JP2020142342A - 切削装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】切削ブレードの装着工具の離脱忘れによって切削装置を損傷させる問題を防止することができる切削装置を提供する。【解決手段】被加工物Wを保持する保持手段18と、保持手段18に保持された被加工物Wを切削する切削ブレード34がナットによって回転軸に装着された切削手段30と、から少なくとも構成される切削装置1であって、回転軸に装着された切削ブレード34を固定したナットの取り外し及び装着を行う装着工具を載置する工具テーブル50と、工具テーブル50の所定の位置52に装着工具が載置されているか否かを判定し、工具テーブル50の所定の位置52に装着工具が載置されていないと判定される場合に、作業者に対する警告信号を発信する警告信号発信手段と、を備えた切削装置が提供される。【選択図】図1
Description
本発明は、保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードがナットによって回転軸に装着された切削手段と、から少なくとも構成される切削装置に関する。
IC、LSI等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードがナットによって回転軸に装着された切削手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、切削すべき領域を検出する撮像手段と、から少なくとも構成されウエーハを高精度に個々のデバイスチップに分割できる。
また、回転軸へのナットの装着及び取り外しは比較的困難であることから、装着及び取り外しに好適な装着工具が本出願人によって提案されている(特許文献1を参照)。
上記した装着工具を用いることによって、切削ブレードの装着及び取り外しが適切に実施することが可能になるが、回転軸に切削ブレードを装着すべくナットを締結した後、該ナットから装着工具を離脱させることを失念し、該装着工具を装着したまま、該切削装置を稼働させるケースが生じ、該装着工具によって切削装置が損傷するという問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、切削ブレードの装着工具の離脱忘れによって切削装置を損傷させる問題を防止することができる切削装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードがナットによって回転軸に装着された切削手段と、から少なくとも構成される切削装置であって、該回転軸に装着された切削ブレードを固定したナットの取り外し及び装着を行う装着工具を載置する工具テーブルと、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されているか否かを判定し、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定される場合に、作業者に対する警告信号を発信する警告信号発信手段と、を備えた切削装置が提供される。
該警告信号発信手段は、発光素子と受光素子とを備え、該発光素子から照射された光が、該装着工具で反射して反射光となり、該反射光を該受光素子で受光した場合に該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていると判定するものであって、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていると判定された場合に、該被加工物を加工する際に警告信号を発信せず、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定された場合に、該警告信号を発信することができる。
より好ましくは、該警告信号発信手段は、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されているか否かを判定し、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定される場合で、且つ該切削ブレードにより被加工物を加工するための指示を検知した場合に作業者に対する警告信号を発信する。さらに、該警告信号発信手段は、該警告信号を発信する際には、該切削ブレードにより被加工物を加工するための指示を無効とすることが好ましい。
本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードがナットによって回転軸に装着された切削手段と、から少なくとも構成される切削装置であって、該回転軸に装着された切削ブレードを固定したナットの取り外し及び装着を行う装着工具を載置する工具テーブルと、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されているか否かを判定し、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定される場合に、作業者に対する警告信号を発信する警告信号発信手段と、を備えていることから、装着工具を用いて回転軸にナットを装着した後、該装着工具をナットから離脱させずに切削装置を稼働させることが防止され、切削装置を損傷させることが防止される。
図1には、本発明に基づき構成された実施形態に係る切削装置1の斜視図が示されている。切削装置1は、被加工物として用意されるウエーハWに切削加工を施す装置である。以下に、図1を参照しながら、切削装置1について説明する。
切削装置1は、基台2を備え、基台2には、ダイシングテープTを介して環状のフレームFと一体化されたウエーハWを複数枚収容可能なウエーハカセット8が配設される。ウエーハカセット8は、上下動可能なカセット昇降手段9上に載置される。
ウエーハカセット8の後方には、ウエーハカセット8から切削加工前のウエーハWを搬出するとともに、加工後のウエーハWをウエーハカセット8に搬入する搬出入手段10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入手段10との間には、搬出入対象のウエーハWが一時的に載置され、フレームFに保持されたウエーハWを一定の位置に位置合わせする位置合わせ機能を有する仮置き手段12が配設されている。
仮置き手段12の近傍には、ウエーハWを保持するフレームFを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段16が配設されている。搬出入手段10によってウエーハカセット8から仮置き手段12上に搬出されたウエーハWは、搬送手段16により吸着されて搬送される。
基台2には、保持手段として機能するチャックテーブル18が配設されている。ウエーハWは、搬送手段16によって、図1にて搬送位置に位置付けられたチャックテーブル18上に搬送される。チャックテーブル18に搬送されたウエーハWは、ダイシングテープTを介してチャックテーブル18に吸引されると共に、複数のクランプ19によりフレームFが固定される。チャックテーブル18は、後述する切削手段30とチャックテーブル18とを相対的に加工送りする加工送り手段(図示は省略)を備える。該加工送り手段は、チャックテーブル18を回転駆動し、図中矢印Xで示すX軸方向に進退動可能に構成される。また、チャックテーブル18のX軸方向の移動経路の上方には、ウエーハWの切削加工すべき位置(例えば、ウエーハW上の分割予定ライン)を検出するアライメント手段20が配設されている。
アライメント手段20は、ウエーハWの表面を撮像する撮像手段を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって切削加工すべき分割予定ラインを検出することができる。アライメント手段20によって取得された画像は、後述する制御手段100(図4を参照)に送られて、表示手段6に表示される。
アライメント手段20のX軸方向で隣接する位置には、切削手段30が配設されている。切削手段30は、切削ブレード34が装着され、チャックテーブル18に保持されたウエーハWを切削し、分割する。
切削手段30によって切削加工が施されたウエーハWは、チャックテーブル18と共に図中手前側の搬送位置に移動され、搬送手段41により吸着されて、切削加工によって切削屑等が付着し汚染されたウエーハWを洗浄する洗浄手段40まで搬送される。
洗浄手段40によって洗浄され乾燥処理が施されたウエーハWは、搬送手段16によりウエーハWを支持するフレームFが吸着されて仮置き手段12に搬送され、搬出入手段10によりウエーハカセット8の所定の収納場所に戻される。
基台2の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段4と、円形の凹部で形成された装着工具収容部52と、同じく円形の凹部で形成されたナット収容部54と、切削手段30によって実施される切削加工を指示するための稼働ボタン56と、が形成された工具テーブル50が配設される。基台2の上部には、作業者に対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示される表示手段6が設けられている。表示手段6は、切削加工に関連する情報等を表示するだけでなく、表示画面に触れることで情報を入力可能なタッチパネル機能を備えることもできる。
装着工具収容部52の凹部は、後述する装着工具70の形状に合わせて形成されており、ナット収容部54の凹部は、切削手段30の切削ブレード34を固定するための後述するナット35の形状に合わせた形状になっている。
基台2の上部を構成し、工具テーブル50上の装着工具収容部52に対向するように形成された壁面2Aには、発光素子61と、装着工具収容部52に載置された装着工具70で反射した光Lを受光する受光素子62とが配設されている。さらに、壁面2Aの上方には、警告信号を発信する警告ランプ63が配設されている。
図2を参照しながら、上記した切削手段30、及び装着工具70についてより具体的に説明する。図2(a)に、図1に示す切削装置1に配設された切削手段30を拡大して示し、図2(b)には、切削手段30を分解した斜視図、及び装着工具70の斜視図を示す。
図2(a)及び図2(b)に示すように、切削手段30は、図1に矢印Yで示すY軸方向に延びる回転軸ハウジング31と、回転軸ハウジング31の先端に装着されたブレードカバー32と、回転軸ハウジング31に回転自在に支持された回転軸33と、回転軸33の先端部に着脱自在に固定される環状の切削ブレード34と、回転軸33の先端部に切削ブレード34を固定するためのナット35とを含む。
図2(b)に示すように、ブレードカバー32は、回転軸ハウジング31に固定される第一のカバー部材32aと、第一のカバー部材32aの前面にねじ38によって固定される第二のカバー部材32bと、第一のカバー部材32aの上方からねじ37によって固定されるブレード検出ブロック32cとからなる。ブレード検出ブロック32cには、切削ブレード34の摩耗や欠けを検出するためのブレードセンサ(図示は省略)が配設されている。第一のカバー部材32a、及び第二のカバー部材32bには、切削ブレード34の側面に沿って延び、切削ブレード34によって被加工物を切削する際に切削水を供給する第一の切削水供給ノズル36a、及び第二の切削水供給ノズル36bが配設されている。
回転軸33の先端側には、環状のフランジ33aが配設され、フランジ33aのさらに先端側の外周面には雄ねじ33bが形成され、回転軸33の端面には六角穴33cが形成されている。該先端側に切削ブレード34を装着して、ナット35の雌ねじ35aを螺合して締結することによって、切削ブレード34がフランジ33aとナット35とによって挟み込まれて固定される。
ブレード検出ブロック32cによって、切削ブレード34の刃先が摩耗して交換時期になったことが検出された場合は、図2(b)に示すように、第二のカバー部材32bと、ブレード検出ブロック32cとを第一のカバー部材32aから外し、次いで、回転軸33の先端に締結されたナット35を外す。このナット35を回転軸33から外す際に使用されるのが、図に示す装着工具70である。なお、図2(b)には、装着工具70の一端面71側から見た斜視図を上方に、他端面74から見た斜視図を下方側に示している。
装着工具70は、略円柱形状をなし、一端面71側にナット収容凹部72が形成されており、ナット収容凹部72の底部には、ナット35の表面に複数(本実施形態では6個)配設された孔部35bに挿入される突起73が、該孔部35bと対向する位置に配設されている。また、装着工具70の一端面71と反対側の他端面74側の外周側面には、作業者が装着工具70を把持し易いように凹凸形状をなす把持部75が形成されている。さらに、装着工具70の他端面74側には、ナットを外す際、及び装着する際に別途トルクレンチ等の工具を挿入し、回転軸33の端面に形成された六角穴33cに係合させて回転軸33の回転を規制するための挿入孔76が形成されている。
回転軸33の先端に締結されたナット35を外す際には、上記した装着工具70の突起73をナット35の孔部35aに挿入し、適宜のトルクレンチ(図示は省略)を装着工具70の挿入孔76に挿入して、回転軸33の六角穴33cに係合して固定し、作業者が装着工具70の把持部75を掴み、矢印R1で示す反時計回り方向に回転して、ナット35を緩める。ナット35を緩めて外し、摩耗した切削ブレード34を取り外したならば、新しい切削ブレード34を用意する。なお、取り外したナット35は、ナット収容部54に載置する。
新しい切削ブレード34を用意したならば、回転軸33の先端に新しい切削ブレード34とナット35を装着し、上記した装着工具70と図示しないトルクレンチとを使用して、ナット35を矢印R2で示す方向に回転し、締結して切削ブレード34をフランジ33aとナット35とによって挟み込み、固定する。
切削ブレード34の交換作業を終えたならば、操作手段4、又は表示手段6によって所定の加工条件を入力し、切削加工の開始を指示するための稼働ボタン56を操作することにより、切削加工が開始される。稼働ボタン56が押されることにより、図1に示すウエーハカセット8に収容されたウエーハWが、搬出入手段10によって搬出され、仮置き手段12、及び搬送手段16によってウエーハWをチャックテーブル18に搬送し、チャックテーブル18上にウエーハWを載置し、図示しない吸引手段、及びクランプ19を作動して吸引保持させる。
チャックテーブル18にウエーハWが吸引保持されたならば、チャックテーブル18に保持されているウエーハWを上記したアライメント手段20の直下に位置付けて、ウエーハWの加工すべき領域と、切削手段30の切削ブレード34による切削加工位置との位置合わせ(アライメント)を実施する。
上記したアライメントを実施したならば、チャックテーブル18を移動して、切削ブレード34の直下にウエーハWを位置付ける。ウエーハWを切削ブレード34の直下に位置付けたならば、切削手段30と、図示しない加工送り手段を作動してチャックテーブル18と共にウエーハWを矢印Xで示すX軸方向に加工送りして、切削ブレード34によって所定の分割予定ラインに沿って切削加工を実施し、切削溝を形成する。
上記した切削加工を、切削手段30、及び図示しない加工送り手段により移動させられるチャックテーブル18の作動により、ウエーハWの上面に形成された全ての分割予定ラインに沿って実施して切削溝を形成する。
上記したように、切削溝が形成されたならば、チャックテーブル18を、加工前のウエーハWを載置した搬送位置に位置付ける。チャックテーブル18の移動に伴い該搬送位置に位置付けられたウエーハWは、チャックテーブル18による吸引保持が解除され、搬送手段41によって洗浄手段40に搬送される。
洗浄手段40によってウエーハWを洗浄、乾燥したならば、ウエーハWは搬送手段16、及び搬出入手段10によって、ウエーハカセット8の所定の位置に戻され、切削加工が完了する。
ここで、図3に示すように、装着工具70は、古い切削ブレード34の取り外し、又は新しい切削ブレード34の装着に使用されている場合を除き、工具テーブル50上に形成された装着工具収容部52に載置されるように作業マニュアルで規定されている。そこで、本実施形態の切削装置1は、図4に示すように、警告信号発信手段80を備えることにより、工具テーブル50の装着工具収容部52に装着工具70が載置されているか否かを判定し、装着工具収容部52に装着工具70が載置されていないと判定される場合に、作業者に対する警告信号を発信する。なお、本実施形態では、装着工具収容部52に装着工具70が載置されていないと判定される場合に常に警告信号を発信し続けるのではなく、装着工具70によって切削ブレード34の装着及び取り外しを実施している最中に警告信号が発信されないように、装着工具収容部52に装着工具70が載置されていないと判定される場合であって、且つ、稼働ボタン56によって切削加工の開始が指示された場合に警告信号を発信するようになっている。
本実施形態における警告信号発信手段80について、図4、及び図5を参照しながら以下に説明する。
図4には、切削装置1の工具テーブル50の一部を拡大した平面図と、壁面2A内に収容され、警告信号発信手段80を構成する制御手段100、及び制御手段100に接続される発光素子61、受光素子62、稼働ボタン56、及び警告ランプ63の概念図が示されている。
制御手段100は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置(CPU)と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ(ROM)と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ(RAM)と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている(詳細についての図示は省略)。制御手段100には、切削装置1の各作動部を制御するための制御プログラムに加え、図5に示す制御フローチャートを実施するための制御プログラムも記憶されている。図5を参照しながら、警告信号発信手段80の動作について、以下に説明する。なお、図5に示す制御フローチャートは、切削装置1が使用されている間は、所定時間毎に常に繰り返し実行される。
切削装置1の電源がオンされて、制御手段100の作動が開始されると、ステップS1にて発光素子61から光Lが照射され、受光素子62における光Lの受光状態が検出される。図4に示すように、装着工具収容部52に装着工具70が載置されており、受光素子62において所定の光量以上の光Lが受光された場合は、受光素子信号Sが1となり、所定の光量以上の光が受光されない場合は、受光素子信号Sは0となる。ステップS1にて受光素子信号Sが検出されたならば、ステップS2に進み、稼働ボタン56による切削加工の指示状態が検出される。稼働ボタン56によって切削加工の開始が指示された場合は、稼働ボタン信号Qが1となり、稼働ボタン56によって切削加工の開始が指示されていない場合は、稼働ボタン信号Qが0となる。次いでステップS3に進み、稼働ボタン56からの稼働ボタン信号Qが1であるか否かが判定される。ここで、Q=1でない(Q≠1)場合(no)、すなわち、切削加工の開始の指示が、まだなされていない場合は、警告信号を発信する必要がないため、ステップS4に進み、警告信号の発信が停止した状態、すなわち警告ランプ63を消灯状態として、リターンからスタートに戻る。
ステップS3に戻り説明を続けると、ステップS3にて、稼働ボタン56からの稼働ボタン信号Qが1であるか否かが判定され、Q=1である場合(yes)、すなわち、稼働ボタン56によって切削加工の開始が指示されていると判定される場合は、ステップS5に進み、ステップS5において、受光素子信号Sが1である(S=1)か否か、すなわち、発光素子61から照射された光Lが受光素子62で検出されているか否か、が判定される。ここで、S=1であると判定された場合(yes)、すなわち、装着工具70が、装着工具収容部52に載置されていると判定された場合は、切削加工を実施しても問題ないため、ステップS6に進み、警告信号の発信を停止した状態、すなわち、警告ランプ63を消灯した状態とする。そして、警告信号の発信を停止した状態とした後、ステップS7に進み、稼働ボタン56による指示を有効とする。これによって、装着工具70が装着工具収容部52に載置されている状態で、切削加工が実施される。
ステップS5に戻り説明を続けると、ステップS5にて、受光素子信号Sが1であるか否か判定され、S=1でない(S≠1)と判定された場合(no)、すなわち、装着工具70が、装着工具収容部52に載置されていないと判定された場合は、装着工具70が切削手段30の回転軸33の先端部に装着されたままの可能性があり、そのまま切削加工を実施すると切削装置1が損傷するおそれがある。よって、ステップS8に進み、警告信号を発信した状態、すなわち、警告ランプ63を点灯状態とする。これにより、作業者に対して、装着工具70が回転軸33に装着されたままである可能性があることを知らせて確認を促す。そして、警告信号を発信した後は、ステップS9に進み、稼働ボタン56によって切削加工の開始の指示がなされていたとしても、稼働ボタン56からの信号を無効として、リターンからスタートに戻る。
なお、上記した本実施形態では、警告信号の発信の具体的な実施態様として、警告ランプ63を点灯させるように説明したが、他の手段によって警告信号を発信することもできる。例えば、警告ランプ63を点灯させると共に、又は、警告ランプ63の点灯に代えて、表示手段6に装着工具70が装着工具収容部52に載置されていない旨を表示したり、警告ブザーを作動させたりする等、他の警告手段を作動して、装着工具70の戻し忘れを作業者に知らせてもよい。
上記した実施形態によれば、作業者が、新しい切削ブレード34を、装着工具70を用いて回転軸33の先端に締結した後、装着工具70の取り外しを失念して、回転軸33の先端に装着工具70を装着したまま切削加工の準備を進め、稼働ボタン56によって切削加工を指示した場合であっても、警告信号の発信によって、作業者に対し、装着工具70の外し忘れについての確認を促して、装着工具70が装着されたままの切削加工の作動開始を防止し、切削手段30が破損することが防止される。さらに、上記した実施形態では、警告信号を発信した後に、稼働ボタン56によって切削加工の開始の指示がなされていたとしても、稼働ボタン56からの信号を無効とすることから、より確実に装着工具70が装着されたままの切削加工の作動開始を防止することができる。
本発明によれば、上記した実施形態に限定されず、種々の変形例が提供される。例えば、上記した実施形態では、装着工具収容部52上に装着工具70が載置されているか否かを判定する具体的な手段として、発光素子61によって照射された光Lを装着工具70にて反射させ、反射した該光Lを受光素子62にて受光することにより、装着工具収容部52上に装着工具70が載置されていることを検出した。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、超音波を照射して装着工具70で反射させ、反射した該超音波を検出することで、装着工具70が装着工具収容部52上に載置されていることを検出してもよく、さらには、装着工具70が載置されることでオンとなる物理的なスイッチを装着工具収容部52に設けて、該スイッチの動作で装着工具収容部52に装着工具70が載置されていることを判定することとしてもよい。
また、上記した実施形態では、装着工具収容部52に装着工具70が載置されていないと判定される場合であって、且つ、稼働ボタン56によって切削加工の開始が指示された場合に警告信号を発信するようにしたが、本発明は、これに限定されず、装着工具収容部52に装着工具70が載置されていないと判定される場合に、常に警告信号を発信するようにすることもできる。その場合は、切削ブレード34の交換中も警告ランプ63が点灯したままとなるが、稼働ボタン56を操作するまでもなく、装着工具70の外し忘れに気が付くことが可能になる。
さらに、上記した実施形態では、切削加工の開始を指示するための手段として、工具テーブル50上に稼働ボタン56を配設し、稼働ボタン56の作動状態によって切削ブレード34によりウエーハWを加工するための指示を検知したが、本発明はこれに限定されず、操作手段4、又は表示手段6のタッチパネル機能によって切削加工の開始を指示するものであってもよい。
1:切削装置
2:基台
4:操作手段
6:表示手段
8:ウエーハカセット
9:カセット昇降手段
10:搬出入手段
12:仮置手段
16:搬送手段
18:チャックテーブル
20:アライメント手段
30:切削手段
31:回転軸ハウジング
32:ブレードカバー
33:回転軸
33a:雄ねじ部
34:切削ブレード
35:ナット
35a:雌ねじ部
40:洗浄手段
50:工具テーブル
52:装着工具収容部
54:ナット収容部
56:稼働ボタン
61:発光素子
62:受光素子
63:警告ランプ
70:装着工具
80:警告信号発信手段
100:制御手段
2:基台
4:操作手段
6:表示手段
8:ウエーハカセット
9:カセット昇降手段
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18:チャックテーブル
20:アライメント手段
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100:制御手段
Claims (4)
- 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードがナットによって回転軸に装着された切削手段と、から少なくとも構成される切削装置であって、
該回転軸に装着された切削ブレードを固定したナットの取り外し及び装着を行う装着工具を載置する工具テーブルと、
該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されているか否かを判定し、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定される場合に、作業者に対する警告信号を発信する警告信号発信手段と、を備えた切削装置。 - 該警告信号発信手段は、発光素子と受光素子とを備え、該発光素子から照射された光が、該装着工具で反射して反射光となり、該反射光を該受光素子で受光した場合に該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていると判定するものであって、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていると判定された場合に、該被加工物を加工する際に警告信号を発信せず、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定された場合に、該警告信号を発信する請求項1に記載の切削装置。
- 該警告信号発信手段は、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されているか否かを判定し、該工具テーブルの所定の位置に該装着工具が載置されていないと判定される場合で、且つ該切削ブレードにより被加工物を加工するための指示を検知した場合に作業者に対する警告信号を発信する請求項1、又は2に記載の切削装置。
- 該警告信号発信手段は、該警告信号を発信する際には、該切削ブレードにより被加工物を加工するための指示を無効とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の切削装置。
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