JP2008193833A

JP2008193833A - 給電システム

Info

Publication number: JP2008193833A
Application number: JP2007026636A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Sekiya; 一馬関家
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-08-21
Also published as: SG144904A1; KR20080073639A; TW200836455A; US20080185913A1; DE102008007167A1; CN101242114A

Abstract

【課題】商用電源からの電力供給がなくなった場合や供給される電力が不足する場合にも、各種装置の構成を複雑にすることなく、経済的な方法で、装置の正常かつ安定的な動作を確保する。
【解決手段】直流電力の供給を受けて動作する複数の可動部１０１ａを備えた装置１０１と、装置１０１に電力を供給する商用電源２０及び補助電源装置１０２とから構成される給電システム１０において、補助電源装置１０２は、商用電源２０の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａと、ＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａから出力された直流電力を蓄電する蓄電部１０２ｂと、蓄電部１０２ｂに蓄電された直流電力を放電させる蓄電制御部１０２ｃと、ＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａから出力された直流電力または蓄電部１０２ｂから放電された直流電力を可動部１０１ａに供給する給電制御部１０２ｄとで構成し、従来よりも簡略化した装置構成によって、停電や電力不足に対応する。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電源からの電力供給が停止した場合や商用電源から供給される電力が不足する場合にも装置を正常に稼働させるための給電システムに関するものである。

各種の装置は、商用電源から電力の供給を受け、その電力を利用して装置内の種々の可動部に対してそれぞれに必要な電力を供給し、それぞれの可動部が正常に動作することにより、１つの装置としての機能を維持している。

したがって、停電等によって電力供給が停止して装置の動作が停止することが許されない装置には補助電源装置を備えており、停電時には、補助電源装置からの電力供給に切り替えることにより、装置の動作に支障が生じないようにしている。補助電源装置においては、商用電源からの交流電力を直流電力として蓄電し、停電時に直流電力を放電させることができる構成としている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−８７９９５号公報

しかし、各種装置を構成する可動部には、直流電力により動作するタイプのものと交流電力により動作するタイプのものがあるが、商用電力は交流であるため、直流電力により動作するタイプの可動部には、交流電力を直流電力に変換する機能が備わっている場合がある。このような場合において、停電等により商用電源からの電力供給が停止し補助電源装置の蓄電部から各可動部に電力を供給する際には、蓄電部は直流電力を出力するため、出力された直流電力を交流電力に変換して各可動部に供給し、可動部において再び交流が直流に変換される構成となっている。したがって、装置の構成が複雑となり高額になると共に、電力の変換による損失もあり、不経済であるという問題がある。

また、例えばモータのように、稼働中における消費電力が比較的小さく起動時の消費電力が比較的大きい可動部を駆動するには、起動時における大きな消費電力を基準として最大使用電力を設定する必要があるため、この点でも不経済である。

更に、商用電源が２００ボルト３相交流であり単相２００ボルトを取り出して使用する場合は、任意の２極を選択して使用することとなるため、相間バランスが崩れて電源側にも悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、商用電源からの電力供給がなくなった場合や供給される電力が不足する場合に、各種装置の構成を複雑にすることなく、経済的な方法で、装置の正常かつ安定的な動作を確保することにある。

本発明は、直流電力の供給を受けて動作する複数の可動部を備えた装置と、該装置に電力を供給する商用電源及び補助電源装置とから構成される給電システムに関するもので、補助電源装置は、商用電源の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電力を蓄電する蓄電部と、蓄電部に蓄電された直流電力を放電させる蓄電制御部と、ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電力または蓄電部から放電された直流電力を可動部に供給する給電制御部とを少なくとも備える。

蓄電部は、動作電源の異なる複数の可動部に対応する直流電力を分配出力することができる。

また、蓄電制御部は、可動部の動作に必要な電力の不足を検知して蓄電部を放電させ、放電した電力により不足分を補う機能を有する。

本発明では、ＡＣ／ＤＣ変換部から出力される直流電力及び蓄電部から出力される直流電力が共に給電制御部により供給され、いずれの場合も給電制御部から出力される直流電力によって可動部が動作するため、各可動部に交流を直流に変換する機能を備える必要がない。したがって、装置の構成を複雑にすることなく、経済的に、装置の正常かつ安定的な動作を確保することができる。

また、蓄電部は、可動部の動作電源に対応した電力を分配出力するため、例えば可動部として、ＡＣ１００ボルトで動作するモータ、ＤＣ２４ボルトで動作する電磁弁、ＤＣ１２ボルトで動作するセンサーのように種類の異なるものがある場合にも対応することができる。

更に、蓄電制御部は、可動部の動作に必要な電力の不足を検知して蓄電部を放電させ放電した電力により不足分を補う機能を有するため、例えば稼働中よりも起動時の方が消費電力が大きい可動部を駆動するには、稼働中における比較的小さい消費電力を基準として最大使用電力を設定し、起動時には蓄電部から放電させて不足分を補完することにより必要な電力を確保することができる。

図１に示す給電システム１０は、直流電力の供給を受けて動作する複数の可動部１０１ａを備えた装置１０１と、装置１０１に電力を供給する補助電源装置１０２と、商用電源２０とから構成される。商用電源２０は、３相交流である場合と単相交流である場合とがある。

補助電源装置１０２は、商用電源２０から装置１０１に対する電力供給が停止した場合に商用電源２０に代替して電力を装置１０１に供給する機能、及び、商用電源２０から装置１０１に対して供給される電力が不足した場合にその不足分を補う電力を装置１０１に供給する機能を有している。

補助電源装置１０２は、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して出力するＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａと、ＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａから出力された直流電力を蓄電する蓄電部１０２ｂと、可動部１０１ａに供給される電力の状態を監視してその状態に応じて蓄電部１０２ｂの動作を制御する蓄電制御部１０２ｃと、ＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａまたは蓄電部１０２ｂから出力された電力を複数の可動部１０１ａに分配して出力する給電制御部１０２ｄとを備えている。

可動部１０１ａは、給電制御部１０２ｄから分配出力される直流電力によってそれぞれ動作する。給電制御部１０２ｄは、通常はＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａから出力される直流電力を各可動部１０１ａに分配するが、停電時は、蓄電制御部１０２ｃが停電を検出して蓄電部１０２ｂに放電を指示することにより蓄電部１０２ｂから放電される直流電力を分配する。蓄電部１０２ｂが各可動部に対応した直流電力を分配出力する機能を有している場合は、給電制御部１０２ｄは、分配された出力をそのまま各可動部に供給する。

蓄電制御部１０２ｃは、停電だけでなく、可動部１０１ａが必要とする電力が不足しているか否かについても監視する。可動部１０１ａが動作するための電力が不足している場合は、不足分の電力の放電を蓄電制御部１０２ｃが蓄電部１０２ｂに指示し、蓄電部１０２が不足分の電力を出力する。そしてその電力は、給電制御部１０２ｄから電力の不足している可動部１０１ａに供給される。

このように、可動部１０１ａは、停電時や電力補完時も含めて常に給電制御部１０２ｄから電力の供給を受けるが、給電制御部１０２ｄは、通常は停電時に備えてＡＣ／ＤＣ変換部１０２ａ及び蓄電部１０２ｂと並列に接続されている。したがって、電力が不足しているときは、蓄電制御部１０２ｃがこれらを直列接続に切り替えることにより、不足分の電力の補完を可能とする。その切り替えを行うための切り替え回路は、例えば給電制御部１０２ｄに備えている。

すべての可動部１０１ａは、給電制御部１０２ｄからの直流電力により動作し、交流電力を必要としないため、商用電源が２００ボルトの３相交流であっても、任意の２極から取り出した交流電力を使用することがなく、相間バランスを考慮する必要もなくなる。

次に、図２に示すダイシング装置１に本発明を適用した例について説明する。このダイシング装置１は、ウェーハＷを切削して個々のチップに分割する装置であり、ウェーハＷを収容するウェーハカセットＣが載置されるウェーハカセット載置部２と、ウェーハカセットＣから切削前のウェーハを仮置き領域３に搬出すると共に切削後のウェーハを仮置き領域３からウェーハカセットＣに搬入する搬出入手段４と、切削対象のウェーハを保持して回転及びＸ軸方向に移動可能なチャックテーブル５と、チャックテーブル５と仮置き領域３との間でウェーハを搬送する第一の搬送手段６ａと、チャックテーブル５に保持されたウェーハの表面を撮像して切削すべき領域を検出するアライメント手段７と、チャックテーブル５に保持されたウェーハを切削する切削手段８と、切削後のウェーハをスピンナーテーブル９０において保持して洗浄する洗浄手段９と、切削後のウェーハをチャックテーブル５から洗浄手段９に搬送する第二の搬送手段６ｂとを備えている。

図３に示すように、チャックテーブル５は、切削送り手段１１によってＸ軸方向に切削送り可能となっている。切削送り手段１１は、Ｘ軸方向に配設されたボールネジ１１０と、ボールネジ１１０の一端に連結されたサーボモータ１１１と、ボールネジ１１０と平行に配設された一対のガイドレール１１２と、内部のナットがボールネジ１１０に螺合すると共に下部がガイドレール１１２に摺接した移動基台１１３とから構成されている。ボールネジ１１０は、サーボモータ１１１に駆動されて回動し、それに伴って移動基台１１３がガイドレール１１２にガイドされてＸ軸方向に移動し、チャックテーブル５も同方向に移動する構成となっている。サーボモータ１１１は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ１００ボルトする。

また、チャックテーブル５は、移動基台１１３の上部に固定された回転駆動部１１４の内部に備えた図示しないパルスモータによって駆動されて回転可能となっている。このパルスモータは、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えばＤＣ２４ボルトを電源電圧とする。

切削手段８は、ハウジング８０によって回転可能に支持されたスピンドル８１の一端に切削ブレード８２が装着され、スピンドル８１の他端にサーボモータ８４が連結され、ハウジング８０が支持部８３によって支持された構成となっており、サーボモータ８４に駆動されてスピンドル８１及び切削ブレード８２が回転する構成となっている。サーボモータ８４は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧を例えばＤＣ１００ボルトとする。

また、切削ブレード８２を挟むようにして、切削水を吐出する切削水ノズル８５が配設されている。切削水ノズル８５における切削水の吐出は、電磁弁によって制御される。この電磁弁は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧を例えばＤＣ２４ボルトとする。

ハウジング８０の側部には、アライメント手段７が固定されている。アライメント手段７にはウェーハを撮像する撮像部７０を備えており、撮像部７０によって取得した画像を対象とする画像処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像部７０を構成するレンズの中心は、切削ブレード８２の延長線上に位置しており、撮像部７０によって取得された画像は、図２に示すモニター７１に表示される。アライメント手段７やモニター７１は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ２４ボルトとする。

切削手段８及びアライメント手段７は、切り込み送り手段１２によってＺ軸方向に移動可能となっている。切り込み送り手段１２は、壁部１２０の一方の面においてＺ軸方向に配設されたボールネジ１２１と、ボールネジ１２１を回動させるパルスモータ１２２と、ボールネジ１２１と平行に配設されたガイドレール１２３とから構成され、支持部８３の内部のナット（図示せず）がボールネジ１２１に螺合していると共に支持部８３の側部がガイドレール１２３に摺接している。支持部８３は、パルスモータ１２２によって駆動されてボールネジ１２１が回動するのに伴ってガイドレール１２３にガイドされてＺ軸方向に昇降し、支持部８３に支持された切削手段８もＺ軸方向に昇降する構成となっている。パルスモータ１２２は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ２４ボルトとする。

切削手段８及びアライメント手段７は、割り出し送り手段１３によってＹ軸方向に移動可能となっている。割り出し送り手段１３は、Ｙ軸方向に配設されたボールネジ１３０と、壁部１２０と一体に形成され内部のナットがボールネジ１３０に螺合する移動基台１３１と、ボールネジ１３０を回動させるパルスモータ１３２と、ボールネジ１３０と平行に配設されたガイドレール１３３とから構成され、移動基台１３１の内部のナット（図示せず）がボールネジ１３０に螺合している。移動基台１３１は、パルスモータ１３２によって駆動されてボールネジ１３０が回動するのに伴ってガイドレール１３３にガイドされてＹ軸方向に移動し、これに伴い切削手段８もＹ軸方向に移動する構成となっている。パルスモータ１３２は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧を例えばＤＣ２４ボルトとする。

切削送り手段１１を構成するサーボモータ１１１、回転駆動部１１４の内部に備えた図示しないパルスモータ、切り込み送り手段１２を構成するパルスモータ１２２及び割り出し送り手段１３を構成するパルスモータ１３２は、制御手段１４によって制御される。制御手段１４は、いわゆるドライバであり、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ１２ボルトとする。

切削手段８の上下方向（Ｚ軸方向）の基準位置は、セットアップという作業によってＺ座標として初期設定される。図４に示すように、チャックテーブル５は、ウェーハＷを吸引する吸引面５０ａを有する吸引部５０が導電性を有する枠体５１によって囲繞された構成となっており、吸引面５０ａと枠体５１の上面５１ａとは面一に形成されている。枠体５１は、直流電源５２及び検出部５３を介してスピンドル８１に接続されており、切削ブレード８２が枠体５１に接触すると、枠体５１を介してスピンドル８１と検出部５３と切削ブレード８２とが導通し、検出部５３ではこの導通を検出し、この時の切削手段８のＺ軸方向の位置を、図３に示したパルスモータ１２２の制御に用いるパルス数によって認識する。図４に示した電源５２及び検出部５３は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ１２ボルトとする。

図２及び図３に示すように、ウェーハＷは、テープＴを介してフレームＦと一体となって支持された状態でウェーハカセットＣに収容され、搬出入手段４によって仮置き領域３に搬出される。そして、第一の搬送手段６ａによってチャックテーブル５に搬送される。

フレームＦに支持されたウェーハＷがチャックテーブル５において保持されると、図３に示した切削送り手段１１によって駆動されてチャックテーブル５がＸ軸方向に移動し、ウェーハＷが撮像部７０の直下まで移動する。そして、ウェーハＷの切削すべきストリートがアライメント手段７によって検出され、切削すべきストリートと切削ブレード８２との位置合わせがなされる。

その後、チャックテーブル５が切削送り手段１１に駆動されて更に同方向に移動すると共に、サーボモータ８４によって駆動されて高速回転する切削ブレード８２が切削手段８の下降によりウェーハＷの切削すべきストリートに切り込み、そのストリートが切削される。また、チャックテーブル５をＸ軸方向に移動させながら、切削手段８をストリート間隔ずつ割り出し送りしてストリートを順次切削していくと、同方向のストリートがすべて切削される。更に、チャックテーブル５を９０度回転させてから同様の切削を行うと、すべてのストリートが縦横に切削され、個々のチップに分割される。

切削中においては、図３に示したサーボモータ８４、サーボモータ１１１、パルスモータ１２２、パルスモータ１３２が動作しており、これらが停止すると、ウェーハＷが破損したりするおそれがあるが、停電時には、図１に示した給電制御部１０２ｄから可動部の電源電圧にあわせて直流電力が出力されるため、切削作業が停止することはない。

これら各種モータが回転するにあたっては、運転中よりも起動時の方が大きな電力を必要とする。例えば、起動時の消費電力が４［ｋＶＡ］であり、運転中の消費電力が１．５［ｋＶＡ］である場合は、通常は４［ｋＶＡ］の電力が必要となることを前提として使用電力を設定することとなるが、給電制御部１０２ｄから不足分の電力の供給を受けることができるため、例えば２［ｋＶＡ］の設定で済み、経済的である。

ウェーハＷがチップに分割された後は、すべてのチップがテープＴに貼着され全体としてウェーハの形状が維持された状態で、図２に示した第二の搬送手段６ｂによって洗浄手段９に搬送される。ウェーハＷの形状を維持してフレームＦに支持された複数のチップは、スピンナーテーブル９０において保持される。そして、図示しないサーボモータに駆動されてスピンナーテーブル９０が回転すると共に洗浄水がチップに噴射されて切削によって付着した切削屑が除去される。また、洗浄後はスピンナーテーブル９０を回転させながら高圧エアーをチップに向けて噴射し、チップを乾燥させる。スピンナーテーブル９０を回動させるサーボモータは、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ１００ボルトとする。また、洗浄水や高圧エアーを噴射するために用いられる電磁弁は、図１に示した可動部１０１ａに相当し、例えば電源電圧をＤＣ２４ボルトとする。

ウェーハの洗浄や乾燥の途中で停電等が生じても、図１に示した給電制御部１０２ｄから可動部の電源電圧にあわせて直流電力が出力されるため、洗浄や乾燥が停止することはない。

給電システムの構成の一例を示すブロック図である。ダイシング装置を示す斜視図である。ダイシング装置の内部構造を示す斜視図である。セットアップを行うための構造を示す説明図である。

符号の説明

１０：給電システム
１０１：装置１０１ａ：可動部
１０２：補助電源装置
１０２ａ：ＡＣ／ＤＣ変換部１０２ｂ：蓄電部１０２ｃ：蓄電制御部
１０２ｄ：給電制御部
２０：商用電源
１：ダイシング装置
２：ウェーハカセット載置部３：仮置き領域４：搬出入手段
５：チャックテーブル
５０：吸引部５１：枠体５２：直流電源５３：検出部
６ａ：第一の搬送手段６ｂ：第二の搬送手段
７：アライメント手段
７０：撮像部７１：モニター
８：切削手段
８０：ハウジング８１：スピンドル８２：切削ブレード８３：支持部
８４：サーボモータ８５：切削水ノズル
９：洗浄手段
１１：切削送り手段
１１０：ボールネジ１１１：サーボモータ１１２：ガイドレール１１３：移動基台
１１４：回転駆動部
１２：切り込み送り手段
１２０：壁部１２１：ボールネジ１２２：パルスモータ１２３：ガイドレール
１３：割り出し送り手段
１３０：ボールネジ１３１：移動基台１３２：パルスモータ１３３：ガイドレール
１４：制御手段

Claims

直流電力の供給を受けて動作する複数の可動部を備えた装置と、該装置に電力を供給する商用電源及び補助電源装置とから構成される給電システムであって、
該補助電源装置は、該商用電源の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部と、
該ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電力を蓄電する蓄電部と、
該蓄電部に蓄電された直流電力を放電させる蓄電制御部と、
該ＡＣ／ＤＣ変換部から出力された直流電力または該蓄電部から放電された直流電力を該可動部に供給する給電制御部と
を少なくとも備えた給電システム。
前記蓄電部は、動作電源の異なる複数の可動部に対応する直流電力を分配出力する
請求項１に記載の給電システム。
前記蓄電制御部は、前記可動部の動作に必要な電力の不足を検知して前記蓄電部を放電させ、該放電した電力により該不足分を補う機能を有する
請求項１または２に記載の給電システム。