JP2015116620A

JP2015116620A - 切削ブレードの形状検出方法

Info

Publication number: JP2015116620A
Application number: JP2013259983A
Authority: JP
Inventors: 哲也東井; Tetsuya Azumai
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: JP6259653B2

Abstract

【課題】装置を大型化することなく容易に切削ブレードの形状を検出しうる切削ブレードの形状検出方法を提供する。
【解決手段】切削ブレードの形状検出方法は、第一の切り込み深さＨ１まで切り込んだ第一領域５ａと第二の切り込み深さＨ２まで切り込んだ第二領域５ｂとを含む切削痕４を板状物１ａに形成する切削痕形成ステップと、撮像手段１６により該切削痕４の第一幅６ａ及び第二幅６ｂとを検出して切削ブレード１３の形状を検出する形状検出ステップとを備えているため、切削ブレード１３の第一の厚み１５ａが転写された第一幅６ａと切削ブレード１３の第二の厚み１５ｂが転写された第二幅６ｂとに基づき板状物１ａの上方から撮像手段１６で撮像するだけで容易に切削ブレード１３の形状を検出できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、切削ブレードの形状検出方法に関する。

切削ブレードによって継続して被加工物に切削を施すことにより切削ブレードに先細りが生じると、被加工物の裏面にチッピングが大きく発生したり、切削して個片化したチップの寸法サイズが所望サイズより大きくなって規格外となってしまったりするおそれがある。そのため、切削ブレードに先細りが生じた場合には、適宜新しい切削ブレードに交換している。また、例えば下記の特許文献１で開示された所謂フラットドレスを実施して切削ブレードの先端形状を修正している。

従来は、所定のタイミングで切削ブレードによってバー状の部材に切削溝を形成した後、バー状の部材を横倒しして該切削溝を顕微鏡で観察することで切削溝形状として転写された切削ブレード形状を確認し、ブレード交換の要否やフラットドレスの要否を判断している。そして、下記の特許文献２では、このようなブレード形状の確認作業を容易にする切削装置が提案されている。

特開２０１０−２０１５８０号公報特開２００７−２９６６０４号公報

しかしながら、バー状の部材に切削溝を形成した後、顕微鏡で観察するために作業者が横倒しするのには手間がかかる上、特許文献２に開示された切削装置を用いてバー状の部材を機械的に横倒しするとしても専用の複雑な構造が必要となり装置が大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、装置を大型化することなく容易に切削ブレードの形状を検出しうる切削ブレードの形状検出方法を提供することを目的としている。

本発明は、切削ブレードの形状検出方法であって、板状物に対して切削ブレードを切り込ませ、少なくとも第一の切り込み深さまで切り込んだ第一領域と、該第一の切り込み深さと異なる深さの第二の切り込み深さまで切り込んだ第二領域とを含む切削痕を板状物に形成する切削痕形成ステップと、該切削痕形成ステップを実施した後、撮像手段で該切削痕を撮像して該第一領域の該切削痕の第一幅を検出するとともに該第二領域の該切削痕の第二幅を検出することにより、該切削ブレードの先端から径方向に該第一の切り込み深さ及び該第二の切り込み深さ向かった位置における該切削ブレードの厚みがそれぞれ該第一幅及び該第二幅であると該切削ブレードの形状を検出する形状検出ステップと、を備える。

本発明にかかる切削ブレードの形状検出方法は、切削痕形成ステップを実施することで第一の切り込み深さから第二の切り込み深さへと切り込み深さを変化させた切削痕を板状物の表面に形成する。切削痕の第一の切り込み深さにおける第一幅は、切削ブレードの先端から径方向に第一の切り込み深さ分離反した位置における切削ブレードの厚みが転写されたものであり、同様に、切削痕の第二の切り込み深さにおける第二幅は、切削ブレードの先端から径方向に第二の切り込み深さ分離反した位置における切削ブレードの厚みが転写されたものであるため、形状検出ステップを実施し、撮像手段によって上方から第一領域及び第二領域を含む切削痕を撮像して第一の切り込み深さにおける切削痕の第一幅と第二の切り込み深さにおける切削痕の第二幅とをそれぞれ検出するだけで、板状物を横倒しすることなく切削ブレードの形状を検出でき、装置が大型化するのを防ぐとともに容易に切削ブレードの先端形状を検出することが可能となる。

切削手段及び板状物の構成を示す斜視図である。切削痕形成ステップを示す正面図及び平面図である。切削痕形成ステップの変形例を示す正面図及び平面図である。形状検出ステップを示す正面図である。形状検出ステップで検出された切削ブレードの形状を示す側面図である。ドレスステップを示す断面図である。

以下では、添付の図面を参照しながら、切削ブレードの交換の要否及び切削ブレードのフラットドレス（形状修正）の要否の判断のために行う切削ブレードの形状検出方法について説明する。

（１）切削痕形成ステップ
図１及び図２に示すように、切削手段１０によって板状物１ａの表面２に切削を施して切削痕を形成する。板状物１ａは、被加工物の一例であり、切削ブレードの形状検出用の板状部材である。この板状物１ａは、例えば、シリコン、カーボンによって形成されている。板状物の形状は、特に限定されない。なお、デバイスが形成された板状ワークを用いて、デバイスが形成されていない不要領域に切削痕を形成するようにしてもよい。

切削手段１０は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング１２と、スピンドル１１の先端に着脱可能に装着された切削ブレード１３とを少なくとも備えている。図示していないモータによってスピンドル１１が回転すると、切削ブレード１３を所定の回転速度で回転させることができる。切削手段１０には、切削手段１０をＺ軸方向に昇降させる切削送り手段３が接続されている。なお、切削手段１０及び切削送り手段３には、図示していないが、切削手段１０及び切削送り手段３を制御する制御手段が接続されている。

板状物１ａに切削痕を形成するためには、スピンドル１１が回転し、切削ブレード１３を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、切削送り手段３によって板状物１ａの表面２に接近する方向（−Ｚ方向）に切削ブレード１３を降下させ、板状物１ａを切削手段１０に対してＸ軸方向に相対移動させながら、切削ブレード１３の刃先１４で板状物１ａの外周縁一端（一端エッジ）から外周縁他端（他端エッジ）にかけて例えばトラバースカットを実施する。ここで、トラバースカットとは、被加工物１ａよりも外周側で所定高さに切削ブレード１３を位置付け、この状態で被加工物１ａをＸ軸方向に移動させることで切削ブレード１３を被加工物１ａに切り込ませた後、被加工物１ａをＸ軸方向の一端から他端まで切りきる加工のことである。
なお、チョッパートラバースカットにより切削痕を形成してもよい。チョッパートラバースカットとは、被加工物１ａの上方に位置付けた切削ブレード１３を所定高さへと下降させることで被加工物１ａに切り込み、次いで被加工物１ａをＸ軸方向に移動させることで切削ブレード１３にて被加工物１ａをＸ軸方向に切削した後、被加工物１ａを上方に退避させることで被加工物１ａにライン状の切削痕を形成する加工である（被加工物の外周縁は切りきらない）。

図２に示すように、切削ブレード１３を−Ｚ方向に下降させて板状物１ａの表面２に切り込ませた後、板状物１ａに対する−Ｚ方向の深い切り込み深さから浅い切り込み深さへと切削ブレード１３の切り込み深さを変化させて、板状物１ａにおいて深さが一定でない切削痕４を形成する。具体的には、切削ブレード１３の刃先１４を板状物１ａの表面２から深い切り込み深さである第１の切り込み深さＨ１まで切り込ませるとともに、所定の範囲だけ板状物１ａを切削ブレード１３に対して−Ｘ方向に相対移動させることで板状物１ａに第１の切り込み深さＨ１まで切り込んだ第一領域５ａを含む切削痕４を形成する。このように形成された第一領域５ａにおける切削痕４のＹ軸方向の幅は、切削ブレード１３の先端形状に応じた第一幅６ａとなっている。

次に、板状物１ａを切削ブレード１３に対してさらに相対移動させながら、図１で示した切削送り手段３によって切削ブレード１３の刃先１４をわずかに＋Ｚ方向に上昇させていき、第一の切り込み深さＨ１よりも浅い切り込み深さである第二の切り込み深さＨ２に切削ブレード１３の位置を位置づけ、回転する切削ブレード１３によって、板状物１ａに対し、第２の切り込み深さＨ２まで切り込んだ第二領域５ｂを含む切削痕４を形成する。このように形成された第二領域５ｂにおける切削痕４のＹ軸方向の幅は、切削ブレード１３の先端形状に応じた第二幅６ｂとなっている。

なお、上記では、切削ブレード１３の位置を深い切り込み深さから浅い切り込み深さへとトラバースカットする切削動作を説明したが、切削ブレード１３の位置を浅い切り込み深さから深い切り込み深さへとトラバースカットしてもよい。

トラバースカットによって形成された切削痕４は、異なる切り込み深さを有していることから、後記の形状検出ステップを実施する際に第一の切り込み深さＨ１及び第二の切り込み深さＨ２の位置が把握できるようにしておく。例えば、図１で示した板状物１ａにおいてＸ軸方向における一端エッジから２０ｍｍ離間した位置までに第一の切り込み深さＨ１の切削痕４を形成し、板状物１ａの一端エッジから４０ｍｍ離間した位置から他端エッジまでに第二の切り込み深さＨ２の切削痕４を形成する。なお、本実施形態では、切削痕４の切り込み深さを２つの深さに分けているが、第一の切り込み深さＨ１及び第二の切り込み深さＨ２に加えて、例えば第三、第四、・・・の切り込み深さの切削痕を形成してもよい。

切削痕形成ステップの変形例として、図３に示すように、切削ブレード１３で板状物１ｂに対してチョッパーカットを実施してもよい。なお、チョッパーカットとは、切削ブレードを鉛直方向に切削送りするのみによって被加工物を切削する方法である。

具体的には、図３に示すように、回転する切削ブレード１３を板状物１ｂの表面２に接近する−Ｚ方向に降下させ、切削ブレード１３を板状物１ｂの表面２から浅い切り込み深さである第１の切り込み深さＨ３まで切り込ませる。その結果、板状物１ｂに第１の切り込み深さＨ３まで切り込んだ第一領域８ａを含む切削痕７が形成される。このように形成された第一領域８ａにおける切削痕７のＹ軸方向の幅は、切削ブレード１３の先端形状に応じた第一幅９ａとなっている。その後は、切削ブレード１３を上昇させて板状物１ｂから退避させる。

次に、板状物１ｂを切削ブレード１３に対してＸ軸方向に相対移動させて切削されていない部分を切削ブレード１３の下方に位置づけた後、回転する切削ブレード１３を板状物１ｂの表面２に接近する−Ｚ方向に降下させ、切削ブレード１３を板状物１ｂの表面２から第１の切り込み深さＨ３よりも深い第２の切り込み深さＨ４まで切り込ませる。その結果、板状物１ｂに第２の切り込み深さＨ４まで切り込んだ第二領域８ｂを含む切削痕７が形成される。このように形成された第二領域８ｂにおける切削痕７のＹ軸方向の幅は、切削ブレード１３の先端形状に応じた第二幅９ｂとなっている。なお、本実施形態では、切削痕７の切り込み深さを２つの深さに分けているが、第一の切り込み深さＨ３及び第二の切り込み深さＨ４に加えて、例えば第三、第四、・・・の切り込み深さの切削痕を形成してもよい。

（２）形状検出ステップ
切削痕形成ステップを実施した後、図４に示すように、撮像手段１６によって上方から切削痕４を撮像して切削ブレード１３の形状を検出する。上記チョッパーカットによって形成された切削痕７に基づいて切削ブレード１３の形状を検出することもできるが、以下では、トラバースカットによって形成された切削痕４に基づいて切削ブレード１３を検出する場合について説明する。

撮像手段１６は、カメラであって、撮像手段１６によって取得された撮像データを記憶する記憶部１７に接続されている。なお、記憶部１７には、切削ブレードを交換するタイミングを判断するための切削ブレードの先端形状のしきい値をあらかじめ記憶させておく。

まず、撮像手段１６は、第一領域５ａにおける切削痕４を上方から撮像して切削痕４の第一幅６ａ（図２参照）を検出する。撮像手段１６によって検出された第一幅６ａの撮像データは記憶部１７に記憶される。切削痕４の第一幅６ａは、図５の部分拡大図に示すように、切削ブレード１３の刃先１４から径方向（切削ブレード１３の回転中心に向かう方向）に向かって第一の切り込み深さＨ１分だけ離反した位置における切削ブレード１３の第一の厚み１５ａと同一の幅となっている。

次いで、図４に示す板状物１を撮像手段１６に対してさらに相対移動させることにより、第二領域５ｂにおける切削痕４を上方に撮像手段１６を位置づけ、第二領域５ｂにおける切削痕４を撮像して切削痕４の第二幅６ｂ（図２参照）を検出する。撮像手段１６によって検出された第二幅６ｂの撮像データは記憶部１７に記憶される。切削痕４の第二幅６ｂは、図５の部分拡大図に示すように、切削ブレード１３の刃先１４から径方向に向かって第二の切り込み深さＨ２分だけ離反した位置における切削ブレード１３の第二の厚み１５ｂと同一の幅となっている。このようにして、切削痕４の第一幅６ａ及び第二幅６ｂの形状に基づいて切削ブレード１３の先端形状を検出することができる。

（３）ドレスステップ
形状検出ステップを実施した後、例えば、第一幅６ａの値と第二幅６ｂの値とが等しくなく、撮像手段１６によって取得された切削痕４の撮像データをもとに切削ブレード１３をドレスする必要があると判断したら、図６に示すように、ドレスに使用する板状部材２０に対して切削ブレード１３を切り込ませてドレスを実施する。具体的には、スピンドル１１が回転し、所定の回転速度で切削ブレード１３を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、切削ブレード１３を板状部材２０の表面２０ａに接近する方向に降下させ、切削ブレード１３を該表面２０ａから切り込ませて溝２１を形成する。このようにして切削ブレード１３にドレスを施して、厚みを均一として先端形状をフラットな状態にする。

（４）ブレード交換ステップ
また、形状検出ステップを実施した後、図４で示した記憶部１７に記憶された切削痕４の第一幅６ａの値と第二幅６ｂの値との差が、あらかじめ記憶部１７に記憶されたしきい値に達していると認識された場合には、切削ブレード１３の先端形状が磨耗していると判断して適宜新たな切削ブレードと交換する。

以上のとおり、本発明の切削ブレードの形状検出方法では、切削痕形成ステップを実施することで第一の切り込み深さＨ１から第二の切り込み深さＨ２へと切り込み深さを変化させた切削痕４を板状物１ａの表面２に形成した後、形状検出ステップを実施することにより、撮像手段１６によって上方から第一領域５ａ及び第二領域５ｂを撮像して切削痕４の第一幅６ａと第二幅６ｂとを検出する。切削痕４の第一の切り込み深さＨ１，Ｈ３における第一幅６ａ，９ａは、切削ブレード１３の先端から径方向に第一の切り込み深さＨ１，Ｈ３分離反した位置における切削ブレード１３の厚みが転写されたものであり、同様に、切削痕４の第二の切り込み深さＨ２，Ｈ４における第二幅６ｂ，９ｂは、切削ブレード１３の先端から径方向に第二の切り込み深さＨ２，Ｈ４分離反した位置における切削ブレード１３の厚みが転写されたものであるため、板状物１ａを横倒しすることなく、板状物１ａの上方から撮像手段１６で撮像するだけで、切削ブレード１３の先端形状を容易に検出できるため、切削ブレード１３の交換の要否及び切削ブレードのドレスの要否を的確に判断することができる。

１ａ，１ｂ：板状物２：表面３：切削送り手段４：切削痕５ａ：第一領域
５ｂ：第二領域６ａ：第一幅６ｂ：第二幅７：切削痕８ａ：第一領域
８ｂ：第二領域９ａ：第一幅９ｂ：第二幅１０：切削手段１１：スピンドル
１２：スピンドルハウジング１３：切削ブレード１４：刃先１５ａ：第一の厚み
１５ｂ：第二の厚み１６：撮像手段１７：記億部
２０：板状部材２０ａ：表面２１：溝

Claims

切削ブレードの形状検出方法であって、
板状物に対して切削ブレードを切り込ませ、少なくとも第一の切り込み深さまで切り込んだ第一領域と、該第一の切り込み深さと異なる深さの第二の切り込み深さまで切り込んだ第二領域とを含む切削痕を板状物に形成する切削痕形成ステップと、
該切削痕形成ステップを実施した後、撮像手段で該切削痕を撮像して該第一領域の該切削痕の第一幅を検出するとともに該第二領域の該切削痕の第二幅を検出することにより、該切削ブレードの先端から径方向に該第一の切り込み深さ及び該第二の切り込み深さ向かった位置における該切削ブレードの厚みがそれぞれ該第一幅及び該第二幅であると該切削ブレードの形状を検出する形状検出ステップと、を備えた切削ブレードの形状検出方法。