JP2010114281A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
生産性を改善した切断装置を提供する。
【解決手段】
切断装置１は、ワークを切断する切断装置であって、複数のワーク１０を搬送するローダ４０と、複数の切断刃７１、７２を備え、ローダ４０により搬送された複数のワーク１０のうちのワーク１０ａを切断ステージ５１の上で切断する切断部２１０と、複数の切断刃７３、７４を備え、ローダ４０により搬送された複数のワーク１０のうちのワーク１０ｂを切断ステージ５２の上で切断する切断部２２０と、切断部２１０で切断されたワーク１１ａ及び切断部２２０で切断されたワーク１１ｂを搬送するアンローダ４１とを有し、切断部２１０及び切断部２２０は同時に動作して複数のワーク１０を切断する。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、生産性を改善した切断装置に関する。

半導体装置の組立工程（後工程）には、半導体ウエハや樹脂封止基板等のワークを一括処理により切断して、多数の半導体装置（個片化ワーク）を得るダイシング加工工程がある。続いて、ダイシング加工工程の後には、洗浄工程や検査工程等が実行される。

しかしながら、半導体装置のダイシング加工は、ワークによって加工時間が異なるが、近年の傾向として半導体装置の洗浄や検査等に比べて多くの時間を要するようになってきている。このため、半導体装置の製造時における生産性を向上させることができない状況が多く発生するようになってきた。そこで、ダイシング加工を効率的に実行可能な切断装置が望まれていた。

従来から、ダイシング加工を効率的に実施するため、対向位置に設けられた２つの切断刃を用いてダイシング加工を行う切断装置、及び、２つの切断刃を用いて切断する切断部を２つ備えた切断装置がある。

例えば、特許文献１には、２つの切断部ユニットを対向配置したマルチダイシング装置が開示されている。特許文献１には、それぞれの切断部ユニットが２枚の切断刃を有し、合計で４枚の切断刃による複雑なマルチ加工が可能であることが開示されている。

また、特許文献２には、それぞれ２つの回転刃を有する２つの切断機構を直列配置することにより、加工効率を向上させた個片化装置が開示されている。
特開２００２−２８０３２８号公報（００２４〜００２６段落、図５） 特開２００８−１５３５６５号公報（００５０段落、図３）

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されたダイシング装置（切断装置）は、２つの切断部を備えているものの、生産効率を向上させるための具体的な構成及びその制御方法については開示されていない。このため、特許文献１及び特許文献２における装置では、生産効率を十分に向上させることができない。

また、生産効率を向上させるためには、一度に複数のワークを切断ステージに載置して切断することが好ましい。しかしながら、特許文献１及び特許文献２のダイシング装置（切断装置）は、一度に一つのワーク（ウエハ、封止済基板）を切断するものであり、一度に複数のワークを切断することができない。このため、これらの装置でさらに生産効率を改善させるのは困難である。

そこで本発明は、上記の点に鑑み、生産性を改善した切断装置を提供する。

本発明の一側面としての切断装置は、ワークを切断する切断装置であって、前記ワークを順次搬送するローダと、複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記ワークを第１の切断ステージの上で切断する第１の切断部と、複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記ワークを第２の切断ステージの上で切断する第２の切断部と、前記第１の切断部及び前記第２の切断部で切断された前記ワークを搬送するアンローダとを有し、前記ローダ及び前記アンローダは、搬送用の軌道を共用して前記第１の切断部及び前記第２の切断部の少なくとも一つに交互に移動し、前記第１の切断部及び前記第２の切断部は同時に動作して、前記ローダにより順次搬送された前記ワークを切断する。

本発明の他の側面としての切断装置は、ワークを切断する切断装置であって、複数のワークを搬送するローダと、複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記複数のワークのうちの第１のワークを第１の切断ステージの上で切断する第１の切断部と、複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記複数のワークのうちの第２のワークを第２の切断ステージの上で切断する第２の切断部と、前記第１の切断部で切断された第１のワーク及び前記第２の切断部で切断された第２のワークを搬送するアンローダとを有し、前記第１の切断部及び前記第２の切断部は同時に動作して前記複数のワークを切断する。

本発明のその他の目的及び効果は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、生産性を改善した切断装置を提供することができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、本発明の実施例１における切断装置の構成について説明する。

図１Ａ〜図１Ｄは、本実施例における切断装置１の平面配置を示す概略構成図である。図１Ａ〜図１Ｄには、切断装置１の状態が時系列的に示されている。

図１Ａは、一点鎖線で示したローダ４０が複数のワーク１０を搭載して搬送する状態を示している。図１Ｂは、ワーク１０を切断ステージ５１、５２に載置した後、ローダ４０が供給部１００へ戻る状態を示している。また、図１Ｃは、二点鎖線で示したアンローダ４１が、加工済みの製品であるワーク１１（１１ａ、１１ｂ）を搭載して搬送する状態を示している。なお、ワーク１１ａ、１１ｂは、例えばＣＰＵなどのように加工がそこで完了しているものであってもよいし、後の工程でさらに加工される半製品であってもよい。図１Ｄは、ローダ４０が次のワーク１０を搭載して搬送するとともに、検査などが行われる状態を示している。

切断装置１は、半導体ウエハや樹脂封止基板等のワーク１０を切断することにより、ワーク（切断された半導体装置）を製造する装置である。図１Ａに示されるように、切断装置１は、供給部１００、加工部２００、及び、収納部３００から構成されている。

供給部１００は、加工部２００へ供給するための複数のワーク１０を有する。供給部１００において、不図示の外部装置からスタック状態で搬入されたトレイ１２の上には、複数のワーク１０が配列されている。なお、図１Ａにおいて、トレイ１２の上には平面視が略正方形の１０個のワーク１０が５行２列のマトリックス状（行列状）に等間隔で配列されているが、複数のワーク１０の個数や配置の形態は、これに限定されるものではなく、所定の行数及び列数として１０個以外の数のワーク１０を異なる形態で配列させてもよく、ワーク１０を異なる間隔で配列させてもよい。

トレイ１２は、供給部１００の内部において、不図示の移動部材により、Ｙ軸方向に搬送される。トレイ１２は、複数のワーク１０を配列した状態でＹ軸方向に移動し、供給部１００の引渡し位置（ローダ４０の軌道上の位置）において、複数のワーク１０をローダ４０（ワーク搬送装置）に引き渡す。具体的には、トレイ１２の中のワーク１０は、ローダ４０により吸着され、ローダ４０の吸着部の下側に保持される。

トレイ１２は、複数のワーク１０をローダ４０に引き渡した後、ワーク１０が搭載されていない空のトレイ１２ａとなって、供給部１００のトレイ１２の搬入位置とは反対側の所定位置（同図の上部）に移動する。このような処理は、切断装置１の加工部２００による一度の切断処理が完了するごとに、繰り返される。このため、ワーク１０がローダ４０に引き渡された空のトレイ１２ａは、供給部１００の所定位置において積み上げられていく。

ローダ４０は、トレイ１２から複数のワーク１０を吸着して引き受けた後、Ｘ軸方向（図中の右方向）において、供給部１００から収納部３００まで延在する軌道上を移動してワーク１０を搬送する。このため、ローダ４０は、複数のワーク１０を吸着し、供給部１００と加工部２００との間を移動可能に構成されている。

ローダ４０に吸着された複数のワーク１０は、Ｘ軸方向に搬送される。ローダ４０は、切断ステージ５１（第１の切断ステージ）の上に到達すると、複数のワーク１０の一部であるワーク１０ａ（第１のワーク）の吸引を止め、ワーク１０ａを切断ステージ５１の上に載置する。

なお、図１Ａにおいて、切断ステージ５１の上に載置されるワーク１０ａとして、マトリックス状に配列されたワーク１０のうち、行列方向において一個おきのワーク１０ａで構成された千鳥配置の５個のワーク１０ａが示されているが、これに限定されるものではない。ローダ４０（ワーク搬送装置）は、単数又は複数個のワーク１０ａを吸着して搬送し、切断ステージ５１の上に載置するように構成されていてもよい。また、ワーク１０ａの配置形態も千鳥配置に限定されるものではなく、他の配置でもよい。

ローダ４０は、切断ステージ５１の上にワーク１０ａを載置した後、さらにＸ軸方向に移動して、残りのワーク１０ｂ（第２のワーク）を搬送する。この間、ワーク１０ｂは、ローダ４０に吸着された状態を維持する。ワーク１０ｂは、ローダ４０に吸着された複数のワーク１０のうち、ワーク１０ａを除いた複数（５個）のワークであり、千鳥配置に吸着された状態となっている。

ローダ４０は、ワーク１０ｂを吸着したままＸ軸方向に移動し、切断ステージ５２（第２の切断ステージ）の上に到達すると、ローダ４０に吸着されたワーク１０ｂの吸引を止め、ワーク１０ｂを切断ステージ５２の上に載置する。

なお、図１Ａにおいて、切断ステージ５２の上に載置されるワーク１０ｂとして、千鳥配置の５個のワーク１０ｂが示されているが、これに限定されるものではない。ローダ４０は、単数又は複数個のワーク１０ｂを吸着して、切断ステージ５２の上に載置するように構成されていてもよい。また、ワーク１０ｂの配置形態も千鳥配置に限定されるものではなく、他の配置でもよい。これらの点は、ワーク１０ａと同様である。

このように、ローダ４０に吸着された複数のワーク１０のうち、ワーク１０ａは切断ステージ５１の上に載置され、ワーク１０ｂは切断ステージ５２の上に載置される。このため、本実施例において、ローダ４０は供給部１００と加工部２００の切断ステージ５２との間をＸ軸方向（左右方向）に移動可能に構成されている。

加工部２００は、ワーク１０ａを切断するための切断部２１０（第１の切断部）、及び、ワーク１０ｂを切断するための切断部２２０（第２の切断部）を備える。

切断部２１０は、切断ステージ５１、スピンドル６１、切断刃７１、及び、撮像装置３５（第１の撮像装置）を有する。切断部２１０は、切断ステージ５１の上に載置されたワーク１０ａを切断するため、切断ステージ５１をＹ軸方向（矢印方向）に移動する。

切断刃７１は、スピンドル６１の先端部に取り付けられている。スピンドル６１は、不図示の駆動手段（モータ）により回転可能に構成されている。スピンドル６１が回転することにより、その先端部に取り付けられた切断刃７１が回転し、ワーク１０ａを切断することが可能となる。また、スピンドル６１はＸ軸方向に移動可能に構成されており、ワーク１０ａの切断位置をＸ軸方向において変えることができる。ワーク１０ａの切断位置は、撮像装置３５により得られる位置情報（画像情報）に基づいて決定される。

また、切断部２１０には、切断刃７１と対向して回転軸が同軸線上（又は平行）となるように、切断刃７２が設けられている。切断刃７２は、スピンドル６２の先端部に取り付けられている。スピンドル６２は、スピンドル６１と同様に、不図示の駆動手段（モータ）により回転可能に構成されている。スピンドル６２が回転することにより、その先端部に取り付けられた切断刃７２が回転し、ワーク１０ａを切断することが可能となる。

切断部２２０は、切断部２１０と同様に、切断ステージ５２、２本のスピンドル６３、６４、２個の切断刃７３、７４、及び、撮像装置３６（第２の撮像装置）を有する。切断部２２０は、切断部２１０と同等の構成を有し、切断ステージ５２上のワーク１０ｂを切断刃７３，７４によって切断可能に構成されている。

図１Ｂに示されるように、切断ステージ５１、５２は、複数のワークをエア吸引などによって、所定位置に固定可能に構成されている。なお、同図では５個のワークが載置された切断ステージ５１、５２が図示されているが、複数行複数列の千鳥配置や複数行複数列の行列配置（マトリックス状）に固定可能な切断ステージを採用することも可能である。また、切断ステージ５１、５２は、Ｘ軸およびＹ軸と直交するＺ軸を中心としてそれぞれ回転可能に構成されている。このため、切断ステージ５１、５２に載置されたワーク１０ａ、１０ｂの切断方向を任意に設定することができる。

切断ステージ５１、５２における回転位置は、不図示の制御手段のメモリに記憶された切断プログラムに基づいて制御される。また、切断ステージ５１、５２における回転位置は、撮像装置３５、３６から得られた位置情報（画像情報）に基づいて微調整される。例えば、切断ステージ５１、５２は、切断刃７１〜７４によりワーク１０ａ、１０ｂの向かい合う二辺が切断された後に９０度回転し、ワーク１０ａ、１０ｂの他の二辺を切断するように構成される。撮像装置３５、３６に基づく制御方法については後述する。

ローダ４０は、ワーク１０ａ、１０ｂを切断ステージ５１、５２にそれぞれ載置した後、図１Ｂ中の左側方向（矢印方向）に進み、次の複数のワーク１０を加工部２００へ搬送するため、供給部１００へ戻る。供給部１００には、次のワーク１０を配列したトレイ１２が準備されており、供給部１００の引渡し位置に戻ったローダ４０は、このトレイ１２から次のワーク１０を吸着する。このように、ローダ４０に吸着された半分のワークを各切断ステージ５１、５２にそれぞれ千鳥配置に配置するため、１台のローダ４０が供給部１００と加工部２００との間を一往復するだけで２個の切断ステージ５１、５２にワーク１０ａ、１０ｂを搬送することが可能となっている。

続いて、切断部２１０、２２０が同時に動作することで、ワーク１０ａ、１０ｂは切断部２１０、２２０において同時に切断され、それぞれ、所望の外形寸法に加工される。なお、本明細書における「同時」とは、動作の開始時及び終了時が一致している状態のみならず、動作の開始時および終了時が一致していなくても動作が並行して行われるときがある状態をいう。

一方、ワーク１１ａが載置された切断ステージ５１は、図１Ｃの下方向すなわちローダ４０及びアンローダ４１の搬送位置に移動する。同様に、ワーク１１ｂが載置された切断ステージ５２もまた、図中の下方向すなわちローダ４０及びアンローダ４１の搬送位置に移動する。

アンローダ４１（ワーク搬送装置）は、切断部２１０及び切断部２２０のそれぞれにおいて切断されたワーク１１ａ、１１ｂを吸着して、収納部３００（ハンドラ）に搬送する。このため、本実施例において、アンローダ４１は、加工部２００の切断ステージ５１と収納部３００との間をＸ軸方向（左右方向）に延在する軌道上、換言すれば、ローダ４０の移動する軸線と同じ軸線上において移動可能に構成されている。

アンローダ４１は、ワーク１１ａ、１１ｂを搬送する際には、例えば図１Ｂに図示した待機位置から切断ステージ５１の上に移動し、切断ステージ５１の上に載置された５個のワーク１１ａを吸着部に吸着する。次いで、アンローダ４１は、ワーク１１ａを吸着した状態でＸ軸方向において収納部３００側に向かって移動する。この際に、アンローダ４１は、切断ステージ５２の上に到達すると、切断ステージ５２の上に載置された５個のワーク１１ｂを吸着部に吸着する。

このとき、アンローダ４１の吸着部には、ローダ４０によって載置された１０個の全てのワーク１１（１１ａ、１１ｂ）が吸着されていることになる。このように、ワーク１１ａ、１１ｂが各切断ステージ５１、５２に千鳥配置に配置されているため、これらを互いに組み合わせることで、ワーク１１はマトリックス状に再配列されることとなる。このように、１台のアンローダ４１が加工部２００と収納部３００との間を一往復するだけで、２個の切断ステージ５１、５２からワーク１１ａ、１１ｂを搬送することが可能である。

アンローダ４１は１０個のワーク１１を吸着した状態で、さらに同方向に移動し、ワーク１１を収納部３００へ搬送する。このように、アンローダ４１は切断ステージ５１、５２で吸着したワーク１１ａ、１１ｂを収納部３００に搬送するため、加工部２００の切断ステージ５１と収納部３００との間を移動することができるように構成されている。

収納部３００に搬入されたワーク１１（１１ａ、１１ｂ）は、収納部３００の内部に設けられた洗浄部８０において洗浄される。洗浄部８０により、ワーク１１の切断面等が洗浄される。

洗浄部８０により洗浄されたワーク１１は、収納部３００の内部に設けられた検査部９０において検査される。検査部９０は、ワーク１１の一つ一つについて、例えば、外観検査や導通検査等の検査を実施し、それぞれのワーク１１が良品か否かを判定する。

図１Ｃに示されるように、ローダ４０は、供給部１００において、トレイ１２の上に配列された次の複数のワーク１０を吸着し、次の複数のワーク１０を加工部２００（切断ステージ５１、５２）へ搬送する。このように、本実施例では、切断前のワーク１０を搬送するローダ４０と、切断後のワーク１１を搬送するアンローダ４１とが別に設けられており、それぞれ独立して動作可能に構成されている。このため、本実施例の切断装置によれば、スループットをより向上させることができ、半導体装置の生産性を改善することができる。

また、ローダ４０及びアンローダ４１は、搬送用の軌道を共用し、切断部２１０及び切断部２２０上に交互に移動する。このため、ローダ４０及びアンローダ４１は、その軸線上において交差することがない。したがって、ワーク搬送用の軌道を１個設けるだけでこれらの搬送装置に別個の動作をさせることが可能となり、簡易な構成で効率的にワークを搬送することができる。

図１Ｄに示されるように、ワーク１１（１１ａ、１１ｂ）は、収納部３００内の洗浄部８０による洗浄が完了した後、不図示の搬送部材により収納部３００内の検査部９０へ搬送される。ワーク１１は、検査部９０において検査され、検査に合格したワーク１１は、トレイ１４の中に収納される。

一方、このとき、ローダ４０により搬送された次の複数のワーク１０ａ、１０ｂは、それぞれ切断ステージ５１、５２の上に載置される。ワーク１０ａ、１０ｂが載置された切断ステージ５１、５２は、切断刃７１〜７４の位置（切断位置）までＹ軸方向に移動する。この後、図１Ａ等を参照して説明した方法と同様の方法により、次のワーク１０ａ、１０ｂが切断される。

本実施例では、複数のワーク１０ａ、１０ｂはそれぞれ千鳥配置で切断ステージ５１、５２の上に載置される。このため、切断刃７１〜７４のそれぞれで所望の一つのワークを切断する際に、近接して載置されている他のワークに切断刃７１〜７４が触れることなく、所望の一つのワークだけを切断することが可能になる。

トレイ１２には、収納数を多くするためにマトリックス状に詰めて複数のワーク１０が配列されており、それぞれのワークの間隔が狭い。このため、ワークをトレイ１２に配列されたマトリックス状の配列のまま切断ステージ５１、５２に載置すると、切断刃７１〜７４は、所定の一のワークを切断する場合に、切断刃７１〜７４の切断方向において、隣接する他のワークに触れて切断してしまう。そこで、本実施例では、切断刃７１〜７４による一のワーク切断時に、切断刃７１〜７４が隣接する他のワークが切断されるのを防止するため、ワーク１０を千鳥配置に載置することで、近接するワークの間隔を切断刃７１〜７４の大きさに依存した所定の間隔以上に広げている。したがって、マトリックス状に収納することで搬送や収納時の面積を小さく抑えながら切断時の千鳥配列とすることで配列間隔を広げることができる。このため、複数のワークを所望の外形寸法に加工可能な切断装置の小型化が可能となる。また、２つの切断部２１０、２２０において切断される各ワーク１０ａ、１０ｂを一度に搬送することができるため、ワークの搬送を高速かつ効率的に行うことが可能となる。

ただし、切断ステージ５１、５２における複数のワーク１０ａ、１０ｂの載置方法は、千鳥配置に限定されるものではない。所望の一つのワークを切断する際に、近接する他のワークに触れないように、すなわち影響を与えないように配置されていれば、他の配置でもよい。例えば、切断ステージ５１、５２の上に複数のワーク１０ａ、１０ｂを所定の間隔をもって載置するようにしてもよい。また、切断刃７１〜７４による切断線が他のワークの外側を通過するように、複数のワーク１０ａ、１０ｂをジグザグ配置にしてもよい。

このとき、所定の間隔として満たされるべき条件は、切断刃７１〜７４の大きさ（直径、幅）に依存する。隣り合うワークは、少なくとも切断開始時および切断完了時におけるワーク端面からの切断刃７１〜７４の突出幅より離して配置することが望ましい。

本実施例の切断装置は、２つの切断刃７１、７２（切断刃７３、７４）を備えた２つの切断部２１０、２２０を用いて、複数のワーク１０ａ、１０ｂを切断することができる。そして、複数のワーク１０ａ、１０ｂを切断ステージ５１、５２に載置する際には、これらを千鳥配置等の所定配置とする。

このような配置により、複数のワークを同一の切断ステージ上で切断する場合に、近接した他のワークに影響を与えることなく所望の一つのワークを切断することができる。このため、本実施例の切断装置によれば、スループットの向上すなわち生産性の向上を図ることが可能となる。

次に、本実施例におけるローダ４０（ワーク搬送装置）ついて、詳細に説明する。なお、本実施例におけるアンローダ４１もローダ４０と同様の構成を有している。

図２は、本実施例におけるローダ４０の概略構成図であり、ローダ４０の側面図である。図２（ａ）は、ローダ４０の吸着パッド４０１が全て上昇している状態を示し、図２（ｂ）は、ローダ４０の一部の吸着パッド４０１ａのみが下降している状態を示している。本実施例において、ローダ４０は、供給部１００内のトレイ１２に配列されたワーク１０をピックアップするピックアップ手段として用いられる。

図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、ローダ４０には、ワーク１０を吸着するための複数の吸着パッド４０１（吸着部）が設けられている。本実施例において、切断ステージ５１、５２に載置されるワーク１０ａ、１０ｂの個数は、それぞれ５個である。このため、本実施例のローダ４０には、ワーク１０ａの吸着に用いられる５個の吸着パッド４０１ａ、及び、ワーク１０ｂの吸着に用いられる５個の吸着パッド４０１ｂの合計１０個の吸着パッド４０１が設けられている。ただし、本実施例はこれに限定されるものではない。切断ステージ５１、５２に載置されるべきワーク１０ａ、１０ｂの個数に応じて、吸着パッド４０１の個数は適宜変更可能である。また、吸着パッド４０１の配列は、トレイ１２に収納されたワーク１０の配列に応じて、変更可能である。

ローダ４０は、吸引部４０５を介して不図示の吸引手段（真空系）に接続されると共に、吸引部４０５の上部において上述の軌道に吊り下げられてＸ軸方向に移動可能に保持されている。吸引手段により空気を吸引することにより、吸着パッド４０１にワーク１０を吸着させることができる。また、吸引手段による空気の吸引を停止することにより、吸着パッド４０１に吸着されたワーク１０を離して、ワーク１０を切断ステージ５１、５２の上に載置することができる。

ローダ４０には、軸４１１、４１２が設けられている。軸４１１、４１２は、不図示の駆動手段により、上下方向にそれぞれ独立して移動可能に構成されている。軸４１１の下端部（接続部４１１ａ）はプレート４２１に接続されており、軸４１１が上下方向に移動することにより、プレート４２１も上下方向に移動する。

また、軸４１２の下端部（接続部４１２ａ）はプレート４２２に接続されており、軸４１２が上下方向に移動することにより、プレート４２２も上下方向に移動する。軸４１１、４１２はそれぞれ独立に移動可能に構成されているため、プレート４２１、４２２もそれぞれ独立に移動できる。

プレート４２１の下面と吸着パッド４０１ａとの間は、軸４３１ａにより接続されている。また、プレート４２２の下面と吸着パッド４０１ｂとの間は、軸４３１ｂにより接続されている。このため、プレート４２１、４２２が上下方向に移動することにより、軸４３１ａ、４３１ｂ、及び、吸着パッド４０１ａ、４０１ｂも上下方向に移動する。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図２（ａ）中のローダ４０のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ面（下から見上げた図）を示している。

図３（ａ）に示されるように、プレート４２１は、接続部４１１ａにより軸４１１に接続されているため、軸４１１と連動して移動するように構成されている。また、プレート４２１は、５本の軸４３１ａに接続されているため、５本の軸４３１ａのそれぞれに接続された５個の吸着パッド４０１ａに連動して移動する。

また、プレート４２１には、５個の孔部４６１ａが形成されている。５個の孔部４６１ａは、５個の吸着パッド４０１ｂのそれぞれに接続された５本の軸４３１ｂが通る箇所に形成されている。５本の軸４３１ｂは、５個の孔部４６１ａの内部を通って延びている。

このように、プレート４２１には５個の孔部４６１ａが設けられており、これらの孔部４６１ａの内部に５本の軸４３１ｂが通っているため、プレート４２１は５本の軸４３１ｂと接触しない。このため、プレート４２１又は軸４３１ｂのいずれかが上下方向に移動する場合でも、これらは互いに干渉し合うことなく独立して移動が可能である。

また、プレート４２１には、孔部４１２ｂが形成されている。孔部４１２ｂの内部には、プレート４２２に接続される軸４１２が通っており、プレート４２１は軸４１２に接触しない。このため、プレート４２２に接続される軸４１２が上下方向に移動する場合でも、プレート４２１は軸４１２による干渉を受けることがなく動作することができる。

図３（ｂ）に示されるように、プレート４２２は、接続部４１２ａにより軸４１２と接続されており、軸４１２と連動して移動するように構成されている。また、プレート４２２は、５本の軸４３１ｂに接続されているため、軸４３１ｂに接続されたそれぞれの吸着パッド４０１ｂと連動して移動する。

また、プレート４２２には、５個の孔部４６１ｂが形成されている。５個の孔部４６１ｂは、吸着パッド４０１ａに接続された５本の軸４３１ａのそれぞれが通る箇所に形成されている。５本の軸４３１ａは、５個の孔部４６１ｂの内部を通って延びている。

このため、プレート４２２に孔部４６１ｂが設けられていることにより、プレート４２２は軸４３１ａと接触しない。このため、プレート４２２又は軸４３１ａのいずれかが上下方向に移動する場合でも、これらが互いに干渉し合うことなく独立して移動が可能である。

図３（ｃ）に示されるように、吸着パッド４０１ａ、４０１ｂには、それぞれ、４つの空気孔４０２が設けられている。不図示の吸引手段がこの空気孔４０２を介して空気を吸引することにより、吸着パッド４０１ａ、４０１ｂは、ワーク１０ａ、１０ｂを吸着することができる。一方、吸着手段が空気孔４０２からの吸引を停止することにより、ワーク１０ａ、１０ｂを吸着した吸着パッド４０１ａ、４０１ｂは、ワーク１０ａ、１０ｂを離す。なお、空気孔４０２は例えば中央に１つ（または複数個）形成されているような構成であってもよく、ワークを適切に吸着可能な位置に適切な個数だけ配置されていることが好ましい。

本実施例のローダ４０は、吸着パッド４０１ａの空気孔４０２及び吸着パッド４０１ｂの空気孔４０２のそれぞれにおいて独立した２つの真空系に接続されており、これらの吸引制御及び吸引停止制御が可能に構成されている。すなわち、ローダ４０は、吸着パッド４０１ａの空気孔４０２からのみ空気を吸引するように制御可能であり、また、吸着パッド４０１ｂの空気孔４０２からのみ空気を吸引するように制御することができる。

吸着パッド４０１ａ、４０１ｂは、上述したような効果のためにそれぞれ千鳥配置になるように構成されているが、これに限定されるものではない。切断ステージ５１、５２の上に載置する形態に応じて適宜変更可能である。

図４は、図３（ｃ）と同様にローダ４０における吸着パッド及びワークの関係を示す概略構成図であり、吸着パッドを下から見た平面図である。

図４（ａ）は、吸着パッド４０１ａ、４０１ｂのいずれにもワーク１０が吸着されていない状態を示している。この状態は、ワーク１０の載置が完了してからワーク１０を引き渡されるまでの間の状態に相当する。

図４（ｂ）は、ワーク１０のうちのワーク１０ａのみが吸着パッド４０１ａにより吸着された状態を示している。これは、例えば、トレイ１２上の複数のワーク１０を吸着する際に図２（ｂ）に示されるように軸４１１を下降させると共に、吸着パッド４０１ａの空気孔４０２から空気を吸引してワーク１０ａを吸着した状態に相当する。この場合、軸４１１を下降させると、軸４１１の移動に連動して、プレート４２１も下方向に移動する。そして、プレート４２１が下方向に移動することに連動して、軸４３１ａに接続された吸着パッド４０１ａのみが下方向に移動する。

このとき、軸４３１ｂに接続された吸着パッド４０１ｂは移動することなくそのままの位置に保持されている。また、吸着パッド４０１ｂの空気孔４０２からは空気は吸引されていない。このため、ワーク１０のうちワーク１０ａのみが吸着パッド４０１ａに吸着される。

図４（ｃ）は、ワーク１０の全てが吸着パッド４０１ａ、４０１ｂにより吸着された状態を示している。これは、例えば、ワーク１０ａを吸着した後に、軸４１２を下降させると共に吸着パッド４０１ｂの空気孔４０２から空気を吸引してワーク１０ｂも吸着した状態に相当する。なお、軸４１１、４１２を別々に下降させずに両方を一括して下降させれば、それに連動して吸着パッド４０１ａ、４０１の両方が下方向に移動する。このとき、全ての空気孔４０２から空気を吸引すれば、１０個のワーク１０の全てが吸着パッド４０１ａ、４０１ｂにより吸着される。

続いて、加工部２００にワーク１０を搬送するときには、ローダ４０を切断ステージ５１の直上まで移動させ、軸４１１を駆動させて下動させることでワーク１０ａが吸着された吸着パッド４０１ａを下降させると共に、空気の吸引を停止して切断ステージ５１にワーク１０ａを載置する。次いで、軸４１１を上動させることで吸着パッド４０１ａを上昇してから、ローダ４０を切断ステージ５２の直上まで移動させる。

続いて、軸４１２を駆動させて下動させることでワーク１０ｂが吸着された吸着パッド４０１ｂを下降させると共に、切断ステージ５２にワーク１０ｂを載置する。次いで、吸着パッド４０１ｂを上昇してから、図４（ａ）に示されるようにワーク１０を吸着していない状態となったローダ４０を供給部１００に移動させる。

このように、千鳥配置に配列された吸着パッド４０１ａ、４０１ｂを独立して上下動および空気の吸引などを行えるようにしたことにより、千鳥配置のワーク１０ａ、１０ｂを簡易な構成で確実に切断ステージ５１、５２に載置することができる。

なお、吸着パッド４０１は一括して上下動させる構成とし、真空系については上述の構成と同様にしながら空気の吸引を制御することで、ワークを千鳥配置に載置することもできる。さらには、個別の吸着パッド４０１の上下動および空気の吸引を独立させて制御する構成を採用することもできる。

次に、本実施例の切断装置における切断部の構成について説明する。図５は、切断部２１０の拡大平面図である。

ワーク１０ａを切断するときには、まず、図５（ａ）に示されるように、切断ステージ５１は、切断前の複数のワーク１０ａ（図中では５個）を載置した状態で、切断開始位置までＹ軸方向（上下の矢印方向）に移動する。また、切断刃７１、７２が取り付けられたスピンドル６１、６２は、切断開始位置までＸ軸方向（左右の矢印方向）に移動する。

このとき、切断ステージ５１の移動前にスピンドル６２を予めスピンドル６１に近接させるように移動させておくことにより、切断ステージ５１が撮像装置３５の直下を通過させることができる。この際に、直下に位置したワーク１０ａを撮像装置３５で撮像することで、現在の位置情報を生成するための画像を撮像することができる。制御手段は、撮像装置３５により得られた画像によってワーク１０ａの傾きなどを含む位置情報を生成し、切断ステージ５１の回転位置を微調整することでワーク１０ａのアライメント（位置合わせ）を行う。このように、制御手段は、ワーク１０ａの位置を一つずつ補正しながら切断する。このため、切断刃７１、７２は、撮像装置３５により得られる位置情報（画像）に基づいて、常に正確な位置に制御される。

本実施例において、ワーク１０ａと切断刃７１、７２との間の位置関係は補正可能に構成されている。このため、これらの位置関係が正しい値から外れてワーク１０ａが傾いたりずれたりして載置された場合であっても、そのずれや傾きが補正されて常に正確な位置関係に制御される。

なお、本実施例の切断部２１０には、一つの撮像装置３５のみが設けられている。このため、撮像装置３５と切断刃７１、７２との間の位置関係の補正は容易である。ただし、必要に応じて、例えばスピンドル６１（切断刃７１）の側にも撮像装置を設け、全体で二つ以上の撮像装置を備えるように構成してもよい。

ワーク１０ａの切断を開始するときには、不図示の制御手段は、撮像装置３５により得られた位置情報に基づいて上述のアライメントを行った後に、切断刃７１、７２がワーク１０ａの切断開始位置にくるように、切断ステージ５１をＹ軸方向に移動制御し、スピンドル６１、６２をＸ軸方向に移動制御する。図５（ａ）において、切断刃７１、７２により切断されるワーク１０ａの切断位置の一例が点線で表されている。このように、本実施形態では、対向配置された切断刃７１、７２によってワーク１０ａを挟む一対の辺における縁部が切り落とされ、両辺間が規定の間隔に加工される。残りの４個のワーク１０ａにも同様に加工されることにより、全ワーク１０ａにおいて２辺の切断処理が完了する。

切断ステージ５１は、不図示の制御手段により回転可能に構成されており、次の２辺の切断加工を行う際には、図５（ｂ）に示されるように、図５（ａ）の向きの切断ステージ５１を９０度回転させる。

この状態で、制御手段は、上述したような切断処理を再度実行し、図５（ｂ）において点線で表された先に加工した２辺と直交（交差）する残りの２辺の縁部を切り落とす。これにより、全ワーク１０ａは、全ての辺が所定の形状に切断されることで所望の外形寸法に加工される。

このように、切断ステージ５１は、切断位置を変えるためにＹ軸方向に移動可能に構成されており、かつ、切断方向を変えるためにＺ軸を中心として回転可能に構成されている。また、切断刃７１、７２が取り付けられたスピンドル６１、６２は、切断位置を変えるためにＸ軸方向に移動可能に構成されている。なお、上述の切断部２１０についての構成および動作等は、図５の括弧内の符号で示されるように、切断部２２０についても同様であるためここでの説明は省略する。

不図示の制御手段は、撮像装置３５による位置情報に基づいて、一つのワークを切断する毎に切断ステージ５１の位置及び角度を調整するように制御する。本実施例では、切断ステージの上に載置されたワークは千鳥配置であるため、隣接するワークを誤って切断してしまうような事態を効率的に回避することができ、互いに隣り合うワークに影響を与えることなく、柔軟な位置及び角度の調整が可能となる。

本実施例の切断部２１０、２２０において、切断刃７１〜７４として、全て同じ切断刃を用いることができる。また、切断部２１０の切断刃７１、７２には同じ切断刃を用い、切断部２２０の切断刃７３、７４には切断刃７１、７２とは異なる種類の切断刃を用いてもよい。また、切断刃７１〜７４の４つの切断刃の全てを異なる切断刃にすることも可能である。切断刃７１〜７４は、スピンドル６１〜６４から着脱可能に構成されている。これらは、ワーク１０ａ、１０ｂの切断の仕様や効率改善等を目的として、適宜変更可能である。このため、本実施例の構成によれば、ワークの種々の加工に柔軟に対応可能であるとともに、生産性を改善することができる。

また、本実施例の切断装置１では、ローダ４０、アンローダ４１、切断部２１０、２２０、及び、収納部３００におけるワークの受渡位置が一直線上（Ｘ軸方向）に直列配置されている。このため、本実施例によれば、ワークの受渡手段としてのローダ及びアンローダを簡易に構成することが可能になる。

以上のとおり、切断部２１０及び切断部２２０は同時に動作して、複数のワーク１０ａ、１０ｂを切断（加工）する。このため、本実施例によれば、生産性を改善した切断装置を提供することができる。

次に、本発明の実施例２における切断装置について説明する。本実施例において、実施例１の切断装置と同様の部分についての説明は省略する。

図６は、本実施例における切断装置２の概略構成図である。切断装置２は、実施例１の切断装置１と同様に、対向配置の２つの切断刃を備えた切断部が２つ設けられている。このため、切断装置２の基本的な動作は、実施例１の切断装置１と同様である。

ただし、本実施例の切断装置２は、供給部１０１側に設けられた一方の切断部において加工されたワークが収納部３０１側に設けられたもう一方の切断部に搬送されてさらに加工される点で、異なるワークをそれぞれ別の切断部において加工する切断装置１とは異なる。

切断装置２は、供給部１０１、加工部２０１、及び、収納部３０１から構成される。

供給部１０１には、平面視が長方形のワーク１３ａが２枚配列されたトレイ１６が、不図示の外部装置から搬入される（図６中の左下）。トレイ１６に配列されたワーク１３ａは、ワーク１３ａを吸着可能な形状に構成された吸着パッドが２個設けられた不図示のローダにより、供給部１０１から加工部２０１へ搬送される。

加工部２０１には、切断部２１１（第１の切断部）、及び、切断部２２１（第２の切断部）が設けられている。

切断部２１１には２つのスピンドル６５、６６が備えられており、スピンドル６５、６６にはそれぞれ切断刃７５、７６が取り付けられている。切断刃７５、７６は対向配置されている。同様に、切断部２２１には、２つのスピンドル６７、６８が備えられており、スピンドル６７、６８にはそれぞれ切断刃７７、７８が取り付けられている。切断刃７７、７８は対向配置されている。

不図示のローダにより供給部１０１から搬送されたワーク１３ａは、切断部２１１内の切断ステージ５３（第１の切断ステージ）の上に載置される。切断ステージ５３は、ワーク１３ａが載置された後、同図の上方（切断刃７５、７６の位置）に移動して加工される。

ここで、本実施例の切断部２１１では、ワーク１３ａの面取り加工が行われ、ワーク１３ａに面取り部２１が形成される。なお、切断部２１１において面取り加工に加えてワーク１３ａを切断する工程を加えてもよい。

次に、ワークの面取り加工について説明する。

図７は、切断刃７５、７６によりワーク１３ａが加工されている状態を示している。切断刃７５、７６は、ワーク１３ａを面取り加工するための切断刃の一例である。切断刃７５、７６の先端部は両端面における直径が異なるように傾斜しており、このような先端部を備えた切断刃７５、７６がワーク１３ａの上面を切削することにより、ワーク１３ａの上面に傾斜部が形成される。これを後述するように切断することで、面取り部２１が形成される。

図６に示されるように、ワーク１３ａは、切断部２１１により切断ステージ５３上で面取り加工されることにより、面取り部２１（傾斜部）を備えたワーク１３ｂとなる。不図示のローダは、切断ステージ５３からワーク１３ｂを吸着し、Ｘ軸方向（右方向）に移動する。

ローダは、切断ステージ５４の位置に到達すると、ワーク１３ｂを切断ステージ５４に載置する。ワーク１３ｂが載置された切断ステージ５４は、同図の上方（切断刃７７、７８の位置）に移動して加工される。ワーク１３ｂは切断部２２１の切断刃７７、７８で切断されてワーク１３ｃとなる。具体的には、切断部２２１では、上述した実施形態と同様に切断加工することで４辺を切り落として所望の外形寸法とすると共に、図７に示した破線の部分を切断刃７７、７８のいずれかで切断することで各ワーク１３ｂを分割して製品であるワーク１３ｃに加工する。

一方、ワーク１３ｂの載置を終えたローダは、供給部１０１に戻ってワーク１３ａを吸着して切断部２１１へ搬送する。これにより、切断部２１１におけるワーク１３ａの切断が開始され、両切断部２１１、２２１によるワーク１３ａ、１３ｂの切断が同時に行われることとなる。続いて、不図示のアンローダは、切断ステージ５４からワーク１３ｃを吸着してＸ軸方向（右方向）に移動し、ワーク１３ｃを収納部３００へ搬送する。収納部３００に搬送されたワーク１３ｃは、洗浄・検査部９５にて、切断部の洗浄及び外観検査等の検査が行われる。ワーク１３ｃの洗浄及び検査完了後、ワーク１３ｃは収納部３００内のトレイ１８に収納される。

上述のとおり、本実施例では、切断部２１１で加工されたワーク１３ｂはさらに切断部２２１で加工されてワーク１３ｃとなる。すなわち、ワーク１３ａは二つの切断部の両方で加工されて、ワーク１３ｃへ加工される。このように、本実施形態の切断装置によれば、従来は複数の切断装置を用いて行っていた多種の切削加工や切断加工を1台の切断装置で行うことが可能となっている。

このため、図６に示されるように、本実施例におけるローダは、供給部１０１と加工部２０１の切断ステージ５４との間（ローダの搬送範囲Ｒ１）で移動可能に構成されている。また、本実施例におけるアンローダは、加工部２０１の切断ステージ５４と収納部３０１との間（アンローダの搬送範囲Ｒ２）において合計で４個に分割されたワーク１３ｃを移動可能に構成されている。

なお、ローダの搬送範囲Ｒ１及びアンローダの搬送範囲Ｒ２は適宜変更可能である。例えば、アンローダの搬送範囲を切断ステージ５３と収納部３０１との間で移動可能に構成してもよい。このとき、アンローダは、切断ステージ５３に載置されたワーク１３ｂを切断ステージ５４へ搬送することができる。ローダは、この間に、次のワーク１３ａを供給部１０１から切断ステージ５３へ搬送することができるため、さらに生産性を向上させることが可能になる。

また、本実施例の切断装置２では、ローダ４０及びアンローダ４１は、搬送用の軌道を共用し、切断部２２１上に交互に移動する。このように、本実施例の切断装置２では、切断部２１１、２２１、及び、供給部１０１及び収納部３００におけるワークの受渡位置が一直線上（Ｘ軸方向）に直列配置されている。このため、本実施例においても、軌道を１個設けるだけでよく、ワークの受渡手段としてのローダ及びアンローダを簡易に構成することが可能になる。

以上のとおり、切断部２１１及び切断部２２１は同時に動作して、ローダにより順次搬送されたワーク１３ａ、１３ｂを切断（加工）する。本実施例の切断装置２は、複数の切断部２１１、２２１において、個々のワークを切断する等の加工を行うことができる。複数の切断部２１１、２２１における加工は、ローダによりワークが搬送されることにより、順次実行される。このため、本実施例の切断装置によれば、半導体装置の生産性を向上させることが可能となる。

上記各実施例によれば、生産性を改善した切断装置を提供することができる。

以上、本発明の実施例を具体的に説明した。ただし、本発明は、上記各実施例にて説明した事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。

例えば、上記各実施例では、各切断部に２つの切断刃が設けられているが、これに限定されるものではなく、各切断部に３つ以上の複数の切断刃が設けられていてもよい。また、上記各実施例の切断装置は、２つの切断部が設けられているが、これに限定されるものではなく、３つ以上の切断部を設けてもよい。このような構成により、さらに生産性を向上させることが可能となる。

実施例１における切断装置の概略構成図である。 実施例１における切断装置の概略構成図である。 実施例１における切断装置の概略構成図である。 実施例１における切断装置の概略構成図である。 実施例１におけるワーク搬送装置の概略構成図である。 実施例１におけるワーク搬送装置について、図２中のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ面である。 実施例１におけるワーク搬送装置における吸着パッド及びワークの関係を示す概略構成図である。 実施例１における切断部の拡大平面図である。 実施例２における切断装置の概略構成図である。 実施例２において、切断刃によるワークの加工状態を示す概略図である。

符号の説明

１、２：切断装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１１、１１ａ、１１ｂ：ワーク
１２、１４：トレイ
１２ａ：空トレイ
３５、３６：撮像装置
４０：ローダ
４１：アンローダ
５１、５２：切断ステージ
６１、６２、６３、６４：スピンドル
７１、７２、７３、７４：切断刃
８０：洗浄部
９０：検査部
１００、１０１：供給部
２００、２０１：加工部
２１０、２１１、２２０、２２１：切断部
３００、３０１：収納部
４０１、４０１ａ、４０１ｂ：吸着パッド
４０５：吸引部
４１１、４１２：軸
４２１、４２２：プレート

Claims (5)

1. ワークを切断する切断装置であって、
   前記ワークを順次搬送するローダと、
   複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記ワークを第１の切断ステージの上で切断する第１の切断部と、
   複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記ワークを第２の切断ステージの上で切断する第２の切断部と、
   前記第１の切断部及び前記第２の切断部で切断された前記ワークを搬送するアンローダと、を有し、
   前記ローダ及び前記アンローダは、搬送用の軌道を共用して、前記第１の切断部及び前記第２の切断部の少なくとも一つに交互に移動し、
   前記第１の切断部及び前記第２の切断部は同時に動作して、前記ローダにより順次搬送された前記ワークを切断することを特徴とする切断装置。
2. ワークを切断する切断装置であって、
   複数のワークを搬送するローダと、
   複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記複数のワークのうちの第１のワークを第１の切断ステージの上で切断する第１の切断部と、
   複数の切断刃を備え、前記ローダにより搬送された前記複数のワークのうちの第２のワークを第２の切断ステージの上で切断する第２の切断部と、
   前記第１の切断部で切断された第１のワーク及び前記第２の切断部で切断された第２のワークを搬送するアンローダと、を有し、
   前記第１の切断部及び前記第２の切断部は同時に動作して前記複数のワークを切断することを特徴とする切断装置。
3. 前記ローダは、前記第１のワークを千鳥配置で前記第１の切断ステージの上に載置し、前記第２のワークを千鳥配置で前記第２の切断ステージの上に載置し、
   前記第１の切断部及び前記第２の切断部の前記切断刃は、前記複数のワークのうちの１つのワークを、近接して載置されている他のワークに触れることなく切断することを特徴とする請求項２記載の切断装置。
4. 前記ローダは、
   供給部のトレイに配列された複数のワークを吸着し、
   吸着した前記複数のワークのうちの前記第１のワークを搬送して前記第１の切断ステージの上に載置し、
   吸着した前記複数のワークのうちの前記第２のワークを搬送して前記第２の切断ステージの上に載置し、
   前記アンローダは、
   前記第１の切断部で切断された前記第１のワーク及び前記第２の切断部で切断された前記第２のワークを吸着し、
   前記第１の切断部で切断された前記第１のワーク及び前記第２の切断部で切断された前記第２のワークを、前記供給部のトレイに配列された状態で収納部に搬送する、ことを特徴とする請求項２又は３記載の切断装置。
5. 前記第１の切断部は第１の撮像装置を備え、
   前記第２の切断部は第２の撮像装置を備え、
   前記第１の切断ステージ、前記第２の切断ステージ、及び、前記複数の切断刃の位置は、前記第１の撮像装置及び前記第２の撮像装置からの画像情報に基づいて補正されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の切断装置。