DE102018222298A1 - Werkstückbearbeitungsvorrichtung - Google Patents

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Shinya Watanabe
Ichiro Yamahata
Katsuhiko Suzuki
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Abstract

Eine Werkstückbearbeitungsvorrichtung, die eine vordere Oberfläche eines Werkstücks mit einem Kunststoff beschichtet, wobei am Werkstück in Bereichen, die durch mehrere vorgesehene Teilungslinien, die gitterartig ausgebildet sind, unterteilt sind, Bauelemente ausgebildet sind. Die Werkstückbearbeitungsvorrichtung beinhaltet eine Kassettenanbringbasis, die mit einer Kassette versehen ist, die mehrere Werkstücke aufnimmt, eine Kunststoffbeschichtungseinheit, die die vordere Oberfläche des Werkstücks mit dem Kunststoff beschichtet, eine Kunststoffhärteinheit, die den Kunststoff durch ein Aufbringen eines externen Stimulus auf den aufgebrachten Kunststoff härtet, eine Kunststoffschleifeinheit, die den gehärteten Kunststoff durch ein Schleifen des gehärteten Kunststoffs durch einen sich drehenden Schleifstein eben ausgestaltet, und einen Befördermechanismus, der das Werkstück zwischen den Einheiten befördert.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkstückbearbeitungsvorrichtung und besonders eine Werkstückbearbeitungsvorrichtung, die in der Lage ist, ein Werkstück mit einem Kunststoff zu beschichten.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • In einem Halbleiterbauelementherstellungsprozess werden mehrere vorgesehene Teilungslinien gitterartig an einer vorderen Oberfläche eines Werkstücks ausgebildet und ein Bauelement wie ein integrierter Schaltkreis (IC), ein Large-Scale Integration Circuit (LSI) oder dergleichen wird in jedem der durch die vorgesehenen Teilungslinien unterteilten Bereiche ausgebildet. Das Werkstück wird durch ein Schleifen einer hinteren Oberfläche des Werkstücks mit Schleifsteinen dünn ausgestaltet. Das Werkstück wird danach entlang der vorgesehenen Teilungslinien durch eine Schneidvorrichtung oder dergleichen geteilt. Dadurch werden einzelne Halbleiterbauelementchips hergestellt.
  • Es gibt ein Verfahren, das einen Kunststofffilm durch ein Beschichten der vorderen Oberfläche des Werkstücks mit einem Kunststoff, der durch einen Ultraviolettstrahl oder dergleichen gehärtet ist, ausbildet, und die Bauelemente an der vorderen Oberfläche des Werkstücks zu einem Zeitpunkt des dünnen Ausgestaltens des Werkstücks durch ein Schleifen der hinteren Oberfläche durch den Kunststofffilm schützt, statt die Vorrichtungen durch ein Anbringen eines Schutzbandes zum Schleifen an der vorderen Oberfläche des Werkstücks zu schützen (siehe beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nummer 2009-043931 ).
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Allerdings ist es, wenn die vordere Oberfläche des Werkstücks durch Rotationsbeschichtung oder dergleichen mit einem flüssigen Kunststoff beschichtet wird, schwierig, den flüssigen Kunststoff zu steuern. Daher ist es schwierig, eine Dicke des aufgebrachten Kunststoffs an der vorderen Oberfläche des Werkstücks auf eine gleichmäßige gewünschte Dicke einzustellen, und es ist auch schwierig, eine freiliegende Oberfläche des aufgebrachten Kunststoffs mit einer hohen Präzision eben auszugestalten. Zudem verringert sich, wenn die Dicke des aufgebrachten Kunststoffs einer gewünschten Dicke nicht entspricht, oder wenn die freiliegende Oberfläche des aufgebrachten Kunststoffs nicht mit hoher Präzision eben ausgestaltet wird, eine Dickenpräzision des Werkstücks zum Zeitpunkt des Durchführens eines Schleifens des Werkstücks.
  • Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Werkstückbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Dicke einer Kunststoffbeschichtungsschicht auf eine gewünschten Dicke einstellen kann und die freiliegende Oberfläche des Kunststofffilms in einem Fall, in dem der Kunststofffilm durch ein Beschichten eines Werkstücks mit einem Kunststoff durch ein Rotationsbeschichten oder dergleichen ausgebildet wird, mit einer hohen Präzision eben ausgestalten kann.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Werkstückbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die eine vordere Oberfläche eines Werkstücks mit einem Kunststoff beschichtet, wobei am Werkstück in jedem von durch mehrere vorgesehene Teilungslinien, die gitterartig ausgebildet sind, unterteilten Bereich Bauelemente ausgebildet sind, wobei die Werkstückbearbeitungsvorrichtung beinhaltet: ein Kassettenanbringmittel, das mit einer Kassette versehen ist, die mehrere Werkstücke aufnimmt; ein Kunststoffbeschichtungsmittel, das die vordere Oberfläche des Werkstücks mit dem Kunststoff beschichtet; ein Kunststoffhärtmittel, das den Kunststoff durch Aufbringen eines externen Stimulus auf den aufgebrachten Kunststoff härtet; ein Kunststoffschleifmittel, das den gehärteten Kunststoff durch ein Schleifen des gehärteten Kunststoffs mit einem sich drehenden Schleifstein eben ausbildet; und ein Befördermittel, das das Werkstück zwischen dem Kassettenanbringmittel, dem Kunststoffbeschichtungsmittel, dem Kunststoffhärtmittel und dem Kunststoffschleifmittel befördert.
  • Bevorzugt beschichtet das Kunststoffbeschichtungsmittel die vordere Oberfläche des Werkstücks durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren mit dem Kunststoff.
  • Bevorzugt misst die Werkstückbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Dicke des Kunststoffs, nachdem er geschliffen worden ist, und überträgt die gemessene Dicke des Kunststoffs zu einer Schleifvorrichtung in einem nächsten Prozess, wobei die Schleifvorrichtung das Werkstück durch ein Schleifen einer hinteren Oberfläche des Werkstücks mit einer vorgegebenen Dicke dünn ausgestaltet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Dicke eines aufgebrachten Kunststofffilms auf eine gewünschte Dicke einzustellen und eine freiliegende Oberfläche des Kunststofffilms mit einer hohen Präzision ausschließlich innerhalb der Werkstückbearbeitungsvorrichtung eben auszugestalten.
  • Ferner wird die Dicke des Kunststoffs, nachdem er geschliffen worden ist, gemessen und die gemessene Dicke des Kunststoffs wird zur Schleifvorrichtung im nächsten Prozess übertragen, wobei die Schleifvorrichtung das Werkstück durch ein Schleifen der hinteren Oberfläche des Werkstücks mit einer vorgegebenen Dicke dünn ausgestaltet. Es ist dadurch möglich, eine Präzision einer Enddicke nach einem Schleifen des Werkstücks, das in der Schleifvorrichtung im nächsten Prozess geschliffen wird, zu verbessern.
  • Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art, diese zu realisieren, werden ersichtlicher und die Erfindung selbst wird am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, verstanden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer Bearbeitungsvorrichtung darstellt;
    • 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Kunststoffbeschichtungsmittel die vordere Oberfläche eines Werkstücks mit einem Kunststoff beschichtet; und
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein gehärteter Kunststoff eben ausgestaltet wird, indem er durch sich drehende Schleifsteine geschliffen wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine in 1 dargestellte Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine vordere Oberfläche Wa eines Werkstücks W mit einem Kunststoff beschichten und den aufgebrachten Kunststoff mit den Schleifsteinen 641 schleifen kann. An einer Vorderseite (-Y-Richtungsseite) einer Basis 10 der Bearbeitungsvorrichtung 1 sind eine erste Kassette 51, in der mehrere Ebenen von Fächern ausgebildet sind und die in der Lage ist, in Form von Fächern mehrere Werkstücke W vor einem Kunststoffbeschichten aufzunehmen, und eine zweite Kassette 52 vorgesehen, in der mehrere Ebenen von Fächern ausgebildet sind und die in der Lage ist, in Form von Fächern mehrere Werkstücke W aufzunehmen, nachdem ein aufgebrachter Kunststoff geschliffen ist. Die erste Kassette 51 ist an einem in der Basis 10 angeordneten ersten Kassettenanbringmittel 53 angebracht und die zweite Kassette 52 ist an einem in der Basis 10 angeordneten zweiten Kassettenanbringmittel 54 angebracht.
  • Die mehreren in Form von Fächern in der ersten Kassette 51 untergebrachten Werkstücke W sind beispielsweise jeweils ein Halbleiterwafer, der Silizium als ein Basismaterial aufweist und dessen äußere Form eine Form einer kreisförmigen Platte ist. Mehrere vorgesehene Teilungslinien S, die einander in einem rechten Winkel schneiden, sind an einer vorderen Oberfläche Wa, die in 1 nach oben zeigt, ausgebildet. Ein Bauelement D, wie beispielsweise IC oder dergleichen, ist in jedem der durch die vorgesehenen Teilungslinien S gitterartig unterteilten Bereiche ausgebildet. Indessen kann das Werkstück W aus Galliumarsenid, Saphir, Galliumnitrid, Siliziumcarbid oder dergleichen anstelle von Silizium ausgebildet sein und es kann sein, dass die externe Form des Werkstücks W keine kreisförmige Form ist, sondern, dass sie beispielsweise in einer rechtwinkligen Form ausgebildet ist. Das Zuführen der Werkstücke W zur Bearbeitungsvorrichtung 1 wird effizient durch ein Anbringen der ersten Kassette 51, in der die mehreren Werkstücke W am ersten Kassettenanbringmittel 53 untergebracht sind, durchgeführt.
  • Das erste Kassettenanbringmittel 53 und das zweite Kassettenanbringmittel 54 haben eine ähnliche Ausgestaltung. Deswegen wird im Folgenden nur die Ausgestaltung des ersten Kassettenanbringmittels 53 beschrieben werden. Das erste Kassettenanbringmittel 53 beinhaltet beispielsweise eine Kassettenbühne 531, an der die erste Kassette 51 angebracht ist. Die Kassettenbühne 531 wird durch einen nicht dargestellten Aufzug in einer vertikalen Richtung bewegt.
  • Nicht dargestellte Kassettenpositionierungselemente, deren externe Form in einer Draufsicht im Wesentlichen eine L-Form ist, sind beispielsweise an vier Ecken einer oberen Oberfläche der Kassettenbühne 531 angeordnet. Die erste Kassette 51 ist an der oberen Oberfläche der Kassettenbühne 531 so angebracht, dass Eckteile an einer unteren Oberflächenseite der ersten Kassette 51 mit den Kassettenpositionierungselementen in Eingriff stehen. Eine Bewegung der ersten Kassette 51 in einer horizontalen ebenen Richtung wird dadurch begrenzt, sodass die erste Kassette 51 daran gehindert wird, verschoben zu werden.
  • In der Nähe der ersten Kassette 51 und der zweiten Kassette 52 ist ein erster Transferroboter 81 angeordnet, der Funktionen eines Transportierens eines Werkstücks W aus der ersten Kassette 51, bevor es mit einem Kunststoff beschichtet wird, und eines Transportierens des Werkstücks W in die zweite Kassette 52, nachdem der aufgebrachte Kunststoff geschliffen worden ist, aufweist. Der erste Transferroboter 81 ist ein Gelenkroboter, der durch Koppeln von mehreren Armen mit Drehmitteln, die die Arme drehen, ausgebildet ist. Der erste Transferroboter 81 hat an seinem Vorderende, eine Roboterhand 810, die das Werkstück W ansaugen und halten kann. Die Roboterhand 810 kann entweder von einem Typ sein, die in Kontakt mit dem Werkstück W kommt und eine Ansaugkraft auf das Werkstück W übertragt, oder von einem Typ, der das Werkstück W auf eine kontaktlose Weise ansaugt und hält, indem er ein Bernoulli-Prinzip benutzt.
  • In einem beweglichen Bereich des ersten Transferroboters 81 sind Positionierungsmittel 14 angeordnet, die das Werkstück W vor der Beschichtung mit einem Kunststoff an einer vorgegebenen Position anordnen, und eine Reinigungsvorrichtung 15, die das Werkstück W reinigt, nachdem der aufgebrachte Kunststoff geschliffen worden ist.
  • Das Positionierungsmittel 14 zentriert das Werkstück W, das durch den ersten Transferroboter 81 auf einen Sockel 140 transportiert wird, während es die Position des Werkstücks W durch ein Drücken einer äußeren Umfangskante des Werkstücks W durch jeden Kontaktstift 141 korrigiert, der sich so bewegt, dass er einen Durchmesser reduziert, während er dessen die Position auf einem gleichen Umfang aufrechterhält.
  • Die Reinigungsvorrichtung 15 ist beispielweise eine einzelne Waferdrehreinigungsvorrichtung. Die Reinigungsvorrichtung 15 kann das Werkstück W durch einen nicht dargestellten Reinigungstisch zurückhalten, nachdem der aufgebrachte Kunststoff geschliffen worden ist, wobei das Werkstück W durch den ersten Transferroboter 81 befördert worden ist, und ein Werkstück nach dem anderen W durch ein Strahlen von Reinigungswasser auf den Kunststoff des zurückgehaltenen Werkstücks W reinigen (einen Schleifabrieb, der vom Kunststoff oder dergleichen stammt, entfernen). Indessen kann die Reinigungsvorrichtung 15 eine Mehrfach-Reinigungsvorrichtung sein, die mehrere Werkstücke W gleichzeitig reinigen kann.
  • Ein zweiter Transferroboter 82 ist in der Nähe des Positionierungsmittels 14 angeordnet. Ein dritter Transferroboter 83 ist in der Nähe der Reinigungsvorrichtung 15 angeordnet. Der zweite Transferroboter 82 befördert das Werkstück W vor einer Kunststoffbeschichtung, wobei das Werkstück W durch das Positionierungsmittel 14 zentriert wird (ist?), zu einem Drehtisch 20 eines Kunststoffbeschichtungsmittels 2, das später beschrieben wird. Zusätzlich überträgt der zweite Transferroboter 82 das Werkstück W in einem Zustand, in dem ein Kunststofffilm gehärtet wird, indem es in einem Kunststoffhärtmittel 4 Ultraviolett (UV)-Strahlung unterzogen wird, vom Drehtisch 20 zu einem später beschriebenen Haltetisch 30.
  • Der zweite Transferroboter 82 beinhaltet beispielsweise: ein Ansaugkissen 820, dessen externe Form eine Scheibenform ist und dessen untere Oberfläche eine Ansaugoberfläche bildet, die das Werkstück W ansaugt und hält; einen Arm 821, der sich in einer horizontalen Richtung erstreckt und an dem an einer unteren Oberfläche eines vorderen Endes des Arms 821 das Ansaugkissen 820 befestigt ist; und ein Armbewegungsmittel 822, das den Arm 821 in der horizontalen Richtung um eine Achse in einer Z-Achsen-Richtung dreht, wobei das Armbewegungsmittel 822 mit dem Arm 821 verbunden ist. Der Arm 821 kann beispielsweise in der Z-Achsen-Richtung durch das Armbewegungsmittel 822 vertikal bewegbar sein.
  • Der dritte Transferroboter 83 befördert das Werkstück W, nachdem der gehärtete Kunststoff durch das in 1 dargestellte Kunststoffschleifmittel 6 geschliffen worden ist, vom Haltetisch 30 zu einem Reinigungstisch der Reinigungsvorrichtung 15. Die Ausgestaltung des dritten Transferroboters 83 ist der Ausgestaltung des zweiten Transferroboters 82 ähnlich und daher wird auf eine Beschreibung davon verzichtet.
  • Das Kunststoffbeschichtungsmittel 2, das die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W mit einem Kunststoff beschichtet, wobei das Kunststoffbeschichtungsmittel 2 in einem beweglichen Bereich des zweiten Transferroboters 82 an der Basis 10 angeordnet ist, ist beispielsweise ein Rotationsbeschichter (Rotationsbeschichtungsmittel). Das Kunststoffbeschichtungsmittel 2 beinhaltet: den Drehtisch 20, der das Werkstück W mit einer aus einem porösen Element oder dergleichen ausgebildeten Halteoberfläche 20a ansaugt und hält; und eine Düse 21, die einen flüssigen Kunststoff zur vorderen Oberfläche Wa des am Drehtisch 20 gehaltenen Werkstücks W zuführt. Indessen wird der Umfang des Drehtischs 20 durch eine nicht dargestelltes Gehäuse umgeben und der Drehtisch 2 ist daher so ausgestaltet, dass er den flüssigen Kunststoff während des Kunststoffbeschichtens nicht in die Umgebung verteilt.
  • Die Düse 21 ist beispielsweise an der Seite des Drehtischs 20 errichtet und in einer von der Seite gesehenen im Wesentlichen L-förmigen äußeren Form ausgebildet. Eine Zuführöffnung, die an einem vorderen Endteil der Düse 21 ausgebildet ist, öffnet sich in Richtung der Halteoberfläche 20a des Drehtischs 20. Die Düse 21 kann in der Z-Achsen-Richtung um eine Achse gedreht werden und kann daher die Zuführöffnung von oberhalb des Drehtischs 20 zu einer zurückgezogenen Position bewegen. Der von der Düse 21 zugeführte flüssige Kunststoff weist beispielweise die Eigenschaft auf, dass er durch ein Bestrahlen mit einem Ultraviolettstrahl einer vorgegebenen Wellenlänge gehärtet wird. Zusätzlich kann der flüssige Kunststoff beispielweise eine Eigenschaft aufweisen, dass er nach einem Härten wasserunlöslich wird.
  • Der Umfang des Drehtischs 20 ist von einer Abdeckung 23 umgeben. Ein Drehmittel 24 (siehe 2), das einen Motor und eine Drehwelle oder dergleichen beinhaltet, ist unterhalb des Drehtischs 20 angeordnet.
  • Der Drehtisch 20 kann in der Z-Achsen-Richtung durch das Drehmittel 24 um eine Achse gedreht werden. Zusätzlich kann der Drehtisch 20 durch einen vierten Übertragungsmechanismus 84 als ein Kunststoffhärtungszufuhr- und Befördermittel, das unterhalb der Abdeckung 23 angeordnet ist, in einer Y-Achsen-Richtung zusammen mit der Abdeckung 23 auf eine hin- und herbewegt werden.
  • An einer hinteren Seite (+Y-Richtungsseite) des Kunststoffbeschichtungsmittels 2 an der Basis 10 ist das Kunststoffhärtmittel 4 zum Härten des Kunststoffs durch ein Aufbringen eines externen Stimulus (in der vorliegenden Erfindung eine Bestrahlung des Kunststoffs mit UV) auf den Kunststoff, mit dem die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W beschichtet ist, angeordnet. Das Kunststoffhärtmittel 4 beinhaltet beispielsweise eine UV-Bestrahlungskammer 40, die eine kastenförmige äußere Form aufweist. Eine untere Seite einer vorderen Seitenwand 40a der in 1 dargestellten UV-Bestrahlungskammer 40 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Form ausgeschnitten, um eine Ein- und Ausführöffnung 40b auszubilden. Der Drehtisch 20 wird in der UV-Bestrahlungskammer 40 aufgenommen, wenn der Drehtisch 20 durch die Ein- und Ausführöffnung 40b tritt. Die Ein- und Ausführöffnung 40b der vorderen Seitenwand 40a kann durch einen nicht dargestellten Verschluss geöffnet und geschlossen werden.
  • Als ein Beispiel sind mehrere Lichtquellen für Ultraviolett (UV)-Licht wie beispielsweise Niedrigdruck-Quecksilber-UV-Lampen, eine Beleuchtung durch eine lichtemittierende Diode (LED) oder dergleichen, die einen Ultraviolettstrahl einer vorgegebenen Wellenlänge nach unten aufbringen können, an einem oberen Teil innerhalb der UV-Bestrahlungskammer 40 angeordnet. Nachdem der Drehtisch 20, der das Werkstück 20, das mit einem Kunststoff beschichtet ist, hält, in der UV-Bestrahlungskammer 40 aufgenommen ist, wird das Ultraviolettlicht von der Ultraviolettlicht-Lichtquelle auf die vordere Oberfläche Wa des unterhalb platzierten Werkstücks W aufgebracht. Der Kunststoff, mit dem die vordere Oberfläche Wa beschichtet ist, wird dadurch gehärtet, um einen Kunststofffilm auszubilden, der die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W schützt.
  • Indessen kann beispielsweise der Drehtisch 20 aus einem transparenten Element wie beispielsweise Glas oder dergleichen ausgebildet sein und die Lichtquellen des Ultraviolettlichts können unterhalb des Drehtischs 20 innerhalb der UV-Bestrahlungskammer 40 angeordnet sein. In diesem Fall wird das Ultraviolettlicht durch den transparenten Drehtisch 20 transmittiert und von unterhalb auf den aufgebrachten Kunststoff aufgebracht.
  • Die Ausgestaltung des Kunststoffhärtmittels 4 ist nicht auf das Beispiel in der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem der Kunststofffilm, mit dem die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W vom Kunststoffbeschichtungsmittel 2 beschichtet wird, aus einem durch Erwärmen gehärteten wärmehärtenden Kunststoff ausgebildet ist, das Kunststoffhärtmittel 4 so ausgestaltet sein, dass es eine Erwärmeinrichtung oder eine Infrarotlampe innerhalb eines Gehäuses enthält und den aufgebrachten Kunststofffilm durch ein Aufbringen von Wärme auf den aufgebrachten Kunststofffilm härtet.
  • Wie in 1 dargestellt, ist der Haltetisch 30 in der Y-Achsen-Richtung von einer Mitte in einem Bereich an der -X-Richtungsseite der Basis 10 zur Hinterseite der Vorrichtung bewegbar. Der Haltetisch 30 weist beispielsweise eine kreisförmige äußere Form auf. Der Haltetisch 30 saugt das Werkstück W an einer oberen Oberfläche 300 (Halteoberfläche 300), die aus einem porösen Element oder dergleichen ausgebildet ist und mit einer nicht dargestellten Ansaugquelle in Verbindung steht, an und hält ihn daran. Der Haltetisch 30 wird von einer Abdeckung 31a umgeben. Der Haltetisch 30 ist um eine Achse in der Z-Achsen-Richtung drehbar und über ein Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel (nicht dargestellt), das unterhalb der Abdeckung 31a und einer Balgabdeckung 31b, die mit der Abdeckung 31a gekoppelt ist, angeordnet ist, auf eine hin- und herbewegbare Weise in der Y-Achsen-Richtung beweglich.
  • Eine Säule 17 ist an der Hinterseite an der Basis 10 errichtet. Ein Schleifzufuhrmittel 7 zum Schleifzuführen des Kunststoffschleifmittels 6, wobei das Schleifzufuhrmittel 7 an einer Vorderseiten-Oberfläche der Säule 17 angeordnet ist, beinhaltet: eine Kugelgewindespindel 70, die eine Achse in der Z-Achsen-Richtung aufweist; ein Paar Führungsschienen 71, die parallel zur Kugelgewindespindel 70 angeordnet sind; einen Motor 72, der mit der Kugelgewindespindel 70 gekoppelt ist und die Kugelgewindespindel 70 dreht; und eine Anheb- und Absenkplatte 73, die eine innere Mutter aufweist, die in die Kugelgewindespindel 70 eingeschraubt ist und einen Seitenabschnitt in Gleitkontakt mit den Führungsschienen 71 aufweist. Wenn der Motor 72 die Kugelgewindespindel 70 dreht, wird die Anheb- und Absenkplatte 73 angehoben oder abgesenkt, während sie vom Paar Führungsschienen 71 geführt wird. Die Anheb- und Absenkplatte 73 trägt das Kunststoffschleifmittel 6, sodass das Anheben oder Absenken der Anheb- und Absenkplatte 73 das Kunststoffschleifmittel 6 anhebt oder absenkt.
  • Das Kunststoffschleifmittel 6 beinhaltet: eine Drehwelle 60, deren axiale Richtung eine vertikale Richtung ist; ein Gehäuse 61, das die Drehwelle 60 drehbar trägt; einen Motor 62, der die Drehwelle 60 rotatorisch antreibt; eine Anbringung 63, die an einem unteren Ende der Drehwelle 60 angebracht ist; und eine Schleifscheibe 64, die abnehmbar mit der Anbringung 63 verbunden ist. Mehrere Schleifsteine 641 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Parallelepiped-Form sind ringförmig an einer Bodenoberfläche der Schleifscheibe 64 angeordnet. Die Schleifsteine 641 werden durch ein Befestigen von abrasiven Diamantkörnern oder dergleichen daran durch ein vorgegebenes Bindemittel ausgebildet.
  • Beispielsweise wird ein nicht dargestellter Flussdurchgang, der mit einer Schleifwasserzufuhrquelle in Verbindung steht und als ein Durchgangsweg für Schleifwasser dient, innerhalb der Drehwelle 60 ausgebildet, um in der axialen Richtung der Drehwelle 60 durchzutreten. Die Flusspassage öffnet sich in der Bodenoberfläche der Schleifscheibe 64, sodass sie in der Lage ist, das Schleifwasser in Richtung der Schleifsteine 641 zu strahlen.
  • Wie in 1 dargestellt, ist ein Dickenmessmittel 19, das die Dicke des Kunststoffs nach einem Schleifen am vom Haltetisch 30 gehaltenen Werkstück W misst, über einen Bewegungspfad des Haltetischs 30 angeordnet. Das Dickenmessmittel 19 ist beispielweise ein optischer Verschiebungssensor von einem Reflexionstyp. Das Dickenmessmittel 19 beinhaltet: ein lichtprojizierendes Element, das den geschliffenen Kunststoff, mit dem die Oberfläche Wa des Werkstücks W beschichtet ist, mit Messlicht bestrahlt; und ein lichtaufnehmendes Element, das reflektiertes Licht, das, nachdem es vom lichtprojizierenden Element auf den Kunststoff aufgebracht worden ist, reflektiert wird, detektiert.
  • Das lichtprojizierende Element des Dickenmessmittels 19 bestrahlt den Kunststoff am unterhalb des Dickenmessmittels 19 positionierten Werkstück W mit dem Messlicht und das lichtaufnehmende Element des Dickenmessmittels 19 empfängt das reflektierte Licht. Dann wird eine optische Pfaddifferenz zwischen reflektiertem Licht, das an einer oberen Oberfläche des Kunststoffs reflektiert wird, und reflektiertem Licht, das an einer unteren Oberfläche des Kunststoffs reflektiert wird, nachdem es durch den Kunststoff transmittiert worden ist, berechnet, wenn das reflektierte Licht vom lichtaufnehmenden Element aufgenommen wird. Die Dicke des aufgebrachten Kunststoffs wird durch ein Triangulationsprinzip oder dergleichen auf der Basis des berechneten Wertes gemessen. Indessen ist ein Brechungsindex des Kunststoffs notwendig, wenn die optische Pfaddifferenz berechnet wird. Allerdings ist der Brechungsindex des Kunststoffs, der vom Kunststoffbeschichtungsmittel 2 aufgebracht wird, ein bekannter Parameter, und daher wird die Berechnung problemlos durchgeführt.
  • Indessen kann das Dickenmessmittel 19 an einer anderen Position als der in 1 dargestellten Position angeordnet sein und eine Art des Dickenmessmittels 19 ist nicht auf diejenige in der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Das Dickenmessmittel 19 kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es ein Paar Höhenmessmittel vom Kontakttyp (Höhenmessinstrument) enthält. Besonders beinhaltet das Dickenmessmittel 19 ein erstes Höhenmessmittel, das eine Höhe der Halteoberfläche 300 des Haltetischs 30 misst, und ein zweites Höhenmessmittel, das eine Höhe der oberen Oberfläche des Kunststoffs am am Haltetisch 30 gehaltenen Werkstücks W misst. Das erste Höhenmessmittel und das zweite Höhenmessmittel enthalten an jedem Ende davon einen Kontakt, der in der vertikalen Richtung angehoben und abgesenkt wird, und in Kontakt mit jeder der zu messenden Oberflächen kommt. Eine Höhenmessung wird in einem Zustand durchgeführt, in dem jeder der Kontakte mit einer geeigneten Kraft gegen jede der zu messenden Oberflächen gedrückt wird. Ein solches Dickenmessmittel vom Kontakttyp berechnet eine Differenz zwischen der Höhe der oberen Oberfläche des Kunststoffs nach einem Schleifen des Werkstücks W, wobei die Höhe durch das zweite Höhenmessmittel gemessen wird, und der Höhe der Halteoberfläche 300 des Haltetischs 30, wobei die Höhe vom ersten Höhenmessmittel gemessen wird. Der Wert der Differenz ist eine Summe der Dicke des Werkstücks W und der Dicke des aufgebrachten Kunststoffs. Da die Dicke des Werkstücks W bekannt ist, kann das Dickenmessmittel 19 die Dicke des aufgebrachten Kunststoffs berechnen.
  • Die Bearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet beispielsweis ein Steuerungsmittel 9, das die gesamte Vorrichtung steuert. Das Steuerungsmittel 9 beinhaltet eine zentrale Recheneinheit (CPU), die ein arithmetisches Verarbeiten gemäß einem Steuerungsprogramm durchführt, und ein Speicherelement wie einen Speicher oder dergleichen. Das Steuerungsmittel 9 ist mit dem Schleifzufuhrmittel 7, dem Kunststoffschleifmittel 6 und dergleichen durch eine nicht dargestellte Verkabelung verbunden. Dann wird unter einer Steuerung des Steuerungsmittels 9 eine Bedienung jeder Ausgestaltung des Kunststoffschleifmittels 6 gesteuert, wie beispielsweise eine Drehbedienung der Schleifscheibe 64 in der Kunststoffschleifvorrichtung 6, eine Schleifzufuhrbedienung in der Z-Achsen-Richtung des Kunststoffschleifmittels 6 durch das Schleifzufuhrmittel 7 und dergleichen.
  • Die folgende Beschreibung einer Bedienung der Bearbeitungsvorrichtung 1 erfolgt, wenn die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W unter Benutzung der Bearbeitungsvorrichtung 1 mit einem Film eines Kunststoffs beschichtet wird, der eine gewünschte Dicke aufweist.
  • Als erstes wird ein Werkstück W (das als ein erstes Werkstück W angenommen wird) beispielsweise aus einem Fach einer untersten Schicht innerhalb der ersten Kassette 51 heraus transportiert, während es vom ersten Transferroboter 81 angesaugt und gehalten wird. Als nächstes platziert der erste Transferroboter 81 das Werkstück W auf dem Sockel 140 des Positionierungsmittels 14 und danach trennt sich der erste Transferroboter vom Werkstück W. Dann bewegt sich jeder Kontaktstift 141 so, dass er den Durchmesser reduziert, und korrigiert die Position des Werkstücks W, indem er die äußere Umfangskante des Werkstücks W drückt, sodass die Mitte des Werkstücks W in der Mitte des Sockels 140 positioniert wird.
  • Nachdem die Mitte des Werkstücks W am Positionierungsmittel 14 positioniert worden ist, bewegt sich jeder Kontaktstift 141 in einer Richtung, die den Durchmesser vergrößert. Dann wird das Werkstück W im zentrierten Zustand angesaugt und danach durch den zweiten Transferroboter 82 heraus transportiert. Der zweite Transferroboter 82, der das Werkstück W ansaugt und hält, führt eine Drehbewegung durch und befördert das Werkstück W somit an die Halteoberfläche 20a des Drehtischs 20 und bringt es daran an. Nachdem das Werkstück W in einem Zustand angesaugt und gehalten wird, in dem die vordere Oberfläche Wa an der Halteoberfläche 20a des Drehtischs 20 nach oben ausgerichtet ist, trennt sich der zweite Transferroboter 82 vom Werkstück W und zieht sich vom Drehtisch 20 zurück.
  • Als nächstes führt die Düse 21 eine Drehbewegung durch und die Zuführöffnung der Düse 21 wird, wie in 2 dargestellt, beispielsweise oberhalb der Mitte der vorderen Oberfläche Wa des Werkstücks W positioniert. Dann wird der Drehtisch 20 durch das Drehmittel 24 gedreht, während ein flüssiger Kunststoff von der Düse 21 auf einen zentralen Abschnitt an der vorderen Oberfläche Wa des am Drehtisch 20 angesaugten und gehaltenen Werkstücks W getropft wird. Der getropfte flüssige Kunststoff wird durch eine Zentrifugalkraft von einer zentralen Seite an der vorderen Oberfläche Wa des Werkstücks W zu einer äußeren Umfangsseite der vorderen Oberfläche Wa des Werkstücks W verteilt. Die gesamte vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W wird dadurch mit dem Kunststoff beschichtet.
  • Das Kunststoffbeschichtungsmittel 2 in der vorliegenden Ausführungsform beschichtet somit die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W mit dem Kunststoff durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren. Allerdings besteht keine Beschränkung darauf. Beispielsweise kann das Kunststoffbeschichtungsmittel 2 die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W beispielsweise durch Vergießen oder Sprühen mit dem Kunststoff beschichten.
  • Nachdem eine vorgegebene Menge an Kunststoff auf die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W zugeführt worden ist und die vordere Oberfläche Wa mit einem Kunststofffilm einer vorgegebenen Dicke beschichtet worden ist, wird das Tropfen des flüssigen Kunststoffs aus der Düse 21 angehalten. Indessen wird die Dicke des Kunststofffilms unter Berücksichtigung der Dicke eines vom in 1 dargestellten Kunststoffschleifmittel 6 geschliffenen Teils bestimmt. Als nächstes bewegt der vierte Transfermechanismus 84, der unterhalb der in 1 dargestellten Abdeckung 23 angeordnet ist, den Drehtisch in der +Y-Richtung und befördert den Drehtisch 20 in die UV-Bestrahlungskammer 40 des Kunststoffhärtmittels 4. Ein nicht dargestellter Verschluss der UV-Bestrahlungskammer 40 wird geöffnet und der Drehtisch 20 wird durch die Ein- und Ausführöffnung 40b geführt und in die UV-Bestrahlungskammer 40 transportiert. Der Verschluss wird danach geschlossen. Ein Kunststofffilm J (siehe 3) wird innerhalb der UV-Bestrahlungskammer 40 durch ein Bestrahlen des Kunststofffilms des am Drehtisch 20 angesaugten und gehaltenen Werkstücks W mit UV einer vorgegebenen Wellenlänge gehärtet.
  • Nachdem der Kunststofffilm J des Werkstücks W für eine vorgegebene Zeit mit dem UV bestrahlt worden ist, bewegt der vierte Transfermechanismus 84 den Drehtisch 20 in die -Y-Richtung und transportiert den Drehtisch 20 aus dem Kunststoffhärtmittel 4 heraus. Nachdem der Drehtisch 20 innerhalb des beweglichen Bereichs des zweiten Transferroboters 82 positioniert worden ist, saugt der zweite Transferroboter 82 das Werkstück W an und transportiert das Werkstück W aus dem Drehtisch 20 heraus. Beispielsweise führt der zweite Transferroboter 82, der den Kunststofffilm J des Werkstücks W ansaugt und hält, eine Drehbewegung durch, befördert das Werkstück W auf die Halteoberfläche 300 des Haltetischs 30 und platziert das Werkstück W, wobei der Kunststofffilm J nach oben ausgerichtet ist. Nachdem das Werkstück W an der Halteoberfläche 300 des Haltetischs 30 angesaugt und gehalten wird, trennt sich der zweite Transferroboter 82 vom Werkstück W.
  • Der Haltetisch 30, der das Werkstück W hält, bewegt sich in der +Y-Richtung zu einer Position unterhalb des Kunststoffschleifmittels 6. Wie in 3 dargestellt, wird ein Drehzentrum der Schleifscheibe 64 so positioniert, das es in Bezug auf das Drehzentrum des Werkstücks W in der +Y-Richtung um einen vorgegebenen Abstand versetzt ist, und eine Rotationstrajektorie von Schleifsteinen 641 wird so positioniert, dass sie durch das Drehzentrum des Werkstücks W verläuft. Die Schleifscheibe 64 wird gedreht, wenn der in 1 dargestellte Motor 62 die Drehwelle 60 rotatorisch antreibt. Zusätzlich wird das Kunststoffschleifmittel 6 vom in 3 dargestellten Schleifzufuhrmittel 7 in der -Z-Richtung zugeführt und die Schleifsteine 641 der sich drehenden Schleifscheibe 64 stoßen an die obere Oberfläche des gehärteten Kunststofffilms J an. Dadurch wird ein Schleifen durchgeführt. Zusätzlich wird, wenn der Haltetisch 30 gedreht wird, das an der Halteoberfläche 300 gehaltene Werkstück W auch gedreht, sodass die gesamte obere Oberfläche des Kunststofffilms J geschliffen wird und flach ausgebildet wird. Beispielsweise wird während eines Schleifens durch den Flussdurchgang innerhalb der Drehwelle 60 Schleifwasser zu Kontaktteilen der Schleifsteine 641 und dem Kunststofffilm J zugeführt, um die Kontaktteile zu kühlen und zu reinigen.
  • Nachdem der Kunststofffilm J von den Schleifsteinen 641 um einen vorgegebenen Betrag geschliffen worden ist, hebt das Schleifzufuhrmittel 7 das Kunststoffschleifmittel 6 an und trennt das Kunststoffschleifmittel 6 vom Werkstück W. Darüber hinaus misst das Dickenmessmittel 19 die Dicke des Kunststofffilms J nach dem Schleifen am Haltetisch 30, dessen Drehung angehalten ist. Das Dickenmessmittel 19 sendet eine Information über die Dicke des Werkstücks W (erstes Werkstück W) zum Speicher des Steuerungsmittels 9.
  • Das Steuerungsmittel 9 speichert die Information.
  • Der Haltetisch 30, der das Werkstück W ansaugt und hält, nachdem die Dicke vom Dickenmessmittel 19 gemessen worden ist, wird in der -Y-Richtung bewegt und innerhalb des beweglichen Bereichs des dritten Transferroboters 83 positioniert. Der dritte Transferroboter 83 saugt das Werkstück W dann an und transportiert das Werkstück W vom Haltetisch 30 weg. Dann führt der dritte Transferroboter 83, der den Kunststofffilm J des Werkstücks W ansaugt und hält, eine Drehbewegung durch und transportiert das Werkstück W in die Reinigungsvorrichtung 15.
  • Nachdem die geschliffene Oberfläche des Kunststofffilms J des Werkstücks W in der Reinigungsvorrichtung 15 gereinigt worden ist, befördert der erste Transferroboter 81 das Werkstück W aus der Schleifvorrichtung 15 heraus und befördert das Werkstück W beispielsweise in ein Fach einer untersten Ebene in der zweiten Kassette 52. Das Steuerungsmittel 9 speichert dann die vorher gespeicherte Dicke des Kunststofffilms J des ersten Werkstücks W und die Ebenennummer (unterste Ebene) des Fachs innerhalb der zweiten Kassette 52, in welches das erste Werkstück W aufgenommen ist, in Verbindung miteinander.
  • Somit beinhaltet die Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung: das erste Kassettenanbringmittel 53, das mit der ersten Kassette 51 versehen ist, die mehrere Werkstücke W aufnimmt, und das zweite Kassettenanbringmittel 54, das mit der zweiten Kassette 52 versehen ist, die mehrere Werkstücke W aufnimmt; das Kunststoffbeschichtungsmittel 2, das die vordere Oberfläche Wa des Werkstücks W mit einem Kunststoff beschichtet; das Kunststoffhärtmittel 4, das den Kunststoff härtet, indem es einen externen Stimulus (in der vorliegenden Ausführungsform eine Bestrahlung mit UV) auf den aufgebrachten Kunststoff aufbringt; das Kunststoffschleifmittel 6, das den gehärteten Kunststoff durch ein Schleifen des gehärteten Kunststoffs durch die Schleifsteine 641, die sich drehen, eben ausbildet; und den ersten Transferroboter 81, den zweiten Transferroboter 82, den dritten Transferroboter 83 und den vierten Transfermechanismus 84, die das Werkstück zwischen den Mitteln befördern. Es ist daher möglich, die Dicke des aufgebrachten Kunststofffilms J auf eine gewünschte Dicke einzustellen und die freiliegende Oberfläche (geschliffene Oberfläche) des Kunststofffilms J mit hoher Präzision nur innerhalb der Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eben auszubilden.
  • Danach transportiert der erste Transferroboter 81 wie in der Ausbildung des Kunststofffilms J am oben beschriebenen ersten Werkstück, dessen Dicke gesteuert wird, die in der ersten Kassette 51 aufgenommenen Werkstücke W nacheinander aus einem unteren Fach heraus, um eine Kunststoffbeschichtung, das Härten des aufgebrachten Kunststofffilms, das Schleifen des Kunststofffilms und das Reinigen des Kunststofffilms durchzuführen. Die Werkstücke W, die mit dem Kunststoffilm beschichtet sind, werden nacheinander in der zweiten Kassette 52, beispielsweise beginnend mit einem unteren Fach untergebracht. Zusätzlich werden die Ebenennummern der jeweiligen Fächer innerhalb der zweiten Kassette 52 und der Dickenwert der Kunststofffilme der Werkstücke W, die in den Fächern der Ebenennummern untergebracht werden, miteinander verknüpft und nacheinander durch das Steuerungsmittel 9 gespeichert.
  • Wenn das Kunststoffbeschichten, das Härten des aufgebrachten Kunststofffilms, das Schleifen des Kunststofffilms und das Reinigen des Kunststofffilms somit beispielsweise an allen Werkstücken W innerhalb der ersten Kassette 51 durchgeführt worden ist, und die Werkstücke W, die mit dem Kunststoff beschichtet sind, in allen Fächern der zweiten Kassette 52 aufgenommen sind, wird die zweite Kassette 52 in einem nächsten Prozess durch ein nicht dargestelltes Befördermittel oder dergleichen zu einer Schleifvorrichtung befördert.
  • Die Schleifvorrichtung saugt die Kunststofffilmseite eines Werkstücks W im nächsten Prozess über einen Haltetisch an und hält sie, und gestaltet das Werkstück W durch ein Schleifen einer hinteren Oberfläche Wb des vom Haltetisch gehaltenen Werkstücks W durch eine sich drehende Schleifscheibe dünn aus. Beispielsweise ist das Steuerungsmittel 9 der Bearbeitungsvorrichtung 1 über eine Verkabelung elektrisch mit der Schleifvorrichtung im nächsten Prozess verbunden. Das Steuerungsmittel 9 überträgt eine Information über die vorher gespeicherten Ebenennummern der jeweiligen Fächer innerhalb der zweiten Kassette 52 und die vorher gespeicherten Dickenwerte der Kunststofffilme der jeweiligen Werkstücke W, die in den Fächern der jeweiligen Ebenennummern aufgenommen sind, zu einem Steuerungsmittel der Schleifvorrichtung. Deswegen kann in der Schleifvorrichtung im nächsten Prozess unter Benutzung der übertragenen Information über die Dicken der Kunststofffilme der Werkstücke W oder dergleichen eine geeignete Einstellung einer Schleifzufuhrposition von einem Schleifmittel oder dergleichen erfolgen. Es ist daher möglich, eine Präzision einer Enddicke nach einem Schleifen des Werkstücks W zu verbessern.
  • Es ist anzumerken, dass die Bearbeitungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorangegangene Ausführungsform beschränkt ist und dass die Form oder dergleichen von jeder Ausgestaltung der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen ebenfalls nicht darauf beschränkt ist, sondern innerhalb eines Bereichs, in dem Effekte der vorliegenden Erfindung hervorgerufen werden können, geeignet geändert werden kann.
  • Beispielsweise können, während der erste Transferroboter 81, der zweite Transferroboter 82 und der dritte Transferroboter 83 in der vorliegenden Ausführungsform Befördermittel sind, die das Werkstück W durch eine Ansaugkraft ansaugen und halten, der erste Transferroboter 81, der zweite Transferroboter 82 und der dritte Transferroboter 83 beispielsweise Befördermittel von einem Kantenklemmentyp sein, die das Werkstück W befördern, während sie die äußere Umfangskante des Werkstücks W durch mehrere Sperrklinken halten, die zu einer Durchmesserreduktion in einer radialen Richtung fähig sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Patentansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Schutzbereichs der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009043931 [0003]

Claims (3)

  1. Werkstückbearbeitungsvorrichtung, die eine vordere Oberfläche eines Werkstücks mit einem Kunststoff beschichtet, wobei am Werkstück in jedem Bereich, der durch mehrere vorgesehene Teilungslinien, gitterartig ausgebildet sind, unterteilt ist, ein Bauelement ausgebildet ist, wobei die Werkstückbearbeitungsvorrichtung aufweist: ein Kassettenanbringmittel, das mit einer Kassette versehen ist, die mehrere Werkstücke aufnimmt; ein Kunststoffbeschichtungsmittel, das die vordere Oberfläche des Werkstücks mit dem Kunststoff beschichtet; ein Kunststoffhärtmittel, das den Kunststoff durch ein Aufbringen eines externen Stimulus auf den aufgebrachten Kunststoff härtet; ein Kunststoffschleifmittel, das den gehärteten Kunststoff durch ein Schleifen des gehärteten Kunststoffs durch einen sich drehenden Schleifstein eben ausbildet; und ein Befördermittel, das das Werkstück zwischen dem Kassettenanbringmittel, dem Kunststoffbeschichtungsmittel, dem Kunststoffhärtmittel und dem Kunststoffschleifmittel befördert.
  2. Werkstückbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kunststoffbeschichtungsmittel die vordere Oberfläche des Werkstücks durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren mit dem Kunststoff beschichtet.
  3. Werkstückbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Werkstückbearbeitungsvorrichtung eine Dicke des Kunststoffs misst, nachdem er geschliffen worden ist, und die gemessene Dicke des Kunststoffs zu einer Schleifvorrichtung in einem nächsten Prozess überträgt, wobei die Schleifvorrichtung das Werkstück durch ein Schleifen einer hinteren Oberfläche des Werkstücks mit einer vorgegebenen Dicke dünn ausgestaltet.
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