JP2020175490A - 加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】保持手段または加工手段が加速および減速する際の反力を緩和することができる加工装置を提供する。【解決手段】加工装置２は、被加工物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被加工物を加工する加工手段６と、保持手段４または加工手段６を加工送りする加工送り手段８と、から少なくとも構成されている。加工送り手段８は、保持手段４または加工手段６が連結される移動テーブル３０と、移動テーブル３０を支持し加工送り方向Ｘに延在する案内レール３２ａが配設された基台３２と、移動テーブル３０を駆動し加工送り方向Ｘに延在するリニアモータレール３４と、基台３２に配設されリニアモータレール３４を支持し加工送り方向Ｘに延在し移動テーブル３０が加速および減速する際の反力を緩和する緩和レール３２ｂと、リニアモータレール３４と基台３２との間に配設されたダンパー３６と、から少なくとも構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段と、保持手段または加工手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成された加工装置に関する。
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、ダイシング装置、レーザー加工装置等の加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
ダイシング装置、レーザー加工装置は、ウエーハを保持する保持手段と、保持手段に保持されたウエーハを加工（ダイシング加工、レーザー加工）する加工手段と、保持手段または加工手段を加工送りする加工送り手段と、から概ね構成されていてウエーハを高精度に個々のデバイスチップに分割することができる（たとえば特許文献１および２参照）。
特開２００８−２７９５２６号公報 特開２００７−１５２３５５号公報
しかし、保持手段または加工手段を加工送り手段によって加工送りすると、保持手段または加工手段が加速および減速する際の反力によって加工装置に揺れが生じて高精度な加工に支障をきたすという問題がある。
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、保持手段または加工手段が加速および減速する際の反力を緩和することができる加工装置を提供することである。
上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の加工装置である。すなわち、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加工する加工手段と、該保持手段または該加工手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成された加工装置であって、該加工送り手段は、該保持手段または該加工手段が連結される移動テーブルと、該移動テーブルを支持し加工送り方向に延在する案内レールが配設された基台と、該移動テーブルを駆動し加工送り方向に延在するリニアモータレールと、該基台に配設され該リニアモータレールを支持し加工送り方向に延在し該移動テーブルが加速および減速する際の反力を緩和する緩和レールと、該リニアモータレールと該基台との間に配設されたダンパーと、から少なくとも構成された加工装置である。
好ましくは、該リニアモータレールには永久磁石が配設され、該移動テーブルには該永久磁石に対向して位相が変化する電磁石が配設される。該移動テーブルには永久磁石が配設され、該リニアモータレールには該永久磁石に対向して位相が変化する電磁石が配設されていてもよい。該加工手段は該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して加工を施すのが好都合である。
本発明が提供する加工装置は、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加工する加工手段と、該保持手段または該加工手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成され、該加工送り手段は、該保持手段または該加工手段が連結される移動テーブルと、該移動テーブルを支持し加工送り方向に延在する案内レールが配設された基台と、該移動テーブルを駆動し加工送り方向に延在するリニアモータレールと、該基台に配設され該リニアモータレールを支持し加工送り方向に延在し該移動テーブルが加速および減速する際の反力を緩和する緩和レールと、該リニアモータレールと該基台との間に配設されたダンパーと、から少なくとも構成されているので、移動テーブルが加工送り方向への移動を開始すると、移動テーブルが加速する際の反力で、移動テーブルが移動する方向とは反対方向にリニアモータレールが緩和レール上を移動すると共に、リニアモータレールの運動エネルギーをダンパーで減衰させることにより、移動テーブルが加速する際の反力を吸収して緩和する。
また、本発明の加工装置においては、移動テーブルが減速すると、移動テーブルが減速する際の反力で、移動テーブルが移動している方向と同じ方向にリニアモータレールが緩和レール上を移動すると共に、リニアモータレールの運動エネルギーをダンパーで減衰させることにより、移動テーブルが減速する際の反力を吸収して緩和する。したがって、本発明の加工装置によれば、保持手段または加工手段が加速および減速する際の反力を緩和することができ、加工装置に揺れが生じて高精度な加工に支障をきたすという問題が解消する。
本発明に従って構成された加工装置の斜視図。 図１に示す加工送り手段の分解斜視図。 図１に示す加工送り手段の斜視図。 磁気ダンパーの模式図。
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１を参照して説明すると、全体を符号２で示す加工装置は、被加工物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被加工物を加工する加工手段６と、保持手段４または加工手段６を加工送りする加工送り手段８と、から少なくとも構成される。
図１に示すとおり、保持手段４は、基板１０と、基板１０の上面に固定された円筒状の支柱１２と、支柱１２の上端に固定されたカバー板１４とを含む。カバー板１４には長穴１４ａが形成されていて、長穴１４ａを通って上方に延びるチャックテーブル１６が支柱１２の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル１６は、支柱１２に内蔵されたチャックテーブル用モータ（図示していない。）によって回転される。チャックテーブル１６の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円形の吸着チャック１８が配置されている。チャックテーブル１６においては、吸引手段で吸着チャック１８の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック１８の上面に載せられたウエーハ等の被加工物を吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル１６の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ２０が配置されている。
図示の実施形態の加工手段６は、加工装置２の支持台２２の上面から上方に延び次いで実質上水平に延びる枠体２４と、枠体２４に内蔵されたパルスレーザー光線発振器（図示していない。）と、枠体２４の先端下面に配置された集光器２６とを含むレーザー光線照射手段から構成されている。そして、加工手段６においては、パルスレーザー光線発振器が発振したパルスレーザー光線を集光器２６で集光して、チャックテーブル１６に吸引保持された被加工物に照射することによって、被加工物にレーザー加工を施すようになっている。また、枠体２４の先端下面には、保持手段４に保持された被加工物を撮像してレーザー加工すべき領域を検出するための撮像手段２８が装着されている。なお、加工手段６は、被加工物を切削する切削ブレード（図示していない。）を回転可能に備えた切削手段から構成されていてもよい。
加工送り手段８は保持手段４または加工手段６のどちらを加工送りするようになっていてもよいが、図示の実施形態では加工送り手段８が保持手段４を加工送りする例について説明する。
図２および図３を参照して説明すると、加工送り手段８は、保持手段４が連結される移動テーブル３０と、移動テーブル３０を支持し加工送り方向（図２および図３に矢印Ｘで示す方向）に延在する案内レール３２ａが配設された基台３２と、移動テーブル３０を駆動し加工送り方向Ｘに延在するリニアモータレール３４と、基台３２に配設されリニアモータレール３４を支持し加工送り方向Ｘに延在し移動テーブル３０が加速および減速する際の反力を緩和する緩和レール３２ｂと、リニアモータレール３４と基台３２との間に配設されたダンパー３６と、から少なくとも構成される。
矩形状の移動テーブル３０は、加工送り方向Ｘに移動自在に案内レール３２ａに支持されている。移動テーブル３０の下面には複数の永久磁石３８（図２参照）が配設されており、加工送り方向Ｘに沿ってＮ極およびＳ極が交互に現れるようになっている。移動テーブル３０には、保持手段４または加工手段６のどちらかが連結されるが、図示の実施形態では図１に示すとおり、移動テーブル３０の上面には、保持手段４の基板１０が図１に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動自在に搭載されていると共に、割り出し送り方向Ｙに基板１０を割り出し送りする割り出し送り手段４０が搭載されている。なお、割り出し送り方向Ｙは加工送り方向Ｘに直交する方向であり、加工送り方向Ｘおよび割り出し送り方向Ｙが規定する平面は実質上水平である。
図１に示すとおり、移動テーブル３０上の割り出し送り手段４０は、基板１０に連結され割り出し送り方向Ｙに延びるボールねじ４２と、ボールねじ４２を回転させるモータ４４とを有する。そして、割り出し送り手段４０は、ボールねじ４２によりモータ４４の回転運動を直線運動に変換して基板１０に伝達し、移動テーブル３０の上面に固定された一対の案内レール３０ａに沿って割り出し送り方向Ｙに保持手段４を割り出し送りするようになっている。
図１および図２に示すとおり、図示の実施形態の加工送り手段８の基台３２は、支持台２２の上面に固定された長方形状のメインプレート３２ｃを有し、メインプレート３２ｃは加工送り方向Ｘに延在している。メインプレート３２ｃの短手方向（割り出し送り方向Ｙ）の両端部には加工送り方向Ｘに延在する上記案内レール３２ａが設けられており、上記案内レール３２ａは一対設けられている。メインプレート３２ｃの上面には加工送り方向Ｘに延在する上記緩和レール３２ｂが割り出し送り方向Ｙに間隔をおいて一対設けられている。また、図２に示すとおり、基台３２は、加工送り方向Ｘに間隔をおいてメインプレート３２ｃの上面に固定された矩形状の一対のばね受け板３２ｄを含む。図示の実施形態の一対のばね受け板３２ｄは、一方の案内レール３２ａと一方の緩和レール３２ｂとの間に配置されている。
図２に示すとおり、リニアモータレール３４は、加工送り方向Ｘに移動自在に基台３２の緩和レール３２ｂに支持された長方形状の可動板４６と、可動板４６の上面に配設された複数の電磁石４８とを含む。可動板４６の長手方向は加工送り方向Ｘに整合しており、複数の電磁石４８は加工送り方向Ｘに整列している。複数の電磁石４８は、移動テーブル３０の永久磁石３８に対向して位相が変化するようになっている。
そして、リニアモータレール３４においては、複数の電磁石４８と移動テーブル３０の永久磁石３８との相互作用により磁気的な推進力を生成し、案内レール３２ａに沿って移動テーブル３０を加工送り方向Ｘに移動させるようになっている。これによって、移動テーブル３０上の保持手段４が加工送り方向Ｘに加工送りされる。また、リニアモータレール３４は、移動テーブル３０を移動させると、移動テーブル３０が加速および減速する際の反力によって、緩和レール３２ｂ上を移動するようになっている。なお、図示の実施形態とは逆にリニアモータレール３４に複数の永久磁石が配設され、移動テーブル３０にリニアモータレール３４の永久磁石に対向して位相が変化する複数の電磁石が配設されていてもよい。
図示の実施形態のダンパー３６は、図２および図３に示すとおり、加工送り方向Ｘに沿って延びるガイド棒５０と、ガイド棒５０の中間部に摺動自在に挿入されたばね受け片５２と、ガイド棒５０に挿入された一対のコイルばね５４とを含む。ガイド棒５０の両端部は基台３２の一対のばね受け板３２ｄに支持されている。ばね受け片５２はリニアモータレール３４の側面に固定されている。図３に示すとおり、一方のコイルばね５４は、ばね受け片５２と基台３２の一方のばね受け板３２ｄとの間に位置づけられ、他方のコイルばね５４は、ばね受け片５２と基台３２の他方のばね受け板３２ｄとの間に位置づけられている。そして、ダンパー３６においては、リニアモータレール３４が緩和レール３２ｂ上を移動した際、リニアモータレール３４と共に移動したばね受け片５２が、ばね受け板３２ｄと協働してコイルばね５４を収縮させることによって、リニアモータレール３４の運動エネルギーを減衰させる。
上述したとおりの加工装置２を用いてウエーハ等の被加工物に加工を施す際は、まず、被加工物を保持手段４のチャックテーブル１６で保持し、被加工物を保持した保持手段４を加工送り手段８で撮像手段２８の下方に移動させて被加工物を撮像する。次いで、撮像手段２８で撮像した被加工物の画像に基づいて、レーザー加工すべき領域を検出する。次いで、被加工物を保持した保持手段４を加工送り手段８で加工送りしながら、加工手段６によって被加工物にレーザー光線を照射してレーザー加工を施す。
加工送り手段８で保持手段４を加工送り方向Ｘに移動させるときは、リニアモータレール３４によって移動テーブル３０を加工送り方向Ｘに移動させる。移動テーブル３０が加工送り方向への移動を開始すると、移動テーブル３０が加速する際の反力によって、移動テーブル３０が移動する方向とは反対方向にリニアモータレール３４が緩和レール３２ｂ上を移動する。また、リニアモータレール３４が緩和レール３２ｂ上を移動すると、リニアモータレール３４と共にばね受け片５２が移動してコイルばね５４を収縮させ、リニアモータレール３４の運動エネルギーがダンパー３６によって減衰される。このように、加工装置２においては、移動テーブル３０の移動方向と反対方向にリニアモータレール３４が移動すると共に、リニアモータレール３４の運動エネルギーをダンパー３６で減衰させることにより、移動テーブル３０が加速する際の反力を吸収して緩和する。
また、加工装置２においては、移動テーブル３０が減速すると、移動テーブル３０が減速する際の反力によって、移動テーブル３０が移動している方向と同じ方向にリニアモータレール３４が移動し、また、ばね受け片５２が移動してコイルばね５４を収縮させ、リニアモータレール３４の運動エネルギーをダンパー３６によって減衰させる。このように、加工装置２においては、移動テーブル３０の移動方向と同じ方向にリニアモータレール３４が移動すると共に、リニアモータレール３４の運動エネルギーをダンパー３６で減衰させることにより、移動テーブル３０が減速する際の反力を吸収して緩和する。したがって、加工装置に２よれば、保持手段４または加工手段６が加速および減速する際の反力を緩和することができ、加工装置２に揺れが生じて高精度な加工に支障をきたすという問題が解消する。
なお、ダンパー３６については、図示の実施形態では一対のコイルばね５４を備える例を説明したが、磁石を備える磁気ダンパーであってもよい。たとえば、図４に示すとおり、ガイド棒５０の中間部に摺動自在に挿入されると共にリニアモータレール３４に装着された可動磁石片５６と、基台３２に固定された一対の固定磁石片５８とを含む磁気ダンパー３６’であってもよい。この場合には、可動磁石片５６のＳ極と一方の固定磁石片５８のＳ極とが対面し、可動磁石片５６のＮ極と他方の固定磁石片５８のＮ極とが対面するように、可動磁石片５６および一対の固定磁石片５８が配置され得る。
２：加工装置
４：保持手段
６：加工手段
８：加工送り手段
３０：移動テーブル
３２：基台
３２ａ：案内レール
３２ｂ：緩和レール
３４：リニアモータレール
３６：ダンパー
３８：永久磁石
４８：電磁石

Claims (4)

  1. 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加工する加工手段と、該保持手段または該加工手段を加工送りする加工送り手段と、から少なくとも構成された加工装置であって、
    該加工送り手段は、該保持手段または該加工手段が連結される移動テーブルと、該移動テーブルを支持し加工送り方向に延在する案内レールが配設された基台と、該移動テーブルを駆動し加工送り方向に延在するリニアモータレールと、該基台に配設され該リニアモータレールを支持し加工送り方向に延在し該移動テーブルが加速および減速する際の反力を緩和する緩和レールと、該リニアモータレールと該基台との間に配設されたダンパーと、から少なくとも構成された加工装置。
  2. 該リニアモータレールには永久磁石が配設され、該移動テーブルには該永久磁石に対向して位相が変化する電磁石が配設される請求項１記載の加工装置。
  3. 該移動テーブルには永久磁石が配設され、該リニアモータレールには該永久磁石に対向して位相が変化する電磁石が配設される請求項１記載の加工装置。
  4. 該加工手段は該保持手段に保持された被加工物にレーザー光線を照射して加工を施す請求項１記載の加工装置。
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