JP5394216B2 - 搬送治具及び切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークの冷却切削を行う際に用いられる搬送治具及び切削装置に関する。

従来から、半導体素子を備えたワークがある。このようなワークにおいて、柔らかいゴム系材料から構成されるワークが存在する。ゴム系材料から構成されるワークは、柔らかい性質を有するため、ダイサーブレードを用いて常温で切削することが困難である。このため、このようなゴム系材料から構成されるワークに対しては、ワークを冷却しながら切削を行うことが効果的である。

特許文献１には、矩形状に形成された枠体の対角線方向に沿って矩形孔が形成されたワーク支持枠体が開示されている。このワーク支持枠体には、矩形孔を囲む枠体に部分的にテープ粘着面が形成されている。また、特許文献１に開示された切断装置は、ワーク支持枠体を回転テーブルに固定した状態で、ワーク支持枠体に粘着支持されたワークを切断する。

特開２００６−１８６２９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているようなＵＶテープを用いてワーク支持枠体にワークを固定すると、ワークの冷却切削を行おうとする場合、ワークとワーク支持枠体との間にＵＶテープが介在していることにより、これらの間の熱伝導率が低下する。この結果、ワークを効果的に冷却することが困難となる。

そこで本発明は、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削を行う際に、ワークを効率良く冷却することが可能な搬送治具及び切削装置を提供する。

本発明の一側面としての搬送治具は、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削に用いられる搬送治具であって、第１の面において前記ワークを搭載するように構成され、該第１の面とは反対側の第２の面において保持部に接触するように構成された第１の金属板と、第１の固定部材を用いて前記第１の金属板に固定された断熱板と、前記第１の金属板に接触することなく、第２の固定部材を用いて前記断熱板に固定された第２の金属板とを有する。

本発明の他の側面としての切削装置は、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削を行う切削装置であって、前記ワークを固定して搬送する搬送治具と、前記搬送治具を吸着保持する保持部と、前記保持部に吸着保持された前記搬送治具に固定された前記ワークを切削する切削刃とを有し、前記保持部は、前記搬送治具を第２の面側から真空吸着する吸着部、及び、該搬送治具を冷却する冷却部を備え、前記搬送治具は、第１の面において前記ワークを搭載するように構成され、該第１の面とは反対側の前記第２の面において保持部に接触するように構成された第１の金属板、第１の固定部材を用いて前記第１の金属板に固定された断熱板、及び、前記第１の金属板に接触することなく、第２の固定部材を用いて前記断熱板に固定された第２の金属板を有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切断を行う際に、ワークを効率良く冷却する搬送治具及び切削装置を提供することができる。

本実施例における搬送治具の全体構成図（（ａ）表面側の平面図、（ｂ）側面図）である。 本実施例における搬送治具の全体構成図（裏面側の平面図）である。 本実施例における切削装置の断面構成図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１及び図２を参照して、本実施例における搬送治具の構成について説明する。図１は、本実施例における搬送治具１００の全体構成図である。図１（ａ）は搬送治具１００の表面側から見た平面図であり、図１（ｂ）は搬送治具１００の側面図である。また、図２は、本実施例における搬送治具１００の全体構成図であり、裏面側から見た平面図である。搬送治具１００は、特に、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削（溝加工切削）に用いられる。

図１及び図２において、１０は加工対象となるワークである。ワーク１０は、例えば、半導体素子を実装したゴム系材料を含んで構成されている。なお本実施例において、ワーク１０は略長方形の形状を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。２０は固定板（第１の金属板）である。固定板２０は、第１の面（表面）においてワーク１０を搭載するように構成され、第１の面とは反対側の第２の面（裏面２０ａ）において冷却チャック７０（保持部）に接触するように構成されている。固定板２０は、アルミニウム等の熱伝導性の良い金属材料から構成される。このため、ワーク１０の熱を、テーブル８０の上に設けられた冷却チャック７０に向けて効率良く放出することができる。なお本実施例において、固定板２０は略長方形の形状を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。固定板２０の形状は、搭載するワーク１０の形状に応じて適宜変更してもよい。

固定板２０の上の所定の位置には、複数の位置決めピン２３が形成されている。図１（ａ）に示されるように、本実施例では、ワーク１０の上辺を規制する二つの位置決めピンと、右辺を規制する一つの位置決めピンからなる三つの位置決めピン２３が設けられている。このような位置決めピン２３により、固定板２０の上にワーク１０を正確かつ容易に位置決めすることが可能となる。位置決めピン２３にて位置決めされたワーク１０は、第３の固定部材である複数のネジ１５（本実施例では二つのネジ１５）を用いて固定板２０の上に固定される。なお、位置決めピンの配置はこれに限定されるものではない。

上述のように、固定板２０は、その裏面２０ａにおいて、冷却チャック７０に直接接触するように構成されている。このため、ワーク１０の熱は、固定板２０を介して冷却チャック７０（テーブル８０）に向って効率的に放出される。

３０は断熱板である。断熱板３０は、ガラス繊維、プラスチック、又は、セラミックス等の材料から構成される。断熱板３０は、第１の固定部材である複数のネジ２５（本実施例では六個のネジ２５）を用いて固定板２０に固定される。このように、固定板２０にはその周囲において断熱板３０が接触しているため、冷却された固定板２０の温度が上昇するのを抑制し、ワーク１０の冷却効率を向上させることができる。

また断熱板３０は、吸水率が低い材料を用いて構成される。ワーク１０の切削は、切削により生じる切削屑等を除去するための洗浄液を切削部位に噴出させながら行われる。吸水率の低い材料から構成された断熱板３０を用いることにより、洗浄液の吸水による断熱板３０の特性劣化を抑制することができる。なお本実施例の断熱板３０は円形状を有するが、本発明はこれに限定されるものではなく、矩形状等の他の形状を有するものであってもよい。

４０はワーク支持枠体（第２の金属板）である。ワーク支持枠体４０は、ワーク１０を搬送するために用いられる搬送用リングであり、衝撃に強く高精度な加工が可能なステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料から構成されている。ワーク支持枠体４０は、第２の固定部材である複数のネジ３５（本実施例では六個のネジ３５）を用いて断熱板３０に固定される。このため、本実施例の搬送治具１００は、固定板２０、断熱板３０、及び、ワーク支持枠体４０が複数のネジ２５、３５により固定され一体化されている。なお、本実施例のワーク支持枠体４０はリング形状を有するが、本発明はこれに限定されるものではない。

このように、ワーク１０を搭載する固定板２０と、ワーク支持枠体４０との間には、断熱板３０が配置されている。このため、ワーク支持枠体４０は固定板２０に接触することなく、これらは互いに離れて配置されている。従って、本実施例の搬送治具１００によれば、冷却チャック７０で冷却された固定板２０の温度が上昇するのを抑制し、固定板２０の上に搭載されたワーク１０を効果的に冷却させることが可能となる。

次に、図３を参照して、本実施例における切削装置について説明する。図３は、本実施例における切削装置２００の断面構成図である。図３に示されるように、切削装置２００は、主に、ダイサーブレード６０（切削刃）及びテーブル８０上に設けられた冷却チャック７０（保持部）を含んで構成される。切削装置２００は、特に、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削（溝加工切削）を行うために用いられる。

テーブル８０は、冷却チャック７０を用いて、ワーク１０を固定して搬送する搬送治具１００を吸着保持する。冷却チャック７０は、ＳＵＳ、プラスチック、セラミック等の伝熱性の高い材料で構成されている。ダイサーブレード６０は、冷却チャック７０に吸着保持された搬送治具１００上のワーク１０を切削する。また切削装置２００は、ワーク切削時における切削屑を除去するための洗浄液（水又は不凍液）を噴出する噴出部（不図示）を備えることが好ましい。

冷却チャック７０には、搬送治具１００を固定板２０の裏面２０ａ側から真空吸着するための複数の吸着孔７１（本実施例では四つの吸着孔）が設けられている。これらの吸着孔７１は、吸着通路７４に接続されており、更に吸着管７５を介して真空ポンプ（不図示）に接続されている。このため、吸着孔７１及び吸着通路７４（吸着部）内の空気は、図３中の矢印の方向（真空ポンプに向かう方向）に排出される。このような真空吸着により、冷却チャック７０の上に配置された搬送治具１００は、固定板２０の裏面２０ａ側を下向きにして、冷却チャック７０の上に確実に固定される。

また冷却チャック７０には、ペルチェ素子７２（冷却部）が設けられている。ペルチェ素子７２は、冷却チャック７０を冷却し、結果として、ゴム系材料を含んで構成されるワーク１０を冷却してゴム系材料を硬化させる。ペルチェ素子７２には配線７３を介して電流制御装置（不図示）が接続されている。電流制御装置によるオン／オフ制御によりペルチェ素子７２に電流を流すと、ペルチェ素子７２を構成する一方の金属から他方の金属へ熱が移動し（ペルチェ効果）、ペルチェ素子７２の一方の面（上面）が吸熱し、反対面（下面）が発熱する。

このため、冷却チャック７０には、ペルチェ素子７２の下部において、更に冷媒としての水を循環させるための水循環通路７６（冷媒循環部）が設けられている。水循環通路７６は水循環管７７に接続されており、ペルチェ素子７２が発した熱を外部へ逃がすため、ペルチェ素子７２の下部には常に新しい水が供給される。

本実施例の切削装置２００は、ワーク１０の切削時に発生する切削屑を効果的に除去するため、噴出部（不図示）から洗浄液を切削部位に噴出しながら、ダイサーブレード６０によるワーク１０の切削を行う。しかしながら、冷却チャック７０が所定の温度より低い温度になると、噴出部から噴出した洗浄液が搬送治具１００及び冷却チャック７０の上で凍結する可能性がある。洗浄液が凍結すると、搬送治具１００を冷却チャック７１から取り外す際に、凍結した洗浄液を解凍しなければならない。このため、本実施例の切削装置２００においては、冷却チャック７０に温度センサ（不図示）を設け、温度センサによる検出温度に基づいて冷却チャック７０の温度をフィードバック制御するように構成することが好ましい。

なお、本実施例では、ワーク１０を冷却するための冷却手段としてペルチェ素子を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。冷却手段として、例えば、外部からの冷却ガスを冷却チャックに直接循環させるように構成することもできる。この場合、ペルチェ素子の代わりに、冷却ガスを循環させるための冷却ガス循環通路が設けられる。

上述のとおり、本実施例によれば、ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削を行う際に、ワークを効率良く冷却する搬送治具及び切削装置を提供することができる。

以上、本発明の実施例について具体的に説明した。ただし、本発明は上記実施例として記載された事項に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。

１０ ワーク
１５、２５、３５ ネジ
２０ 固定板
２３ 位置決めピン
３０ 断熱板
４０ ワーク支持枠体
６０ ダイサーブレード
７０ 冷却チャック
７２ ペルチェ素子
７４ 吸着通路
７６ 水循環通路
８０ テーブル
１００ 搬送治具
２００ 切削装置

Claims (5)

1. ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削に用いられる搬送治具であって、
   第１の面において前記ワークを搭載するように構成され、該第１の面とは反対側の第２の面において保持部に接触するように構成された第１の金属板と、
   第１の固定部材を用いて前記第１の金属板に固定された断熱板と、
   前記第１の金属板に接触することなく、第２の固定部材を用いて前記断熱板に固定された第２の金属板と、を有することを特徴とする搬送治具。
2. 前記第１の金属板には前記ワークの位置決めを行うための複数の位置決めピンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の搬送治具。
3. 前記ワークを前記第１の金属板に固定するための第３の固定部材を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送治具。
4. ゴム系材料を含んで構成されるワークの冷却切削を行う切削装置であって、
   前記ワークを固定して搬送する搬送治具と、
   前記搬送治具を吸着保持する保持部と、
   前記保持部に吸着保持された前記搬送治具に固定された前記ワークを切削する切削刃と、を有し、
   前記保持部は、前記搬送治具を第２の面側から真空吸着する吸着部、及び、該搬送治具を冷却する冷却部を備え、
   前記搬送治具は、第１の面において前記ワークを搭載するように構成され、該第１の面とは反対側の前記第２の面において前記保持部に接触するように構成された第１の金属板、第１の固定部材を用いて前記第１の金属板に固定された断熱板、及び、前記第１の金属板に接触することなく、第２の固定部材を用いて前記断熱板に固定された第２の金属板を有することを特徴とする切削装置。
5. 前記冷却部は、ペルチェ素子と、該ペルチェ素子が発した熱を逃がすための冷媒循環部とを有することを特徴とする請求項４に記載の切削装置。