降；以及定位单元，其使该第一台和该第二台在X轴方向上移动而定位于该搬送单元的搬送路径上，因此，操作者在将切削加工前的被加工物载置于第一载置台之后不进行移动就能够从第二载置台回收切削加工后的被加工物，作业性良好。
附图说明
图1是按照本发明构成的切削装置的立体图。
图2是图1所示的卡盘工作台和载置台的立体图。
图3是图1所示的切削单元的立体图。
图4是图1所示的搬送单元的立体图。
图5是示出将载置有切削加工前的被加工物的第一台和卡盘工作台定位于保持垫的搬送路径上的状态的概略俯视图。
图6是示出将切削加工前的被加工物从第一台搬送至卡盘工作台的状态的概略俯视图。
图7是示出对被加工物实施切削加工的状态的概略俯视图。
图8是示出将保持着切削加工后的被加工物的卡盘工作台和第二台定位于保持垫的搬送路径上的状态的概略俯视图。
图9是示出将切削加工后的被加工物从卡盘工作台搬送至第二台的状态的概略俯视图。
标号说明
2：切削装置；4：卡盘工作台；6：切削单元；32：X轴进给单元；34：Y轴进给单元；36：Z轴进给单元；38：载置台；40：搬送单元；54：第一台；56：第二台；58：支承部；60：保持垫；62：臂；72：升降单元；74：定位单元；W：被加工物。
具体实施方式
以下，参照附图对按照本发明构成的切削装置的优选实施方式进行说明。
(切削装置2)
如图1所示，切削装置2具有：卡盘工作台4，其对板状的被加工物W进行保持；以及切削单元6，其对卡盘工作台4所保持的被加工物W实施切削加工。
(卡盘工作台4)
参照图1和图2进行说明，切削装置2具有：X轴可动板10，其在X轴方向上移动自如地支承于基台8的上表面；以及支柱12，其固定于X轴可动板10的上表面。并且，上述卡盘工作台4旋转自如地安装于支柱12的上端。另外，在卡盘工作台4的下方配置有罩板14。
另外，X轴方向是图1中箭头X所示的方向。另外，图1中箭头Y所示的Y轴方向是与X轴方向垂直的方向，图1中箭头Z所示的Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向垂直的上下方向。由X轴方向和Y轴方向限定的XY平面实质上是水平的。
在卡盘工作台4的上端部分配置有与吸引单元(未图示)连接的多孔质的吸附卡盘16。并且，在卡盘工作台4中，利用吸引单元在吸附卡盘16的上表面上产生吸引力，由此对载置于吸附卡盘16的上表面的被加工物W进行吸引保持。另外，卡盘工作台4通过内置于支柱12的卡盘工作台用电动机(未图示)以Z轴方向为轴心而旋转。
(切削单元6)
如图3所示，在基台8的上表面上设置有对切削单元6进行支承的支承壁18。切削单元6包含：Y轴可动部件20，其在Y轴方向上移动自如地支承于支承壁18；Z轴可动部件22，其在Z轴方向上升降自如地支承于Y轴可动部件20；以及主轴壳体24，其固定于Z轴可动部件22。
在主轴壳体24中按照以Y轴方向为轴心而旋转自如的方式支承有主轴26，在主轴26的前端固定有对被加工物W进行切削的环状的切削刀具28。另外，在主轴壳体24上设置有使主轴26旋转的电动机(未图示)以及用于检测要实施切削加工的区域的拍摄单元30。
如图1所示，切削装置2还具有：X轴进给单元32，其将卡盘工作台4和切削单元6在X轴方向上相对地进行加工进给；Y轴进给单元34，其将卡盘工作台4和切削单元6在Y轴方向上相对地进行分度进给；Z轴进给单元36，其将卡盘工作台4和切削单元6在Z轴方向上相对地进行切入进给；载置台38，其载置被加工物W；以及搬送单元40，其对载置于载置台38的被加工物W进行保持并在Y轴方向和Z轴方向上移动而搬送至卡盘工作台4。
(X轴进给单元32)
如图2所示，X轴进给单元32具有：滚珠丝杠42，其与X轴可动板10连结，沿X轴方向延伸；以及电动机44，其使滚珠丝杠42旋转。X轴进给单元32通过滚珠丝杠42将电动机44的旋转运动转换成直线运动并传递至X轴可动板10，使X轴可动板10沿着基台8的导轨8a在X轴方向上移动。由此，相对于切削单元6，将卡盘工作台4在X轴方向上进行加工进给。
(Y轴进给单元34)
参照图3进行说明，Y轴进给单元34具有：滚珠丝杠46，其与Y轴可动部件20连结，沿Y轴方向延伸；以及电动机48，其使滚珠丝杠46旋转。Y轴进给单元34通过滚珠丝杠46将电动机48的旋转运动转换成直线运动并传递至Y轴可动部件20，使Y轴可动部件20沿着支承壁18的导轨18a在Y轴方向上移动。由此，相对于卡盘工作台4，将切削单元6在Y轴方向上进行分度进给。
(Z轴进给单元36)
Z轴进给单元36具有：滚珠丝杠50，其与Z轴可动部件22连结，沿Z轴方向延伸；以及电动机52，其使滚珠丝杠50旋转。Z轴进给单元36通过滚珠丝杠50将电动机52的旋转运动转换成直线运动并传递至Z轴可动部件22，使Z轴可动部件22沿着Y轴可动部件20的导轨20a在Z轴方向上移动。由此，相对于卡盘工作台4，将切削单元6在Z轴方向上进行切入进给。
(载置台38)
如图2所示，载置台38包含：第一台54，其载置切削加工前的被加工物W；以及第二台56，其在X轴方向上与第一台54相邻地配设，载置切削加工后的被加工物W。在图示的实施方式中，第一台54、第二56一体地形成。
在第一台54和第二台56上配设有对被加工物W的外周进行支承的支承部58，以便能够重叠地载置被加工物W。支承部58从第一台54、第二台56的上表面的四角向上方延伸。
(搬送单元40)
参照图4进行说明，搬送单元40具有：保持垫60，其对被加工物W进行保持；以及臂62，其一端与保持垫60连结，另一端与切削单元6连结。
在保持垫60的下端部分配置有与吸引单元连接的多孔质的吸附卡盘(未图示)。另外，如图4所示，在保持垫60的上表面上附设有向上方延伸、接着实质上水平地延伸的连结片64。虽未图示，但在连结片64的端部朝下形成有棱锥台状的凹部，在凹部中形成有与吸附卡盘相连的吸引孔(未图示)。
图示的实施方式的臂62的一端装卸自如地与保持垫60连结。如在图4中放大所示，在臂62的一端，朝上形成有与连结片64的凹部对应的棱锥台状的凸部66。在凸部66的上端形成有与连结片64的吸引孔对应的吸引孔68，吸引孔68与吸引单元连接。
并且，通过使连结片64的凹部与臂62的凸部66嵌合而将保持垫60与臂62连结。另外，在将保持垫60与臂62连结且使保持垫60上升时，按照使保持垫60实质上水平的方式调整连结片64的位置。另外，当在将保持垫60与臂62连结的状态下使吸引单元进行动作时，经由臂62的吸引孔68和连结片64的吸引孔而在保持垫60的下表面上产生吸引力，并且将保持垫60和臂62更牢固地连结。
在图示的实施方式中，在基台8的上表面上设置有保持垫台70，当保持垫60与臂62未连结时，在保持垫台70上放置保持垫60。
臂62的另一端与切削单元6的Z轴可动部件22连结。因此，与臂62连结的保持垫60与切削单元6一起通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36在Y轴方向和Z轴方向上移动。即，在切削装置2中，不需要仅用于使保持垫60移动的专用的移动单元，因此结构不会复杂化，能够抑制装置的大型化和成本的增加。
在搬送单元40中，通过吸引单元在保持垫60的吸附卡盘的下表面上产生吸引力，利用保持垫60的下表面对被加工物W进行吸引保持。另外，搬送单元40通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36而将吸引保持的被加工物W在Y轴方向和Z轴方向上搬送。另外，在图4中用符号R示出搬送单元40的Y轴方向的搬送路径。
如图1和图2所示，切削装置2还具有：升降单元72(参照图2)，其使第一台54和第二台56在Z轴方向上升降；以及定位单元74，其使第一台54和第二台56在X轴方向上移动而定位于搬送单元40的搬送路径R上。
(升降单元72)
升降单元72具有：与第一台54、第二台56的下部连结的升降部件76；以及使升降部件76升降的升降机构(未图示)。该升降机构可以构成为具有：滚珠丝杠，其与升降部件76连结，沿Z轴方向延伸；以及电动机，其使该滚珠丝杠旋转。
(定位单元74)
定位单元74具有：经由升降部件76而与第一台54、第二台56连结的X轴可动部件78；以及使X轴可动部件78在X轴方向上移动的X轴移动机构(未图示)。该X轴移动机构可以构成为具有：滚珠丝杠，其与X轴可动部件78连结，沿X轴方向延伸；以及电动机，其使该滚珠丝杠旋转，或者可以由气缸构成。
定位单元74通过使X轴移动机构进行动作而使X轴可动部件78沿着基台8的引导槽8b移动，使第一台54、第二台56在X轴方向上移动而定位于搬送单元40的搬送路径R上。
(被加工物W)
图示的被加工物W是矩形的板状物，例如能够由陶瓷等形成。被加工物W的正面由格子状的分割预定线(未图示)划分成多个矩形区域。另外，在被加工物W的背面上粘贴有划片带T。
(切削方法)
接着，说明使用切削装置2对被加工物W进行切削的方法。
(载置工序)
首先，实施在载置台38的第一台54上载置被加工物W的载置工序。如上所述，在图示的实施方式的切削装置2中，在第一台54、第二台56上配设有对被加工物W的外周进行支承的支承部58，因此操作者能够将多张被加工物W重叠地载置于第一台54。另外，当在第一台54上载置被加工物W时，使被加工物W的粘贴有划片带T的背面朝下。
(第一搬送工序)
在实施了载置工序之后，实施将被加工物W从第一台54搬送至卡盘工作台4的第一搬送工序。
在第一搬送工序中，首先通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36使搬送单元40的臂62移动，使臂62的凸部66嵌入放置于保持垫台70的保持垫60的凹部，使保持垫60与臂62的一端连结。
接着，利用X轴进给单元32使卡盘工作台4在X轴方向上移动，如图5所示，将卡盘工作台4定位于搬送单元40的搬送路径R上。另外，通过定位单元74使载置台38在X轴方向上移动，将第一台54也定位于搬送路径R上。
若将卡盘工作台4和第一台54定位于搬送路径R上，则通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36使保持垫60移动，将保持垫60定位于载置于第一台54的被加工物W的上方。接着，一边避免与支承部58发生干涉一边使保持垫60下降，使保持垫60的下表面与被加工物W的上表面接触。接着，在保持垫60的下表面上产生吸引力，利用保持垫60对被加工物W进行吸引保持。
接着，通过Z轴进给单元36使保持垫60上升，从支承部58搬出被加工物W，并且如图6所示，通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36将保持垫60所吸引保持的被加工物W搬送至卡盘工作台4，在卡盘工作台4的上表面上产生吸引力，并且解除保持垫60的吸引力，将被加工物W从保持垫60交接至卡盘工作台4。
接着，使Y轴进给单元34和Z轴进给单元36进行动作，将保持垫60放置于保持垫台70的上表面上，并且解除保持垫60与臂62的连结。由此，能够防止在利用切削单元6接触被加工物W时保持垫60与切削装置2的其他部件发生干涉。
(切削工序)
在实施了第一搬送工序之后，实施如下的切削工序：通过切削单元6的切削刀具28对被加工物W的分割预定线进行切削而将被加工物W分割成各个芯片。
在切削工序中，首先使卡盘工作台4移动，将被加工物W定位于拍摄单元30的下方。接着，利用拍摄单元30对被加工物W进行拍摄，根据拍摄单元30所拍摄的被加工物W的图像，使分割预定线与X轴方向一致。另外，将切削刀具28定位于与X轴方向一致的分割预定线的上方。
接着，使高速旋转的切削刀具28的刃尖从被加工物W的正面切入直至到达背面，并且向切削刀具28的刃尖切入的部分提供切削水，同时将卡盘工作台4在X轴方向上进行加工进给。由此，能够沿着分割预定线形成将被加工物W完全地分割的深度的分割槽80(参照图7)。
并且，如图7所示，一边按照分割预定线的Y轴方向的间隔将切削刀具28相对于卡盘工作台4在Y轴方向上进行分度进给，一边重复进行分割槽80的形成。这样，沿着与X轴方向一致的所有分割预定线形成分割槽80。
另外，在使卡盘工作台4旋转90度之后，一边进行分度进给一边重复进行分割槽80的形成，沿着与之前形成有分割槽80的分割预定线垂直的所有分割预定线形成分割槽80(参照图8)。由此，能够将被加工物W分割成各个芯片。
另外，在形成分割槽80时，未将划片带T完全切断。由此，在分割成芯片之后，也能够通过划片带T保持切削加工前的被加工物W的形态。
(第二搬送工序)
在实施了切削工序之后，实施将被加工物W从卡盘工作台4搬送至第二台56的第二搬送工序。
在第二搬送工序中，首先通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36使搬送单元40的臂62移动，使臂62的凸部66嵌入放置于保持垫台70的保持垫60的凹部，使保持垫60与臂62的一端连结。
接着，如图8所示，将卡盘工作台4定位于搬送单元40的搬送路径R上。另外，通过定位单元74将第二台56也定位于搬送路径R上。
若将卡盘工作台4和第二台56定位于搬送路径R上，则通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36使保持垫60移动，使保持垫60的下表面与卡盘工作台4所吸引保持的切削加工后的被加工物W的上表面接触。接着，在保持垫60的下表面上产生吸引力，利用保持垫60对被加工物W进行吸引保持。另外，解除卡盘工作台4的吸引力。
接着，通过Y轴进给单元34和Z轴进给单元36使保持垫60移动，如图9所示，将保持垫60所吸引保持的被加工物W搬送至第二台56。并且，解除保持垫60的吸引力，将切削加工后的被加工物W从保持垫60交接至第二台56。
另外，虽然切削加工后的被加工物W被划片带T支承，但硬度不高而并不牢固，因此优选预先将用于搬出被加工物W的托盘载置于第二台56。
如上所述，在切削装置2中，在X轴方向上相邻地配设有载置切削加工前的被加工物W的第一台54和载置切削加工后的被加工物W的第二台56。因此，操作者在将切削加工前的被加工物W载置于第一载置台54之后不进行移动就能够从第二载置台56回收切削加工后的被加工物W，因此作业性良好。
另外，在图示的实施方式的第一台54、第二台56上配设有对被加工物W的外周进行支承的支承部58，因此操作者能够将多张被加工物W重叠地载置于第一台54。因此，在切削装置2中，解决了必须将切削加工前的被加工物一张一张地载置于载置区域而不胜其烦的问题。

Claims (5)

1.一种切削装置，其具有：
卡盘工作台，其对板状的被加工物进行保持；以及
切削单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物实施切削加工，
其中，
该切削装置具有：
X轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在X轴方向上相对地进行加工进给；
Y轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向垂直的Y轴方向上相对地进行分度进给；
Z轴进给单元，其将该卡盘工作台和该切削单元在与X轴方向和Y轴方向垂直的Z轴方向上相对地进行切入进给；
载置台，其载置被加工物；以及
搬送单元，其对载置于该载置台的被加工物进行保持并在Y轴方向和Z轴方向上移动而将该被加工物搬送至该卡盘工作台，
该载置台包含：
第一台，其载置切削加工前的被加工物；以及
第二台，其在X轴方向上与该第一台相邻地配设，载置切削加工后的被加工物，
该切削装置具有：
升降单元，其使该第一台和该第二台在Z轴方向上升降；以及
定位单元，其使该第一台和该第二台在X轴方向上移动而定位于该搬送单元的搬送路径上。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其中，
在该第一台和该第二台上配设有对被加工物的外周进行支承的支承部，以便能够重叠地载置被加工物。
3.根据权利要求1所述的切削装置，其中，
该搬送单元具有：
保持垫，其对被加工物进行保持；以及
臂，其一端与该保持垫连结，另一端与该切削单元连结，
通过该Y轴进给单元和该Z轴进给单元使该保持垫在Y轴方向和Z轴方向上移动。
4.根据权利要求3所述的切削装置，其中，
所述臂的一端与该保持垫装卸自如地连结，
该切削装置具有放置该保持垫的保持垫台。
5.根据权利要求1所述的切削装置，其中，
被加工物是矩形的板状物。
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