JP6491044B2 - Manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、被切断物を切断して個片化された複数の製品を製造する製造装置及び製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing a plurality of separated products by cutting an object to be cut.
プリント基板やリードフレーム等からなる基板を格子状の複数の領域に仮想的に区画して、それぞれの領域にチップ状の素子(例えば、半導体チップ)を装着した後、基板全体を樹脂封止したものを封止済基板という。回転刃等を使用した切断機構によって封止済基板を切断し、それぞれの領域単位に個片化したものが製品になる。 A substrate composed of a printed circuit board, a lead frame, or the like is virtually partitioned into a plurality of grid-like areas, and chip-like elements (for example, semiconductor chips) are attached to the respective areas, and then the entire board is sealed with resin. This is called a sealed substrate. A product obtained by cutting a sealed substrate by a cutting mechanism using a rotary blade or the like and dividing it into individual region units becomes a product.
従来から、製造装置において切断機構を使用して封止済基板の所定領域を回転刃等の切断手段によって切断している。まず、被切断物である封止済基板を切断用テーブルの上に載置して吸着する。次に、封止済基板をアライメント(位置合わせ)する。アライメントすることによって、複数の領域を区切る仮想的な切断線の位置を設定する。次に、封止済基板を吸着した切断用テーブルと切断機構とを相対的に移動させる。切削水を封止済基板の切断箇所に噴射するとともに、切断機構によって封止済基板に設定された切断線に沿って封止済基板を切断する。封止済基板を切断することによって個片化された製品が製造される。 Conventionally, a predetermined region of a sealed substrate is cut by a cutting means such as a rotary blade using a cutting mechanism in a manufacturing apparatus. First, a sealed substrate as an object to be cut is placed on a cutting table and sucked. Next, the sealed substrate is aligned (positioned). By aligning, the position of a virtual cutting line that divides a plurality of regions is set. Next, the cutting table that adsorbs the sealed substrate and the cutting mechanism are relatively moved. The cutting water is sprayed onto the cut portion of the sealed substrate, and the sealed substrate is cut along the cutting line set on the sealed substrate by the cutting mechanism. An individualized product is manufactured by cutting the sealed substrate.
切断機構において、回転刃と駆動機構とは回転軸を介して接続される。切断機構は駆動機構により回転刃を高速回転させることによって封止済基板を切断する。回転刃は切断を繰り返すことによって徐々に磨耗する。回転刃が磨耗すると回転刃の直径が小さくなるので、磨耗量に対応して切り込み深さを深くする必要がある。したがって、回転刃の磨耗量を常に検知して切り込み深さを調整することが要求される。「切り込み深さ」とは、被切断物に対して回転刃が切り込んだ(厚さ方向に入り込んだ)深さをいう。「所定の切り込み深さ」とは、被切断物の下面から回転刃の外縁における最下端がわずかにはみ出す程度の深さをいう。 In the cutting mechanism, the rotary blade and the drive mechanism are connected via a rotating shaft. The cutting mechanism cuts the sealed substrate by rotating the rotary blade at a high speed by the drive mechanism. The rotating blade is gradually worn by repeated cutting. When the rotary blade is worn, the diameter of the rotary blade is reduced. Therefore, it is necessary to increase the cutting depth corresponding to the amount of wear. Therefore, it is required to always detect the amount of wear of the rotary blade and adjust the cutting depth. The “cutting depth” refers to the depth at which the rotary blade cuts into the workpiece (entered in the thickness direction). The “predetermined cutting depth” refers to a depth such that the lowermost end of the outer edge of the rotary blade slightly protrudes from the lower surface of the workpiece.
封止済基板の切断を続けていくと、回転刃の砥粒の目詰まり又は目つぶれ、切断負荷等の影響によって回転刃の刃先に破損(欠け、チッピング)が生じることがある。破損が生じると正常な切断ができなくなり切断の品質が劣化する。破損が発生した場合には、回転刃を交換しないと不良品を発生させてしまうおそれがある。したがって、破損が生じてないかどうかを常に把握することが要求される。回転刃を使用した切断においては、回転刃の磨耗と回転刃の破損との双方を常に把握することが要求される。 If cutting of the sealed substrate is continued, the blade edge of the rotary blade may be damaged (chipped or chipped) due to the influence of clogging or clogging of abrasive grains of the rotary blade, cutting load, and the like. If breakage occurs, normal cutting cannot be performed and the quality of cutting deteriorates. If breakage occurs, defective products may be generated unless the rotary blade is replaced. Therefore, it is required to always grasp whether or not damage has occurred. In cutting using a rotary blade, it is required to always grasp both wear of the rotary blade and breakage of the rotary blade.
切削ブレードの破損検出と磨耗検出の双方を正確に行うことを可能とした切削装置として、「被切削物を切削する切削ブレードと,切削ブレードの状態を光学的に検知するブレード検知センサと,ブレード検知センサを切削ブレードの外周部に対して接近または離隔させる移動手段と,ブレード検知センサの検知結果に基づいて切削ブレードの破損および磨耗を検出するブレード状態検出部とを備える」切削装置が提案されている(例えば、特許文献1の段落〔0012〕、図4〜図6参照)。
As a cutting device that can accurately detect both breakage and wear of a cutting blade, “a cutting blade that cuts a workpiece, a blade detection sensor that optically detects the state of the cutting blade, and a blade A cutting device has been proposed comprising a moving means for moving the detection sensor toward or away from the outer periphery of the cutting blade, and a blade state detection unit for detecting breakage and wear of the cutting blade based on the detection result of the blade detection sensor. (See, for example, paragraph [0012] of
しかしながら、特許文献1に開示された切削装置によれば次の課題が発生する。特許文献1の図4〜図6に示されるように、切削ブレードの破損検出は、被切削物を切削している間に行われる。切削ブレードの破損検出を行う場合には、磨耗検出位置に位置していたブレード検知センサ30を、移動手段によって破損検出位置に移動させる。ブレード状態検出部40を破損検出部50に切り換え、切削ブレード22が被加工物を切削している間に、破損検出部50が切削ブレード22の破損検出を行う。切削ブレードの磨耗検出は、被切削物を切削していない間に行われる。切削ブレードの磨耗検出を行う場合には、破損検出位置に位置していたブレード検知センサ30を、移動手段によって磨耗検出位置に移動させる。ブレード状態検出部40を磨耗検出部60に切り換え、切削ブレード22が被加工物を切削していない間に(例えば定期的に)、磨耗検出部60が切削ブレード22の磨耗検出を行う。
However, according to the cutting device disclosed in
従来の切削装置によれば、1個のブレード検知センサ30によって切削ブレード22の破損と磨耗との双方を検出できる。しかし、独立した専用の移動手段70によって、ブレード検知センサ30を破損検出位置と磨耗検出位置とにそれぞれ移動手段70によって移動させる必要がある。加えて、ブレード検知センサ30の位置に対応して、ブレード状態検出部40を破損検出部50と磨耗検出部60とに、電気的に(電気回路として)切り換える必要がある。したがって、ブレード検知センサ30を移動させる専用の移動手段70と、ブレード状態検出部40の切り換え手段とを設ける必要がある。これらのことは、切削装置の構成を複雑にするので、切削装置の製造原価を上昇させる。 According to the conventional cutting apparatus, both the breakage and wear of the cutting blade 22 can be detected by the single blade detection sensor 30. However, it is necessary to move the blade detection sensor 30 to the breakage detection position and the wear detection position by the independent movement means 70 independently. In addition, it is necessary to electrically (as an electric circuit) switch the blade state detection unit 40 between the breakage detection unit 50 and the wear detection unit 60 in accordance with the position of the blade detection sensor 30. Therefore, it is necessary to provide a dedicated moving means 70 for moving the blade detection sensor 30 and a switching means for the blade state detection unit 40. These complicate the configuration of the cutting device, which increases the manufacturing cost of the cutting device.
本発明は上記の課題を解決するもので、回転刃の破損と磨耗との双方を検知することができるとともに、製造原価が抑制される製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of detecting both breakage and wear of a rotary blade and suppressing manufacturing cost.
上記の課題を解決するために、本発明に係る製造装置は、テーブルに載置された被切断物を切断機構の回転刃に対して、3次元の直交座標系の2軸方向であって上下方向を含む方向に相対的に移動させることにより、被切断物を切断して複数の製品を製造する製造装置であって、切断機構に設けられ、回転刃の外周部を挟むように配置された発光手段及び受光手段を含むセンサ機構が、その回転軸に対して一方側に固定された回転部材と、切断機構に固定され、テーブルに対する切断機構の相対的な上昇により、回転軸に対して一方側とは反対側の回転部材の他方側を相対的に押し下げて回転部材を回転させ、センサ機構を回転刃の中心から遠ざけるように移動させる押し下げ部材と、切断機構に固定され、テーブルに対する切断機構の相対的な下降により、押し下げ部材が他方側を押し下げない状態で、センサ機構の位置を規制するように回転部材を停止させる停止部材とを備え、被切断物の切断状態であって押し下げ部材が他方側を押し下げずかつ停止部材が回転部材を停止させた状態の所定の切断位置で、回転刃により遮られなかった発光手段からの照射光を受光手段で受光して第1受光量を得て、被切断物の非切断状態であって押し下げ部材が他方側を押し下げた状態の所定の待機位置で、回転刃により遮られなかった発光手段からの照射光を受光手段で受光して第2受光量を得て、第1受光量が第2受光量よりも少なくなるように発光手段と受光手段との間の光軸の位置を調整し、第1受光量の変化に基づいて回転刃の破損を検知し、第2受光量の変化に基づいて回転刃の磨耗を検知する構成としている。
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、停止部材は、切断機構がテーブルに対して相対的に下降することにより、回転部材の一方側に接触して、センサ機構の位置を規制するように回転部材を停止させる構成としている。
In order to solve the above-described problems, a manufacturing apparatus according to the present invention moves a workpiece placed on a table in a biaxial direction of a three-dimensional orthogonal coordinate system with respect to a rotary blade of a cutting mechanism. A manufacturing apparatus that manufactures a plurality of products by cutting an object to be cut by relatively moving in a direction including a direction, provided in a cutting mechanism, and arranged to sandwich an outer peripheral portion of a rotary blade A sensor mechanism including a light emitting means and a light receiving means is fixed to one side with respect to the rotation axis, and is fixed to the cutting mechanism. The other side of the rotating member opposite the side is relatively pushed down to rotate the rotating member, and the sensor mechanism is moved away from the center of the rotary blade, and the cutting mechanism fixed to the cutting mechanism and the cutting mechanism for the table Relative to And a stop member that stops the rotating member so as to regulate the position of the sensor mechanism in a state in which the push-down member does not push down the other side due to a simple lowering, The light receiving means receives the irradiation light from the light emitting means not blocked by the rotating blade at a predetermined cutting position in a state where the rotating member stops the rotating member without being pushed down, and obtains the first received light amount. The light receiving means receives light emitted from the light emitting means that is not blocked by the rotary blade at a predetermined standby position in a state where the object is not cut and the pressing member is pressed down on the other side, thereby obtaining a second light receiving amount. Then, the position of the optical axis between the light emitting means and the light receiving means is adjusted so that the first received light amount is smaller than the second received light amount, and the breakage of the rotary blade is detected based on the change in the first received light amount. The rotary blade based on the change in the second received light amount It is configured to detect the wear.
In the manufacturing apparatus according to the present invention, in the above-described manufacturing apparatus, the stop member is brought into contact with one side of the rotating member when the cutting mechanism descends relative to the table, thereby restricting the position of the sensor mechanism. Thus, the rotating member is stopped.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、発光手段と受光手段とが回転刃の上部に設けられることを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described manufacturing apparatus, the light emitting means and the light receiving means are provided above the rotary blade.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、所定の待機位置に光軸が位置した状態において、受光量に基づいて受光手段が発生させる光電流の変化と光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は中央部から受光量が増える所定の部分に、光軸が位置することを特徴とする。 In the manufacturing apparatus according to the present invention, in the above-described manufacturing apparatus, the relationship between the change in the photocurrent generated by the light receiving unit based on the amount of received light and the position of the optical axis in a state where the optical axis is positioned at a predetermined standby position. The optical axis is located at a central part of a range having linearity or a predetermined part where the amount of received light increases from the central part.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、第2受光量の変化を検知することによって算出された磨耗量に基づいて、テーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、回転刃の下端を所定の切断位置まで下降させることを特徴とする。
Manufacturing apparatus according to the present invention, in the above-described manufacturing apparatus, based on the wear amount calculated by sensing changes in the second receiving light quantity, by relatively lowering the cutting mechanism relative to the table, rotating The lower end of the blade is lowered to a predetermined cutting position.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、発光手段と回転刃との間及び受光手段と回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを備えることを特徴とする。
Manufacturing apparatus according to the present invention, in the above-described manufacturing apparatus, characterized in that it comprises a slit provided in at least one of and between the receiving means and the rotary blade and the light emitting unit rotary blade.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described manufacturing apparatus, the object to be cut is a sealed substrate.
本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材であることを特徴とする。 The manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above-described manufacturing apparatus, the object to be cut is a plate-like member in which functional elements are formed in a plurality of regions respectively corresponding to a plurality of products.
上記の課題を解決するために、本発明に係る製造方法は、上述の製造装置を用いて、被切断物を切断して複数の製品を製造する。
In order to solve the above-described problems, the manufacturing method according to the present invention uses the above-described manufacturing apparatus to cut a workpiece and manufacture a plurality of products.
本発明によれば、1個のセンサ機構を使用し、切断機構の移動に伴いセンサ機構を移動させることによって、回転刃の破損と回転刃の磨耗とを検知できる。したがって、製造装置の構成を簡略化できるので、装置の製造原価を抑制できる。
According to the present invention, it is possible to detect breakage of the rotary blade and wear of the rotary blade by using one sensor mechanism and moving the sensor mechanism as the cutting mechanism moves . Therefore, since the configuration of the manufacturing apparatus can be simplified, the manufacturing cost of the apparatus can be suppressed.
図1に示されるように、切断機構1に、センサ機構13と回転部材14と回転軸15と押し下げ部材17とを有する回転刃検知機構12を設ける。Z軸用の駆動機構4を使用してセンサ機構13を実質的に昇降させることによって、所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態におけるセンサ機構13の位置と、所定の待機位置にセンサ機構13の光軸AXが位置した状態におけるセンサ機構13の位置とを、選択する。封止済基板11が切断される場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態において回転刃10の破損を検知する。封止済基板11が切断されない場合における所定の待機位置に光軸AXが位置した状態において回転刃10の磨耗を検知する。1個のセンサ機構13と1個のZ軸用の駆動機構4とを使用することによって回転刃10の磨耗と破損との双方を検知する。
As shown in FIG. 1, the
本発明に係る製造装置の例として、封止済基板を切断する切断機構について図1〜図4を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。 As an example of the manufacturing apparatus according to the present invention, a cutting mechanism for cutting a sealed substrate will be described with reference to FIGS. Any figure in the present application document is schematically omitted or exaggerated as appropriate for easy understanding. About the same component, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably.
図1に示されるように、製造装置が有する切断機構1は固定板2を備える。固定板2がX軸用のガイドレール(図示なし)に沿ってX方向に移動することによって、切断機構1がX方向に移動する。固定板2には、Z軸用のガイドレール3とZ軸用の駆動機構4とが設けられる。駆動機構4として、例えば、サーボモータやステッピングモータ等が固定板2に固定される。駆動機構4は、ボールねじ5を介して昇降部材6を昇降させる。昇降部材6にはスピンドル本体部7が固定される。駆動機構4がボールねじ5を回転させることによって、昇降部材6に固定されたスピンドル本体部7をZ軸用のガイドレール3に沿って昇降させることができる。
As shown in FIG. 1, the
スピンドル本体部7の内部には、スピンドル8が取り付けられる。スピンドル8が有する回転軸9の先端部には、回転刃10が取り付けられる。回転刃10は、回転軸9に対して着脱可能であって、交換することができる。スピンドルモータ(図示なし)が回転刃10を高速回転させることによって、被切断物である封止済基板11が切断される。図1においては、スピンドル本体部7が有する回転刃10の下端が所定の切断位置まで下降して、回転刃10によって封止済基板11を切断している状態が示される。所定の切断位置とは、回転刃10の外縁における下端が所定の切り込み深さに位置するまで回転刃10が下降した状態における、回転刃10の下端の位置をいう。
A
図1(a)に示されるように、切断機構1には、回転刃10の磨耗と破損とを検知するための回転刃検知機構12が設けられる。回転刃検知機構12は、光学的な検知手段として、スピンドル本体部7における前側(回転刃10が取り付けられた側)に設けられたセンサ機構13を有する。回転刃検知機構12は、機械的な構成要素として、センサ機構13が固定された回転部材14を有する。回転部材14は、例えば、棒状などの形状を有する。回転部材14の中間部には回転軸15が設けられる。回転部材14は、回転軸15を中心にして部分的に回転する。回転部材14の下方には、センサ機構13の下側の位置を規制するためのストッパ16が、スピンドル本体部7における前側に取り付けられる。センサ機構13は、回転部材14の一方の端部(図では左側の端部)に固定される。
As shown in FIG. 1A, the
固定盤2には、回転部材14の他方の端部(図では右側の端部)に相対向する押し下げ部材17が取り付けられる。押し下げ部材17は、例えば、カムフォロア、ローラフォロア等である。押し下げ部材17によって回転部材14の右側の端部が下方に押されることによって、回転部材14は、回転軸15を中心にして時計回りに部分的に回転する。回転部材14の右側の端部が押し下げ部材17に接触していない状態、言い換えれば、右側の端部が押し下げ部材17によって下方に押されていない状態において、回転部材14はストッパ16に接触する。この状態において回転部材14がほぼ水平になるようにして、回転部材14の位置が調整される。言い換えれば、回転部材14がほぼ水平になる一定の位置において、回転部材14はストッパ16に接触して停止する。
On the
図1(b)に示されるように、回転部材14の左側の端部に固定されたセンサ機構13は、回転部材14が伸びる方向とは直交する方向(図では−Z方向)に伸びるようにして設けられる。図1(a)に示されるように、センサ機構13は、発光手段18と受光手段19とを備えた光学的な非接触センサである。発光手段18と受光手段19とは同一の光軸(共通する光軸)AXを有する。発光手段18から受光手段19に向かって照射光20が照射される。発光手段18の発光領域と受光手段19の受光領域との形状は、同一の光軸AXを中心にする同一の有効直径D(図1(c)参照)を有する円形である。それぞれ有効直径Dを有する発光領域と受光領域とを、照射範囲Sと呼ぶ。回転刃10に向かって照射光20が照射される範囲と照射範囲Sとは同一である。
As shown in FIG. 1B, the sensor mechanism 13 fixed to the left end of the rotating member 14 extends in a direction perpendicular to the direction in which the rotating member 14 extends (the −Z direction in the drawing). Provided. As shown in FIG. 1A, the sensor mechanism 13 is an optical non-contact sensor including a
例えば、発光手段18は発光ダイオード(light emitting diode:LED )であり、受光手段19はフォトダイオード(photodiode;PD)である。発光手段18と受光手段19とは、回転刃10の外縁における上部を挟むようにして配置されることが好ましい。発光手段18と受光手段19とは、回転刃10の外縁における最上端を挟むようにして配置されることがいっそう好ましい。これらのことによって、被切断物が切断される部分付近に供給される切削水、冷却水等に起因する液滴が発光手段18と受光手段19とに付着することが抑制される。
For example, the light emitting means 18 is a light emitting diode (LED), and the light receiving means 19 is a photodiode (PD). The light emitting means 18 and the light receiving means 19 are preferably arranged so as to sandwich the upper part of the outer edge of the
図1(a)に示されるように、発光手段18と受光手段19との間には回転刃10が存在する。回転刃10に向かって照射された照射光20のうち一部分は回転刃10によって遮られる。照射光20のうち、回転刃10によって遮られなかった照射光20が、受光手段19に到達する。受光手段19に到達した照射光20を、受光手段19が入射光21として受光する。受光手段19は、受光した入射光21の強さ(受光量)に応じた値の光電流を発生させる。このことによって、受光手段19は入射光21の強さを検出する。受光手段19において発生した光電流が大きければ、照射光20が回転刃10によって遮られる程度が小さい。受光手段19において発生した光電流が小さければ、照射光20が回転刃10によって遮られる程度が大きい。
As shown in FIG. 1A, the
センサ機構13において、発光手段18から照射される照射光20の位置をZ方向に沿って調整することを説明する。言い換えれば、発光手段18と受光手段19とが有する同一の光軸AXの位置をZ方向に沿って調整することを説明する。
The adjustment of the position of the
図2(b)に示されるように、スピンドル本体部7を上昇させていくと、ある高さ位置(Z方向に沿う位置)において、回転部材14における右側の端部の上面が押し下げ部材17の下面に接触する。引き続きスピンドル本体部7を上昇させることによって、押し下げ部材17が回転部材14の右側の端部を相対的に押し下げる。これにより、回転刃検知機構12において回転軸15を中心にして回転部材14が時計回りに回転し始める。ほぼ水平に調整された回転部材14が回転することに伴って、−Z方向に沿って伸びるセンサ機構13全体が時計回りに回転する。これにより、発光手段18と受光手段19とが有する同一の光軸AXが、回転軸15を中心とする円弧に沿って回転する。
As shown in FIG. 2 (b), when the
押し下げ部材17が回転部材14の右側の端部を相対的に押し下げる量が小さい場合には、−Z方向に沿って伸びるセンサ機構13が有する光軸AXの回転運動は、+Z方向に沿って伸びる短い線分に沿う直線運動に近似される。したがって、回転部材14における右側の端部の上面が押し下げ部材17の下面に接触した時点を基点とする接触スピンドル本体部7の上昇量が光軸AXの上昇量に等しいと、近似される。言い換えれば、スピンドル本体部7を上昇させて押し下げ部材17が回転部材14を相対的に押し下げることによって、光軸AXを実質的に上昇させる。スピンドル本体部7を下降させて押し下げ部材17から見て回転軸15が下降することによって、光軸AXを実質的に下降させる。
When the amount by which the push-
発光手段18から照射される照射光20の高さ位置を調整することによって、回転刃10によって遮られなかった照射光20の量を調整できる。言い換えれば、受光手段19が入射光21として受光する受光量を、調整できる。したがって、センサ機構13の高さ位置、厳密に言えば、センサ機構13が有する光軸AXの高さ位置を調整することにより、受光手段19が受光する受光量を調整できる。センサ機構13が有する光軸AXの高さ位置を調整することによって、回転刃10をZ方向に沿って移動させるための1個のZ軸用の駆動機構4と、1個のセンサ機構13とを使用して、回転刃10の磨耗と破損との双方を検知することができる(後述)。
By adjusting the height position of the
図1を参照して、第1の動作として、回転刃10の破損を検知する動作を説明する。回転刃検知機構12に設けられたセンサ機構13を使用して回転刃10の破損を検知する。まず、封止済基板11の外側において、回転刃10を回転させた状態で、スピンドル本体部7を、回転刃10の下端が所定の切断位置に位置するまで下降させる。言い換えれば、回転刃10の外縁における最下端が所定の切り込み深さに位置するまで、スピンドル本体部7を下降させる。次に、回転刃10を、例えば、30,000〜40,000rpm程度でもって高速回転させる。回転刃10と切断用テーブル(図示なし)に載置された封止済基板11とを相対的に移動させることによって(図1(b)では封止済基板11を+Y方向に移動させることによって)、封止済基板11を切断線に沿って切断する。
With reference to FIG. 1, the operation | movement which detects the failure | damage of the
封止済基板11が切断される場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態において、発光手段18から照射光20が対向する受光手段19に向かって照射される。図1(b)、(c)に示されるように、発光手段18が照射した照射光20は、有効直径Dmmの円形の照射範囲Sを有する。回転刃10が封止済基板11を切断する場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態において、センサ機構13における光軸AX(図1(a)参照)の高さ位置が、次のようにして予め調整されている。光軸AXの高さ位置は、発光手段18から照射された照射光20が有する照射範囲Sの大半が回転刃10によって遮られるように、予め調整されている。例えば、回転刃10が新品で磨耗のない状態において、回転刃10によって遮られることなく受光手段19に入射する入射光21が、照射光20の照射範囲Sのうち5%程度の面積を占めるように、光軸AXの高さ位置を予め調整しておく。言い換えれば、照射光20の照射範囲Sのうち95%程度が回転刃10によって遮られるように、光軸AXの高さ位置を予め設定する。
In a state where the lower end of the
回転刃10が磨耗するに伴って、照射光20の照射範囲Sのうち回転刃10によって遮られる面積が減少する。例として、照射光20の有効直径Dが1mmである場合を想定する。回転刃10がある程度まで磨耗した場合においては、有効直径1mmのうち回転刃10によって遮られる面積がわずかになる。したがって、回転刃10の破損を検知することが困難になる。このことから、センサ機構13の照射範囲Sはある程度の大きさであることが、好ましい。したがって、照射範囲Sの有効直径Dはある程度の大きさであることが、好ましい。具体的には、発光面積と受光面積との有効直径Dは3mm以上であることが好ましく、4mm以上であることがいっそう好ましい。
As the
一方で、発光面積と受光面積との有効直径Dが大きくなりすぎると、有効直径Dに相当する面積に対する回転刃10の破損の面積の比率が低下する。したがって、回転刃10の破損を検知する感度が低下する。回転刃10の破損を検知する感度を一定以上に保つという観点から、有効直径Dは6mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがいっそう好ましい。
On the other hand, if the effective diameter D of the light emitting area and the light receiving area becomes too large, the ratio of the area of breakage of the
回転刃10が新品であって全く破損していない状態を想定する。予め設定されたように、受光手段19に入射する入射光21は、発光手段18から照射された照射光20の5%程度である。入射光21は、回転刃10が摩耗していくに伴って緩やかに増加する。回転刃10の外周部に破損が発生した場合には、この破損した部分から受光手段19に入射光21が入射する。このことによって、破損した部分において受光手段19が検知する受光量が、短時間の間だけパルス的に増加する。したがって、回転刃10を通過した入射光21の変化(増加)を受光手段19が受光量の変化として検知することによって、回転刃10の破損を検知できる。このことによって、工程を追加することなく、通常の生産状態において、回転刃検知機構12を使用して回転刃10の破損を検知できる。
Assume that the
照射範囲Sの有効直径Dと、回転刃10の破損を検知できる摩耗量の範囲との関係を、説明する。摩耗量という用語は、回転刃10が新品の状態における直径と摩耗後における直径との差を意味する。
The relationship between the effective diameter D of the irradiation range S and the range of the amount of wear that can detect the breakage of the
回転刃10の破損を検知できる摩耗量の範囲は、回転刃10の破損の寸法、形状、回転刃10の回転数、直径等のような様々な条件に依存する。例えば、回転刃10が新品の状態から、照射光20の照射範囲Sのうち25%程度が回転刃10によって遮られるまで、回転刃10の破損を検知できる。言い換えれば、回転刃10が新品の状態から、磨耗が進行するに伴って入射光21が徐々に増加して照射光20の75%程度になるまで、回転刃10の破損を検知できる。回転刃10が新品の状態においては、照射光20の照射範囲Sのうち95%程度が回転刃10によって遮られるように(照射光20のうち5%程度が受光されるように)、光軸AXの高さ位置が予め設定される。これによって、回転刃10の破損を検知できる範囲は、入射光21が照射光20の5〜75%程度に相当する範囲である。したがって、回転刃10の破損を検知できる範囲は、幅としては有効直径Dの70%(=75%−5%)程度である。
The range of the amount of wear that can detect the breakage of the
照射範囲Sの有効直径Dが4mmであるセンサ機構13を使用した場合においては、4mmの有効直径Dの70%(=75%−5%)に相当する量である2.8mm程度の摩耗量に至るまで、回転刃10の破損を検知できる。したがって、回転刃10が新品の状態から2.8mm程度の摩耗量に至るまで、光軸AXの高さ位置を変えることなく、回転刃10の破損を検知できる。照射範囲Sの有効直径Dが5mmであるセンサ機構13を使用した場合においては、5mmの有効直径Dの70%に相当する量である3.5mm程度の摩耗量に至るまで、回転刃10の破損を検知できる。
When the sensor mechanism 13 having an effective diameter D of 4 mm in the irradiation range S is used, the wear amount is about 2.8 mm, which is equivalent to 70% (= 75% -5%) of the effective diameter D of 4 mm. Up to, the breakage of the
上述した例では、回転部材14がストッパ16に接触することによってほぼ水平になった状態で、回転刃10が新品の状態から磨耗し始めて磨耗量が2.8mm程度になるまでの間において、回転刃10の破損を検知できる。これにより、回転刃10が新品の状態から2.8mm程度の摩耗量まで磨耗する間における回転刃10の破損を、光軸AXの高さ位置を変えることなく検知できる。したがって、センサ機構13を移動させるための専用の駆動機構を設けることなく、摩耗量がある程度の値(例えば、2.8mm)になるまでの間に回転刃10の破損を検知できる。
In the above-described example, the rotating member 14 is in a substantially horizontal state by contacting the stopper 16, and the
図2を参照して、第2の動作として、回転刃10の磨耗を検知する動作を説明する。回転刃検知機構12に設けられたセンサ機構13を使用して回転刃10の磨耗を検知する。封止済基板11の切断が完了した後は、光軸AXが所定の待機位置に位置するまで、Z軸用の駆動機構4を使用してスピンドル本体部7を上昇させる。図2(b)に示されるように、スピンドル本体部7を上昇させていくと、ある位置において回転部材14における右側の端部の上面が押し下げ部材17の下面に接触する。引き続いてスピンドル本体部7をわずかに上昇させることによって、回転軸15を中心にして回転部材14が時計回りにわずかに回転する。回転部材14がわずかに回転することによって、センサ機構13の光軸AXがわずかに上方に(+Z方向に)移動する。光軸AXが所定の待機位置に到達した時点において、スピンドル本体部7の上昇を停止させる。
With reference to FIG. 2, the operation | movement which detects abrasion of the
所定の待機位置とは、例えば、図2(b)、(c)に示されるように、センサ機構13の発光手段18から照射される照射光20のうち50%が受光手段19に到達することができる、高さ方向における光軸AXの位置を意味する。言い換えれば、照射光20のうち50%が回転刃10によって遮られるようにして、光軸AXをこの所定の待機位置に一致させる。スピンドル本体部7が封止済基板11を切断しない場合には、光軸AXが所定の待機位置になるようにして、センサ機構13を停止させる。以下、このことを「センサ機構13を所定の待機位置に停止させる。」という。
For example, as shown in FIGS. 2B and 2C, the predetermined standby position means that 50% of the
所定の待機位置においては、照射光20のうち50%を受光手段19が受光する。このことによって、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部において、回転刃10の磨耗を検知する。言い換えれば、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲の中央部において、回転刃10の磨耗を検知する。したがって、回転刃10の磨耗を安定して精度よく検知できる。
At the predetermined standby position, the light receiving means 19 receives 50% of the
「照射光20のうち50%」という文言は、受光手段19が受光する受光量が照射光20の50%である場合を意味する。加えて、「照射光20のうち50%」という文言は、受光手段19が受光する受光量が、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部付近にある場合を含む。「所定の待機位置」という文言は、光軸AXの高さ位置と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲の中央部(中央部付近を含む)における光軸AXの高さ位置を意味する。
The phrase “50% of the
回転刃10の磨耗を検知する動作を、順に説明する。まず、回転刃10によって封止済基板11が切断される場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態において、センサ機構13を使用して回転刃10に破損がないことを確認する。
Operations for detecting wear of the
次に、封止済基板11の切断が完了した後に、スピンドル本体部7を所定の待機位置まで上昇させる。封止済基板11を切断しない所定の待機位置においても、切断する時と同じ回転数又は切断する時よりも少ない回転数でもって、回転刃10を回転させる。
Next, after the cutting of the sealed substrate 11 is completed, the
次に、所定の待機位置において、発光手段18から照射される照射光20のうち回転刃10によって遮られなかった光を、受光手段19が入射光21として受光する。新品で磨耗がない回転刃10が回転軸9に取り付けられた状態において、受光手段19が受光する受光量が照射光20の50%程度になるようにして、スピンドル本体部7の待機位置が予め決められる。
Next, at a predetermined standby position, the light receiving unit 19 receives the light that is not blocked by the
スピンドル本体部7が所定の待機位置に停止している状態においては、切断機構1においてセンサ機構13の光軸AXは常に同じ高さ位置に維持される。回転刃10が磨耗することによって回転刃10の直径が小さくなると、照射光20のうちで回転刃10によって遮られなかった光、すなわち入射光21が増加する。したがって、受光手段19が受光する入射光21の受光量が増加する。回転刃10の磨耗量との変化と入射光21の受光量の変化との関係を予め調べて、その関係を制御部(図示なし)に記憶する。記憶された関係と、受光量の増加量とを、制御部が比較する。このことによって、回転刃10の磨耗量を検知できる。したがって、工程を追加することなく、回転刃検知機構12を使用して通常の生産状態において回転刃10の磨耗を検知できる。
In the state where the
切断機構1に回転刃検知機構12を設けることによって、封止済基板11が切断される場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態において破損を検知し、封止済基板11が切断されない場合における所定の待機位置において磨耗を検知できる。したがって、回転刃10の破損と磨耗とを検知するための工程を追加することなく、通常の生産を行う過程において、回転刃10の破損と磨耗との双方を検知できる。加えて、1個のセンサ機構13と1個のZ軸用の駆動機構4とを使用することによって、回転刃10の磨耗と破損との双方を検知できる。
By providing the rotary blade detection mechanism 12 in the
図3に示されるように、封止済基板11の切断を複数枚にわたって続けていくと、回転刃10は徐々に磨耗して回転刃10の直径が小さくなる。図3においては、回転刃10が新品であって磨耗していない状態の回転刃を新品の回転刃10a、磨耗した回転刃を回転刃10bとして、それぞれ示す。新品の回転刃10aが磨耗して回転刃10bの状態になると、照射光20のうちで回転刃10bによって遮られなかった光、すなわち入射光21が増加する。したがって、受光手段19が受光する入射光21の受光量が増加する。この受光量の変化(増加)を検知することによって、回転刃10の磨耗量を算出できる。
As shown in FIG. 3, when cutting of the sealed substrate 11 is continued over a plurality of sheets, the
回転刃10の磨耗を検知する動作を、具体的に説明する。まず、磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係を、実験によって予め求める。例えば、回転刃10が新品の場合の受光量、0.1mm磨耗した時に受光した受光量、0.2mm磨耗した時に受光した受光量、0.3mm磨耗した時に受光した受光量、・・・Xmm磨耗した時に受光した受光量を、予め実験によって測定する。実験によって得られた受光量と照射光20の発光量との比率が、上述した順にa0%、a1%、a2%、a3%、・・・ax%であったと仮定する。それぞれの磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係を、数式化して関係式を得る。得られた関係式を制御部(図示なし)に記憶する。それぞれの磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係をルックアップテーブル(Lookup Table:LUT )にして、そのLUT を制御部に記憶してもよい。受光手段19が検知した受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、回転刃10の磨耗量を算出できる。
An operation for detecting wear of the
次に、図3(a)に示されるように、センサ機構13が所定の待機位置に停止して、回転刃10が回転している状態において、回転刃10の磨耗が検知される。この状態において、まず、発光手段18から照射された照射光20のうち、新品の回転刃10aによって遮られなかった光、すなわち入射光21の受光量が50%になるようにして、センサ機構13の高さ位置を予め調整する。これにより、センサ機構13を所定の待機位置に停止させる。
Next, as shown in FIG. 3A, in the state where the sensor mechanism 13 stops at a predetermined standby position and the
次に、図4(a)に示されるように、磨耗した回転刃10bを使用して封止済基板11を切断する場合を説明する。この場合には、磨耗した回転刃10bの最下端が封止済基板11の下面よりも深くなる位置(所定の切り込み深さに相当する位置)まで、スピンドル本体部7を下降させる必要がある。磨耗した回転刃10bを使用する場合には、新品の回転刃10aを使用する場合における切込み深さに比較して、磨耗した回転刃10bの磨耗量の分だけスピンドル本体部7を下降させる必要がある。本実施例においては、封止済基板11が切断されない場合における所定の待機位置にセンサ機構13が停止している状態において、受光手段19を使用して受光量を測定する。
Next, as shown in FIG. 4A, a case where the sealed substrate 11 is cut using the worn rotary blade 10b will be described. In this case, it is necessary to lower the
受光手段19を使用して受光量を測定することによって磨耗した回転刃10bの磨耗量を算出するためには、次の2つの方法のいずれかを使用する。第1の方法は、測定された受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、磨耗した回転刃10bの磨耗量を算出する方法である。測定された受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、磨耗した回転刃10bの磨耗量を算出できる。 In order to calculate the amount of wear of the rotating blade 10b worn by measuring the amount of received light using the light receiving means 19, one of the following two methods is used. The first method is a method of calculating the wear amount of the worn rotary blade 10b by comparing the measured received light amount with the relational expression or LUT stored in the control unit. The wear amount of the worn rotary blade 10b can be calculated by comparing the measured amount of received light with the relational expression or LUT stored in the control unit.
第2の方法は、所定の待機位置に光軸AXが位置する状態から、測定された受光量が50%にほぼ等しくなるまでに、Z軸用の駆動機構4を使用してスピンドル本体部7を下降させる方法である。スピンドル本体部7を下降させた距離が、センサ機構13の光軸AXを下降させた距離に近似される。Z軸用の駆動機構4を使用してスピンドル本体部7を下降させた距離(≒光軸AXを下降させた距離)を算出することによって、磨耗した回転刃10bの磨耗量を算出できる。所定の待機位置に光軸AXが位置する状態からスピンドル本体部7を下降させた距離が回転刃10bの磨耗量に等しいと、近似できる。
The second method uses the Z-
第1の方法と第2の方法とを組み合わせてもよい。第2の方法を使用して回転刃10bの磨耗量を算出する場合において、回転刃10bの磨耗が進行すると、次の状態になることがある。それは、スピンドル本体部7を下降させて回転部材14がほぼ水平になる一定の位置において(図1(b)参照)、測定された受光量が50%を上回ってしまう状態である。図1(b)に示されるように、この状態になると回転部材14がストッパ16に接触することから、回転部材14をそれ以上反時計周りに回転させることができない。したがって、この状態は、受光量を50%にすることができない状態である。この状態になった場合には、回転刃10bの磨耗量を算出する方法を、第2の方法から第1の方法に変更する。これにより、受光量が50%を上回った状態においても、第1の方法を使用して、磨耗した回転刃10bの磨耗量を引き続き算出できる。
The first method and the second method may be combined. In the case where the wear amount of the rotary blade 10b is calculated using the second method, when the wear of the rotary blade 10b progresses, the following state may occur. This is a state where the measured amount of received light exceeds 50% at a certain position where the
所定の待機位置に光軸AXが位置する状態において、照射光20のうち50%を受光手段19が受光することとした。これに代えて、所定の待機位置に光軸AXが位置する状態において、照射光20のうち受光手段19が受光する比率を50%よりも大きい値(例えば75%)にしてもよい。所定の待機位置に光軸AXが位置する状態において、照射光20のうち受光手段19が受光する比率は、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲における中央値又は中央値を超える所定の値であればよい。言い換えれば、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲において、中央部又は中央部から受光量が増える所定の部分に、光軸AXが位置すればよい。これによって、回転刃10bの磨耗が進行した場合において、上述した第2の方法を使用して検知できる磨耗量の幅(測定レンジ)を大きくすることができる。
In the state where the optical axis AX is located at a predetermined standby position, the light receiving means 19 receives 50% of the
算出された磨耗量に等しい長さだけ、スピンドル本体部7を下降させる。磨耗量に応じた補正が行われ、磨耗した回転刃10bの最下端が所定の切り込み深さに到達する。これにより、磨耗した回転刃10bの最下端を所定の切り込み深さまで到達させた状態で、封止済基板11を切断する。したがって、工程を追加することなく、通常の生産状態において、封止済基板11を切断する際に磨耗した回転刃10bの切り込み深さを制御できる。回転刃10の切り込み深さを一定に維持することができるので、封止済基板11を切断する際の切断品質を安定して維持することができる。
The
図5を参照して、図1で示されたセンサ機構13の構成について説明する。センサ機構13において、発光手段18は、発光素子22と光ファイバ束23と集光レンズ24とプリズム25と透過窓26とを有する。受光手段19は、受光素子27と光ファイバ束28と集光レンズ29とプリズム30と受光窓31とを有する。発光素子22としては、例えば、発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等が使用される。受光素子27としては、フォトダイオード(PD)等が使用される。光ファイバ束23、28は、0.2mm〜0.3mm程度の直径を有する複数のプラスチック光ファイバが束ねられて構成される。
The configuration of the sensor mechanism 13 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the sensor mechanism 13, the light emitting means 18 includes a light emitting element 22, an optical fiber bundle 23, a
図5に示されるように、発光手段18は発光素子22を、受光手段19は受光素子27を、それぞれ有する。発光手段18と回転刃10との間には、スリットSL1を設けることが好ましい。受光手段19と回転刃10との間には、スリットSL2を設けることが好ましい。スリットSL1は、発光手段18と回転刃10との間であって透過窓26のすぐ近くに設けられる。スリットSL2は、受光手段19と回転刃10との間であって受光窓31のすぐ近くに設けられる。スリットSL1は、発光手段18の本体に取り付けられてもよい。スリットSL2は、受光手段19の本体に取り付けられてもよい。スリットSL1とスリットSL2とのうちどちらか一方が設けられてもよい。
As shown in FIG. 5, the light emitting means 18 has a light emitting element 22, and the light receiving means 19 has a light receiving element 27. A slit SL <b> 1 is preferably provided between the light emitting means 18 and the
スリットSL1とスリットSL2とは、それぞれZ方向に沿って伸びる細長い隙間を有する。これらの隙間の幅(Y方向の寸法)は最適な値に定められる。例えば、これらの隙間の幅は、0.5mm〜1.2mmであることが好ましい。隙間の幅が大きすぎる場合には、回転刃10の破損を検知する分解能が低下する。隙間の幅が小さすぎる場合には、受光量が減少するので、回転刃10の破損を検知する際にノイズによる悪影響を受けやすくなる。
The slit SL1 and the slit SL2 each have an elongated gap extending along the Z direction. The width of these gaps (dimension in the Y direction) is determined to an optimum value. For example, the width of these gaps is preferably 0.5 mm to 1.2 mm. When the width of the gap is too large, the resolution for detecting breakage of the
図5に示されるように、発光手段18において、発光素子22から照射された光は、光ファイバ束23を経由して集光レンズ(コリメータレンズ)24によって平行光に変換される。平行光に変換された光は、プリズム25に向かって進行しプリズム25によって90度反射することによって、−X方向に進む照射光20になる。照射光20は、発光手段18の透過窓26とスリットSL1の隙間とを、順次通過する。照射光20の一部分が回転刃10によって遮られる。回転刃10によって遮られなかった照射光20の残りの部分が、入射光21として、スリットSL2の隙間と受光手段19の受光窓31とを、順次通過する。受光手段19において、入射光21は、プリズム30によって90度反射して、+Z方向に進む。反射した入射光21は集光レンズ29によって集光される。集光された光は、光ファイバ束28を経由して受光素子27に到達する。
As shown in FIG. 5, in the light emitting means 18, the light emitted from the light emitting element 22 is converted into parallel light by a condenser lens (collimator lens) 24 via an optical fiber bundle 23. The light converted into parallel light travels toward the
受光素子27によって受光された光は光電変換され、受光量に応じた受光信号が電気信号として制御部32に送られる。制御部32に送られた受光信号は、適宜増幅されてAD変換されて、回転刃10の破損の検出と摩耗の検出とに利用される。受光信号は、増幅されてモニタ部33に表示される。なお、制御部32は、回転刃10の破損や磨耗を検知機能に加えて、製造装置の動作、切断条件等の設定、制御等を行う機能を有する。
The light received by the light receiving element 27 is photoelectrically converted, and a received light signal corresponding to the amount of received light is sent to the
発光素子22と受光素子27とを、制御部32の内部に設けてもよい。この場合においては、長い光ファイバ束23を使用して、制御部32の内部の発光素子22が発光した光を発光手段18内まで導いて、照射光20として照射する。長い光ファイバ束28を使用して、受光手段19内において受光した入射光21を制御部32の内部の受光素子27まで導く。
The light emitting element 22 and the light receiving element 27 may be provided inside the
センサ機構13において、発光手段18に設けられた透過窓26と受光窓31に設けられた受光窓31とは、相対向する位置に円形の窓として設けられる。したがって、発光手段18から照射される照射光20は円形の照射範囲Sを有する。スリットSL1とスリットSL2とのうち少なくとも一方を設けた場合には、受光手段19が受光する入射光21は、Z方向に沿って伸びる細長い形状を有する。センサ機構13を昇降させて透過窓26と受光窓31とを昇降させることによって、センサ機構13が有する光軸AXの位置が調整される。回転刃10に向かって照射される照射光の照射量を、光軸AXの位置と透過窓26の大きさとによって調整することができる。回転刃10によって遮られなかった照射光20の光量を、すなわち受光手段19が受光する入射光21の受光量を、光軸AXの位置と受光窓31の位置とによって調整することができる。したがって、センサ機構13が有する光軸AXの高さ位置を調整することによって、回転刃10の磨耗と破損との双方を検知することができる。
In the sensor mechanism 13, the
本実施例によれば、次の効果が得られる。第1に、1個のセンサ機構13を使用することによって回転刃10の磨耗と破損との双方を検知することができるので、製造装置の構成を簡略化できる。したがって、製造装置のコストを抑制できる。
According to the present embodiment, the following effects can be obtained. First, since both the wear and breakage of the
第2に、回転刃10を下降させるためのZ軸用の駆動機構4を使用して、センサ機構13が有する光軸AXの位置を実質的に昇降させる。これにより、センサ機構13が有する光軸AXの位置を昇降させる専用の駆動機構を設ける必要がない。したがって、製造装置のコストを抑制できる。
Second, the position of the optical axis AX of the sensor mechanism 13 is substantially raised and lowered using the Z-
第3に、回転刃10が封止済基板11を切断する期間に破損を、切断していない期間に磨耗を、それぞれ検知する。これにより、工程を追加することなく、回転刃検知機構12を使用して、通常の生産状態において回転刃10の破損と磨耗との双方を検知できる。したがって、製造装置の生産性が低下することを防止できる。
Thirdly, breakage is detected while the
第4に、センサ機構13が有する発光手段18と受光手段19とが回転刃10の最上端を挟むようにして、発光手段18と受光手段19とが設けられる。これにより、封止済基板11を切断している時に切削水や冷却水による飛沫等がセンサ機構13に付着することを防止できる。センサ機構13が液滴等による悪影響を受けにくい。したがって、センサ機構13が、回転刃10の破損と磨耗との双方を、安定して精度よく検知できる。
Fourth, the light emitting means 18 and the light receiving means 19 are provided such that the light emitting means 18 and the light receiving means 19 of the sensor mechanism 13 sandwich the uppermost end of the
第5に、回転刃10が封止済基板11を切断していない期間に、回転刃10の磨耗量を検知して算出する。算出された磨耗量に等しい長さだけスピンドル本体部7を下降させることによって、回転刃10の最下端を封止済基板11の所定の切り込み深さまで下降させる。回転刃10の最下端が所定の切り込み深さに位置する状態において、回転刃10が封止済基板11を切断する。したがって、封止済基板11の切断品質を常に一定の状態に安定させることができる。
Fifth, the amount of wear of the
第6に、回転刃10が封止済基板11を切断していない期間に、回転刃10の磨耗量を検知する場合には、照射光20のうち50%を受光手段19が受光する。このことによって、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部において、回転刃10の磨耗を検知する。言い換えれば、受光量に基づいて受光手段が発生させる光電流の変化と光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部において、回転刃10の磨耗を検知する。したがって、センサ機構13が、回転刃10の磨耗を安定して精度よく検知できる。
Sixth, when the amount of wear of the
異なる複数の直径を有する回転刃10を使用することが想定される場合には、回転刃検知機構12に、回転軸15が設けられる軸用穴と例えばピン状のストッパ16が設けられるピン用穴との組合せを、複数組設ければよい。軸用穴には軸受を設けてもよい。複数の異なる直径を有する回転刃10を使用する場合には、使用する回転刃10の直径に対応する軸用穴とピン用穴との組合せを選ぶ。選ばれた軸用穴に回転軸15を挿入して固定し、選ばれたピン用穴にピン状のストッパ16を挿入する。したがって、複数の異なる直径を有する回転刃10を対象にして、1個のセンサ機構13を使用して回転刃10の破損と磨耗との双方を検知できる。異なる複数の直径を有する回転刃10に対応するために、ねじを利用した機構にセンサ機構13を取り付けてもよい。この場合においては、図1に示された状態において回転部材14に対してセンサ機構13がZ方向に動くことができるようにして、回転部材14に対してセンサ機構13を固定する。例えば、送りねじ、マイクロメータヘッドなどにセンサ機構13を取り付けて、ねじを回転させることによってセンサ機構13を昇降させることができる。
When it is assumed that the
本実施例に係る製造装置について、図6を参照して説明する。図6に示されるように、製造装置34は、被切断物を複数の製品に個片化する装置である。製造装置34は、基板供給ユニットAと基板切断ユニットBと検査ユニットCとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素(各ユニットA〜C)は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。 The manufacturing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the manufacturing apparatus 34 is an apparatus that divides an object to be cut into a plurality of products. The manufacturing apparatus 34 includes a substrate supply unit A, a substrate cutting unit B, and an inspection unit C as components. Each component (each unit A to C) is detachable and replaceable with respect to other components.
基板供給ユニットAには基板供給機構35が設けられる。被切断物に相当する封止済基板11が、基板供給機構35から搬出され、移送機構(図示なし)によって基板切断ユニットBに移送される。基板供給ユニットAには、製造装置34、切断機構1、回転刃検知機構12、センサ機構13等の動作や制御を行う制御部32が設けられる。
The substrate supply unit A is provided with a substrate supply mechanism 35. The sealed substrate 11 corresponding to the object to be cut is unloaded from the substrate supply mechanism 35 and transferred to the substrate cutting unit B by a transfer mechanism (not shown). The substrate supply unit A is provided with a
図6に示される製造装置34は、シングルカットテーブル方式の製造装置である。したがって、基板切断ユニットBには、1個の切断用テーブル36が設けられる。切断用テーブル36は、移動機構37によって図のY方向に移動可能であり、かつ、回転機構38によってθ方向に回動可能である。切断用テーブル36の上には封止済基板11が載置されて吸着される。 The manufacturing apparatus 34 shown in FIG. 6 is a single-cut table type manufacturing apparatus. Accordingly, the substrate cutting unit B is provided with one cutting table 36. The cutting table 36 can be moved in the Y direction in the figure by the moving mechanism 37, and can be rotated in the θ direction by the rotating mechanism 38. On the cutting table 36, the sealed substrate 11 is placed and sucked.
基板切断ユニットBには、スピンドル本体部7を備えた切断機構1(図1、図2参照)が設けられる。製造装置34は、1個のスピンドル本体部7を備えたシングルスピンドル構成の製造装置である。スピンドル本体部7は、独立してX方向とZ方向とに移動可能である。スピンドル本体部7には回転刃10が装着される。切断用テーブル37とスピンドル本体部7とを相対的に移動させることによって封止済基板11を切断する。回転刃10は、Y方向とZ方向とを含む面内において回転することによって封止済基板11を切断する。
The substrate cutting unit B is provided with a cutting mechanism 1 (see FIGS. 1 and 2) having a
センサ機構13を有する回転刃検知機構12(図1〜図2参照)を、切断機構1に設ける。このことによって、封止済基板11が切断される場合における所定の切断位置に回転刃10の下端が位置した状態では、回転刃10の破損が検知される。封止済基板11が切断されない場合における所定の待機位置に光軸AXが位置した状態では、回転刃10の磨耗が検知される。
A rotary blade detection mechanism 12 (see FIGS. 1 to 2) having a sensor mechanism 13 is provided in the
検査ユニットCには検査用テーブル39が設けられる。検査用テーブル39には、封止済基板11を切断して個片化された複数の製品Pからなる集合体、すなわち、切断済基板40が載置される。複数の製品Pは、検査用のカメラ(図示なし)によって検査されて、良品と不良品とに選別される。良品はトレイ41に収容される。 The inspection unit C is provided with an inspection table 39. On the inspection table 39, an assembly made up of a plurality of products P obtained by cutting the sealed substrate 11 into pieces, that is, a cut substrate 40 is placed. The plurality of products P are inspected by a camera for inspection (not shown) and sorted into non-defective products and defective products. The non-defective product is stored in the tray 41.
本実施例においては、シングルカットテーブル方式であって、シングルスピンドル構成の製造装置34を説明した。これに限らず、シングルカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置や、ツインカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置等においても、本発明の切断機構1を適用できる。
In the present embodiment, the manufacturing apparatus 34 having a single-spin table configuration and a single spindle configuration has been described. The
各実施例においては、被切断物としてチップ状の素子を含む封止済基板11を切断する場合を示した。これに限らず、封止済基板11以外の被切断物として、次の被切断物を切断して個片化する場合に本発明を適用できる。第1に、シリコン、化合物半導体からなり回路素子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の機能素子が作り込まれた半導体ウェーハ(semiconductor wafer )を個片化する場合である。第2に、抵抗体、コンデンサ、センサ、表面弾性波デバイス等の機能素子が作り込まれたセラミックス基板等を個片化してチップ抵抗、チップコンデンサ、チップ型のセンサ、表面弾性波デバイス等の製品を製造する場合である。これらの2つの場合には、半導体ウェーハ、セラミックス基板等が、複数の領域にそれぞれ対応する機能素子が作り込まれた板状部材に該当する。第3に、板状部材である樹脂成形品を個片化して、レンズ、光学モジュール、導光板等の光学部品を製造する場合である。この場合には、レンズ、光学モジュール、導光板等が機能素子に該当する。第4に、樹脂成形品を個片化して、一般的な成形製品を製造する場合である。この場合には、成形製品が機能素子に該当する。上述した4つの場合を含む様々な場合において、ここまで説明した内容を適用できる。 In each Example, the case where the sealed board | substrate 11 which contains a chip-shaped element as a to-be-cut | disconnected object was shown was shown. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a case where the next object to be cut is cut into individual pieces as objects other than the sealed substrate 11. First, a semiconductor wafer made of silicon, a compound semiconductor, and a functional element such as a circuit element or MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) is singulated. Second, products such as chip resistors, chip capacitors, chip-type sensors, surface acoustic wave devices, etc., by separating individual ceramic substrates on which functional elements such as resistors, capacitors, sensors, surface acoustic wave devices, etc. are built Is the case of manufacturing. In these two cases, a semiconductor wafer, a ceramic substrate, or the like corresponds to a plate-like member in which functional elements corresponding to a plurality of regions are formed. Thirdly, it is a case where the resin molded product which is a plate-like member is singulated and optical components such as a lens, an optical module and a light guide plate are manufactured. In this case, a lens, an optical module, a light guide plate, or the like corresponds to the functional element. Fourth, it is a case where a general molded product is manufactured by dividing a resin molded product into individual pieces. In this case, the molded product corresponds to the functional element. The contents described so far can be applied to various cases including the above four cases.
本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be arbitrarily combined, modified, or selected and adopted as necessary within the scope not departing from the gist of the present invention. It is.
1 切断機構
2 固定板
3 Z軸用のガイドレール
4 Z軸用の駆動機構(第2の移動機構)
5 ボールねじ
6 昇降部材
7 スピンドル本体部
8 スピンドル
9 回転軸
10 回転刃
10a 新品の回転刃
10b 磨耗した回転刃
11 封止済基板(被切断物)
12 回転刃検知機構
13 センサ機構
14 回転部材
15 回転軸
16 ストッパ(停止部材)
17 押し下げ部材
18 発光手段
19 受光手段
20 照射光
21 入射光
22 発光素子
23、28 光ファイバ束
24、29 集光レンズ
25、30 プリズム
26 透過窓
27 受光素子
31 受光窓
32 制御部
33 モニタ部
34 製造装置
35 基板供給機構
36 切断用テーブル(テーブル)
37 移動機構(第1の移動機構)
38 回転機構
39 検査用テーブル
40 切断済基板
41 トレイ
A 基板供給ユニット
AX 光軸
B 基板切断ユニット
C 検査ユニット
D 有効直径
P 製品
S 照射範囲
SL1、SL2 スリット
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
12 Rotating blade detection mechanism 13 Sensor mechanism 14 Rotating member 15 Rotating shaft 16 Stopper (stop member)
DESCRIPTION OF
37 Movement mechanism (first movement mechanism)
38 Rotating mechanism 39 Inspection table 40 Cut substrate 41 Tray A Substrate supply unit AX Optical axis B Substrate cutting unit C Inspection unit D Effective diameter P Product S Irradiation range SL1, SL2 Slit
Claims (9)
前記切断機構に設けられ、前記回転刃の外周部を挟むように配置された発光手段及び受光手段を含むセンサ機構が、その回転軸に対して一方側に固定された回転部材と、A rotation mechanism fixed to one side with respect to the rotation axis, a sensor mechanism including a light emitting means and a light receiving means provided in the cutting mechanism and arranged to sandwich the outer peripheral portion of the rotary blade;
前記切断機構に固定され、前記テーブルに対する前記切断機構の相対的な上昇により、前記回転軸に対して前記一方側とは反対側の前記回転部材の他方側を相対的に押し下げて前記回転部材を回転させ、前記センサ機構を前記回転刃の中心から遠ざけるように移動させる押し下げ部材と、The rotary member is fixed to the cutting mechanism, and the rotary member is pushed downward relative to the rotary shaft by pushing the other side of the rotary member opposite to the one side relative to the rotary shaft. A push-down member that rotates and moves the sensor mechanism away from the center of the rotary blade;
前記切断機構に固定され、前記テーブルに対する前記切断機構の相対的な下降により、前記押し下げ部材が前記他方側を押し下げない状態で、前記センサ機構の位置を規制するように前記回転部材を停止させる停止部材とを備え、A stop that is fixed to the cutting mechanism and stops the rotating member so as to regulate the position of the sensor mechanism in a state where the pressing member does not press down the other side due to the lowering of the cutting mechanism relative to the table. With members,
前記被切断物の切断状態であって前記押し下げ部材が前記他方側を押し下げずかつ前記停止部材が前記回転部材を停止させた状態の所定の切断位置で、前記回転刃により遮られなかった前記発光手段からの照射光を前記受光手段で受光して第1受光量を得て、The light emission that is not blocked by the rotary blade at a predetermined cutting position in a state in which the workpiece is cut, the push-down member does not push down the other side, and the stop member stops the rotary member The light received from the means is received by the light receiving means to obtain a first received light amount,
前記被切断物の非切断状態であって前記押し下げ部材が前記他方側を押し下げた状態の所定の待機位置で、前記回転刃により遮られなかった前記発光手段からの照射光を前記受光手段で受光して第2受光量を得て、The light receiving means receives light emitted from the light emitting means that is not blocked by the rotary blade at a predetermined standby position in a state in which the workpiece is not cut and the push-down member pushes down the other side. To obtain the second received light amount,
前記第1受光量が前記第2受光量よりも少なくなるように前記発光手段と前記受光手段との間の光軸の位置を調整し、Adjusting the position of the optical axis between the light emitting means and the light receiving means so that the first received light quantity is smaller than the second received light quantity;
前記第1受光量の変化に基づいて前記回転刃の破損を検知し、Detecting the breakage of the rotary blade based on the change in the first received light amount;
前記第2受光量の変化に基づいて前記回転刃の磨耗を検知する製造装置。A manufacturing apparatus for detecting wear of the rotary blade based on a change in the second received light amount.
前記停止部材は、前記切断機構が前記テーブルに対して相対的に下降することにより、前記回転部材の前記一方側に接触して、前記センサ機構の位置を規制するように前記回転部材を停止させる製造装置。The stop member comes into contact with the one side of the rotating member and stops the rotating member so as to regulate the position of the sensor mechanism when the cutting mechanism descends relative to the table. manufacturing device.
前記発光手段と前記受光手段とが前記回転刃の上部に設けられることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to claim 1 or 2 ,
The manufacturing apparatus, wherein the light emitting means and the light receiving means are provided on an upper portion of the rotary blade.
前記所定の待機位置に前記光軸が位置した状態において、前記第1受光量及び前記第2受光量に基づいて前記受光手段が発生させる光電流の変化と前記光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は前記中央部から受光量が増える所定の部分に、前記光軸が位置することを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus of any one of Claims 1-3,
In a state where the optical axis is located at the predetermined standby position, the relationship between the change in the photocurrent generated by the light receiving means based on the first received light amount and the second received light amount and the position of the optical axis is linear. The optical axis is located in a central part of a range having a property or a predetermined part where the amount of received light increases from the central part.
前記第2受光量の変化を検知することによって算出された磨耗量に基づいて、前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させることによって、前記回転刃の下端を前記所定の切断位置まで下降させることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus of any one of Claims 1-4 ,
Based on the wear amount calculated by detecting a change in the second receiving light amount, said by relatively lowering the cutting mechanism, the lower end of the rotary blade to said predetermined cutting position with respect to the table A manufacturing apparatus characterized by being lowered.
前記発光手段と前記回転刃との間及び前記受光手段と前記回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを備えることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus of any one of Claims 1-5 ,
Manufacturing apparatus characterized in that it comprises a slit provided in at least one of between and between said light receiving means and said rotary blade of said light emitting means and the rotary blade.
前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to item 1 to any one of claims 1 to 6,
The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the object to be cut is a sealed substrate.
前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材又は樹脂成形品であることを特徴とする製造装置。 In the manufacturing apparatus according to any one of claims 1-7,
The manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the object to be cut is a plate-like member or a resin molded product in which functional elements are formed in a plurality of regions respectively corresponding to the plurality of products.
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