JP6814662B2 - 切削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、被加工物を切削する切削装置に関する。
切削装置においては、切削ブレードを被加工物の加工予定ラインに切り込ませて切削を行っている。切削ブレードは、スピンドルに装着され、スピンドルの回転によって切削ブレードも回転する構成となっている。
切削ブレードによる切削加工においては、切削ブレードが磨耗したりして切削能力が低下すると、被加工物にチッピングが生じるなどの問題が生じ得る。そこで、切削装置では、スピンドルが一定の回転数で回転するように制御を行い、スピンドルの負荷電流値を監視し、負荷電流値が上昇した場合には、切削ブレードをドレッシングするなどの処理を行うことにより、切削品質の維持を図っている(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−283604号公報
しかし、負荷電流値を監視することによって、切削時に負荷電流値が上昇したことは把握できても、それがどの加工予定ラインの切削時に生じたのかを知ることは容易ではない。そのため、被加工物が分割されて形成される多数のチップのうち、どのチップの品質に問題があるのかを把握することはできていない。一方、どこの切削時にどれだけの負荷電流値が検出されたのかをオペレータが把握できるようになれば、品質に問題があると思われるチップを特定しやすくなる。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、被加工物の切削時において、切削ブレードが装着されたスピンドルの負荷電流値が高くなった箇所をオペレータが特定しやすくすることを課題とする。
本発明は、被加工物を保持するチャックテーブルと、回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に装着され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と、を備え、該被加工物を加工予定ラインに沿って切削加工する切削装置であって、切削加工時における該スピンドルの負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段と、該負荷電流値検出手段により検出した負荷電流値を表示する表示手段と、少なくとも該負荷電流値検出手段と該表示手段とを制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、加工予定ラインと該加工予定ラインの加工時の該スピンドルの負荷電流値とを対応付けて該表示手段に表示する。
上記切削装置において、前記制御手段は、負荷電流値の値に応じ、加工予定ラインを色分け、線種分けのいずれか一方又は双方により前記表示手段に表示することが好ましい。
本発明では、制御手段が、加工予定ラインとその加工予定ラインの加工時のスピンドルの負荷電流値とを対応付けて表示手段に表示するため、どの加工予定ラインの切削時にどれだけの負荷電流が生じたのかを一目で把握することができる。したがって、品質に問題があると思われるチップを特定しやすくなる。
切削装置の一例を示す斜視図である。 被加工物の一例を示す斜視図である。 表示手段における表示例を示す正面図である。
図1に示す切削装置1は、被加工物Wに切削加工を施す装置であり、例えば、被加工物Wを保持するチャックテーブル10と、チャックテーブル10に保持された被加工物Wを切削する切削手段11とを少なくとも備えている。
切削装置1の基台1Aの前方(−Y方向側)には、X軸方向にチャックテーブル10を往復移動させる切削送り手段12が備えられている。切削送り手段12は、X軸方向の軸心を有するボールネジ120と、ボールネジ120と平行に配設された一対のガイドレール121と、ボールネジ120を回動させるモータ122と、内部のナットがボールネジ120に螺合し底部がガイドレール121に摺接する可動板123とから構成される。そして、モータ122がボールネジ120を回動させると、これに伴い可動板123がガイドレール121にガイドされてX軸方向に移動し、可動板123上に配設されたチャックテーブル10が可動板123の移動に伴いX軸方向に移動することで、チャックテーブル10に保持された被加工物Wが切削送りされる。
図1に示すチャックテーブル10は、被加工物Wを吸着するポーラス部材等からなる吸着部100と、吸着部100を支持する枠体101とを備える。吸着部100は図示しない吸引源に連通し、吸着部100の露出面である保持面100a上で被加工物Wを吸引保持する。チャックテーブル10は、カバー102によって周囲から囲まれ、チャックテーブル10の底面側に配設された回転手段103により駆動されて回転可能となっている。また、枠体101の周囲には、環状フレームFを固定する固定クランプ104が周方向に均等に4つ配設されている。
切削装置1の基台1A上には、Y軸方向に切削手段11を往復移動させる割り出し送り手段13が備えられている。割り出し送り手段13は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ130と、ボールネジ130と平行に配設された一対のガイドレール131と、ボールネジ130を回動させるモータ132と、内部のナットがボールネジ130に螺合し底部がガイドレール131に摺接する可動板133とから構成される。そして、モータ132がボールネジ130を回動させると、これに伴い可動板133がガイドレール131にガイドされてY軸方向に移動し、可動板133上に配設された切削手段11が可動板133の移動に伴いY軸方向に移動することで、切削手段11が割り出し送りされる。
可動板133上からは壁部145が一体的に立設されており、壁部145の−X方向側の側面にはZ軸方向に切削手段11を往復移動させる切り込み送り手段14が備えられている。切り込み送り手段14は、Z方向の軸心を有するボールネジ140と、ボールネジ140と平行に配設された一対のガイドレール141と、ボールネジ140を回動させるモータ142と、内部のナットがボールネジ140に螺合し側部がガイドレール141に摺接するホルダー143とから構成される。そして、モータ142がボールネジ140を回動させると、これに伴いホルダー143がガイドレール141にガイドされてZ軸方向に移動し、ホルダー143にハウジング11Aを介して支持されている切削手段11がホルダー143の移動に伴いZ軸方向に移動する。
切削手段11は、ホルダー143によって支持されたハウジング110と、ハウジング110によって回転可能に支持されたスピンドル111と、スピンドル111を回転駆動するモータ112と、スピンドル112の先端部に装着された切削ブレード113とを有する。
図1に示す切削ブレード113は、例えば、ハブブレードであり、円盤状に形成され中央に装着孔を備えるアルミニウム製の基台と、基台の外周部に固定した切り刃とを備える。なお、切削ブレード113はハブブレードに限定されるものではなく、外形が環状のワッシャー型ブレードであってもよい。
スピンドル111は、その軸方向がチャックテーブル10の移動方向(X軸方向)に対し水平方向に直交する方向(Y軸方向)であり、スピンドル111の後端側(+Y方向側の端側)は、モータ112の回転力を伝達するシャフトに連結されており、スピンドル111の前端側に切削ブレード113が装着されている。そして、モータ112によりスピンドル111が回転駆動されるのに伴って、切削ブレード113も高速回転する。
モータ112は電動モータであり、モータ112には、モータ112に電力を供給する図示しない電源と、モータ112に供給される電力の負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段15とが接続されている。
ハウジング110には、ブレードカバー114が取り付けられている。ブレードカバー114は、その略中央部に切削ブレード113を取り付けるための開口部を備えており、開口部に切削ブレード113を位置付け、切削ブレード113を上方から覆っている。また、ブレードカバー114には、被加工物Wに対して切削ブレード113が接触する加工点に切削水を供給する切削水供給ノズル115が取り付けられている。例えば、Y軸方向から見てL字型に形成された切削水供給ノズル115は、切削ブレード113をY軸方向両側から挟むように2本配設されており、切削ブレード113の側面に向く噴射口を備えており、図示しない切削水供給源に連通している。
ハウジング110の側面にはアライメント手段19が配設されている。アライメント手段19は、被加工物Wを撮像する撮像手段190を備えており、撮像手段190は、例えば、被加工物Wに光を照射する光照射部と、被加工物Wからの反射光を捕らえる光学系および反射光に対応した電気信号を出力する撮像素子(CCD)等で構成されたカメラとを備えている。アライメント手段19は、撮像手段190により取得した画像に基づいて、被加工物Wの切削すべき加工予定ラインを検出することができる。アライメント手段19と切削手段11とは一体となって構成されており、両者は連動してY軸方向及びZ軸方向へと移動する。
切削装置1は、CPU及びメモリ等の記憶素子で構成され装置全体の制御を行う制御手段16を備えている。制御手段16は、配線によって切削送り手段12及び切り込み送り手段14等の各装置構成要素に接続されており、制御手段16による制御の下で、切削送り手段12によるチャックテーブル10のX軸方向への切削送り動作や、切り込み送り手段14による切削手段11のZ軸方向への切り込み送り動作等が制御される。また、制御手段16は、負荷電流値検出手段15に接続されており、負荷電流値検出手段15は、検出したモータ112の負荷電流値についての情報を制御手段16に送ることができ、制御手段16は、負荷電流値に基づいた制御を行う。
制御手段16には、メモリ等の記憶素子を備えた記憶部17と、制御手段16からの出力情報を画面表示する表示手段18とを備えている。
以下では、図1に示す被加工物Wを縦横に切削して分割加工する場合における切削装置1の動作について説明する。図1に示す被加工物Wは、矩形状に形成されており、その内部には、格子状の領域に多数のデバイスが形成されている。被加工物Wの裏面Wbは、ダイシングテープTに貼着されており、ダイシングテープTにより保護されている。ダイシングテープTの粘着面の外周領域には円形の開口を備える環状フレームFが貼着されており、被加工物Wは、ダイシングテープTを介して環状フレームFによって支持されている。なお、被加工物Wは、矩形のものには限られない。
まず、オペレータにより、図示しない操作手段によって、チャックテーブル10の切削送り速度、被加工物Wの大きさ、隣り合う切削ライン間の間隔、切削ブレード113の切り込み深さ等の加工条件が制御手段16に入力される。
被加工物Wは、図1に示すチャックテーブル10の中心と被加工物Wの中心とが合致するように、ダイシングテープT側を下にして保持面100a上に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力を保持面100aに作用させることにより、被加工物Wの被加工面Waと反対の面である裏面Wbがチャックテーブル10によって吸引保持される。また、各固定クランプ104によって環状フレームFが固定される。
次いで、切削送り手段12がチャックテーブル10に保持された被加工物Wを−X方向に送り、切削ブレード113を切り込ませるべき加工予定ラインがアライメント手段19により検出される。すなわち、撮像手段190によって撮像された被加工物Wの表面Waの画像により、アライメント手段19がパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削ブレード113を切り込ませるべき加工予定ラインが検出される。加工予定ラインが検出されるのに伴って、切削手段11が示す割り出し送り手段13によってY軸方向に駆動され、切削すべき加工予定ラインと切削ブレード113とのY軸方向における位置合わせが行われる。
切削手段11を構成するモータ112には交流電力が供給され、スピンドル111及び切削ブレード113は高速回転している。その状態で、切り込み送り手段14が切削手段11を−Z方向に切り込み送りし、切削ブレード113を所定の高さ位置に位置付ける。
切削ブレード113と検出した加工予定ラインとのY軸方向の位置合わせがなされた状態で、被加工物Wを保持するチャックテーブル10が所定の切削送り速度でさらに−X方向に送り出されることで、チャックテーブル10と切削ブレード113とが相対的に所定速度で切削送り方向(X軸方向)に移動し、切削ブレード113が高速回転しながら被加工物Wの検出された加工予定ラインに切り込み、その加工予定ラインが切削される。切削中は、切削水供給ノズル115から切削ブレード113に対して切削水を供給する。
次に、隣り合う加工予定ラインの間隔だけ切削手段11をY軸方向にインデックス送りし、同様の切削を行うことにより、切削済みの加工予定ラインの隣の加工予定ラインを切削する。このようにして、インデックス送りと切削とを繰り返し行うことにより、同方向の加工予定ラインがすべて切削される。さらに、チャックテーブル10を90度回転させてから同様の切削を行うことにより、図2に示すように、すべての加工予定ラインが縦横に切削され、個々のチップに分割される。
このようにして行う切削の過程においては、制御手段16が、切削送り手段12を構成するモータ122に関する制御情報(例えばモータ122に送出したパルス数又はエンコーダからの情報)に基づき被加工物WのX軸方向の位置を検出するとともに、割り出し送り手段13を構成するモータ132に関する制御情報(例えばモータ132に送出したパルス数又はエンコーダからの情報)に基づき、切削ブレード113のY軸方向の位置を検出する。すなわち、かかる2つの制御情報に基づき、制御手段16は、現在の切削加工位置を認識する。そして、図3に示すように、加工により形成された切削溝Gを、表示手段18にリアルタイムに表示していく。
また、これと並行して、制御手段16は、負荷電流値検出手段15における負荷電流を逐次読み込む。そして、加工位置とその加工位置の加工時における負荷電流値とを対応付けた加工位置別負荷電流値情報を記憶手段17に記憶する。また、制御手段16は、加工位置別負荷電流値情報を、加工の進行に合わせて表示手段18にリアルタイムに表示する。
切削ブレード113による切削加工時は、切削ブレード113にかかる負荷が大きくなると、切削ブレード113にはより強い回転力が必要になる。制御手段16は、スピンドル111が一定の回転数で回転するようにモータ112を制御するため、切削ブレード113に作用する負荷が大きくなると、モータ112の負荷電流値は上昇する。制御手段16は、図3に示すように、上から見た状態の被加工物Wを表示するとともに、切削加工によって形成された切削溝Gを表示していき、切削溝Gの形成時の負荷電流値を、切削溝Gに対応させて表示する。図3の例では、負荷電流値に合わせて切削溝Gの太さを変えることにより、負荷電流値が高い箇所を一目で把握できるようにしている。すなわち、なお、図3に示した例は、すべての加工予定ラインの切削が終了し、すべての加工予定ラインに沿って切削溝が形成された状態を示している。
図3の例においては、通常の負荷電流値を示した箇所と、通常の負荷電流値よりも大きい値を示した箇所とを、オペレータが識別できるように表示している。具体的には、切削中の負荷電流値が通常の値であった箇所は細線で示し、切削中の負荷電流値が1.0Aであった箇所は太線G1、切削中の負荷電流値が1.5Aであった箇所は極太線G2、切削中の負荷電流値が2.0Aであった箇所は破線G3、負荷電流値が2.5Aであった箇所は波線G4によって表示している。なお、加工予定ラインの線種による識別(線種分け)に代えて、例えば色分けによって負荷電流値の値を識別できるようにしてもよい。また、線種わけと色分けとを併用してもよい。
負荷電流値が高くない箇所については、加工品質が低くないと推定され、負荷電流値が高い箇所については、加工品質が低いと推定される。したがって、オペレータは、負荷電流値が高い箇所で何らかの加工トラブルが発生したと推定でき、その箇所を容易に特定することができる。また、負荷電流値が高く表示された切削溝の両側のチップのみを検査するようにすることもでき、生産性を向上させることができる。
加工予定ラインには、TEG(Test Element Group)と呼ばれる金属が埋め込まれていることもある。切削ブレード113がTEG等の金属に切り込むと、切削ブレード113にかかる負荷が大きくなるため、モータ112の負荷電流値は上昇する。例えば、TEGのない箇所の切削時の負荷電流値が1.5Aである場合は、TEGを切削すると、負荷電流値が2.0Aほどとなる。したがって、局所的に負荷電流値が上昇した場合には、TEGの存在が推定され、切削ブレード113の切削能力の低下に基づく負荷電流値の増加ではないと判断することができる。また、TEGの存在位置を確認することができるため、次に同種の被加工物を切削する際には、TEGの存在位置に基づき、加工予定ラインの切削順序を調整することができる。例えば、TEGが存在する加工予定ラインを最後に切削することにより、切削ブレードのドレッシング回数や交換回数を低減することが可能となり、生産性が向上する。
切削ブレード113を長く使用したことによって切削能力が低下した場合も、負荷電流値は高くなる。例えば、負荷電流値が2.5A〜3.0Aになると、加工品質が低下する。そして、切削能力の低下に起因して負荷電流値が高くなった場合は、負荷電流値が高い状態がずっと続くようになる。したがって、オペレータは、表示手段18に表示された加工位置別負荷電流値情報に基づき、切削ブレード113の切削能力が低下したために負荷電流値が高い状態が続いていると判断した場合は、切削ブレードのドレッシングを行う。例えば、図1に示したチャッテーブル10の近傍に図示しないドレッシングボード等を配設し、切削ブレード113をドレッシングボードに切り込ませることにより、切削ブレードの切削能力を高めることができる。なお、ドレッシングに代えて、切削ブレード113を交換してもよい。
また、被加工物Wのサイズに基づいて切削した加工予定ラインの総距離を求めることができるため、ドレッシング後に再び切削能力が低下して負荷電流値が所定値以上となった場合は、ドレッシング後の切削再開時から負荷電流値が所定値以上となるまでの間の総切削距離を算出することにより、どれだけの距離を切削した時点でドレッシング(中間ドレス)を行えばよいかを把握することが可能となる。
表示手段18に表示された加工位置別負荷電流値情報は、図1に示した記憶手段17に記憶させることができる。すなわち、被加工物1枚単位で、加工位置別負荷電流値情報をそれぞれ記憶させておくことができる。したがって、個々の被加工物ごとに、チップの品質管理をすることができる。また、全加工予定ラインの負荷電流値を記憶することができるため、切削が終了した被加工物についても負荷電流値が異常と思われる位置を確認することができる。
本実施形態では、被加工物の切削箇所のX軸方向の位置を切削送り手段を構成するモータの制御情報に基づき認識し、被加工物の切削箇所のY軸方向の位置を割り出し送り手段を構成するモータの制御情報に基づき認識することとしたが、切削箇所の認識には、これ以外の手法を採用することもできる。例えば、X軸方向とY軸方向とにそれぞれスケールを配設しておき、スケールの読み取り値によって切削箇所を認識するようにしてもよい。
また、本実施形態では、加工予定ラインのどの箇所において負荷電流値が上昇したかについても把握できるようにしたが、どの加工予定ラインにおいて負荷電流値が上昇したかのみを把握し、その加工予定ライン中の位置まで特定しないようにしてもよい。この場合は、割り出し送り手段13を構成するモータ132の制御情報のみに基づいて加工予定ラインを特定すればよく、切削送り手段12を構成するモータ122の制御情報を用いなくてもよい。
1:切削装置
10:チャックテーブル 100:吸着部 100a:保持面 101:枠体
102:カバー 103:回転手段
11:切削手段
110:ハウジング 111:スピンドル 112:モータ 113:切削ブレード
114:ブレードカバー 115:切削水供給ノズル
12:切削送り手段
120:ボールネジ 121:ガイドレール 122:モータ 123:可動板
13:割り出し送り手段
130:ボールネジ 131:ガイドレール 132:モータ 133:可動板
14:切り込み送り手段
140:ボールネジ 141:ガイドレール 142:モータ 143:ホルダー
145:壁部
15:負荷電流値検出手段
16:制御手段 17:記憶手段 18:表示手段
19:アライメント手段 190:撮像手段
W:被加工物
Wa:表面
Wb:裏面
T:ダイシングテープ F:環状フレーム
G:切削溝

Claims (2)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に装着され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と、を備え、該被加工物を加工予定ラインに沿って切削加工する切削装置であって、
    切削加工時における該スピンドルの負荷電流値を検出する負荷電流値検出手段と、
    該負荷電流値検出手段により検出した負荷電流値を表示する表示手段と、
    少なくとも該負荷電流値検出手段と該表示手段とを制御する制御手段と、
    を備え、
    該制御手段は、加工予定ラインと該加工予定ラインの加工時の該スピンドルの負荷電流値とを対応付けて該表示手段に表示する
    切削装置。
  2. 前記制御手段は、前記スピンドルの負荷電流値の値に応じ、加工予定ラインを色分け、線種分けのいずれか一方又は双方により前記表示手段に表示する
    請求項1に記載の切削装置。
JP2017038158A 2017-03-01 2017-03-01 切削装置 Active JP6814662B2 (ja)

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