JP5063908B2 - アブレイシブウォータージェットによる切断装置 - Google Patents
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Description
これらの作業を行う理由は、対象物である封止体を支持するテーブル(固定台)の摩耗を避ける目的で、アブレイシブウォータージェットがテーブルに設けた溝を通過する必要があるからである(特許文献1の図4参照。)。
これにより、新たなテーブルに支持されたワーク(封止体)を切断したアブレイシブウォータージェットは、新たなテーブルに接触することなく、溝を通過した後にキャッチャによって捕集される。
この従来の技術によれば、二個のテーブルが必要になるので装置の費用が増大する。また、新たなテーブルの上に封止体を位置合わせして置き直す必要があるので、作業効率が低下する。更に、切断の寸法精度(位置、角度等)が低下するおそれがある。
この出願の出願書類(以下「関連出願書類」という。)に記載された切断装置により、固定台が摩耗することなく、同じ固定台を使用して、交叉する二つの方向に沿って封止体が切断される(関連出願書類の図6参照。)。言い換えれば、交叉する2つの方向に沿って封止体を切断する場合において、二個の固定台を準備することと、固定台を交換することと、封止体を位置合わせすることと等の従来の切断上の諸問題が解決されるものである。
そこで、切断上の諸問題を説明するために、関連出願書類の図(図7(A))に基づき説明する。
即ち、この関連出願書類の図に示すように、封止体を、貫通孔と窪みとを順次介して吸気によって吸着し、このことによって固定台に、より正確には各凸部と一部の枠部とに固定した状態で、交叉する二方向の切断線における一の方向(X方向)に沿って、砥粒を含む水をアブレイシブウォータージェットとしてノズルから高圧で噴射して切断する。
この場合には、砥粒を含む水であって切断に使用された高圧水(アブレイシブウォータージェット)は、溝部のすべての部分において、保護部材には衝突するが土台部の上面には衝突することはない。
また、この高圧水(アブレイシブウォータージェット)は、封止体を完全に切り終える際に、固定台側における封止体面から、少なからず、略直下して保護部材に衝突せずに四方に分散するので、この分散した高圧水(アブレイシブウォータージェット)によって、周囲に立設する凸部、更に、枠部に磨耗現象がより顕著にみられることがわかった。
つまり、この曲線部分を含む交叉した封止体を、関連出願書類に記載された切断装置にて切断する場合、直線部分のみを切断して固定台に固定された個々に切断分離された封止体を確実に固定することができても、曲線部分をこの高圧水(アブレイシブウォータージェット)にて切断する。そうすると、該高圧水の力(該ジェット力)によって、固定台における個々の凸部に対して、個々に切断分離された封止体を確実に固定しておくことが困難となるので、固定台から個々に切断分離された封止体が落下すること、隣接する個々に切断分離された該封止体同士が接触して損傷したりすることが顕著にみられることがわかった。
図1(1)は、本発明に係るアブレイシブウォータージェットによる切断装置100(以下、「切断装置100」と記す。)の概略平面図を示す。図1(2)は、図1(1)に対応する切断装置100における固定台及び対象となる封止体を概略斜視図にて示す。図2は、図1(2)に対応する固定台を分解した状態を概略斜視図にて示す。図3(1)は、図1(2)に対応する固定台にて封止体を切断する状態を概略断面図にて示す。図3(2)は、封止体から切断して分離形成された個々のパッケージ製品を概略斜視図にて示す。
つまり、適宜な移送手段で封止体1を装填ステージAからプレステージBに供給させると共に、この移載機構4で封止体1をプレステージBから切断ステージCに、並びに、パッケージ製品3を切断ステージCから洗浄乾燥ステージDに、移送することができるように構成される。
従って、切断装置100にて、封止体1をパッケージ製品3に切断分離する適宜な各ステージ(検査、最終移載保管を含む)を実施することができるように構成される。
なお、この図例における二つの方向の切断線7(7x・7y)には、例えば、X方向では曲線と直線とを含み、Y方向では直線のみであり、X・Y方向と連通するコーナー部位では、曲線のみの形状で形成されている。つまり、従来の直交する二つの方向における直線のみの切断線とは異なる特異な形状である切断線7(7x・7y)を挙げている。
例えば、この場合の切断線7(7x・7y)に沿って切断する順序は、図3(2)に示すように、基板1aにおける一の短辺方向(X方向)からノズル10が切断を開始し、一の短辺方向にならぶ個々のパッケージ製品3の形状に沿って、一筆書きの要領にて移動し、例えば、まず、短辺側に最も近い三個のパッケージ製品3を切断し、次に、隣接する三個のパッケージ製品3を、前述した三個のパッケージ製品3と同様に、一筆書きの要領で切断して、最終的に、十八個のパッケージ製品3を分離形成するように構成される。
この固定位置51と切断位置52との間には、封止体1における非装着面6に形成される切断線7(7x・7y)をアライメントするアライメント位置53が更に構成される。
従って、切断ステージCの固定台50の装着固定側から封止体1及びパッケージ製品3を装着固定した状態で、該固定台50を該ステージC内における固定位置51と切断位置52との間を少なくとも往復移動することができるように構成される。
なお、固定台50については、後に詳述する。この固定台50には、吸着等の方法によって切断の対象物である封止体1が固定される。そして、砥粒を含む水がアブレイシブウォータージェット2としてノズル10から高圧で噴射され、封止体1が切断することができるように構成される。
次に、アライメントされた固定台50に装着固定された封止体1は、アライメント位置53から切断位置51に、適宜な往復移動手段にて移動されると略同時に、切断位置51上に待機するノズル10を該移動機構12にて水平方向に移送させることにより、アライメントされた封止体1における非装着面6に形成される切断線7(7x・7y)に沿って切断して個々のパッケージ製品3を分離形成する。
次に、切断位置51にて切断して分離形成されたパッケージ製品3は、固定台50に装着固定された状態で、切断位置51から固定位置52まで、適宜な往復移動手段にて移動する一方、切断位置51にて切断して分離形成されたパッケージ製品3以外の封止体1については、切断位置51の下方にあるダストボックス(図示なし)に除去するように構成される。この不要な封止体1を固定台50から除去する際に、移動機構12におけるノズル10側に、更に、不要封止体1用の除去手段(図示なし)を構成し、この除去手段を移動機構12にて移動して不要な封止体1を除去するように構成してもよい。
次に、固定位置51にて移動して固定台50に装着された個々のパッケージ製品3は、切断ステージCから洗浄乾燥ステージDに、搬送レール5に沿って移動する移載機構4により移送することができるように構成される。
以上のような切断装置100全体の所要部位をそれぞれ制御する制御ユニット(図示なし)を構成している。この制御ユニットによって、少なくとも、前述した各ステージA・B・C・Dがアブレイシブウォータージェット2にてノズル10を介して、封止体1における曲線部分を含む交叉する二つの方向の切断線7(7x・7y)に沿って、連続的に或は断続的に、適宜に変更して実施することができるように構成される。
そして、図1(1)に示すように、第一の流出側水系配管と第二の流出側水系配管とが接続された部分に接続されたノズル系配管9と、ノズル系配管9に接続された切断用のノズル10である。第一のタンクと第二のタンクとは、いずれも砥粒を含む水によって実質的に満たされる なお、ポンプユニット8は、切断ステージC(切断装置100)の外部に設置される構成であるが、切断ステージCを含む切断装置100の内部に設置する構成でもよい。
ポンプユニット8は、砥粒はシリコンカーバイド(SiC)、アルミナ(Al2O3)、ガーネット等からなり、10〜100μm程度の粒径を有している。これらの砥粒の比重は1よりも大きいので、通常の状態では、第一のタンク及び第二のタンクのそれぞれにおいて、沈殿した砥粒が高い比率で存在する高比率部と、ほとんど水からなる低比率部とが存在している。なお、ここでいう「比率」とは、「砥粒を含む水に対するこれに含まれる砥粒の比率」を意味する(以下同じ)。また、第一及び第二のタンクが砥粒を含む水によってそれぞれ「実質的に満たされている」とは、わずかな気泡や空間がタンク内に残っている場合をも含むことを意味する(以下同じ)。また、後述するように第一のタンクと第二のタンクとを切り換えて使用するので、第一のタンクと第二のタンクとは同じ容量を有することが好ましい。
このポンプユニット8における第一のタンク及び第二のタンクに砥粒を供給する系として、次の構成要素を更に備える。それらの構成要素とは、砥粒を高い比率で含む水(以下「高比率水」という。)を貯留する砥粒系タンクと加圧された水を砥粒系タンクに供給することによって砥粒系タンクから高比率水を押し出す押出用ポンプとである。また、砥粒系タンクから押し出された高比率水を第一のタンク及び第二のタンクに供給する砥粒供給管と砥粒供給管における第一のタンクにつながる部分に設けられた第一の砥粒供給弁と砥粒供給管における第二のタンクにつながる部分に設けられた第二の砥粒供給弁とである。また、高比率水が供給された場合に第一のタンク及び第二のタンクからあふれる水を砥粒系タンクに戻す戻し管と、戻し管における第一のタンクにつながる部分に設けられた第一の戻し弁と、戻し管における第二のタンクにつながる部分に設けられた第二の戻し弁とである。また、この系には、砥粒供給管に外部から水を供給するための注水弁が設けられている。ここまで説明した第一及び第二のタンクに砥粒を供給する系により、第一及び第二のタンクは、砥粒を含む水によって常時実質的に満たされている。
また、ポンプユニット8における第一のタンク及び第二のタンクにおける砥粒の比率を適正に保つ系として、次の構成要素を備える。それらの構成要素とは、第一のタンク及び第二のタンクの底部に固定されそれぞれロードセルからなる第一のセンサ及び第二のセンサである。また、この系には、第一及び第二のセンサから信号を受け取り、それらの信号に基づいて第一及び第二のタンク内の砥粒を含む水の重量をそれぞれ算出し、この切断装置100が有する弁・ポンプ等を必要に応じて制御する制御部(コントローラ)が設けられている。この制御部がポンプユニット8を制御すると共に、制御部を含んだ切断装置100全体の所要部位をそれぞれ制御する制御ユニット(図示なし)にて単動・連動するように構成される。
なお、小径流路が形成されている部材自体、すなわちノズルチップ自体を、ダイヤモンド焼結体等からなる耐摩耗性材料によって構成してもよい。この場合においても、小径流路の内壁が耐摩耗性材料によって構成されるので、小径流路の内壁の摩耗が軽減される。
即ち、本実施形態に使用される図2に示す固定台50は以下の構成要素を含む。まず、封止体1及びパッケージ製品3を載置セットするようにして設けられた載置セット部材54である。次に、曲線部分を含む交叉する二つの方向における切断線7(7x・7y)のうち、切断線7yの下方位置に相当する位置に設けられた溝部55である。次に、溝部55以外の部分において封止体1及びパッケージ製品3を固定支持する凸部56である。次に、二つの方向のうち少なくとも一方向(この場合、X方向)に延びる切断線7(7x)にほぼ平行に凸部56をつなぐようにして設けられた土台部57である。次に、凸部56と土台部57とを一体的に有する固定支持部材58である。複数の固定支持部材58が、所要範囲毎に分離独立させ且つ着脱自在に固定台50(後述する供給セット台61)に供給されてセットされる。次に、各土台部57が嵌装されてセットされるように着脱自在に設けられた側枠部材59である。次に、固定支持部材58とほぼ平行に両側方位置に離間して着脱自在に設けられたサイド部材60である。次に、固定支持部材58とサイド部材60との間における離間した部位に開口を設けて形成され、且つ、載置セット部材54、固定支持部材58、側枠部材59、サイド部材60をそれぞれ着脱自在に、それぞれ取り付け・取り外し自在に供給されてセットされるようにして設けられた供給セット台61である。
つまり、図2に示すような分解した状態で、固定支持部材58、側枠部材59、サイド部材60を、供給セット台61に取り付け、最後に、固定支持部材58の天面側に載置セット部材54を載置セットする状態が、図1(2)に示している。
つまり、アブレイシブウォータージェット2が接触する接触部位が、少なくとも固定支持部材58を砥粒よりも高い硬度を有する材料によって構成される。その他にも、側枠部材59、サイド部材60、供給セット台61、或は、外壁部材においても所要箇所又は全体において、砥粒よりも高い硬度を有する材料を採用することも可能である。そして、固定支持部材58を、砥粒よりも高い硬度を有する材料にしているので、保護部材65自体を用いない構成でも十分に実施可能となる。
つまり、図3(1)に示すように、載置部材54に載置固定された最初の封止体1を切断して分離形成するのと略同時に、切断線7に対応する部位の載置部材54も切断して分離形成するように構成される。その後に封止体1を切断して分離形成する際には、載置部材54において、切断線7に対応する部分において図3(2)に示すような一筆書きの要領で封止体1を切断する。載置部材54の必要部分のみにおいて封止体1を切断する方式を使用して、尚且つ、砥粒よりも低い硬度を有する材料にて封止体1を効率良く装着して固定する。このことにより、固定台50から封止体1及び個々のパッケージ製品3が飛散したり、落下したり、時には、パッケージ製品3同士が損傷したりする等の切断上の諸問題を解決することができる。
次に、Y方向に沿って封止体1を切断する場合について説明する。この場合には、図3(1)に示されているように、ノズル10を介して砥粒を含む水を高圧にて噴出させるアブレイシブウォータージェット2は、溝部55の部分において、保護部材65の天面には衝突するが土台部57の上面64には衝突しない。これにより、固定台50(固定支持部材58)の土台部57が摩耗することが防止される。
一方のX方向に沿って封止体1を切断する場合について説明する。この場合には、同じ固定台50を使用してノズル10の移動方向を曲線部分を含む切断線7(7x)に対して適宜に変えることにより、封止体1を切断することができる。切断に使用されたアブレイシブウォータージェット2は次のように流れる。まず、溝部55が凸部56の間に挟まれている部分では、該ジェット2は溝部55から供給セット台61の開口を貫通して下方まで流れる。したがって、該ジェット2は固定台50にはまったく衝突しない。また、溝部55が交差する部分では、Y方向に沿って封止体1を切断する場合と同様に、該ジェット2は保護部材65には衝突するが土台部57の上面64には衝突しない。
これらにより、同じ固定台50を使用して、直交する二つの直線方向だけでなく曲線部分を含むX方向とY方向との任意の切断線7(7x・7y)であっても封止体1を効率良く切断することができるので、固定台50、この場合、少なくとも固定支持部材58の摩耗現象が効率良く防止される。
また、封止体1を連続して切断すれば、固定支持部材58や保護部材65が徐々に摩耗していく。この場合には、固定支持部材58や保護部材65を適宜に交換すればよい。これにより、固定台50が摩耗することなく、封止体1を効率良く切断することができる。
従って、従来のような切断上の諸問題を克服すべく、特に、封止体1を固定する固定台50(固定支持部材58)の磨耗現象を効率良く防止すると共に、交叉する切断線7が直交した直線ばかりでなく曲線部分も切断線7に含む封止体1であっても、固定台50に確実に固定することができる。
1a 基板
1b 樹脂成形体
2 アブレイシブウォータージェット
3 パッケージ製品(パッケージ)
4 移載機構
5 搬送レール
6 非装着面
7(7x・7y) 切断線
8 ポンプユニット
9 ノズル系配管
10 ノズル
11 CCDカメラ
12 移動機構
50 固定台
51 固定位置
52 切断位置
53 アライメント位置
54 載置セット部材(載置部材)
55 溝部
56 凸部
57 土台部
58 固定支持部材
59 側枠部材
60 サイド部材
61 供給セット部材
62 窪み
63 貫通孔
64 上面
65 保護部材
66 吸気
100 切断装置
A 装填ステージ
B プレステージ
C 切断ステージ
D 洗浄乾燥ステージ
Claims (3)
- 固定台に装着され基板と樹脂成形体とを含む封止体を対象として、砥粒を含む水を高圧でアブレイシブウォータージェットとして噴射するノズルを介して、前記基板において交叉する二つの方向に延びる切断線に沿って前記アブレイシブウォータージェットを噴射することによって前記封止体を切断するアブレイシブウォータージェットによる切断装置であって、
前記固定台に設けられた複数の固定支持部材と、
前記固定支持部材のそれぞれに含まれ、前記二つの方向のうち第一の方向に延びる前記切断線の下方位置に形成された溝部と、
前記固定支持部材のそれぞれに含まれ、前記溝部以外の部分において前記基板と前記封止体が切断されて分離されることによって形成された個々のパッケージとを固定支持する凸部と、
前記固定支持部材のそれぞれに含まれ、前記二つの方向のうち第二の方向にほぼ平行に前記凸部をつなぐ土台部とを備え、
前記複数の固定支持部材は、それぞれ前記第二の方向に平行である異なる前記切断線に隣接して且つ沿って並んで、それぞれ着脱自在に前記固定台に供給されてセットされ、
前記ノズルから噴射され前記封止体を切断した前記アブレイシブウォータージェットが前記固定支持部材において少なくとも直接接触する部位が、前記砥粒よりも高い硬度を有する材料によって構成されたことを特徴とするアブレイシブウォータージェットによる切断装置。 - 請求項1に記載された切断装置において、
前記固定台の外周囲の位置に着脱自在に設けられた外壁部材を備え、
前記外壁部材を前記固定台の外周囲に取り付けた後に、前記外壁部材内において前記アブレイシブウォータージェットが接触する接触部位を保護する目的で、前記接触部位が液体によって浸漬されたことを特徴とするアブレイシブウォータージェットによる切断装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された切断装置において、
前記固定台において、前記封止体と前記固定支持部材との間であって、少なくとも前記基板と前記封止体が切断されて分離されることによって形成された個々のパッケージとが載置されて固定される部位に、着脱自在に設けられた載置部材を備え、
前記載置部材は前記砥粒よりも低い硬度を有する材料によって構成されたことを特徴とするアブレイシブウォータージェットによる切断装置。
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