JP2023023578A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部と受光部への切削屑の付着を抑制しつつ、発光部と受光部を効率よく洗浄できる切削装置を提供すること。【解決手段】切削装置は、被加工物を切削する切削ブレードの刃先が侵入する空間を挟んで対面する発光部４２と受光部４３とを有する切削ブレード検出ユニット４０を備える。切削ブレード検出ユニット４０は、受光部４３の受光量を測定する受光量測定部４５と、発光部４２および受光部４３の端面４２－１，４３－１に流体を供給するノズル（第１のノズル６２及び第２のノズル６３）と、ノズルに第１のバルブ４７－２を介して接続する洗浄水供給路４７と、ノズルに第２のバルブ４８－２を介して接続するエア供給路４８と、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２の開閉を制御し、ノズルから、水、エア又は２流体を選択的に噴出する制御ユニット４９と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、切削装置に関する。

半導体ウェーハや樹脂パッケージ基板、セラミックス基板やガラス基板等各種板状の基板をストリートに沿って切削ブレードで切削する切削装置が知られている。切削ブレードは使用するにつれて消耗し、切り込み深さを調整する必要がある。そこで、ブレードの刃先の位置（原点）を光学センサで検出する非接触式の検出ユニットが開発されている（例えば、特許文献１参照）。発光部と受光部との間の空間に、所定の受光量に減少するまで切削ブレードを下降させて侵入させ、所定の受光量となった位置を刃先の原点位置として検出する。

特許第４５９００５８号公報

発光部と受光部は、切削加工が行われる加工室に配置されるので、切削屑を含んだ雰囲気や噴霧が付着する恐れがある。発光部や受光部に切削屑が付着すると、受光量が変わってしまい、検出される原点位置が変動してしまう。そこで、発光部と受光部に水をかけ続け、切削屑の付着を抑制する機構が考案された。しかし、常に水をかけ続けると水の使用量が多く、間欠的に供給すると水の使用量を抑えることは出来るが、切削屑が付着する恐れが残されるという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光部と受光部への切削屑の付着を抑制しつつ、発光部と受光部を効率よく洗浄できる切削装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードが装着されるスピンドルを備える切削ユニットと、該切削ユニットを昇降させる移動ユニットと、該切削ブレードの刃先が侵入する空間を挟んで対面する発光部と受光部とを有する切削ブレード検出ユニットと、を備える切削装置であって、該切削ブレード検出ユニットは、該受光部の受光量を測定する受光量測定部と、該発光部および該受光部の端面に流体を供給するノズルと、該ノズルに第１のバルブを介して接続する洗浄水供給路と、該ノズルに第２のバルブを介して接続するエア供給路と、該第１のバルブと該第２のバルブの開閉を制御し、該ノズルから、水、エア又は２流体を選択的に噴出する制御ユニットと、を備える。

該制御ユニットは、該第１のバルブと該第２のバルブを制御して、定期的または該切削ブレードを検出する前に、該ノズルから該２流体を噴出し、該発光部及び該受光部を洗浄してもよい。

該切削ブレード検出ユニットは、ブレード検出ユニット検査部を備え、該ブレード検出ユニット検査部は、該ノズルから噴出する流体の種類に対応した該受光部の受光量の適正範囲を記録する適正範囲記録部と、該第１のバルブと該第２のバルブを制御して選択した流体の種類に対し、該受光量が該適正範囲記録部で記録した適正範囲内かを判定する判定部と、該受光量が適正範囲外の場合、該判定部の判定結果を報知する報知部と、を備えてもよい。

本発明は、発光部と受光部への切削屑の付着を抑制しつつ、発光部と受光部を効率よく洗浄できる。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、図１の切削装置の要部を示す斜視図である。 図３は、図１の切削装置の要部を説明する模式図である。 図４は、図１の切削装置においてバルブの開閉とノズルから噴出する流体の種類との関係を示す表である。 図５は、図１の切削装置が取得する受光量の測定結果の第１例を示すグラフである。 図６は、図１の切削装置が取得する受光量の測定結果の第２例を示すグラフである。 図７は、図１の切削装置が取得する受光量の測定結果の第３例を示すグラフである。 図８は、図１の切削装置が取得する受光量の測定結果の第４例を示すグラフである。 図９は、図１の切削装置においてノズルから噴出する流体の種類に対応した受光部の受光量の適正範囲のデータを示す表である。 図１０は、実施形態２に係る切削装置の要部を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置１の構成例を示す斜視図である。図２は、図１の切削装置１の要部である切削ブレード２１及び切削ブレード検出ユニット４０の一部を示す斜視図である。図３は、図１の切削装置１の要部を説明する模式図である。図３は、切削ブレード検出ユニット４０の一部を上方から見た上面図で、残りの一部をブロック図等で模式的に示している。切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、切削ユニット２０と、移動ユニット３０と、切削ブレード検出ユニット４０と、制御部８０と、を備える。

実施形態１において、切削装置１が切削加工する切削加工対象である被加工物１００は、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体デバイスウエーハや光デバイスウエーハなどである。被加工物１００は、図１に示すように、平坦な表面１０１の格子状に形成される複数の分割予定ライン１０２によって区画された領域にデバイス１０３が形成されている。被加工物１００は、実施形態１では、表面１０１の裏側の裏面１０４に粘着テープ１０５が貼着され、粘着テープ１０５の外縁部に環状フレーム１０６が装着されているが、本発明ではこれに限定されない。また、本発明では、被加工物１００は、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。

チャックテーブル１０は、凹部が形成された円板状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円板状の吸着部と、を有する。チャックテーブル１０の吸着部は、ポーラス状のポーラスセラミック等から形成され、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。チャックテーブル１０の吸着部の上面は、被加工物１００が載置されて、載置された被加工物１００を吸引保持する保持面１１である。保持面１１は、実施形態１では、被加工物１００が表面１０１を上方に向けて載置され、載置された被加工物１００を裏面１０４側から粘着テープ１０５を介して吸引保持する。保持面１１とチャックテーブル１０の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面であるＸＹ平面に平行に形成される。チャックテーブル１０は、移動ユニット３０のＸ軸移動ユニット３１により水平方向の一方向であるＸ軸方向に移動自在で、不図示の回転駆動源により鉛直方向であり保持面１１に対して垂直なＺ軸方向と平行な軸心周りに回転自在に設けられている。

切削ユニット２０は、図１に示すように、先端に切削ブレード２１が装着されるスピンドル２２を備える。スピンドル２２の先端に装着された切削ブレード２１は、スピンドル２２の回転動作により、水平方向の別の一方向でありＸ軸方向に直交するＹ軸方向と平行な軸心周りの回転動作が加えられて、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００を切削加工する。切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して、移動ユニット３０のＹ軸移動ユニット３２によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、移動ユニット３０のＺ軸移動ユニット３３によりＺ軸方向（昇降方向）に移動自在に設けられている。

切削ブレード２１は、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材（結合材）とからなり所定厚みに形成された環状の切り刃を有する。切削ブレード２１は、切削するに従い切り刃が磨耗することで自生発刃し、一定以上の切れ味が常に維持される。

移動ユニット３０は、Ｘ軸移動ユニット３１と、Ｙ軸移動ユニット３２と、Ｚ軸移動ユニット３３とを備える。Ｘ軸移動ユニット３１は、切削ユニット２０に対して相対的にチャックテーブル１０をＸ軸方向に沿って移動させる。Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３３は、それぞれ、チャックテーブル１０に対して相対的に切削ユニット２０をＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させる。

Ｘ軸移動ユニット３１、Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３３は、それぞれ、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出する不図示のＸ軸方向位置検出ユニット、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出する不図示のＹ軸方向位置検出ユニット及び切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するＺ軸方向位置検出ユニットが設けられている。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、それぞれ検出した位置を制御部８０に出力する。また、Ｚ軸方向位置検出ユニットは、検出した位置を、後述する切削ブレード検出ユニット４０の先端位置検出部５４に出力する。

Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向またはＺ軸方向と平行なリニアスケールと、それぞれＸ軸移動ユニット３１、Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３３によりＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられリニアスケールの目盛を読み取る読み取りヘッドと、により構成することができる。なお、Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、本発明ではリニアスケールと読み取りヘッドとを有する構成に限定されず、それぞれ、Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットのモーターに設置されるエンコーダーであっても良い。

切削装置１は、Ｘ軸移動ユニット３１、Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３３により切削ブレード２１をチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に対して所定の位置にセットし、切削ブレード２１を回転させながら分割予定ライン１０２に沿って相対的に移動させることにより、切削ブレード２１で被加工物１００を切削加工して分割予定ライン１０２に沿った切削溝を形成する。

切削ブレード検出ユニット４０は、図２及び図３に示すように、溝部材４１と、発光部４２と、受光部４３と、光源４４と、受光量測定部４５と、ノズルユニット４６と、洗浄水供給路４７と、エア供給路４８と、制御ユニット４９と、を備える。

溝部材４１は、図２に示すように、切削ブレード検出ユニット本体４０－１から上方に立設した基台４１－１と、基台４１－１から上方に立設した一対の側壁部４１－２とを有している。一対の側壁部４１－２は、切削ブレード２１の回転軸の方向であるＹ軸方向に間隔をあけて配置され、互いの間の間隔が、切削ブレード２１の切り刃の厚みよりも広い幅を有している。一対の側壁部４１－２は、互いの間に回転する切削ブレード２１の切り刃の下側の先端である刃先２５が上方から侵入可能な空間である溝４１－３を形成している。

発光部４２は、図２に示すように、一方の側壁部４１－２に設置される。受光部４３は、図２に示すように、他方の側壁部４１－２に発光部４２とＹ軸方向に対面する位置に設置される。このように、発光部４２と受光部４３とは、切削ブレード２１の刃先２５が侵入する空間を挟んで対面する。

発光部４２は、光源４４が光ファイバー等により光学的に接続されており、光源４４からの光を受光部４３に向けて発する。受光部４３は、受光素子が光ファイバー等により光学的に接続されており、受光素子で発光部４２から発せられて受光部４３に到達した光を受光して検出する。受光部４３は、受光量測定部４５の光電変換部５１に光ファイバー等により光学的に接続されており、発光部４２から受光した光を光電変換部５１に送る。

受光量測定部４５は、図３に示すように、光電変換部５１と、基準電圧設定部５２と、電圧比較部５３と、先端位置検出部５４とを有する。光電変換部５１は、受光部４３から送られる光の光量に対応した電圧を電圧比較部５３へ出力する。切削ブレード２１の刃先２５が溝４１－３に侵入するに従って、切削ブレード２１の切り刃が発光部４２と受光部４３との間を遮る量が増加すると、光電変換部５１からの出力電圧が徐々に減少する。光電変換部５１は、実施形態１では、発光部４２の発光量に対する受光部４３の受光量の割合である受光率が１００％の時には５Ｖ（最大電圧）、受光率が０％の時には０Ｖ（最小電圧）の電圧を出力する。光電変換部５１は、受光部４３の受光量が所定光量となったとき、すなわち切削ブレード２１の刃先２５が発光部４２と受光部４３との間の所定位置に達したときに、出力電圧が所定の基準電圧（実施形態１では、３Ｖ）になるように設定されている。このように、受光量測定部４５の光電変換部５１は、受光部４３で受光した光を、受光部４３の受光量に基づく電圧に変換することにより、受光部４３の受光量を測定する。

基準電圧設定部５２は、設定された所定の基準電圧を電圧比較部５３に出力する。所定の基準電圧は、実施形態１では、上述したように、３Ｖである。電圧比較部５３は、光電変換部５１からの出力電圧と基準電圧設定部５２によって設定された基準電圧とを比較し、光電変換部５１からの出力電圧が当該基準電圧に達したとき、その旨の信号を先端位置検出部５４に出力する。先端位置検出部５４は、電圧比較部５３から上記信号が出力された時点で、Ｚ軸移動ユニット３３のＺ軸方向位置検出ユニットから切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を取得する。先端位置検出部５４は、この取得した切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を、切削ブレード２１の刃先２５の位置（先端位置）として検出し、検出した切削ブレード２１の先端位置を制御部８０に出力する。このように、切削ブレード検出ユニット４０は、切削ブレード２１の刃先２５及びその位置、切削ブレード２１の切り刃の直径の大まかな値を検出できる。なお、切削ブレード２１の刃先２５及びその位置、切削ブレード２１の切り刃の直径は、いずれも、切削加工処理等により切削ブレード２１が磨耗して自生発刃することにより変化する。

また、受光量測定部４５が測定する受光部４３の受光量は、切削ブレード２１の切り刃の外縁が切削ブレード２１の径方向に突き出している場合には減少し、径方向に凹んでいる場合には増大する。このため、切削ブレード検出ユニット４０は、受光量測定部４５が測定する受光部４３の受光量に基づいて、スピンドル２２に装着中の切削ブレード２１の切り刃の外縁の平面形状（径方向に形成されたスリットや切り刃先端の欠け等）を検出できる。なお、切削ブレード２１の切り刃の外縁の平面形状は、切削加工処理等により切削ブレード２１が磨耗して自生発刃することにより変化する。

受光量測定部４５は、実施形態１では、コンピュータシステムを含む。受光量測定部４５が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。光電変換部５１、基準電圧設定部５２、電圧比較部５３及び先端位置検出部５４の各機能は、受光量測定部４５が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、受光量測定部４５が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

ノズルユニット４６は、図２及び図３に示すように、溝部材６１と、第１のノズル６２と、第２のノズル６３と、流体供給部６４とを備える。溝部材６１は、図２に示すように、切削ブレード検出ユニット本体４０－１上に、溝部材４１とＸ軸方向に隣接して設けられている。溝部材６１は、溝部材４１と同様に、図２に示すように、切削ブレード検出ユニット本体４０－１から上方に立設した基台６１－１と、基台６１－１から上方に立設した一対の側壁部６１－２とを有している。一対の側壁部６１－２は、切削ブレード２１の回転軸の方向であるＹ軸方向に間隔をあけて配置され、互いの間の間隔が、切削ブレード２１の切り刃の厚みよりも広く、なおかつ一対の側壁部４１－２の間隔よりも狭い幅を有している。一対の側壁部６１－２は、互いの間に切削ブレード２１が回転して発生する切削ブレード２１周囲の気流が上方から通過可能な空間である溝６１－３を形成している。すなわち、溝６１－３は、溝４１－３よりも幅が狭い。溝６１－３は、このように切削ブレード２１周囲の気流を通過させることにより気流が乱れる恐れを抑制し、これにより、気流の乱れによって切削ブレード２１に連れ回っていたり発光部４２や受光部４３以外の部分に付着していたりする水分が切削ブレード検出ユニット４０による受光量の測定に影響する恐れを抑制する。第１のノズル６２及び第２のノズル６３は、いずれも、本発明に係るノズルの一例である。

第１のノズル６２は、図３に示すように、先端側が一方の側壁部６１－２に設置され、基端側が溝部材６１の内部を通って流体供給部６４に接続されている。第１のノズル６２は、図２及び図３に示すように、先端側が、一方の側壁部６１－２と同じ側の溝部材４１の一方の側壁部４１－２に設置された発光部４２の端面４２－１に向けられている。第１のノズル６２は、流体供給部６４に供給された流体を、溝４１－３内に侵入する切削ブレード２１の刃先２５の経路を跨ぐことなく、発光部４２の端面４２－１に向けて噴出して供給する。ここで、同じ側とは、溝４１－３に侵入した切削ブレード２１の刃先２５を基準に同じ側であることを言う。また、発光部４２の端面４２－１は、発光部４２において溝４１－３の内側に向けられる面、すなわち溝４１－３に侵入する切削ブレード２１の刃先２５と対向する面のことを指す。

第２のノズル６３は、図３に示すように、先端側が他方の側壁部６１－２に設置され、基端側が溝部材６１の内部を通って流体供給部６４に接続されている。第２のノズル６３は、図２及び図３に示すように、先端側が、他方の側壁部６１－２と同じ側の溝部材４１の他方の側壁部４１－２に設置された受光部４３の端面４３－１に向けられている。第２のノズル６３は、流体供給部６４に供給された流体を、溝４１－３内に侵入する切削ブレード２１の刃先２５の経路を跨ぐことなく、受光部４３の端面４３－１に向けて噴出して供給する。ここで、受光部４３の端面４３－１は、受光部４３において溝４１－３の内側に向けられる面、すなわち溝４１－３に侵入する切削ブレード２１の刃先２５と対向する面のことを指す。

流体供給部６４は、一方側及び他方側にそれぞれ２箇所の接続部を有する。流体供給部６４は、一方側の２箇所の接続部には、第１のノズル６２の基端側及び第２のノズル６３の基端側がそれぞれ接続されている。流体供給部６４は、他方側の２箇所の接続部には、洗浄水供給路４７及びエア供給路４８がそれぞれ第１のバルブ４７－２及び第２のバルブ４８－２を介して接続されている。

洗浄水供給路４７は、一端が洗浄水供給源４７－１に接続され、他端が第１のバルブ４７－２を介して流体供給部６４に接続されている。すなわち、洗浄水供給路４７は、第１のバルブ４７－２及び流体供給部６４を介して、第１のノズル６２及び第２のノズル６３に接続する。洗浄水供給路４７は、第１のバルブ４７－２が開放されている場合、洗浄水供給源４７－１から供給される洗浄水を、第１のバルブ４７－２を介して流体供給部６４に供給する。流体供給部６４に供給された洗浄水は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３に供給される。洗浄水供給路４７は、第１のバルブ４７－２が閉鎖されている場合、洗浄水供給源４７－１からの流体供給部６４への洗浄水の供給が停止される。洗浄水供給源４７－１から供給される洗浄水は、実施形態１では、例えば水（純水）である。

エア供給路４８は、一端がエア供給源４８－１に接続され、他端が第２のバルブ４８－２を介して流体供給部６４に接続されている。すなわち、エア供給路４８は、第２のバルブ４８－２及び流体供給部６４を介して、第１のノズル６２及び第２のノズル６３に接続する。エア供給路４８は、第２のバルブ４８－２が開放されている場合、エア供給源４８－１から供給されるエアを、第２のバルブ４８－２を介して流体供給部６４に供給する。流体供給部６４に供給されたエアは、第１のノズル６２及び第２のノズル６３に供給される。エア供給路４８は、第２のバルブ４８－２が閉鎖されている場合、エア供給源４８－１からの流体供給部６４へのエアの供給が停止される。エア供給源４８－１から供給されるエアは、実施形態１では、例えば圧縮空気や圧縮不活性ガスである。

図４は、図１の切削装置１において第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれの開閉と第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類との関係を示す表である。制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれの開閉を制御する。制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とを共に閉鎖するように制御する場合、流体供給部６４に洗浄水供給路４７から洗浄水も供給せずエア供給路４８からエアも供給しないため、図４に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水もエアも噴出しない。制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２を開放し、第２のバルブ４８－２を閉鎖するように制御する場合、流体供給部６４に洗浄水供給路４７から洗浄水を供給する一方でエア供給路４８からエアを供給しないため、図４に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水のみを噴出する。

制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２を閉鎖し、第２のバルブ４８－２を開放するように制御する場合、流体供給部６４に洗浄水供給路４７から洗浄水を供給しない一方でエア供給路４８からエアを供給するため、図４に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からエアのみを噴出する。制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とを共に開放するように制御する場合、流体供給部６４に洗浄水供給路４７から洗浄水も供給しエア供給路４８からエアも供給するため、流体供給部６４で供給された洗浄水とエアが合流及び混合して混合２流体（本発明における２流体）を形成し、図４に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から混合２流体を噴出する。制御ユニット４９は、このように、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれの開閉を制御することにより、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から、洗浄水、エア、又は混合２流体を選択的に噴出することができる。

制御ユニット４９は、実施形態１では、受光量測定部４５と同様の、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータシステムを含む。制御ユニット４９の機能は、実施形態１では、制御ユニット４９が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、制御ユニット４９が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

切削ブレード検出ユニット４０は、実施形態１では、図３に示すように、さらにブレード検出ユニット検査部７０を備える。ブレード検出ユニット検査部７０は、図３に示すように、適正範囲記録部７１と、判定部７２と、報知部７３とを備える。ブレード検出ユニット検査部７０は、受光量測定部４５及び制御ユニット４９と情報通信可能に接続されている。

図５、図６、図７及び図８は、それぞれ、図１の切削装置１の切削ブレード検出ユニット４０の受光量測定部４５が取得する受光部４３の受光量の測定結果の第１例、第２例、第３例及び第４例を示すグラフである。図５、図６、図７及び図８にそれぞれ示す受光部４３の受光量の測定結果の第１例、第２例、第３例及び第４例のグラフは、いずれも、切削ブレード検出ユニット４０の各構成要素がいずれも正常に機能していて破損や不具合等がなく、なおかつ、切削ブレード２１が溝４１－３に侵入していない状態で、発光部４２から光を発している際に、受光量測定部４５が取得した出力電圧の時間変化のグラフである。図５に示す第１例は、さらに、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から何も噴出していない状態で、受光量測定部４５が取得したものである。図６に示す第２例は、さらに、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水のみを噴出している状態で、受光量測定部４５が取得したものである。図７に示す第３例は、さらに、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からエアのみを噴出している状態で、受光量測定部４５が取得したものである。図８に示す第４例は、さらに、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から混合２流体を噴出している状態で、受光量測定部４５が取得したものである。

受光量測定部４５が取得した出力電圧は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から何も噴出していない状態では、図５に示すように、時間によってほとんど変化せず、電圧８１（実施形態１では、前述の最大電圧と同じ５Ｖ）で推移する。受光量測定部４５が取得した出力電圧は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水のみを噴出している状態では、発光部４２から受光部４３に向かう光が洗浄水のミストによって散乱することに起因して、図６に示すように、時間によって激しく変化し、電圧８１より小さい電圧８２を中央値として、電圧８１より大きい電圧８３を最大値、０Ｖより大きい電圧８４を最小値として、電圧８２から電圧８３及び電圧８４への電圧の振れ幅を電圧振れ幅９１として、推移する。

受光量測定部４５が取得した出力電圧は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からエアのみを噴出している状態では、図７に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から何も噴出していない状態と同様に、時間によってほとんど変化せず、電圧８１で推移する。受光量測定部４５が取得した出力電圧は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から混合２流体を噴出している状態では、発光部４２から受光部４３に向かう光が混合２流体によって発生した洗浄水のミストによって散乱することに起因して、図８に示すように、時間によって激しく変化し、電圧８２より小さい電圧８５を中央値として、電圧８１及び電圧８３より小さい電圧８６を最大値、電圧８４と同等の電圧８７を最小値として、電圧８５から電圧８６及び電圧８７への電圧の振れ幅を電圧振れ幅９１より小さい電圧振れ幅９２として、推移する。このように、受光量測定部４５が測定する受光部４３の受光量（出力電圧）は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から供給する流体の種類によって変化する。

図９は、図１の切削装置１において第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類に対応した受光部４３の受光量の適正範囲のデータ（適正範囲データ）を示す表である。適正範囲記録部７１は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類に対応した受光部４３の受光量の適正範囲を記録する。適正範囲記録部７１は、具体的には、上記した第１例、第２例、第３例及び第４例で示した切削ブレード検出ユニット４０が正常の機能しているときにおける実際の受光部４３の受光量の測定結果に基づいて、図９に示すように、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類と、各流体の種類に対応した受光部４３の受光量の適正範囲とを互いに対照付けた適正範囲データを記憶する。適正範囲記録部７１は、図９に示す適正範囲データの例では、一定の誤差やばらつきに相当する値Δを考慮して、第１例、第２例、第３例及び第４例で示した正常時の受光部４３の受光量の測定結果に従って、流体の種類ごとに、受光量測定部４５が取得した出力電圧の中央値の範囲、最大値の上限値、最小値の下限値及び電圧振れ幅の範囲の４項目の値を、受光部４３の受光量の適正範囲として記録する。なお、適正範囲記録部７１が記録する適正範囲データは、予め不図示の入力ユニットを介して切削装置１のオペレータに入力される等により、記録される。

また、ブレード検出ユニット検査部７０は、適正範囲記録部７１が記録する適正範囲データの他に、図４に示す、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれの開閉の情報と第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類との関係のデータ（バルブ流体種類対照データ）を記録する。なお、ブレード検出ユニット検査部７０が記録するバルブ流体種類対照データは、予め不図示の入力ユニットを介して切削装置１のオペレータに入力される等により、記録される。

判定部７２は、制御ユニット４９が第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２との開閉を制御することにより第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出するものとして選択した流体の種類に対し、受光部４３の受光量が適正範囲記録部７１で記録した適正範囲内か否かを判定する。判定部７２は、まず、制御ユニット４９から、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれの開閉の情報を取得し、予めブレード検出ユニット検査部７０が記憶する図４に示すバルブ流体種類対照データを参照して、バルブ流体種類対照データにおいてこの取得した開閉の情報と対照付けられた第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類の情報を取得する。判定部７２は、次に、受光量測定部４５から、受光部４３の受光量の測定結果である出力電圧を取得する。判定部７２は、そして、予め適正範囲記録部７１が記録する図９に示す適正範囲データを参照して、先に取得した流体の種類の情報と対照付けられた受光部４３の受光量の適正範囲の情報を取得する。判定部７２は、受光量測定部４５から取得した出力電圧が、取得した受光部４３の受光量の適正範囲の条件を満たしているか否かを判定する。

判定部７２は、受光量測定部４５から取得した出力電圧が適正範囲の条件を満たしておらず、すなわち適正範囲外であると判定した場合、適正範囲外であるとの判定結果を報知部７３に出力する。報知部７３は、判定部７２から受信した判定結果を報知する。判定部７２は、また、受光量測定部４５から取得した出力電圧が適正範囲の条件を満たしている、すなわち適正範囲内であると判定した場合、適正範囲内であるとの判定結果を報知部７３に出力して、報知部７３により当該判定結果を報知させてもよい。

判定部７２は、また、制御ユニット４９に対して第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２との開閉の制御に関する指令信号を出力することにより、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から噴出する流体の種類を、なし、洗浄水、エア、混合２流体に順次設定し、これらの設定ごとに受光量測定部４５から取得した出力電圧が受光部４３の受光量の適正範囲の条件を満たしているか否か順次判定してもよい。判定部７２は、どの流体の種類に設定した際に適正範囲外の判定結果が得られたかに基づいて、洗浄水供給路４７とエア供給路４８とのいずれが破損や不具合を発生している可能性が高いかを判定し、その判定結果を報知部７３に出力し、報知部７３に報知させてもよい。

ブレード検出ユニット検査部７０は、このように、切削ブレード検出ユニット４０において、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に向けて流体を噴出する機能が正常に作動するか否か、すなわち、制御ユニット４９で制御した第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２との開閉に応じた流体を第１のノズル６２及び第２のノズル６３から正常に噴出できているか否か、を検査する。

報知部７３は、実施形態１では、表示面側を外側に向けて設けられた表示部や、灯光部や、音声発信部、情報通信部等である。報知部７３の一例である表示部は、例えば液晶表示装置等であり、判定部７２からの適正範囲外であるとの判定結果の受信に基づいて、当該判定結果に関する画面を表示して、当該判定結果をオペレータに視認可能に報知する。報知部７３の一例である灯光部は、例えば発光ダイオード等であり、判定部７２からの適正範囲外であるとの判定結果の受信に基づいて、発光ダイオード等の点灯や点滅や光の色彩等により、当該判定結果をオペレータに認識可能に報知する。報知部７３の一例である音声発信部は、例えばスピーカ等であり、判定部７２からの適正範囲外であるとの判定結果の受信に基づいて、音声により、当該判定結果をオペレータに認識可能に報知する。報知部７３の一例である情報通信部は、例えばスマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイス、コンピュータなどの情報機器と情報通信可能に接続されており、判定部７２からの適正範囲外であるとの判定結果の受信に基づいて、これらの情報機器に当該判定結果を送信して、これらの情報機器の表示部、灯光部、音声発信部により当該判定結果をオペレータに認識可能に報知する。

ブレード検出ユニット検査部７０は、実施形態１では、受光量測定部４５や制御ユニット４９と同様の、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータシステムを含む。適正範囲記録部７１の機能は、実施形態１では、ブレード検出ユニット検査部７０が含むコンピュータシステムの記憶装置により実現される。判定部７２の機能は、実施形態１では、ブレード検出ユニット検査部７０が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、ブレード検出ユニット検査部７０が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。報知部７３は、ブレード検出ユニット検査部７０が含むコンピュータシステムの入出力インターフェース装置を介して情報通信可能に接続される。

制御部８０は、切削装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、切削ユニット２０による被加工物１００の切削加工処理や、切削ブレード検出ユニット４０による切削ブレード２１の刃先２５及びその位置、切削ブレード２１の切り刃の直径の大まかな値、切削ブレード２１の切り刃の外縁の平面形状等の検出処理、ブレード検出ユニット検査部７０による切削ブレード検出ユニット４０の検査処理等に関する各動作を切削装置１に実施させるものである。制御部８０は、実施形態１では、受光量測定部４５や制御ユニット４９、ブレード検出ユニット検査部７０と同様の、ＣＰＵのようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ又はＲＡＭのようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータシステムを含む。制御部８０の機能は、実施形態１では、制御部８０が含むコンピュータシステムの演算処理装置が、制御部８０が含むコンピュータシステムの記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

次に、本明細書は、実施形態１に係る切削装置１の動作処理の一例を説明する。切削装置１は、主電源がＯＦＦからＯＮに切り替えられて立ち上げられる際、チャックテーブル１０または切削ブレード２１が交換された際、もしくは切削装置１のオペレータ等からの所定の操作指令を受け付けた際に、被加工物１００の切削処理を開始する前に、切削ブレード２１の切り刃の形状が正常であるか否かを確認したり、切削ブレード２１の先端位置を調整したりするために、Ｘ軸移動ユニット３１、Ｙ軸移動ユニット３２及びＺ軸移動ユニット３３により切削ブレード２１の刃先２５を切削ブレード検出ユニット４０の溝４１－３に侵入させ、切削ブレード検出ユニット４０により、切削ブレード２１の刃先２５及びその位置、切削ブレード２１の切り刃の直径の大まかな値、切削ブレード２１の切り刃の外縁の平面形状等の検出処理を実施する。

切削装置１の切削ブレード検出ユニット４０の制御ユニット４９は、実施形態１では、定期的または切削ブレード検出ユニット４０の先端位置検出部５４が切削ブレード２１の検出処理を実施する前に、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１を洗浄する洗浄処理を実施する。具体的には、切削装置１の制御ユニット４９は、まず、Ｚ軸移動ユニット３３により切削ブレード２１を溝４１－３に対して上方に退避させた状態で、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とのそれぞれをともに開放するように制御して、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からそれぞれ発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に混合２流体を噴出して、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１を洗浄する。切削装置１の制御ユニット４９は、次に、第１のバルブ４７－２を開放から閉鎖に切替え、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からそれぞれ発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１にエアを噴出して、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に混合２流体の噴出により付着した混合２流体のミスト、すなわち洗浄水の水滴を除去する。このようにして、切削装置１の切削ブレード検出ユニット４０は、混合２流体の噴出による洗浄と、エアの噴出による洗浄水の水滴の除去により、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１を、切削ブレード２１の検出処理に悪影響を与えるおそれのある切削屑と洗浄水の水滴との両方ともがきちんと除去された状態にすることができる。

切削装置１の制御ユニット４９は、また、例えば切削ユニット２０による被加工物１００の切削加工処理を実施する際等に、常時または間欠的に、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に切削屑が付着するのを抑制する切削屑付着抑制処理を実施する。具体的には、切削装置１の制御ユニット４９は、第１のバルブ４７－２を開放し、第２のバルブ４８－２を閉鎖するように制御して、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からそれぞれ発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に洗浄水を噴出することにより、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に切削加工処理によって発生する切削屑が付着するのを抑制する。なお、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水のみを噴出する場合は、混合２流体を噴出する場合に比べ、発生するミストの量が圧倒的に少ない。このため、切削装置１の制御ユニット４９は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から洗浄水のみを噴出するこの切削屑付着抑制処理を実施することにより、大量のミストが発生する混合２流体を噴出する機会を低減できる。これにより、切削装置１は、混合２流体の噴出によって発生する大量のミストが加工室の仕切りを超えて切削装置１内の様々な場所に侵入してしまうことによる、この大量のミストが切削装置１の骨組みを冷して切削加工の精度に影響する恐れや、この大量のミストに起因して水滴が切削装置１内で制御処理を実行する制御基板（例えば、受光量測定部４５や制御ユニット４９、ブレード検出ユニット検査部７０、制御部８０の制御基板）等に付着して悪影響を及ぼす恐れを低減することができる。

切削装置１のブレード検出ユニット検査部７０の判定部７２は、実施形態１では、定期的または切削ブレード検出ユニット４０による洗浄処理や切削屑付着抑制処理を実施する前に、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に向けて流体を噴出する機能が正常に作動するか否かを検査する。

以上のような構成を有する実施形態１に係る切削装置１は、切削ブレード検出ユニット４０の発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に、制御ユニット４９が第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２との開閉を制御することにより、洗浄水、エア、またはこれらの混合２流体を選択的に供給する第１のノズル６２及び第２のノズル６３を備える。これにより、実施形態１に係る切削装置１は、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から供給する流体を目的に応じて選択することで、洗浄水を供給して発光部４２と受光部４３への切削屑の付着を抑制し、混合２流体を供給して発光部４２と受光部４３を強力に洗浄して発光部４２と受光部４３に付着した切削屑を除去し、エアを供給して発光部４２と受光部４３に付着した混合２流体によるミスト、すなわち洗浄水の水滴を除去する。このように、実施形態１に係る切削装置１は、発光部４２と受光部４３への切削屑の付着を抑制しつつ、発光部４２と受光部４３を効率よく洗浄できるという作用効果を奏する。

また、実施形態１に係る切削装置１は、定期的または切削ブレード検出ユニット４０の先端位置検出部５４が切削ブレード２１の検出処理を実施する前に、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１を洗浄する洗浄処理を実施する。このため、実施形態１に係る切削装置１は、オペレータによる清掃機会を削減し、切削ブレード検出ユニット４０による切削ブレード２１の検出処理の実施時に、その精度を高く維持することができる。

また、実施形態１に係る切削装置１は、ブレード検出ユニット検査部７０が、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から供給する流体の種類によって受光量測定部４５が測定する受光部４３の受光量（出力電圧）が変化することを利用し、第１のノズル６２及び第２のノズル６３から発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に向けて流体を噴出する機能が正常に作動するか否かを検査することができ、洗浄水供給路４７やエア供給路４８に破損や不具合が発生している可能性を検知することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る切削装置１を図面に基づいて説明する。図１０は、実施形態２に係る切削装置１の要部を示す斜視図である。図１０は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る切削装置１は、実施形態１において、切削ブレード検出ユニット４０を選択的に上方から覆う保護カバーユニット９５をさらに備えたものであり、その他の構成は実施形態１と同様である。保護カバーユニット９５は、図１０に示すように、保護カバー本体９６と、駆動部９７とを有する。保護カバー本体９６の一端には回動軸９８が装着されており、回動軸９８が切削ブレード検出ユニット本体４０－１の端部両側において回動可能に支持されている。駆動部９７は、制御ユニット４９により制御され、駆動軸が回動軸９８に連結され、回動軸９８を駆動することにより、保護カバー本体９６を、切削ブレード検出ユニット４０の溝部材４１及び溝部材６１を切削ブレード２１の刃先２５が溝４１－３に侵入可能に露出する露出位置と、切削ブレード検出ユニット４０の溝部材４１及び溝部材６１を覆って外部から保護する保護位置との間で移動させる。

次に、本明細書は、実施形態２に係る切削装置１の動作処理の一例を説明する。実施形態２に係る切削装置１の動作処理は、実施形態１において、切削屑付着抑制処理を変更したものであり、その他の動作処理は実施形態１と同様である。実施形態２に係る切削装置１の切削屑付着抑制処理では、切削装置１の制御ユニット４９は、例えば切削ユニット２０による被加工物１００の切削加工処理を実施する際等に、駆動部９７により保護カバー本体９６を保護位置に移動させて、保護カバー本体９６により発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に切削屑が付着するのを抑制し、さらに、定期的に、第１のバルブ４７－２を開放し、第２のバルブ４８－２を閉鎖するように制御して、第１のノズル６２及び第２のノズル６３からそれぞれ発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に洗浄水を噴出することにより、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に切削加工処理によって発生する切削屑が付着するのをさらに抑制する。

以上のような構成を有する実施形態２に係る切削装置１は、実施形態１において、切削ブレード検出ユニット４０を選択的に上方から覆う保護カバーユニット９５をさらに備えたものであり、その他の構成は実施形態１と同じであるので、実施形態１と同様の作用効果を奏するものとなる。また、実施形態２に係る切削装置１は、保護カバーユニット９５により、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１に切削屑が付着するのをさらに抑制できるという作用効果を奏する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記した実施形態１，２では、第１のバルブ４７－２と第２のバルブ４８－２とにより洗浄水、エア、及び混合２流体を選択的に噴出できる第１のノズル６２及び第２のノズル６３を備えているが、さらに、発光部４２の端面４２－１及び受光部４３の端面４３－１にエアだけを噴出できる水切り用ノズルを別途設けて、第１のバルブ４７－２及び第２のバルブ４８－２と水切り用ノズルとを選択的に使用してもよい。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削ユニット
２１ 切削ブレード
２２ スピンドル
２５ 刃先
３０ 移動ユニット
４０ 切削ブレード検出ユニット
４２ 発光部
４２－１，４３－１ 端面
４３ 受光部
４５ 受光量測定部
４７ 洗浄水供給路
４７－２ 第１のバルブ
４８ エア供給路
４８－２ 第２のバルブ
４９ 制御ユニット
６２ 第１のノズル（本発明におけるノズルの一例）
６３ 第２のノズル（本発明におけるノズルの一例）
７０ ブレード検出ユニット検査部
７１ 適正範囲記録部
７２ 判定部
７３ 報知部
１００ 被加工物

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードが装着されるスピンドルを備える切削ユニットと、該切削ユニットを昇降させる移動ユニットと、該切削ブレードの刃先が侵入する空間を挟んで対面する発光部と受光部とを有する切削ブレード検出ユニットと、を備える切削装置であって、
   該切削ブレード検出ユニットは、
   該受光部の受光量を測定する受光量測定部と、
   該発光部および該受光部の端面に流体を供給するノズルと、
   該ノズルに第１のバルブを介して接続する洗浄水供給路と、
   該ノズルに第２のバルブを介して接続するエア供給路と、
   該第１のバルブと該第２のバルブの開閉を制御し、該ノズルから、水、エア又は２流体を選択的に噴出する制御ユニットと、を備える切削装置。
2. 該制御ユニットは、該第１のバルブと該第２のバルブを制御して、定期的または該切削ブレードを検出する前に、該ノズルから該２流体を噴出し、該発光部及び該受光部を洗浄する請求項１に記載の切削装置。
3. 該切削ブレード検出ユニットは、ブレード検出ユニット検査部を備え、
   該ブレード検出ユニット検査部は、
   該ノズルから噴出する流体の種類に対応した該受光部の受光量の適正範囲を記録する適正範囲記録部と、
   該第１のバルブと該第２のバルブを制御して選択した流体の種類に対し、該受光量が該適正範囲記録部で記録した適正範囲内かを判定する判定部と、
   該受光量が適正範囲外の場合、該判定部の判定結果を報知する報知部と、を備える請求項１または２に記載の切削装置。

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