JP2006218551A - Cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,切削装置に関し,特に,被加工物を切削する際に生じた切削屑を切削液とともに装置外部に排出する機構を備えた切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting device, and more particularly to a cutting device having a mechanism for discharging cutting waste generated when cutting a workpiece together with a cutting fluid to the outside of the device.
半導体ウェハ等の被加工物を切削する切削装置は,高速回転する切削ブレードと切削水供給ノズルとを備えた切削手段を用いて,切削水を供給しながら,チャックテーブルに保持された被加工物を切削する装置(例えばダイシング装置)である。この切削装置では,チャックテーブルは支持基台によって水平面上で回転可能に支持され,この支持基台はX軸方向(切削方向)に往復移動可能である。また,切削手段は,Y軸及びZ軸方向に移動可能となっている。 A cutting apparatus for cutting a workpiece such as a semiconductor wafer uses a cutting means having a cutting blade rotating at high speed and a cutting water supply nozzle to supply the cutting water and hold the workpiece held on the chuck table. Is a device (for example, a dicing device). In this cutting apparatus, the chuck table is rotatably supported on a horizontal plane by a support base, and the support base can reciprocate in the X-axis direction (cutting direction). The cutting means is movable in the Y-axis and Z-axis directions.
また,上記支持基台のY軸方向両側には,切削加工により生じた切削屑や切削水を受け止めるウォーターケースが,当該支持基台の移動経路に沿って延設されている。さらに,上記支持基台のX軸方向の両端には,一対の伸縮自在な蛇腹部材が連結されており,この蛇腹部材は,支持基台の移動経路となるウォーターケースの開口部を覆っている。 Further, water cases for receiving cutting waste and cutting water generated by the cutting process are extended along the movement path of the support base on both sides in the Y-axis direction of the support base. Further, a pair of telescopic bellows members are connected to both ends of the support base in the X-axis direction, and the bellows members cover the opening of the water case that becomes the movement path of the support base. .
かかる構成の切削装置は,被加工物を保持したチャックテーブルをX軸方向に往復移動させながら,切削手段をY軸及びZ軸方向に移動させ,高速回転する切削ブレードを被加工物に切り込ませることによって,被加工物の切削ライン(ストリート)をX軸方向に切削する。 The cutting device having such a configuration moves the cutting means in the Y-axis and Z-axis directions while reciprocating the chuck table holding the workpiece in the X-axis direction, and cuts a cutting blade that rotates at high speed into the workpiece. By cutting, the cutting line (street) of the workpiece is cut in the X-axis direction.
このような切削加工時には,支持基台のX軸方向の往復移動に伴って一側の蛇腹部材が伸長し,他側の蛇腹部材が収縮するため,ウォーターケースの開口部,即ち支持基台の移動経路は,上記蛇腹部材により常に上方から覆われた状態となる。かかる構成により,切削加工時には,上記切削水供給ノズルから供給された切削水,および切断加工により生じた切削屑を,上記一対の蛇腹部材で受けとめてウォーターケース内に落下させることができる。そして,この切削水および切削屑は,ウォーターケースの内周壁と外周壁との間の排水路を流れて,ウォーターケースの排水口から装置外部に排出される。このようにして,装置内部に切削水が侵入することを防止している。 During such cutting, the bellows member on one side expands and the bellows member on the other side contracts with the reciprocation of the support base in the X-axis direction, so that the opening of the water case, that is, the support base The movement path is always covered from above by the bellows member. With this configuration, at the time of cutting, the cutting water supplied from the cutting water supply nozzle and the cutting waste generated by the cutting can be received by the pair of bellows members and dropped into the water case. Then, the cutting water and the cutting waste flow through the drainage passage between the inner peripheral wall and the outer peripheral wall of the water case, and are discharged from the water case outlet to the outside of the apparatus. In this way, cutting water is prevented from entering the apparatus.
しかしながら,例えば,セラミックスのように比較的比重が大きい被加工物を切削した場合は,ウォーターケースの底部にセラミックスの切削屑が堆積し,排水路が塞がれてしまうことがある。この結果,使用済みの切削水が排水口まで流れず,ウォーターケースから溢れ出て装置内部に侵入してしまうという問題があった。このような問題は,被加工物がセラミックス基板である場合に限られたものでなく,CSP基板等である場合にも,切断加工により大きな端材が発生するため,当該端材がウォーターケースの底部に堆積してしまうという問題が生じる。 However, for example, when a workpiece having a relatively high specific gravity, such as ceramics, is cut, ceramic cutting waste accumulates on the bottom of the water case, and the drainage channel may be blocked. As a result, there is a problem that the used cutting water does not flow to the drain port but overflows from the water case and enters the inside of the apparatus. Such a problem is not limited to the case where the workpiece is a ceramic substrate, and even when the workpiece is a CSP substrate or the like, a large end material is generated by the cutting process. The problem of depositing at the bottom arises.
かかる問題を解決するために,特許文献1では,ウォーターケースの排水路の底部に噴射ノズルを設けて,液体あるいはエアを噴射することによって,水流を発生させて切削屑を押し流す手法が記載されている。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 describes a technique in which an injection nozzle is provided at the bottom of a drainage passage of a water case, and a liquid or air is injected to generate a water flow and push away cutting waste. Yes.
また,別の解決方法として,特許文献2には,チャックテーブルをX軸方向に移動可能に支持する移動支持部材の側面に,スリットから洗浄水を噴射する噴射ノズルや,ウォーターケースの底部に接触して移動するワイパーを設けることによって,切削屑をウォーターケースの底部から除去する手法が記載されている。この手法では,噴射ノズルが移動可能であるため,噴射ノズルを固定する場合よりも少数の噴射ノズルで同様な効果が得られ,また,ワイパーを使用するために噴射ノズルにより発生させる水流も小さくてよいという利点がある。 As another solution, Patent Document 2 discloses that a side surface of a moving support member that supports a chuck table so as to be movable in the X-axis direction is in contact with an injection nozzle that injects cleaning water from a slit or a bottom portion of a water case. A method for removing cutting waste from the bottom of the water case by providing a moving wiper is described. In this method, since the injection nozzle is movable, the same effect can be obtained with a smaller number of injection nozzles than when the injection nozzles are fixed, and the water flow generated by the injection nozzles is small because the wiper is used. There is an advantage of being good.
しかしながら,上記特許文献1に記載の手法では,噴射ノズルを複数箇所に設置しないと端材を十分に押し流すことができないといった問題や,排水路の底部に設置された噴射ノズルによって却って切削屑が堰き止められてしまうといった問題があった。 However, in the method described in Patent Document 1, there is a problem that the end material cannot be sufficiently washed away unless the injection nozzles are installed at a plurality of locations, or the cutting waste is dammed by the injection nozzle installed at the bottom of the drainage channel. There was a problem of being stopped.
また,上記特許文献2に記載の手法では,ワイパーを設置することにより装置構成が複雑化するとともに,コスト増大の要因になる。かかる理由から,本願発明者らは,ワイパーを使用せずに噴射ノズルのみを使用する構成を検討した。しかし,本願発明者らが検証した結果では,通常の噴射ノズルを用いたのでは,上記のような重くて大きい切削屑等を除去するために十分な水流を発生させることができないという事実が判明した。この事実は,上記特許文献2において,噴射ノズルは補助的な手段であり設置されても設置されなくてもよいと記載されており,噴射ノズルのみで切削屑を除去できるとは示唆されていないことからも明らかである。 In the method described in Patent Document 2, the installation of the wiper complicates the device configuration and increases the cost. For this reason, the inventors of the present application have studied a configuration in which only a spray nozzle is used without using a wiper. However, as a result of verification by the inventors of the present application, it has been found that the use of a normal injection nozzle cannot generate a sufficient water flow to remove such heavy and large cutting waste. did. This fact is described in Patent Document 2 that the injection nozzle is an auxiliary means and may or may not be installed, and it is not suggested that the cutting waste can be removed only by the injection nozzle. It is clear from that.
このため,本願発明者らは,ウォーターケース内の切削屑を除去するために十分な水流を発生させるために,噴射ノズルから噴射される水の水圧を上げることを検討した。しかし,このような高い水圧を発生させるためには,加工点への切削液供給などといった他の目的のために共通に使用される給水ポンプ等の給液手段とは別途に,洗浄水用の高圧ポンプや貯水タンクなどの特別な給液手段を専用に設ける必要があるという問題があった。 For this reason, the inventors of the present application examined increasing the water pressure of water sprayed from the spray nozzle in order to generate a sufficient water flow to remove the cutting waste in the water case. However, in order to generate such a high water pressure, there is no need for cleaning water separately from liquid supply means such as a water supply pump commonly used for other purposes such as supply of cutting fluid to the processing point. There was a problem that special liquid supply means such as a high-pressure pump and a water storage tank had to be provided exclusively.
そこで,本発明は,上記のような問題に鑑みてなされたもので,その目的とするところは,ウォーターケース用の噴射ノズルの設置数を低減でき,かつ,当該噴射ノズル専用の高圧ポンプ等を別途設けなくても,ウォーターケースの底部に堆積した切削屑を好適に除去することが可能な,新規かつ改良された切削装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to reduce the number of water nozzle injection nozzles and to provide a high-pressure pump dedicated to the injection nozzle. It is an object of the present invention to provide a new and improved cutting apparatus capable of suitably removing cutting chips accumulated on the bottom of a water case without providing them separately.
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,被加工物を保持するチャックテーブルと,チャックテーブルを支持する支持基台と,支持基台を切削方向に往復移動させて,チャックテーブルを切削送りする切削送り手段と,切削液(例えば切削水)を供給しながら切削ブレードによって被加工物を切削する切削手段と,支持基台の移動経路の両側に配設され,被加工物の切削により生じた切削屑および切削液を受け止めるウォーターケースと,ウォーターケースから切削液および切削屑を外部に排出する排出部と,を備えた切削装置が提供される。この切削装置は,支持基台に設置され,液体(例えば水)と気体(例えば空気)とを混合させた流体をウォーターケース内に噴射することによって,ウォーターケースが受け止めた切削屑および切削液を排出部に押し流す2流体噴射ノズルを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, a chuck table that holds a workpiece, a support base that supports the chuck table, and a support base that reciprocates in the cutting direction are provided. A cutting feed means for cutting and feeding the table, a cutting means for cutting the work piece with a cutting blade while supplying a cutting fluid (for example, cutting water), and a work piece disposed on both sides of the movement path of the support base. A cutting device is provided that includes a water case that receives cutting waste and cutting fluid generated by cutting, and a discharge unit that discharges the cutting fluid and cutting waste from the water case to the outside. This cutting apparatus is installed on a support base and ejects fluid mixed with liquid (for example, water) and gas (for example, air) into the water case, so that cutting waste and cutting fluid received by the water case are removed. A two-fluid injection nozzle that is forced to flow into the discharge portion is provided.
かかる構成により,2流体噴射ノズルによって混合流体を噴射することによって,切削屑の比重が重い場合(セラミックス等)や,切削屑が大きい端材である場合(CSP基板等)などであっても,ウォーターケース内に堆積した切削屑に大きな圧力を作用させて,好適に押し流すことができる。このとき,2流体噴射ノズルに液体を供給する給液手段としては,他の切削液供給ノズル等に用いられる高圧ポンプやタンク等の給液手段を共用できるので,2流体噴射ノズル専用の給液手段を別途に増設する必要がない。 With such a configuration, even when the specific gravity of the cutting waste is heavy (ceramics, etc.) or when the cutting waste is a large end material (CSP substrate, etc.) by injecting the mixed fluid with the two-fluid injection nozzle, A large pressure can be applied to the cutting waste accumulated in the water case, so that it can be suitably swept away. At this time, as the liquid supply means for supplying the liquid to the two-fluid injection nozzle, liquid supply means such as a high-pressure pump and a tank used for other cutting liquid supply nozzles can be shared. There is no need to add additional means.
さらに,この2流体噴射ノズルは,チャックテーブルを支持する支持基台に取り付けられているので,切断加工時には,チャックテーブルを切削送りする支持基台の動作に伴って,2流体噴射ノズルがウォーターケースの排液路に沿って切削方向(X軸方向)に往復移動する。このように2流体噴射ノズルを移動式とすることで,排出部付近に堆積した切削屑に対しても,その近傍から直接的に高圧の混合流体を噴射して,当該切削屑を確実に除去することができる。従って,固定式の噴射ノズルを設置した場合よりも少ない設置数の噴射ノズルで,同等以上の切削屑除去効果が得られる。 Further, since the two-fluid injection nozzle is attached to the support base that supports the chuck table, during the cutting process, the two-fluid injection nozzle is moved to the water case along with the operation of the support base that cuts and feeds the chuck table. Reciprocate in the cutting direction (X-axis direction) along the drainage path. By making the two-fluid injection nozzle movable in this way, even when cutting waste accumulates near the discharge part, high-pressure mixed fluid is directly injected from the vicinity to reliably remove the cutting waste. can do. Therefore, the cutting waste removal effect equal to or higher than that can be obtained with a smaller number of installation nozzles than when a fixed injection nozzle is installed.
また,上記2流体噴射ノズルは,支持基台において,被加工物の加工点における切削ブレードの回転方向前方側の箇所に設置されてもよく,さらに上記2流体噴射ノズルの噴射方向は,被加工物の加工点における切削ブレードの回転方向と略同一方向であるようにしてもよい。これにより,切削加工によって切削屑が多く飛散する側に2流体噴射ノズルを配置して,その方向に向けて混合流体を噴射できるので,堆積した切削屑を効果的に除去できる。これは,特に,例えばCSP基板等の切削加工により大きな端材が上記方向に飛散した場合に有用である。 Further, the two-fluid injection nozzle may be installed on the support base at a position on the front side in the rotation direction of the cutting blade at the processing point of the workpiece, and the injection direction of the two-fluid injection nozzle is You may make it be the substantially same direction as the rotation direction of the cutting blade in the processing point of a thing. Thereby, since the two-fluid injection nozzle is arranged on the side where a large amount of cutting waste is scattered by cutting and the mixed fluid can be jetted in the direction, the accumulated cutting waste can be effectively removed. This is particularly useful when a large end material is scattered in the above direction due to, for example, cutting of a CSP substrate or the like.
以上説明したように,本発明によれば,切削方向に往復移動する支持基台に2流体噴射ノズルを配設して移動式とするので,噴射ノズルを固定式とした場合よりも少数の噴射ノズルで,同等以上の切削屑除去効果が得られる。 As described above, according to the present invention, since the two-fluid injection nozzle is arranged on the support base that reciprocates in the cutting direction and is movable, the number of injections is smaller than when the injection nozzle is fixed. With the nozzle, the same or better cutting scrap removal effect can be obtained.
さらに,2流体噴射ノズルを使用することによって,噴射される液体の量が同じであれば,液体のみを噴射する噴射ノズルよりも大きな噴射圧力を得ることができる。このため,専用の高圧ポンプやタンク等を別途に設けなくても,ウォーターケースの底部に堆積した切削屑を好適に除去することができる。 Further, by using the two-fluid jet nozzle, if the amount of liquid to be jetted is the same, a jet pressure larger than that of the jet nozzle jetting only the liquid can be obtained. For this reason, even if a dedicated high-pressure pump or tank is not separately provided, the cutting waste accumulated on the bottom of the water case can be suitably removed.
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1の実施形態)
まず,図1に基づいて,本発明の第1の実施形態にかかる切削装置の一例として構成されたダイシング装置10の全体構成について説明する。なお,図1は,本実施形態にかかるダイシング装置10を示す全体斜視図である。
(First embodiment)
First, based on FIG. 1, the whole structure of the
図1に示すように,ダイシング装置10は,例えば,セラミックス基板,CSP(Chip Size Package)基板などの被加工物12を切削加工する切削手段20と,被加工物12を保持する保持手段であるチャックテーブル30と,切削手段移動機構(図示せず。)と,チャックテーブル移動機構(図示せず。)とを備える。
As shown in FIG. 1, the
切削手段20は,スピンドルに装着された切削ブレード22を備えている。この切削手段20は,切削ブレード22を高速回転させながら被加工物12に切り込ませることにより,被加工物12を切削して,切削ラインに沿って極薄のカーフ(切溝)を形成することができる。
The cutting means 20 includes a
また,チャックテーブル30は,例えば,上面が略平坦な円盤状のテーブルであり,その上面に真空チャック(図示せず。)等を具備している。このチャックテーブル30は,例えば,ウェハテープ13を介してフレーム14に支持された状態の被加工物12が載置され,かかる被加工物12を真空吸着して安定的に保持することができる。このチャックテーブル30は支持基台32によって水平面上で回転可能に支持されており,支持基台32は後述する切削送り手段によってX軸方向に往復移動可能となっている。
The chuck table 30 is, for example, a disk-like table having a substantially flat upper surface, and includes a vacuum chuck (not shown) on the upper surface. For example, the
切削ユニット移動機構は,後述する切り込み送り手段および割り出し送り手段とから構成されており,切削手段20をY軸及びZ軸方向に移動させる。このY軸方向は,切削方向(X軸方向)に対して直交する水平方向(割り出し方向)であり,例えば,切削手段20内に配設されたスピンドルの軸方向である。このようなY軸方向に切削手段20を切削ライン間隔ずつ送り出すことにより,切削ブレード22の刃先を被加工物12の切削位置(切削ライン)に位置合わせすることができる。また,Z軸方向(垂直方向)は,切削ブレード22を被加工物12に切り込ませるときの切り込み方向である。このようなZ軸方向に切削手段20を移動させることにより,被加工物12に対する切削ブレード22の切り込み深さを調整することができる。
The cutting unit moving mechanism is composed of a cut feed means and an index feed means, which will be described later, and moves the cutting means 20 in the Y-axis and Z-axis directions. The Y-axis direction is a horizontal direction (indexing direction) orthogonal to the cutting direction (X-axis direction), for example, the axial direction of a spindle disposed in the cutting means 20. By sending the cutting means 20 in such a Y-axis direction at intervals of the cutting line, the cutting edge of the
チャックテーブル移動機構は,切削加工時に,被加工物12を保持したチャックテーブル30を切削方向であるX軸方向に往復移動させて,被加工物12に対し切削ブレード22の刃先を直線的な軌跡で作用させる。
The chuck table moving mechanism reciprocates the chuck table 30 holding the
以上のような構成のダイシング装置10は,高速回転する切削ブレード22を被加工物12に切り込ませながら,チャックテーブル30を切削手段20に対してX軸方向に相対移動させることにより,被加工物12をダイシング加工して,複数のチップに分割することができる。
The dicing
次に,図2及び図3に基づいて,本実施形態にかかるダイシング装置10の構成について詳細に説明する。なお,図2は,本実施形態にかかるダイシング装置10の内部構成を示す斜視図であり,図3は,本実施形態にかかるダイシング装置10における切削液排出機構80の構成を示す正面図である。
Next, based on FIG.2 and FIG.3, the structure of the
図2に示すように,切削手段20は,例えば,切削ブレード22と,スピンドル25と,スピンドルハウジング26と,切削液供給ノズルの一例である一対の切削水供給ノズル27と,ホイルカバー28と,を主に備える。
As shown in FIG. 2, the cutting means 20 includes, for example, a
切削ブレード22は,例えば,略リング形状を有する極薄の切削砥石である。かかる切削ブレード22は,フランジやナット等のマウント部材を用いてスピンドル25の先端部に装着される。なお,この切削ブレード22は,例えば,切り羽部と基台部とが一体構成されたハブブレードであってもよいし,切り羽部のみからなるワッシャーブレードで構成されてもよい。
The
また,スピンドル25は,Y軸方向に延設され回転軸であり,モータ(図示せず。)の回転駆動力を伝達して,切削ブレード22を例えば30,000rpmで高速回転させる。このスピンドル25の大部分は,スピンドルハウジング26に覆われているが,その先端部は,スピンドルハウジング26から露出しており,かかる先端部にブレード22が装着される。また,スピンドルハウジング26は,内部に設けられたエアベアリングによって,スピンドル25を高速回転可能に支持する。
The
また,切削水供給ノズル27は,例えば,切削ブレード22を挟むようにして切削ブレード22のY軸方向両側に一対配設され,切削ブレード22の両側面および加工点に向けて切削水を噴射して冷却する。なお,切削液供給ノズルとしては,この切削水供給ノズル27以外にも,切削ブレード22の外周に対向位置される外周ノズルを設けてもよい。また,ホイルカバー28は,切削ブレード22の外周を覆うにして設けられ,切削ブレード22を保護するとともに,切断加工時における切削水や切削屑などの飛散を防止する。
In addition, a pair of cutting
このような切削手段20は,上記切削手段移動機構を構成する切り込み送り手段50によって切り込み方向であるZ軸方向に移動可能に支持されている。さらに,この切り込み送り手段50は,割り出し送り手段60によって割り出し方向であるY軸方向に移動可能に支持されている。 Such a cutting means 20 is supported so as to be movable in the Z-axis direction, which is the cutting direction, by the cutting feed means 50 constituting the cutting means moving mechanism. Further, the cutting feed means 50 is supported by the index feed means 60 so as to be movable in the Y-axis direction that is the indexing direction.
切り込み送り手段50は,例えば,垂直に起立した壁部51の側面においてZ軸方向に延設されたZ軸ガイドレール52と,切削手段20を支持すると共にZ軸ガイドレール52に摺動可能に支持された昇降部53と,Z軸方向に配設されて昇降部53に形成されたナット部(図示せず。)に螺合するZ軸ボールネジ(図示せず。)と,このZ軸ボールネジを回転駆動するZ軸パルスモータ54とから構成される。この切り込み送り手段50は,Z軸パルスモータ54の駆動によりZ軸ボールネジを回転させて昇降部53をZ軸方向に昇降させて,切削手段20をZ軸方向に移動させる。
The cutting feed means 50, for example, supports the Z-
また,割り出し送り手段60は,基台11上にY軸方向に延設されたY軸ガイドレール62と,Y軸ガイドレール62に摺動可能に支持され上記壁部51と一体形成されたY軸移動基台61と,Y軸移動基台61に形成されたナット部(図示せず。)に螺合するY軸ボールネジ63と,Y軸ボールネジ63を回転駆動するY軸パルスモータ64とから構成される。この割り出し送り手段60は,Y軸パルスモータ64の駆動によってY軸ボールネジ63を回転させることにより,Y軸移動基台61をY軸方向に水平移動させ,切削手段20をY軸方向に移動させる。
The index feeding means 60 includes a Y-
一方,チャックテーブル30は,図2及び図3に示すように,支持基台32によって回転可能に支持されており,支持基台32は,切削送り手段40によってX軸方向に往復移動可能となっている。
On the other hand, the chuck table 30 is rotatably supported by a
切削送り手段40は,上記基台11上にX軸方向に延設されたX軸ガイドレール42と,X軸ガイドレール42に摺動可能に支持されたX軸移動基台41と,X軸移動基台41に形成されたナット部(図示せず。)に螺合するX軸ボールネジ43と,X軸ボールネジ43を回転駆動するX軸パルスモータ44とから構成される。この切削送り手段40は,X軸パルスモータ44の駆動によってX軸ボールネジ43を回転させることにより,X軸移動基台41をX軸方向に水平移動させる。これにより,X軸移動基台41に固定された支持基台32をX軸方向に往復移動させ,チャックテーブル30をX軸方向に切削送りすることができる。
The cutting feed means 40 includes an
チャックテーブル30を支持する支持基台32は,例えば,上記X軸移動基台41上に固設された回転支持部34と,この回転支持部34とチャックテーブル30との間に配設されたカバー部33とから構成される。回転支持部34は,例えば,Z軸方向に延びる略円筒形状を有し,内部にチャックテーブル30を回転させる回転機構(図示せず。)を備えている。また,カバー部33は,例えば,ステンレス等の金属やプラスチック等の合成樹脂などで形成され,両側面と上面とからなる断面コの字形の板状部材である。かかるカバー部33は,チャックテーブル30の下部周辺を覆うように配設され,切削加工により生じた切削水や切削屑が,装置内部の切削送り手段40等に進入することを防止する。なお,このカバー部33には,回転支持部34とチャックテーブル30とを連結する回転軸(図示せず。)を挿通するための貫通孔が形成されており,チャックテーブル30が回転したとしてもカバー部33が回転することはない。
The
また,上記のようにX軸方向に往復移動可能なチャックテーブル30および支持基台32の周囲には,図2〜4に示すように,切削液排出機構80が設けられている。以下に,この切削液排出機構80について詳述する。
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, a cutting
切削液排出機構80は,上記支持基台32のX軸方向両側にX軸方向に伸縮自在に配設された一対の蛇腹部材81,82と,上記支持基台32の移動経路の両側にX軸方向に沿って配設され,被加工物12の切削により生じた切削屑および切削水を受け止めるウォーターケース90と,ウォーターケース90によって受け止められた切削屑および切削水を外部に排出する排出部100と,本実施形態にかかる特徴である2流体噴射ノズル70とを備える。
The cutting
蛇腹部材81,82は,例えば断面略コの字形を有する伸縮自在な蛇腹布などで構成されており,支持基台32およびウォーターケース90に対して取り付けられる。
The
具体的には,蛇腹部材81のX軸方向の一端部には第1の固定フレーム81aが連結され,他端部には第2の固定フレーム81bが連結されている。この第1の固定フレーム81aは,支持基台32のカバー部33のX軸正方向側の端部にネジ止めにより固定され,第2の固定フレーム81bはウォーターケース90の内周壁92のX軸正方向側の端部にネジ止めにより固定されている。一方,蛇腹部材82のX軸方向の一端部には第1の固定フレーム82aが連結され,他端部には第2の固定フレーム82bが連結されている。この第1の固定フレーム82aは,支持基台32のカバー部33のX軸負方向側の端部にネジ止めにより固定され,第2の固定フレーム82bは,ウォーターケース90の内周壁92のX軸負方向側の端部にネジ止めにより固定されている。
Specifically, a first fixed
また,蛇腹部材81の中間部には下部にローラー81dを備えたガイドプレート81cが取り付けられ,蛇腹部材82の中間部には下部にローラー82dを備えたガイドプレート82cが取り付けられており,蛇腹部材81,82の中央部が垂下しないようにそれぞれ支持している。
Further, a
このように蛇腹部材81,82は,チャックテーブル30及び支持基台32の移動経路となるウォーターケース90の開口部95を,上方より覆うように配設される。これにより,切削加工時には,支持基台32の往復移動に伴って,一側の蛇腹部材81が伸長し,他側の蛇腹部材82が収縮するため,ウォーターケース90の開口部95は常に覆われた状態となる。
As described above, the
ウォーターケース90は,例えば,上記チャックテーブル30及び支持基台32の移動経路の周囲を取り囲むように配設され,上記蛇腹部材81,82から落下した切削屑及び切削水等を受け止めるケースである。このウォーターケース90は,図2〜4に示すように,例えば,垂直方向に起立したX軸方向に延びる外周壁91及び内周壁92と,外周壁91の下端と内周壁92の下端とを連結する底部93とから構成される。これらの外周壁91,内周壁92および底部93によって形成された断面コの字形の溝が,排水路94を構成している。この排水路94は,支持基台32のY軸方向両側に,X軸方向に延びるようにしてそれぞれ形成される。この排水路94は,排水能率の観点では,排出部100に向かって下るように傾斜していることが好ましいが,水平であってもよい。
The
また,かかるウォーターケース90の中央部(内周壁92の内側)は,チャックテーブル30及び支持基台32の移動経路を確保するため,X軸方向を長手方向とする矩形状の開口部95となっている。この開口部95を上方から覆うようにして,上記一対の蛇腹部材81,82が配設される。このとき,図4(b)に示すように,ウォーターケース90の内周壁92が,上記蛇腹部材81,82の側面部および支持基台32のカバー部33の側面部33aの内側に位置するように配置される。
Further, the central portion of the water case 90 (inside the inner peripheral wall 92) is a
さらに,このウォーターケース90のX軸方向の一端には排出部100が設けられている。この排出部100は,例えば,図2〜5に示すように,ウォーターケース90の底部93に貫通形成された排水口101と,排水口101に連通され,切削水及び切削屑を装置外部に排出する排水ドレーン102とを備える。
Further, a
以上のような構成の切削液排出機構80により,切削加工時に上記切削水供給ノズル27から供給された切削水と,被加工物12の切削加工により生じた切削屑は,上記一対の蛇腹部材81,82で受け止められて,ウォーターケース90内に落下する。そして,ウォーターケース90によって受け止められた切削水および切削屑は,ウォーターケース90の排水路94を流れて排出部100に達し,排水口101から流出して排水ドレーン102を通ってダイシング装置10外部に排出される。このようにして,切削加工時に,切削水および切削屑を好適に排出することで,ダイシング装置10の内部に切削水および切削屑が侵入することを防止できる。
By the cutting
ところで,上述したように,被加工物12がセラミックス基板やCSP基板などである場合には,ウォーターケース90の排水路94に切削屑が堆積して切削水を堰き止めてしまい,好適に排出できないという問題があった。
By the way, as described above, when the
かかる問題を解決すべく,本願発明者らは,まず,ウォーターケース90の排出部100とは反対側の端部に,水又は空気を噴射する噴射ノズルを設けて,水圧や空気圧を直接的に切削屑に作用させる,あるいは排水路94に水流を発生させて切削屑を押し流す実験を行なった。ところが,双方とも目立った効果はなく,切削屑を除去することができなかった。この原因は,水のみを噴射する場合では,噴射量が少ないときには力が足りず,一方,流量を増やしたときには排水路94内の水位が上昇し,切削屑が深く沈み込んでしまうので,切削屑に与える力が小さくなってしまうことにあった。また,空気のみを噴射する場合では,基本的に切削屑の表面に付着した水の表面張力に対して,それを引き剥がすような力を与えることができないことが原因であった。
In order to solve this problem, the inventors of the present application first provide an injection nozzle that injects water or air at the end of the
次いで,本願発明者らは,上記排出部100とは反対側の端部に2流体噴射ノズルを設置して実験を行った。しかし,この場合であっても,2流体噴射ノズルの近傍の切削屑を押し流すことはできるが,排出部100に近い部分に堆積した切削屑に対しては,十分な圧力を作用させることができないので,当該切削屑を完全に押し流すことができないという結果であった。
Next, the inventors of the present application conducted an experiment by installing a two-fluid injection nozzle at the end opposite to the
なお,上記実験において,水および空気の噴射量は,水のみを噴射した場合では5リットル/分,空気のみを噴射した場合では150リットル/分であり,これ以上の量を使用するためには,特別な装置を必要とするだけでなく,ウォーターケース90や噴射ノズルなど関連部材も改良する必要があった。また,水と空気を混合した2流体を噴射した場合では,水は1.5リットル/分,空気は120リットル/分であった。
In the above experiment, the injection amount of water and air is 5 liters / minute when only water is injected, and 150 liters / minute when only air is injected. In addition to requiring a special device, it was necessary to improve related members such as the
また,上記問題は,2流体噴射ノズルをもう1つ前方に追加設置すれば解決できると思われるが,この方法であると複数組の2流体噴射ノズルが必要となるため,生産コストが上昇するという問題がある。 In addition, it seems that the above problem can be solved by additionally installing another two-fluid injection nozzle in the front, but this method requires a plurality of sets of two-fluid injection nozzles, which increases the production cost. There is a problem.
そこで,本願発明者らは,鋭意努力して,ウォーターケース90内の切削屑を好適に押し流すため2流体噴射ノズル70を,チャックテーブル30を支持する支持基台32に設置して移動式とする構成に想到した。以下に,図2〜5に基づいて,本実施形態にかかる特徴である2流体噴射ノズル70について詳述する。
Accordingly, the inventors of the present application have made diligent efforts to install the two-
2流体噴射ノズル70は,液体(例えば水)と気体(例えば空気)とを混合させた流体を噴射する噴射ノズルである。この2流体噴射ノズル70は,図2〜5に示すように,ウォーターケース90の2本の排水路94に対応して,支持基台32の両側面にそれぞれ配設されている。具体的には,例えば,2流体噴射ノズル70は,支持基台32を構成するカバー部33のY軸方向の両側面部33aに対して,取付部材75(図4(b)参照)によって取り付けられている。
The two-
特に,図3及び図4(a)に示すように,2流体噴射ノズル70は,支持基台32の側面部33aのうち,被加工物12の加工点における切削ブレード22の回転方向前方側(図面では,排出部100側であるX軸方向負方向側)の箇所に設置されることが好ましい。ここで,「被加工物12の加工点における切削ブレード22の回転方向」とは,ダウンカットの場合(図示の場合)は,切削送りされるチャックテーブル30の移動方向であり,アップカットの場合(図示せず。)は,切削送りされるチャックテーブル30の移動方向とは反対方向である。
In particular, as shown in FIGS. 3 and 4A, the two-
また,かかる2流体噴射ノズル70は,その噴射方向(噴射口73の向き)が,被加工物12の加工点における切削ブレード22の回転方向(図ではX軸負方向)と略同一の方向(水平方向より若干下方向き)となるように配設される。
The two-
このように配設された2流体噴射ノズル70には,給水ホース71及び給気ホース72が連結されている。この給水ホース71は,図示しない給水手段(給水用の高圧ポンプ,タンク等)と連通しており,2流体噴射ノズル70に水を所定流量(例えば1.5リットル/分)で供給する。また,給気ホース72は,給気手段(給気用の高圧ポンプ,タンク等)と連通しており,2流体噴射ノズル70に空気を所定流量(例えば120リットル/分)で供給する。
A
このようにして所定圧の空気と水が供給された2流体噴射ノズル70は,当該空気と水とを混合した流体を,ウォーターケース90の排水路94内に噴射する。これによって,ウォーターケース90の排水路94内に堆積した切削屑に対し直接的に混合流体を噴射したり,排水路94内に切削屑排出部100に向かう水流を発生させたりすることによって,排水路94内の切削水及び切削屑を,強制的に排水部100に押し流して除去することができる。
The two-
このとき,2流体噴射ノズル70は,1流体(例えば水)のみを噴射する噴射ノズルと比較して,単位時間あたりの噴射水量が同一であれば,切削屑に作用する流体圧力が大幅に高い(例えば約5倍程度)であると推測される。従って,上記2流体噴射ノズル70を使用することによって,2流体噴射ノズル70専用の高圧の給水手段(高圧ポンプや貯水タンク等)を別途設けなくても,他の切削液供給ノズル27等に用いられる比較的低圧の給水手段を共用して,ウォーターケース90に堆積した切削屑を除去するために十分な圧力を生じさせることができる。このように他の用途の給水手段を共用できるので,2流体噴射ノズル70を追加設置したとしても,装置コスト及び生産コストの増大を抑制でき,さらに,ダイシング装置10の設置スペースが増大することもない。
At this time, the two-
また,2流体噴射ノズル70は,上記のように,チャックテーブル30を支持する支持基台32に取り付けられている。このため,図5に示すように,切削加工時には,一対の2流体噴射ノズル70は,切削送りされるチャックテーブル30の往復移動に伴って,ウォーターケース90の各排水路94内をX軸方向に往復移動することになる。従って,各排水路94に少なくとも1つの2流体噴射ノズル70を配設すれば,当該排水路94内に堆積した切削屑を上流から下流まで全範囲に渡って好適に除去できる。特に,排出部100近傍にある切削屑に対しても,その近傍から混合流体を直接的に噴射することで十分な圧力を与えて,確実に排出部100に排出することができる。
In addition, the two-
さらに,上記のように,2流体噴射ノズル70は,支持基台32の側面部33aにおいて,被加工物12の加工点における切削ブレード22の回転方向前方側(X軸方向負方向側)の箇所に配置されている。かかる2流体噴射ノズル70の配置は,被加工物12が例えばCSP基板である場合に,特に有効である。つまり,CSP基板の切削加工では,比較的大きい端材の排出処理が大きな問題となるが,このCSP基板の端材は,切削加工時に切削ブレード22の回転力により,主に,加工点における切削ブレード22の回転方向前方側(X軸方向負方向側)に飛散する。従って,上記のように2流体噴射ノズル70が支持基台32のX軸方向負方向側に配置されていれば,このように飛散したCSP基板の端材に対して,その近傍から流体を直接的に噴射して,高圧力を作用させて効果的に除去することができる。
Further, as described above, the two-
以上のように,本実施形態では,一対の移動式の2流体噴射ノズル70を用いて,ウォーターケース内の切削屑を好適に除去できる。従って,ウォーターケース90の排水路94に切削屑が詰まることがないので,切削水がウォーターケース90から溢れ出て,ダイシング装置10内部に侵入してしまうことを防止できる。
As described above, in this embodiment, the cutting waste in the water case can be suitably removed using the pair of movable two-
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are of course within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば,上記実施形態では,被加工物12として,主にセラミックス基板やCSP基板の例を挙げて説明したが,本発明は,かかる例に限定されない。被加工物は,例えば,シリコンウェハ等の各種半導体ウェハ,GPS基板,BGA基板等のパッケージ基板,サファイア基板,ガラス材,金属材,プラスチック等の合成樹脂材などであってもよい。また,被加工物の形状は,略矩形板形状,略円盤形状など任意の形状であってよい。さらに,被加工物の形状に合わせて,チャックテーブル40等の形状を変更することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the example of the ceramic substrate or the CSP substrate has been mainly described as the
また,上記実施形態では,2流体噴射ノズル70は,安全性,環境面,コスト面等の観点から,水と空気とを混合させた流体を噴射したが,かかる例に限定されず,水以外の各種の液体と,空気以外の各種の気体とを混合させて噴射してもよい。
In the above embodiment, the two-
また,上記実施形態では,2流体噴射ノズル70は,支持基台32の両側にそれぞれひとつずつ1組配設されたが,本発明はかかる例に限定されない。例えば,複数組の2流体噴射ノズル70を支持基台32に配設してもよい。
In the above embodiment, one set of the two-
本発明は,切削装置に適用可能であり,特に,切削液排出機構を有する切削装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a cutting device, and in particular, can be applied to a cutting device having a cutting fluid discharge mechanism.
10 切削装置
12 被加工物
20 切削手段
22 切削ブレード
25 スピンドル
27 切削液供給ノズル
30 チャックテーブル
32 支持基台
33 カバー部
33a カバー部の側面部
34 回転支持部
40 切削送り手段
50 切り込み送り手段
60 割り出し送り手段
70 2流体噴射ノズル
71 給水ホース
72 給気ホース
73 噴射口
80 切削液排出機構
81,82蛇腹部材
90 ウォーターケース
91 外周壁
92 内周壁
93 底部
94 排水路
95 開口部
100 排出部
101 排水口
102 排水ドレーン
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記支持基台に設置され,液体と気体とを混合させた流体を前記ウォーターケース内に噴射することによって,前記ウォーターケースが受け止めた前記切削屑および前記切削液を前記排出部に押し流す2流体噴射ノズルを備えることを特徴とする,切削装置。 A chuck table for holding a workpiece, a support base for supporting the chuck table, a cutting feed means for cutting and feeding the chuck table by reciprocating the support base in a cutting direction, and supplying a cutting fluid Cutting means for cutting the workpiece by a cutting blade, and a water case disposed on both sides of the movement path of the support base and receiving cutting waste and cutting fluid generated by cutting the workpiece. A cutting device comprising: a discharge portion for discharging the cutting fluid and the cutting waste from the water case to the outside:
A two-fluid jet that is installed on the support base and jets a fluid in which a liquid and a gas are mixed into the water case, thereby forcing the cutting waste and the cutting fluid received by the water case to the discharge portion A cutting device comprising a nozzle.
前記2流体噴射ノズルの噴射方向は,前記被加工物の加工点における前記切削ブレードの回転方向と略同一方向であることを特徴とする,請求項1に記載の切削装置。
The two-fluid injection nozzle is installed on the support base at a position on the front side in the rotation direction of the cutting blade at a processing point of the workpiece,
2. The cutting apparatus according to claim 1, wherein an injection direction of the two-fluid injection nozzle is substantially the same as a rotation direction of the cutting blade at a processing point of the workpiece.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110104 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110628 |