DE102018213784A1

DE102018213784A1 - Schneidvorrichtung und Detektionsverfahren für eine Nut

Info

Publication number: DE102018213784A1
Application number: DE102018213784.6A
Authority: DE
Inventors: Makoto Tanaka; Shinya Yasuda; Satoshi Hanajima; Harunobu Yuzawa
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2019-02-28
Also published as: SG10201806895TA; JP2019040919A; US10665508B2; CN109420961A; MY190186A; KR20190021166A; TW201912280A; US20190067108A1

Abstract

Eine Schneidvorrichtung beinhaltet eine Schneideinheit, die dazu ausgestaltet ist, ein Werkstück, das an einem Einspanntisch gehalten ist, zu schneiden und eine Detektionseinheit, die ein CCD-Aufnahmeelement beinhaltet, welches das Werkstück fotografiert, das an dem Einspanntisch gehalten ist. Die Detektionseinheit für eine Nut fotografiert mit dem CCD-Aufnahmeelement, eine laserbearbeitete Nut oder eine geschnittene Nut, die durch eine geneigte Beleuchtung beleuchtet wird, die so gesetzt ist, dass eine Lichtmenge des Lichts in einer Richtung parallel zu einer Erstreckungsrichtung einer laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht höher als eine Lichtmenge des Lichts in einer Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung und ein Detektionsverfahren für eine Nut.
Beschreibung des Stands der Technik
Ein Halbleiterwafer wird hergestellt, in dem Halbleiterbauelemente durch eine funktionale Schicht ausgebildet werden, die durch Laminierung an der oberen Oberfläche eines Substrats wie einem Silizium oder dergleichen, einem Isolationsfilm mit geringer dielektrischen Konstanten (geringer-k-Film), der aus einem anorganischen materialbasierten Film wie SiOF, BSG (SiOB) oder dergleichen oder einem organischen materialbasierten Film wie einem Polymerfilm, der eine Polyamidbasis, eine Paralynbasis oder dergleichen aufweist, ausgebildet wird, um die Berechnungsleistung der Halbleiterchips wie integrierten Schaltungen (ICs), Large-Scale-Integrations (LSIs) oder dergleichen zu verbessern.
Wenn der Halbleiterwafer geteilt wird, wird der geringe-k-Film entlang einer Straße, weil der geringe-k-Film beim Schneiden mit einer Schneidklinge abgelöst wird, durch einen Ablationsprozess entfernt, der einen Laserstrahl einer Wellenlänge aufbringt, die durch einen geringen-k-Film und dem Wafer absorbiert werden kann. Eine laserbearbeitete Nut wird folglich in dem Halbleiterwafer ausgebildet. Dann, wenn der Halbleiterwafer geteilt wird, wird das Innere der laserbearbeiteten Nut durch eine Schneidklinge geschnitten und der Halbleiterwafer wird in einzelne Bauelementchips ohne ein Ablösen des Films geteilt.
Wenn der Halbleiterwafer geteilt wird, kann ein Schneiden einer zu der laserbearbeiteten Nut verschobenen Position ein Ablösen des Films verursachen. Es ist darum notwendig, die Position der laserbearbeiteten Nut und die Position einer ausgebildeten geschnittenen Nut nach Bedarf zu detektieren und das Auftreten eines Positionsversatzes dazwischen zu erkennen (siehe zum Beispiel die japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 10-149705 und die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-10445 ).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch, während die Verfahren, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 10-149705 und der japanische Offenlegungsschrift 2010-10445 dargestellt sind, die Positionen der laserbearbeiteten Nut und der geschnittenen Nut vor einer Schneidbearbeitung oder während der Schneidbearbeitung detektieren, weisen die Verfahren Probleme beim Detektieren jeder der Nuten auf, sodass die Nuten voneinander unterschieden werden.
Entsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Schneidvorrichtung und ein Detektionsverfahren für eine Nut bereitzustellen, die unterdrücken können, dass eine Detektion eine laserbearbeitete Nut und eine geschnittene Nut verwechselt.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schneidvorrichtung zum Ausbilden entlang einer laserbearbeiteten Nut, die in einer oberen Oberfläche eines Werkstücks durch einen Laserstrahl ausgebildet wurde, der das Werkstück bestrahlt, einer geschnittenen Nut in einer Position, die mit der laserbearbeiteten Nut überlappt. Die Schneidvorrichtung beinhaltet eine Schneideinheit, die dazu ausgestaltet ist, das Werkstück, das an einem Einspanntisch gehalten ist, durch eine Schneidklinge, die an einer Spindel befestigt ist, zu schneiden, und eine Detektionseinheit für eine Nut, die eine Kamera beinhaltet, welche das Werkstück, das an dem Einspanntisch gehalten ist, fotografiert. Die Detektionseinheit für eine Nut fotografiert mit der Kamera die laserbearbeitete Nut und die geschnittene Nut, die so ausgebildet ist, dass sie mit der laserbearbeiteten Nut überlappt, wobei die laserbearbeitete Nut und die geschnittene Nut durch eine geneigte Beleuchtung beleuchtet werden, die so gesetzt ist, dass eine Lichtmenge in einer Richtung parallel zu einer Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut, in einer Aufsicht höher als eine Lichtmenge in einer Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut ist, und detektiert aus einem fotografierten Bild die laserbearbeitete Nut, die hell mit dem Licht, das diffus durch Vorsprünge und Vertiefungen eines Nutbodens der laserbearbeiteten Nut reflektiert wird, dargestellt wird, und die geschnittene Nut, die dunkler als die laserbearbeitete Nut mit dem Licht, das gleichmäßig durch einen Nutboden der geschnittenen Nut reflektiert wird, dargestellt wird.
In der Schneidvorrichtung kann die geneigte Beleuchtung eine Ringbeleuchtung, die ringförmig um einen äußeren Umfang einer Kondensorlinse gesetzt, die in der Kamera beinhaltet ist, sein und kann eine Auswahlfunktion einer Beleuchtungsrichtung aufweisen, sodass Licht aus der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht aufgebracht werden kann.
Zusätzlich entsprechend dem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Detektionsverfahren für eine Nut zum Detektieren einer laserbearbeiteten Nut, die in einer oberen Oberfläche eines Werkstücks durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl ausgebildet ist, bereitgestellt. Das Detektionsverfahren für eine Nut beinhaltet einen Beleuchtungsschritt zum Halten des Werkstücks durch einen Einspanntisch, in welchem die laserbearbeitete Nut ausgebildet ist, und Beleuchten der laserbearbeiteten Nut mit einer geneigten Beleuchtung, die eine Bestrahlung aus einer Richtung parallel zu einer Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht durchführt und einen Detektionsschritt für eine Nut zum Fotografieren der beleuchteten laserbearbeiteten Nut mit einer Kamera und Detektieren der laserbearbeiteten Nut, die Licht der geneigten Beleuchtung durch Vorsprünge und Vertiefungen eines Nutbodens der laserbearbeiteten Nut diffus reflektiert, aus einem aufgenommenen Bild, das durch Fotografieren erhalten wird.
In dem Detektionsverfahren für eine Nut, in dem Detektionsschritt für eine Nut kann eine geschnittene Nut, die entlang der laserbearbeiteten Nut und in einer Position, sodass sie die laserbearbeitete Nut überlappt, ausgebildet ist, fotografiert werden und die geschnittene Nut, die das Licht der geneigten Lichtquelle durch einen Nutboden der geschnittenen Nut gleichmäßig reflektiert, kann detektiert werden.
Die Schneidvorrichtung und das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der Erfindung der vorliegenden Anmeldung produziert einen Effekt, dass sie dazu in der Lage sind, eine laserbearbeitete Nut oder eine geschnittene Nut in einer Art und Weise zu detektieren, ohne diese zu verwechselnden.
Das obige und andere Ziel, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise des Realisierens dieser wird klarer und die Erfindung selbst am besten durch ein Studieren der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche mit Bezug zu den beigefügten Figuren, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, verstanden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Schneidvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstücks als ein Bearbeitungsziel der Schneidvorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Schnittansicht, die entlang einer Linie III-III von 2 gemacht wurde;
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Werkstücks, das in 2 dargestellt ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem eine geschnittene Nut in einem Nutboden einer laserbearbeiteten Nut des Werkstücks ausgebildet ist, das in 4 dargestellt ist;
6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Fotografieeinheit der Schneidvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, darstellt;
7 ist eine Aufsicht einer geneigten Beleuchtung der Fotografieeinheit, die in 6 dargestellt ist, wobei die geneigte Beleuchtung von einer Unterflächenseite betrachtet wird;
8 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Fugenüberprüfung als ein Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der ersten Ausführungsform darstellt;
9 ist eine Aufsicht, die lichtemittierende Elemente der geneigten Beleuchtung darstellt, wobei die lichtemittierenden Elemente in einem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, eingeschaltet werden;
10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem Licht, das durch die lichtemittierenden Elemente der geneigten Beleuchtung in dem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, aufgebracht wird, diffus durch die Fugenböden der laserbearbeiteten Nuten reflektiert wird;
11 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Licht, das von den lichtemittierenden Elementen der geneigten Beleuchtung in dem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, aufgebracht wird, gleichmäßig durch den Nutboden einer geschnittenen Nut reflektiert wird;
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines fotografierten Bilds darstellt, das durch die Fotografieeinheit in einem Detektionsschritt für eine Nut der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, fotografiert wurde;
13 ist eine Schnittansicht eines Werkstücks, das eine geschnittene Nut in einem Bereich aufweist, der zumindest einige der Nutböden der laserbearbeiteten Nuten beinhaltet, als ein Ziel einer Fugenüberprüfung des Detektionsverfahrens für eine Nut entsprechend einer zweiten Ausführungsform;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines aufgenommenen Bilds zeigt, das durch die Fotografieeinheit in einem Detektionsschritt für eine Nut einer Fugenüberprüfung in einem ersten Vergleichsbeispiel fotografiert wurde; und
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines fotografierten Bilds zeigt, das durch die Fotografieeinheit in einem Detektionsschritt für eine Nut einer Fugenüberprüfung entsprechend eines zweiten vergleichenden Beispiels fotografiert wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wege (Ausführungsformen) zum Ausführen der vorliegenden Erfindung werden detailliert mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Der Inhalt, der in den folgenden Ausführungsformen beschrieben ist, beschränkt die vorliegende Erfindung nicht. Zusätzlich sind ausbildende Elemente, die in dem Folgenden beschrieben werden, ausbildende Elemente, die durch den Fachmann einfach verstanden werden oder im Wesentlichen identisch zu den ausbildenden Elementen sind. Ferner können Konfigurationen, die in dem Folgenden beschrieben werden, mit anderen geeignet kombiniert werden. Zusätzlich können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen oder Änderungen der Konfiguration durchgeführt werden, ohne von der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Erste Ausführungsform
Eine Schneidvorrichtung und ein Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug zu den Figuren beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration der Schneidvorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstücks, das durch die Schneidvorrichtung der ersten Ausführungsform bearbeitet werden soll. 3 ist eine Schnittansicht, die entlang Linie III-III aus 2 gemacht wurde. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils des Werkstücks, das in 2 dargestellt ist. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem eine geschnittene Nut in einem Nutboden einer laserbearbeiteten Nut des Werkstücks, das in 4 dargestellt ist, ausgebildet ist. 6 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Fotografieeinheit der Schneidvorrichtung, die in 1 dargestellt ist, darstellt. 7 ist eine Aufsicht einer geneigten Beleuchtung der Fotografieeinheit, die in 6 dargestellt ist, wobei die geneigte Beleuchtung von einer Unterflächenseite betrachtet wird.
Eine Schneidvorrichtung 1 entsprechend einer ersten Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die ein Werkstück 200, das in 2 dargestellt ist, als ein plattenförmiges Objekt schneidet (bearbeitet). In der ersten Ausführungsform ist das Werkstück 200 ein Halbleiterwafer oder ein optischer Bauelementwafer in der Form einer Scheibe, wobei der Wafer Silizium, Saphir, Gallium oder dergleichen als ein Substrat 201 aufweist. Wie in 2 dargestellt, weist das Werkstück 200 Bauelemente 205 in Bereichen auf, die in einer Gitterweise durch mehrere geplante Teilungslinien 204 aufgeteilt sind, die an einer oberen Oberfläche 203 des Substrats 201 ausgebildet sind. Wie in 3 dargestellt, ist ein Isolationsfilm mit geringer dielektrischer Konstante (auch als ein geringer-k-Film bezeichnet) 206 auf die obere Oberfläche 203 des Substrats 201 des Werkstücks auflaminiert. Der Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante trägt einige Teile der Schaltungen, welche die Bauelemente 205 ausbilden. Der Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante ist aus einem anorganischen Material basierten Film wie SiOF, BSG (Siob) oder dergleichen oder einem anorganischen Material basierten Film wie einem Polymerfilm, der eine Polyamidbasis, eine Paralenbasis oder dergleichen aufweist, ausgebildet.
In der ersten Ausführungsform ist ein haftvermittelndes Band 210 an einer Unterfläche 202 des Werkstücks 200 fixiert und ein ringförmiger Rahmen 211 ist an einem äußeren Umfang des haftvermittelnden Bands 210 fixiert. Das Werkstück 200 wird dadurch integral mit dem ringförmigen Rahmen 211. Das Werkstück 200 ist einer Ablationsbearbeitung durch Bestrahlen jeder der geplanten Teilungslinien 204 mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge, die durch den Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante und dem Substrat 201 absorbiert werden kann, ausgesetzt. Folglich, wie in 2, 3 und 4 dargestellt, weist das Werkstück 200 eine laserbearbeitete Nut 300 auf, die in einem Zentrum in der Breitenrichtung einer jeden der geplanten Teilungslinien 204 ausgebildet ist. An einem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 werden das Material, welches das Substrat 201 ausbildet und der Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante verändert und sind in einer amorphen Form, sodass Vorsprünge und Vertiefungen an dem Nutboden 301 ausgebildet sind.
Die Schneidvorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, ist eine Vorrichtung, die das Werkstück 200 in jedes einzelne Bauelement 204 teilt, durch Ausbilden entlang einer laserbearbeiteten Nut 300, die an der oberen Oberfläche des Werkstücks 200 mit einem Laserstrahl ausgebildet ist, der auf dem Werkstück 200 aufgebracht wird, einer geschnittenen Nut 400 in einer Position, die mit der laserbearbeiteten Nut 300 überlappt, wie in 5 dargestellt, und Ausbilden einer Teilungsnut, die nicht in der Figur dargestellt ist, in einem Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400. Im Übrigen ist die geschnittene Nut 400 vorzugsweise in einem Zentrum in der Breitenrichtung des Nutbodens 301 der laserbearbeiteten Nut 300 ausgebildet und die Breite der geschnittenen Nut 400 ist enger als die Breite der laserbearbeiteten Nut 300. Im Übrigen sind Sägespuren 402 als Schneidspuren entlang der Längsrichtung der geschnittenen Nut 400 in dem Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 ausgebildet. Die Sägespuren 402 sind Vorsprünge oder Nuten, die sich entlang der Längsrichtung der geschnittenen Nut 400 erstrecken.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Schneidvorrichtung 1 einen Einspanntisch 10, der das Werkstück 200 an einer Halteoberfläche 11 ansaugt und hält; eine Schneideinheit 20, die das Werkstück 200 schneidet, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, durch eine Schneidklinge 22, die an einer Spindel 21 befestigt ist; und eine Detektionseinheit 90 für eine Nut, die eine Fotografieeinheit 30 als eine Kamera beinhaltet, die das Werkstück 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, fotografiert.
Zusätzlich, wie in 1 dargestellt, beinhaltet die Schneidvorrichtung 1 zumindest: eine X-Achsenbewegungseinheit, die eine Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs 10 in einer X-Achsenrichtung parallel zu einer horizontalen Richtung durchführt; eine Y-Achsenbewegungseinheit 40, die eine Indexzufuhr der Schneideinheit 20 in einer Y-Achsenrichtung parallel zu der horizontalen Richtung und orthogonal zu der X-Achsenrichtung durchführt; und eine Z-Achsenbewegungseinheit 50, die eine Zufuhr der Schneideinheit 20 in einer Z-Achsenrichtung parallel zu einer vertikalen Richtung orthogonal zu beiden der X-Achsenrichtungen und der Y-Achsenrichtung durchführt. Wie in 1 dargestellt, ist die Schneidvorrichtung 1 eine Teilungsvorrichtung, die mit zwei Schneideinheiten 20 bereitgestellt ist, das heißt mit zwei Spindeln, oder eine sogenannte Schneidvorrichtung eines zugewandten Dualtyps.
Der Einspanntisch 10 weist eine Scheibenform auf, ist mit einem Halteabschnitt 12 bereitgestellt, der mit der Halteoberfläche 11 zum Halten des Werkstücks 200 bereitgestellt ist und aus einer porösen Keramik oder dergleichen ausgebildet ist, und ein ringförmiger Rahmenabschnitt 13 umgibt den Halteabschnitt 12. Zusätzlich ist der Einspanntisch 10 bereitgestellt, sodass er in der X-Achsenrichtung durch die X-Achsenbewegungseinheit bewegt werden kann und um eine Achse parallel zu der Z-Achsenrichtung durch eine Drehantriebsquelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, gedreht werden kann. Der Einspanntisch 10 ist mit einer Vakuumsaugquelle, die in der Figur nicht dargestellt ist, verbunden und saugt und hält das Werkstück 200, indem dieses durch die Vakuumsaugquelle angesaugt wird. Zusätzlich sind mehrere Klemmeinheiten 14, die den ringförmigen Rahmen 211 klemmen, in der Umgebung des Einspanntischs 10 angeordnet.
Die Schneideinheiten 20 weisen eine Spindel 21 mit einer befestigten Schneidklinge 22, die das Werkstück 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, schneidet, auf. Die Schneideinheiten 20 sind jeweils so bereitgestellt, dass sie in der Y-Achsenrichtung durch die Y-Achsenbewegungseinheit 40 bezüglich des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, bewegt werden können, und so bereitgestellt, dass sie in der Z-Achsenrichtung durch die Z-Achsenbewegungseinheit 50 bezüglich des Werkstücks 200 bewegt werden können.
Wie in 1 dargestellt, ist eine Schneideinheit 20 (im Folgenden mit den Bezugszeichen 20-1 gekennzeichnet) an einem Säulenabschnitt 3-1, der sich von einem Vorrichtungshauptkörper 2 mit der Y-Achsenbewegungseinheit 40, der Z-Achsenbewegungseinheit 50 und dergleichen erstreckt, bereitgestellt. Wie in 1 dargestellt, ist die andere Schneideinheit 20 (im Folgenden mit Bezugszeichen 20-2 gekennzeichnet) mit einem anderen Säulenabschnitt 3-2 bereitgestellt, der sich von dem Vorrichtungshauptkörper 2 mit der Y-Achsenbewegungseinheit 40, der Z-Achsenbewegungseinheit 50 und dergleichen erstreckt. Im Übrigen sind obere Enden der Säulenabschnitte 3-1 und 3-2 miteinander durch einen horizontalen Bogen 3-3 gekoppelt. Im Übrigen in der vorliegenden Beschreibung werden Bezugszeichen 20-1 und 20-2 verwendet, wenn die zwei Schneideinheiten 20 voneinander unterschieden werden, und Bezugszeichen 20 wird verwendet, wenn die zwei Schneideinheiten 20 nicht voneinander unterschieden werden. Zusätzlich in der vorliegenden Beschreibung, wenn jeweilige ausbildende Elemente der Schneideinheiten 20 voneinander unterschieden werden, wird „-1„ oder „-2“ an dem Ende des Bezugszeichens eines jeden ausbildenden Elements geschrieben.
Die Schneideinheiten 20 können die Schneidklingen 22 an einer beliebigen Position der Halteoberfläche 11 des Einspanntischs 10 durch die Y-Achsenbewegungseinheit 40 und die Z-Achsenbewegungseinheit 50 positionieren. Die Schneidklingen 22 sind sehr dünne Schneidschleifsteine, die im Wesentlichen eine Ringform aufweisen. Die Spindeln 21 schneiden das Werkstück 200 durch eine Drehung der Schneidklinge 22. Die Spindeln 21 sind drehbar in Spindelgehäusen 23 eingehaust. Die Spindelgehäuse 23 sind durch die Z-Achsenbewegungseinheit 50 getragen. Die Achsen der Spindeln 21 und die Schneidklingen 22 der Schneideinheiten 20 sind parallel zu der Y-Achsenrichtung gesetzt. Das Werkstück 200 wird durch Zuführen der Schneideinheit 20 durch eine Indexzufuhr in der Y-Achsenrichtung durch die Y-Achsenbewegungseinheit 40 und Zuführen der Schneideinheit 20 durch eine Zufuhr durch die Z-Achsenbewegungseinheit 50 und Zuführen des Einspanntischs 10 durch eine Bearbeitungszufuhr in der X-Achsenrichtung durch die X-Achsenbewegungseinheit geschnitten.
Im Übrigen in der ersten Ausführungsform bildet die eine Schneideinheit 20-1 der Schneidvorrichtung 1 eine geschnittene Nut 400 aus, indem die Schneidklinge 22-1 dazu gebracht wird, die eine kleinere Dicke als die Breite der laserbearbeiteten Nut 300 aufweist, in den Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 zu schneiden. Die andere Schneideinheit 20-2 der Schneidvorrichtung 1 bildet eine Teilungsnut aus, indem die Schneidklinge 22-2 dazu gebracht wird, die eine kleinere Dicke als die Schneidklinge 22-1 aufweist, in den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 zu schneiden. Das Werkstück 200 wird dadurch in jedes einzelne Bauelement 205 geteilt.
Die X-Achsenbewegungseinheit ist ein Bearbeitungszufuhrmittel zum Durchführen einer Bearbeitungszufuhr des Einspanntischs 10 in der X-Achsenrichtung, indem der Einspanntisch 10 in der X-Achsenrichtung bewegt wird. Die Y-Achsenbewegungseinheit 40 ist ein Indexzufuhrmittel zum Durchführen einer Indexzufuhr der Schneideinheit 20 durch Bewegen der Schneideinheit 20 in der Y-Achsenrichtung. Die Z-Achsenbewegungseinheit 50 führt eine Zufuhr der Schneideinheit 20 durch Bewegen der Schneideinheit 20 in der Z-Achsenrichtung durch. Die X-Achsenbewegungseinheit, die Y-Achsenbewegungseinheit 40 und die Z-Achsenbewegungseinheit 50 sind mit folgendem bereitgestellt: wohlbekannte Kugelrollspindeln 41 und 51, die so bereitgestellt sind, dass sie um Achsen drehbar sind; wohlbekannte Pulsmotoren 42 und 52, welche die Kugelrollspindeln 41 und 51 um die Achsen drehen; und wohlbekannte Führungsschienen 43 und 53 die den Einspanntisch 10 oder die Schneideinheit 20 bewegbar in der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung oder der Z-Achsenrichtung tragen.
Zusätzlich beinhaltet die Schneidvorrichtung 1: eine Kassettenerhöhung 70, an welcher eine Kassette 60, die das Werkstück 200 vor und nach einem Schneiden einhaust, befestigt ist, und welche die Kassette 60 in der Z-Achsenrichtung bewegt; eine Reinigungseinheit 80, die das Werkstück 200 nach dem Schneiden reinigt; und eine Fördereinheit, die in der Figur nicht dargestellt ist, die das Werkstück 200 zwischen der Kassette 60, dem Einspanntisch 10 und der Reinigungseinheit 80 fördert.
Die Detektionseinheit 90 für eine Nut beinhaltet die Fotografieeinheit 30 und eine Steuerungseinheit 100. Die Fotografieeinheit 30 ist an dem Spindelgehäuse 23-1 der Schneideinheit 20-1 fixiert, sodass sie integral mit der Schneideinheit 20-1 bewegt wird. Die Fotografieeinheit 30 fotografiert die obere Oberfläche des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist. Wie in 6 dargestellt, beinhaltet die Fotografieeinheit 30 eine Beleuchtung 31, ein optisches System 32 und ein ladungsgekoppeltes Bauelement (CCD), Aufnahmeelement 33 als eine Kamera, die die obere Oberfläche des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, fotografiert.
Die Beleuchtung 31 ist durch eine Halogenlichtquelle oder lichtemittierende Dioden (LED) zum Beispiel ausgebildet. Die Beleuchtung 31 beinhaltet eine koaxiale Beleuchtung 31-1, deren Lichtmenge durch die Steuerungseinheit 100 angepasst wird. Die koaxiale Beleuchtung 31-1 emittiert Licht zu dem optischen System 32. Das optische System 32 beinhaltet: ein Gehäuse 32-1; einen Halbspiegel 32-2, der in einem oberen Teil des Gehäuses 32-1 angeordnet ist und das Licht, das durch die koaxiale Beleuchtung 31-1 der Beleuchtung 31 emittiert wird, zu dem Werkstück 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, parallel zu der Z-Achsenrichtung reflektiert; und eine Kondensorlinse 32-3 die in dem Gehäuse 32-1 bereitgestellt ist und an einer unteren Seite des Halbspiegels 32-2 angeordnet ist.
Ein CCD-Aufnahmeelement 33 ist oberhalb des Halbspiegels 32-2 angeordnet und gibt an die Steuerungseinheit 100 ein Bild aus, das durch Empfangen von Licht, das von dem Werkstück 200 reflektiert wird, das mit dem Licht von der koaxialen Beleuchtung 31-1 der Beleuchtung 31 durch den Halbspiegel 32-2 und die Kondensorlinse 32-3 beleuchtet wird, und durch die Kondensorlinse 32-3 und den Halbspiegel 32-2 gelaufen ist, erhalten wird. Das CCD-Bildelement 33 erhält als das Bild ein Bild zum Ausführen einer Ausrichtung, die das Werkstück 200 und die Schneidklinge 22 miteinander ausrichtet.
Im Übrigen ist das Licht, das durch die koaxiale Beleuchtung 31-1 emittiert und regulär durch den Halbspiegel 32-2 reflektiert wird, parallel zu der optischen Achse der Kondensorlinse 32-3. Die Beleuchtung 31 beinhaltet auch eine geneigte Beleuchtung 31-2 die an einem unteren Ende des Gehäuses 32-1 und in der Umgebung der Kondensorlinse 32-3 angeordnet ist und welche die obere Oberfläche des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, mit Licht 500 bestrahlt. Wie in 7 dargestellt, ist die geneigte Beleuchtung 31-2 eine Ringbeleuchtung, die mehrere lichtemittierende Elemente 31-3 beinhaltet, die in Abständen in einer umfänglichen Richtung mit der Kondensorlinse 32-3 in dem Zentrum der Ringbeleuchtung angeordnet ist und die ringförmig um den äußeren Umfang der Kondensorlinse 32-3 angeordnet ist. Die lichtemittierenden Elemente 31-3 werden aus LEDs oder dergleichen ausgebildet, die dazu geeignet sind, das Licht 500 aufzubringen. Die geneigte Beleuchtung 31-2 bringt das Licht 500 von der Umgebung der Kondensorlinse 32-3 zu der oberen Oberfläche des Werkstücks 200 auf, wenn das CCD-Aufnahmeelement 33 das Werkstück 200 fotografiert. Die Lichtmenge von jedem der lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 wird durch die Steuerungseinheit 100 angepasst. Weil die Lichtmenge von jedem lichtemittierenden Element 31-3 angepasst wird, weist die geneigte Beleuchtung 31-2 eine Auswahlfunktion einer Bestrahlungsrichtung zum Bestrahlen der oberen Oberfläche des Werkstücks 200 mit dem Licht 500 aus einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300, wenn in einer Aufsicht betrachtet, auf, indem lichtemittierende Elemente 31-3, die an beiden Enden in der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, der mehreren lichtemittierenden Elemente 31-3 eingeschaltet werden und lichtemittierende Elemente 31-3, die an beiden Enden in einer Richtung orthogonal zu der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, ausgeschaltet werden, wenn das CCD-Aufnahmeelement 33 das Werkstück 200 fotografiert.
Die Steuerungseinheit bringt die Schneidvorrichtung 1 dazu, eine Bearbeitungsbetätigung des Werkstücks 200 durch Steuern eines jeden der oben beschriebenen ausbildenden Elemente der Schneidvorrichtung 1 durchzuführen. Im Übrigen ist die Steuerungseinheit 100 ein Computer. Die Steuerungseinheit 100 beinhaltet eine arithmetische Prozessvorrichtung, die einen Mikroprozessor wie eine zentrale Berechnungseinheit (CPU), eine Speichervorrichtung, der einen Speicher wie Festwertspeicher (ROM) oder Arbeitsspeicher (RAM) aufweist, und eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstellenvorrichtung aufweist. Die arithmetische Prozessvorrichtung der Steuerungseinheit 100 führt eine arithmetische Verarbeitung entsprechend einem Computerprogramm aus, das in der Speichervorrichtung gespeichert ist, und gibt Steuerungssignale zum Steuern der Schneidvorrichtung 1 an die oben beschriebenen ausbildenden Elemente der Schneidvorrichtung 1 mittels der Eingabe-Ausgabe-Schnittstellenvorrichtung aus. Zusätzlich ist die Steuerungseinheit 100 mit einer Anzeigeeinheit, die in der Figur nicht dargestellt ist, verbunden, die durch eine Flüssigkristallanzeigenvorrichtung oder dergleichen, die einen Zustand der Bearbeitungsbetätigung, ein Bild oder dergleichen darstellt, und eine Eingabeeinheit ausgebildet ist, die nicht in der Figur dargestellt ist, die verwendet wird, wenn ein Bediener eine Bearbeitungsbeschreibungsinformation oder dergleichen eingibt. Die Eingabeeinheit ist mindestens aus einem berührungsempfindlichen Panel, das an der Anzeigeeinheit bereitgestellt ist, und einer externen Eingabevorrichtung wie einer Tastatur oder dergleichen ausgebildet.
Die Steuerungseinheit 100 gibt das Bild, das durch das CCD-Aufnahmeelement 33 der Fotografieeinheit 30 durch Aufnehmen erhalten wurde, an die Anzeigeeinheit und bringt die Anzeigeeinheit dazu, das Bild anzuzeigen. Die Steuerungseinheit 100 bringt die Fotografieeinheit 30 dazu, das Werkstück 200 vor dem Schneiden des Werkstücks 200 aufzunehmen, und führt eine Ausrichtung aus, die das Werkstück 200 und die Schneidklinge 22 miteinander auf der Basis des Bilds ausrichtet, das durch Aufnehmen der Fotografieeinheit 30 erhalten wurde. Zusätzlich führt die Steuerungseinheit 100 eine Fugenüberprüfung als ein Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der ersten Ausführungsform aus, wobei die Fugenüberprüfung die Position der geschnittenen Nut 400 detektiert, die tatsächlich bezüglich der laserbearbeiteten Nut 300 an der geplanten Teilungslinie 204 ausgebildet wurde, während des Schneidens des Werkstücks 200 und die Y-Achsenbewegungseinheit 40 steuert, sodass die darauffolgend geschnittene Nut 400 in der Mitte in Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 ausgebildet wird.
Wenn die Steuerungseinheit die Fugenüberprüfung ausführt, schaltet die Steuerungseinheit 100 lichtemittierende Elemente 31-3, die in einer Aufsicht an beiden Enden der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 als ein Ziel der Fugenüberprüfung liegen, der mehreren lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 ein, schaltet die lichtemittierenden Elemente 31-3 in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 aus, bringt dann das Licht 500 von der geneigten Beleuchtung 31-2 auf und schaltet die koaxiale Beleuchtung 31-1 aus. Folglich, wenn die Steuerungseinheit 100 eine Fugenüberprüfung ausführt, beleuchtet die Steuerungseinheit 100 das Werkstück 200 mit der geneigten Beleuchtung 31-2, die so gesetzt ist, dass die Lichtmenge des Lichts 500 in einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 als ein Ziel der Fugenüberprüfung höher als das Licht in einer Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 ist.
Wenn die koaxiale Beleuchtung 31-1 ausgeschaltet wird und die geneigte Beleuchtung 31-2 so gesetzt ist, dass die Lichtmenge des Lichts 500 in der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 größer als das Licht in der Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 ist, weil die Sägespuren 402, die an den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 ausgebildet sind, sich entlang der Längsrichtung der geschnittenen Nut 400 erstrecken, wird das Licht 500 in der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut gleichmäßig durch die Sägespuren 402 reflektiert, sodass das Licht 400 nicht durch das CCD-Aufnahmeelement 33 empfangen wird, oder die Lichtmenge 500, die durch das CCD-Aufnahmeelement 33 empfangen wird, ist klein. Das CCD-Aufnahmeelement 33 nimmt darum die geschnittene Nut 400 als einen dunklen Teil mit einer geringen Lichtmenge auf. Die empfangene Lichtmenge des Teils, der die geschnittene Nut 400 darstellt, ist zu diesem Zeitpunkt geringer als ein erster Grenzwert. Es ist bevorzugt, dass der erste Grenzwert ein Wert ist, der geringer als ein zentraler Grauwert unter Grauwerten der Lichtmenge ist, die durch das CCD-Aufnahmeelement 33 empfangen werden, und ein Graulevel einer Lichtmenge an einem unteren Ende der Grauwerte der Lichtmenge ist, die durch das CCD-Aufnahmeelement 33 erhalten wird.
Wenn die koaxiale Beleuchtung 31-1 ausgeschaltet wird und die geneigte Beleuchtung 31-2 so gesetzt ist, dass die Lichtmenge des Lichts 500 in der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 höher als die des Lichts in der Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 ist, weil Vorsprünge und Vertiefungen an dem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 ausgebildet sind, wird das Licht 500 von der geneigten Beleuchtung 31-2 diffus durch den Nutboden 301 reflektiert und durch das CCD-Aufnahmeelement 33 empfangen. Das CCD-Aufnahmeelement 33 fotografiert darum die laserbearbeitete Nut 300 als einen hellen Teil mit einer hohen Lichtmenge im Vergleich zu der geschnittenen Nut 400. Die Lichtmenge des Teils, der die laserbearbeitete Nut 300 darstellt, ist zu diesem Zeitpunkt höher als ein zweiter Grenzwert, der höher als der erste Grenzwert ist. Es ist bevorzugt, dass der zweite Grenzwert ein höherer Wert als der zentrale Grauwert unter den Grauwerten der Lichtmenge ist, die durch das CCD-Aufnahmeelement 33 fotografiert wird und ein Grauwert einer Lichtmenge an einer höheren Seite unter den Grauwerten der Lichtmenge ist, die durch das CCD-Aufnahmeelement 33 fotografiert wird.
Zusätzlich reflektiert der Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante, der an beiden Endabschnitten in der Breitenrichtung der geplanten Teilungslinie 204 überbleibt, das Licht der geneigten Beleuchtung 31-2 diffus, wobei die Lichtmenge des diffus reflektierten Lichts größer als die Lichtmenge des gleichmäßig reflektierten Lichts durch den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 ist und kleiner als die Lichtmenge des diffus reflektierten Lichts des Nutbodens 301 der laserbearbeiteten Nut 300 ist. Darum, wenn die koaxiale Beleuchtung 31-1 abgeschaltet wird und die geneigte Beleuchtung 31-2 so gesetzt ist, dass die Lichtmenge des Lichts 500 in der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 höher als die des Lichts in der Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 ist, nimmt das CCD-Aufnahmeelement 33 den Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante als dunkle Teile mit einer geringen Lichtmenge auf, obwohl die Teile heller als die geschnittene Nut 400 sind.
Wenn die Steuerungseinheit 100 die Fugenüberprüfung durchführt, fotografiert die Steuerungseinheit 100 durch die Fotografieeinheit 30 die laserbearbeitete Nut 300, die mit der geneigten Beleuchtung 31-2 beleuchtet wird, die auf die oben beschriebene Lichtmenge gesetzt ist, und die geschnittene Nut 400, die so ausgebildet ist, dass sie die laserbearbeitete Nut 300 überlappt, und detektiert die laserbearbeitete Nut 300, die hell mit dem Licht 500 angezeigt wird, das diffus durch die Vorsprünge und Vertiefungen des Nutbodens 301 reflektiert wird, sowie die geschnittene Nut 400, die dunkler als die laserbearbeitete Nut 300 angezeigt wird, deren Nutboden 401 das Licht 500 gleichmäßig reflektiert. Die Steuerungseinheit 100 berechnet die zentrale Position in der Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 und die zentrale Position in der Breitenrichtung der geschnittenen Nut 400 und steuert die Y-Achsenbewegungseinheit 40 zu einem Zeitpunkt des Ausbildens der darauffolgenden geschnittenen Nut 400, sodass ein Versatz in der Y-Richtung zwischen diesen Positionen null ist.
Als nächstes wird die Bearbeitungsbetätigung der Schneidvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform beschrieben. In der Bearbeitungsbetätigung gibt der Bediener Bearbeitungsbeschreibungsinformationen in die Steuerungseinheit 100 ein, die Kassette 60 wird an der Kassettenerhöhung 70 platziert, die Kassette 60, die das Werkstück 200 einhaust, das die laserbearbeitete Nut 300 an den geplanten Teilungslinien 204 aufweist und durch den ringförmigen 211 getragen ist, und die Schneidvorrichtung 1 beginnt die Bearbeitungsbetätigung, wenn eine Instruktion, dass die Bearbeitungsbetätigung begonnen werden soll, durch den Bediener eingegeben wird. Im Übrigen ersetzt der Bediener als die Bearbeitungsbeschreibungsinformation Lichtmengen der jeweiligen lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2, sodass eine Lichtmenge, wenn das CCD-Aufnahmeelement 33 die geschnittene Nut 400 fotografiert, zu dem Zeitpunkt der Fugenüberprüfung weniger als der erste Grenzwert ist, und eine Lichtmenge, wenn das CCD-Aufnahmeelement 33 die laserbearbeitete Nut 300 fotografiert, den zweiten Grenzwert übertrifft.
In der Bearbeitungsbetätigung bringt die Steuerungseinheit 100 die Fördereinheit dazu, das Werkstück 200 vor einem Schneiden aus der Kassette 60 zu entnehmen und das Werkstück 200 an dem Einspanntisch 10 zu befestigen und bringt den Einspanntisch dazu, das Werkstück anzusaugen und zu halten. Die Steuerungseinheit 100 bewegt den Einspanntisch 10 zu einer Position unterhalb der Schneideinheit 20 durch die X-Achsenbewegungseinheit, positioniert das Werkstück 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, unterhalb der Fotografieeinheit 30 und bringt die Fotografieeinheit 30 dazu, das Werkstück 200 aufzunehmen. Die Steuerungseinheit 100 führt eine Bildbearbeitung wie eine Mustererkennung oder dergleichen unter Verwendung eines Schlüsselmusters, das in dem Muster des Bauelements 205 gesetzt ist, durch, wobei das bestimmte Muster beim miteinander Ausrichten der geplanten Teilungslinie 204 des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, und der Schneidklinge 22 der Schneideinheit 20 verwendet wird, und eine Ausrichtung aus, welche die relative Position des Werkstücks 200, das an dem Einspanntisch 10 gehalten ist, und der Schneidklinge 20 anpasst.
Danach bewegt die Steuerungseinheit 100 die Schneidklinge 22-1 der Schneideinheit 20-1 und das Werkstück 200 relativ zueinander entlang der geplanten Teilungslinie 204 durch die X-Achsenbewegungseinheit, die Y-Achsenbewegungseinheit 40 und die Z-Achsenbewegungseinheit 50 und der Drehantriebsquelle auf der Basis von Bearbeitungsbeschreibungsinformation und schneidet die geplante Teilungslinie 204 durch die Schneidklinge 22-1, während Schneidwasser zugeführt wird. Die Schneideinheit 20-1 bildet die geschnittene Nut 400 in dem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 aus, die in jeder geplanten Teilungslinie 204 ausgebildet ist.
Parallel mit der Ausbildung der geschnittenen Nut 400 durch die Schneidklinge 22-1 der einen Schneideinheit 20-1 bildet die Steuerungseinheit 100 eine Teilungsnut aus, die nicht in der Figur dargestellt ist, in dem Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400, indem die Schneidklinge 22-2 der anderen Schneideinheit 20-2 dazu gebracht wird, das Zentrum in der Breitenrichtung des Nutbodens 401 der geschnittenen Nut 400 bis zu dem haftvermittelnden Band 210 zu schneiden. Die Steuerungseinheit 100 teilt das Werkstück 200 in jedes einzelne Bauelement 205.
Nachdem die Steuerungseinheit 100 sequentiell geschnittene Nuten 400 und Teilungsnuten an all den geplanten Teilungslinien 204 ausgebildet hat und das Werkstück 200 in jedes einzelne Bauelement 205 teilt, zieht die Steuerungseinheit 100 den Einspanntisch 10 von unterhalb der Schneideinheit 20 zurück und gibt danach das Saugen und Halten des Einspanntischs 10 frei. Die Steuerungseinheit 100 bringt die Fördereinheit dazu, das Werkstück nach dem Schneiden zu der Reinigungseinheit 80 zu bringen. Das Werkstück 200 wird durch die Reinigungseinheit 80 gereinigt und danach in der Kassette 60 eingehaust.
Zusätzlich führt die Steuerungseinheit 100 die Fugenüberprüfung in den vorbestimmten Zeitabständen für eine Fugenüberprüfung während der Bearbeitungsbetätigung durch. Die Zeitpunkte für eine Fugenüberprüfung sind Zeitpunkte zum Ausbilden geschnittener Nuten 400 in jedem Satz einer vorbestimmten Anzahl von (z.B. 5 oder 10 oder dergleichen) geplanten Teilungslinien 204. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Die Fugenüberprüfung als das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der ersten Ausführungsform wird als nächstes mit Bezug zu den Figuren beschrieben. 8 ist ein Flussidagramm, das einen Ablauf der Fugenüberprüfung als das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der ersten Ausführungsform darstellt. 9 ist eine Aufsicht, die lichtemittierende Elemente der geneigten Beleuchtung darstellt, wobei die lichtemittierenden Elemente in einem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, leuchten. 10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem Licht, das durch die lichtemittierenden Elemente der geneigten Beleuchtung in dem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, der in 8 dargestellt ist, aufgebracht ist, diffus durch die Nutböden der laserbearbeiteten Nuten reflektiert wird. 11 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das Licht, das durch die lichtemittierenden Elemente der geneigten Beleuchtung in dem Beleuchtungsschritt der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, aufgebracht wird, gleichmäßig durch den Nutboden einer bestimmten Nut reflektiert wird. 12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines aufgenommenen Bilds darstellt, das durch die Fotografieeinheit in dem Detektionsschritt für eine Nut in der Fugenüberprüfung, die in 8 dargestellt ist, fotografiert wurde.
Die Fugenüberprüfung als das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der ersten Ausführungsform ist ein Verfahren zum Detektieren einer laserbearbeiteten Nut 300, die in der oberen Oberfläche des Werkstücks 200 durch Bestrahlen des Werkstücks 200 mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge, die durch das Werkstück 200 und den Isolationsfilm 206 mit einer geringen dielektrischen Konstante absorbiert wird, ausgebildet ist. Wie in 8 dargestellt, beinhaltet die Fugenüberprüfung einen Beleuchtungsschritt ST1 und einen Detektionsschritt ST2 für eine Nut.
Der Beleuchtungsschritt ST1 ist ein Schritt, in welchem der Einspanntisch 10 das Werkstück 200 hält, das die laserbearbeitete Nut 300 daran ausgebildet aufweist, und die geneigte Beleuchtung 31-2, welche die Bestrahlung aus einer Richtung parallel zu der Streckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300, wenn in einer Aufsicht betrachtet, durchführt, die laserbearbeitete Nut 300 beleuchtet. In dem Beleuchtungsschritt ST1 in der ersten Ausführungsform bringt die Steuerungseinheit 100 die X-Achsenbewegungseinheit, die Y-Achsenbewegungseinheit 40 und dergleichen in eine Position gegenüber der Fotografieeinheit 30, auf eine vorbestimmte Aufnahmeposition der geplanten Teilungslinie 204 des Werkstücks 200 kurz nach dem Ausbilden der geschnittenen Nut 400, schaltet die koaxiale Beleichtun 31-1 aus und bringt die lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 dazu, Licht mit einer Lichtmenge zu emittieren, die in der Bearbeitungsbeschreibungsinformation gesetzt ist. Im Übrigen wird das Werkstück 200 kurz nach dem Ausbilden der geschnittenen Nut 400 an dem Einspanntisch 10 vor der Ausbildung der geschnittenen Nut 400 gehalten und die geplante Teilungslinie 204 ist kurz vor der Ausbildung der geschnittenen Nut 400 und die Teilungslinie 204 parallel zu der X-Achsenrichtung.
Zusätzlich in dem Beleuchtungsschritt ST1 in der ersten Ausführungsform, wie in 9 dargestellt, schaltet die Steuerungseinheit 100 lichtemittierende Elemente 31-3, die durch einen weißen Hintergrund in 9 dargestellt sind, die an beiden Endabschnitten in der Richtung parallel zu der geplanten Teilungslinie 204 als ein Ziel der Fugenüberprüfung liegen, unter den mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 kurz nach der Ausbildung der geschnittenen Nut 400 ein, schaltet die lichtemittierenden Elemente 31-3, die durch eine Schraffierung in 9 dargestellt sind, die an beiden Endabschnitten in der Richtung orthogonal zu den geplanten Teilungslinien 204 als ein Ziel der Fugenüberprüfung liegen aus, und folglich wird das Werkstück 200 mit der geneigten Beleuchtung 31-2 aus der Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 beleuchtet, wenn in einer Aufsicht betrachtet.
In dem Beleuchtungsschritt ST1, weil Vorsprünge und Vertiefungen an dem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 ausgebildet sind, wie in 10 dargestellt, wird das Licht 500 von den lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 diffus von dem Nutboden 301 reflektiert und ein Teil des Lichts 500 wird durch das CCD-Aufnahmeelement 33 durch die Kondensorlinse 32-3 empfangen. Zusätzlich in dem Beleuchtungsschritt ST1 weil die Sägespuren 402 des Nutbodens 401 der geschnittenen Nut 400 sich parallel zu der Längsrichtung der geschnittenen Nut 400 erstrecken, wie in 11 dargestellt, wird das Licht 500 von den lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 gleichmäßig von dem Nutboden 401 reflektiert und wird so kaum durch das CCD-Aufnahmeelement 33 durch die Kondensorlinse 32-3 empfangen. Nach dem Beleuchtungsschritt ST1 fährt die Fugenüberprüfung mit dem Detektionsschritt ST2 für eine Nut fort.
Der Detektionsschritt ST2 für eine Nut ist ein Schritt zum Fotografieren der beleuchteten laserbearbeiteten Nut 300 durch die Fotografieeinheit 30 und Detektieren der laserbearbeiteten Nut 300, die das Licht 500 der geneigten Beleuchtung 31-2 durch die Vorsprünge und Vertiefungen des Nutbodens 301 diffus reflektiert, aus einem fotografierten Bild 600 (ein Beispiel davon ist in 12 dargestellt), das durch das Fotografieren erhalten wird. Zusätzlich in dem Detektionsschritt ST2 für eine Nut bringt die Steuerungseinheit 100 die Fotografieeinheit 30 dazu, die laserbearbeitete Nut 300 und die geschnittene Nut 400, die in einer überlappenden Position mit der laserbearbeiteten Nut 300 entlang der laserbearbeiteten Nut 300 ausgebildet ist, zu fotografieren und die Steuerungseinheit 100 detektiert die laserbearbeitete Nut 300 und die geschnittene Nut 400, die das Licht 500 der geneigten Beleuchtung 31-2 durch den Nutboden 401 gleichmäßig reflektiert, aus dem aufgenommenen Bild 600.
In dem Detektionsschritt ST2 für eine Nut detektiert die Steuerungseinheit 100 einen Teil als die geschnittene Nut 400, dessen Lichtmenge weniger als der erste Grenzwert (der Teil der durch die dichte Schraffierung in 12 dargestellt ist) in dem Aufnahmebild 600, das die durch die Fotografieeinheit 30 aufgenommen wurde und detektiert die bearbeitete Nut 300 als ein Teil, dessen Lichtmenge den zweiten Grenzwert übersteigt (der Teil der durch einen weißen Hintergrund in 12 dargestellt ist) in dem aufgenommenen Bild 600. Die Steuerungseinheit 100 berechnet die zentrale Position in der Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 und die zentrale Position in der Breitenrichtung der geschnittenen Nut 400 und beendet dann die Fugenüberprüfung. Die Steuerungseinheit 100 steuert die Y-Achsenbewegungseinheit 40 zu einem Zeitpunkt einer Ausbildung der darauffolgend geschnittenen Nut 400, sodass ein Versatz in der Y-Richtung zwischen der zentralen Position in der Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 und der zentralen Position in der Breitenrichtung der geschnittenen Nut 400 null ist.
Unter Verwendung der Tatsache, dass Vorsprünge und Vertiefungen an dem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 und dass Sägespuren 402 entlang der Längsrichtung der geschnittenen Nut 400 in dem Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 ausgebildet sind, wenn die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform die Fugenüberprüfung ausführt, schaltet die Schneidvorrichtung 1 in dem Beleuchtungsschritt ST1 lichtemittierende Elemente 31-3, die an beiden Endabschnitten in der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, von den mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 ein und schaltet lichtemittierende Elemente 31-3 aus, die an beiden Endabschnitten in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen. Darum, wenn die Schneidvorrichtung 1 die Fugenüberprüfung durchführt, verwendet die Schneidvorrichtung 1 das Licht der geneigten Beleuchtung 31-2, das in der Richtung parallel zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht liegt/ist. Das Licht 500 der geneigten Beleuchtung 31-2 wird diffus durch die laserbearbeitete Nut 300 und gleichmäßig durch die geschnittene Nut 400 reflektiert. Als ein Ergebnis, wenn die Schneidvorrichtung 1 die Fugenüberprüfung in dem fotografierten Bild 600 durchführt, das in dem Detektionsschritt ST2 für eine Nut fotografiert wird, wird die laserbearbeitete Nut 300 hell aufgenommen und die geschnittene Nut dunkel aufgenommen. Die Schneidvorrichtung 1 kann darum die jeweiligen Positionen der laserbearbeiteten Nut 300 und der geschnittenen Nut 400 einfach durch eine Bildverarbeitung erkennen. Folglich, wenn die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform die Fugenüberprüfung durchführt, kann die Schneidvorrichtung 1 eine verwechselnde Detektion der laserbearbeiteten Nut 300 und der geschnittenen Nut 400 unterdrücken und kann einen Versatz der geschnittenen Nut 400 von einem Zentrum in der Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 unterdrücken.
Zweite Ausführungsform
Eine Schneidvorrichtung und ein Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug zu den Figuren beschrieben. 13 ist eine Schnittansicht eines Werkstücks, das eine geschnittene Nut, die in einem Bereich ausgebildet ist, der mindestens einige der Nutböden der laserbearbeiteten Nuten beinhaltet, als ein Ziel einer Fugenüberprüfung als das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend einer zweiten Ausführungsform aufweist. Im Übrigen, in 13 werden die gleichen Teile wie die der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen identifiziert und eine Beschreibung dieser wird ausgelassen.
Die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform bildet eine geschnittene Nut 400 in einem Zentrum in einer Breitenrichtung der geplanten Teilungslinie 204 des Werkstücks 200 aus, in welchem zwei laserbearbeitete Nuten 300-2 an beiden Enden in der Breitenrichtung der geplanten Teilungslinie 204 ausgebildet sind, wie in 13 dargestellt. Im Übrigen bildet die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform die geschnittene Nut 400 in einem Bereich aus, der zumindest einige der Nutböden 301 von beiden laserbearbeiteten Nuten 300-2 beinhaltet. Wie in der ersten Ausführungsform beinhaltet die Fugenüberprüfung als das Detektionsverfahren für eine Nut entsprechend der zweiten Ausführungsform einen Beleuchtungsschritt ST1 und einen Detektionsschritt ST2 für eine Nut.
Wenn die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform die Fugenüberprüfung durchführt, schaltet die Schneidvorrichtung 1 in dem Beleuchtungsschritt ST1 lichtemittierende Elemente 31-3, die in beiden Endabschnitten in der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300-2 liegen, der mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 einer geneigten Beleuchtung 31-2 ein und schaltet die lichtemittierenden Elemente 31-3, die an beiden Endabschnitten in einer Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300-2 liegen, aus. Darum wie in der ersten Ausführungsform, wenn die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der zweiten Ausführungsform die Fugenüberprüfung durchführt, kann die Schneidvorrichtung 1 eine verwechselnde Detektion der laserbearbeiteten Nuten 300-2 und der geschnittenen Nut 400 unterdrücken und kann einen Versatz der geschnittenen Nut 400 von einem Zentrum in der Breitenrichtung der laserbearbeiteten Nuten 300-2 unterdrücken.
Als nächstes haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Effekte der ersten Ausführungsform bestätigt. In der Bestätigung wurde ein Vergleich zwischen einem fotografierten Bild 600, das in 12 dargestellt ist, einem fotografierten Bild 600-1 in einem ersten Vergleichsbeispiel, das fotografierte Bild 600-1 ist in 14 dargestellt, und einem fotografierten Bild 600-2 in einem zweiten Vergleichsbeispiel, das fotografierte Bild 600-2 ist in 15 dargestellt, durchgeführt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines fotografierten Bilds darstellt, das durch die Fotografieeinheit in dem Detektionsschritt für eine Nut einer Fugenüberprüfung in dem ersten Vergleichsbeispiel aufgenommen wurde. 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines fotografierten Bilds darstellt, das durch die Fotografieeinheit in dem Detektionsschritt für eine Nut einer Fugenüberprüfung in dem zweiten Vergleichsbeispiel fotografiert wurde.
In dem ersten Vergleichsbeispiel in dem Beleuchtungsschritt ST1, wenn die Fugenüberprüfung ausgeführt wurde, wurde die koaxiale Beleuchtung 31-1 ausgeschaltet, lichtemittierende Elemente 31-3, die mit einem weißen Hintergrund in 9 dargestellt sind, die in beiden Endabschnitten in der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, der mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 ausgeschaltet, lichtemittierende Elemente 31-3, die durch eine Schraffierung in 9 dargestellt sind, die an beiden Endabschnitten in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, eingeschaltet und Licht 500-1 orthogonal zu der laserbearbeiteten Nut 300 in einer Aufsicht wurde von der geneigten Beleuchtung 31-2 aufgebracht. In dem zweiten Vergleichsbeispiel in dem Beleuchtungsschritt ST1, wenn die Fugenüberprüfung durchgeführt wurde, war die koaxiale Beleuchtung 31-1 eingeschaltet und alle lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 waren ausgeschaltet.
In dem ersten Vergleichsbeispiel ist es schwierig, die Position der geschnittenen Nut 400 zu erkennen, weil die Lichtmengen der Teile, die beide den Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 und den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 in dem fotografierten Bild 600-1 (in 14 dargestellt) darstellen, das durch die Fotografieeinheit 30 fotografiert wurde, den zweiten Grenzwert übersteigen. Folglich wurde erkannt, dass, wenn der Beleuchtungsschritt ST1 die koaxiale Beleuchtung 31-1 ausschaltet, die lichtemittierenden Elemente 31-3, die in beiden Endabschnitten der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, der mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 ausschaltet und die lichtemittierenden Elemente 31-3, die an beiden Endabschnitten in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 liegen, einschaltet, das Licht 500-1 der geneigten Beleuchtung 31-2 diffus durch beide den Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 und den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 reflektiert wird und es so schwierig ist, die geschnittene Nut 400 zu detektieren.
Das zweite Vergleichsbeispiel ist ein Fall, in dem nur die koaxiale Beleuchtung 31-1 eingeschaltet ist. Sogar wenn die Lichtmenge der koaxialen Beleuchtung 31-1 angepasst ist, existiert ein kleiner Unterschied zwischen der Lichtmenge zwischen dem Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 und dem Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 in dem fotografierten Bild 600-2 (in 15 dargestellt), das durch die Fotografieeinheit 30 fotografiert wurde, und die Lichtmengen der Teile, die beide den Nutboden 401 der geschnittenen Nut 400 und der Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 darstellen, sind geringer als der erste Grenzwert. Es ist darum schwierig die Position der laserbearbeiteten Nut 300 zu detektieren. Folglich wird erkannt, dass, wenn der Beleuchtungsschritt ST1 die koaxiale Beleuchtung 31-1 einschaltet und alle lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 ausschaltet, das Licht der koaxialen Beleuchtung 31-1 diffus durch beide den Isolationsfilm 206 mit geringer dielektrischer Konstante und der Nutboden 301 der laserbearbeiteten Nut 300 reflektiert wird, und es ist folglich schwierig, die laserbearbeitete Nut 300 zu detektieren.
Im Gegensatz zu dem ersten Vergleichsbeispiel und dem zweiten Vergleichsbeispiel schaltet die Schneidvorrichtung 1 entsprechend der ersten Ausführungsform in dem Beleuchtungsschritt ST1 die koaxiale Beleuchtung 31-1 aus, schaltet die lichtemittierenden Elemente 31-3, die in beiden Endabschnitten in der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 der mehreren lichtemittierenden Elementen 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 liegen, ein und schaltet die lichtemittierenden Elemente 31-3 in beiden Endabschnitten in der Richtung orthogonal zu der Längsrichtung der laserbearbeiteten Nut 300 aus. Die Schneidvorrichtung 1 fotografiert dadurch die laserbearbeitete Nut 300 hell und fotografiert die geschnittene Nut 400 dunkel, wie in 12 dargestellt. Es wird darum erkannt, dass die Schneidvorrichtung 1 beide die laserbearbeitete Nut 300 und die geschnittene Nut 400 detektieren kann.
Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt ist. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung modifiziert und in verschiedenen Weisen ausgeführt werden kann, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel, wenn in der ersten Ausführungsform die koaxiale Beleuchtung 31-1 ausgeschaltet ist und jedes der lichtemittierenden Elemente 31-3 der geneigten Beleuchtung 31-2 dazu gebracht wird, Licht mit einer Lichtmenge zu emittieren, die in der Bearbeitungsbeschreibungsinformation gesetzt ist, kann die vorliegende Erfindung die koaxiale Beleuchtung 31-1 dazu bringen, Licht mit einer geringen Menge im Vergleich zu der geneigten Beleuchtung 31-2 in dem Beleuchtungsschritt ST1 zu emittieren.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalent des Umfangs der Ansprüche fallen, werden dadurch durch die Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 10149705 [0004, 0005]
JP 2010010445 [0004, 0005]

Claims

Schneidvorrichtung zum Ausbilden entlang einer laserbearbeiteten Nut, die in einer oberen Oberfläche eines Werkstücks durch einen Laserstrahl ausgebildet ist, der das Werkstück bestrahlt, einer geschnittenen Nut in einer Position, welche die laserbearbeitete Nut überlappt, wobei die Schneidvorrichtung aufweist: eine Schneideinheit, die dazu ausgestaltet ist, das Werkstück, das an einem Einspanntisch gehalten ist, durch eine Schneidklinge zu schneiden, die an einer Spindel befestigt ist; und eine Detektionseinheit für eine Nut, die eine Kamera beinhaltet, die das Werkstück, das an dem Einspanntisch gehalten ist, fotografiert; wobei die Detektionseinheit für eine Nut mit der Kamera die laserbearbeitete Nut und die geschnittene Nut, die so ausgebildet ist, dass sie die laserbearbeitete Nut überlappt, fotografiert, die laserbearbeitete Nut und die geschnittene Nut durch eine geneigte Beleuchtung beleuchtet wird, die so gesetzt ist, dass eine Lichtmenge des Lichts in einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht höher als eine Lichtmenge des Lichts in einer Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut ist, und aus einem aufgenommenen Bild die laserbearbeitete Nut, die hell dargestellt ist, wobei das Licht diffus durch Vorsprünge und Vertiefungen des Nutbodens der laserbearbeiteten Nut reflektiert wird, sowie die geschnittene Nut detektiert, die dunkler als die laserbearbeitete Nut dargestellt ist, wobei das Licht gleichmäßig durch den Nutboden der geschnittenen Nut reflektiert wird.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die geneigte Beleuchtung eine ringförmige Beleuchtung ist, die ringförmig um einen äußeren Umfang einer Kondensorlinse gesetzt ist, die in der Kamera beinhaltet ist und eine Auswahlfunktion einer Beleuchtungsrichtung aufweist, sodass Licht in einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht aufgebracht werden kann.
Detektionsverfahren für eine Nut zum Detektieren einer laserbearbeiteten Nut, die in einer oberen Oberfläche eines Werkstücks durch Bestrahlen des Werkstücks mit einem Laserstrahl ausgebildet ist, wobei das Detektionsverfahren für eine Nut aufweist: einen Beleuchtungsschritt zum Halten des Werkstücks mit einem Einspanntisch, in dem die laserbearbeitete Nut ausgebildet ist, und Beleuchten der laserbearbeiteten Nut mit einer geneigten Beleuchtung, die eine Bestrahlung aus einer Richtung parallel zu einer Erstreckungsrichtung der laserbearbeiteten Nut in einer Aufsicht durchführt; und einen Detektionsschritt zum Fotografieren der beleuchteten laserbearbeiteten Nut mit einer Kamera und Detektieren der laserbearbeiteten Nut, die das Licht der geneigten Beleuchtung durch Vorsprünge und Vertiefungen eines Nutbodens der laserbearbeiteten Nut diffus reflektiert, aus dem aufgenommenen Bild, das durch das Fotografieren erhalten wird.
Detektionsverfahren für eine Nut nach Anspruch 3, wobei in dem Detektionsschritt für eine Nut eine geschnittene Nut, die entlang der laserbearbeiteten Nut und in einer die laserbearbeitete Nut überlappenden Position ausgebildet ist, fotografiert wird, und die geschnittene Nut das Licht der geneigten Beleuchtung durch einen Nutboden der geschnittenen Nut gleichmäßig reflektiert, detektiert wird.