JP7072986B2 - ウォータージェット加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加圧された液体を噴射することによって被加工物を加工するウォータージェット加工装置に関する。
基板上に配置されたデバイスチップを樹脂からなる封止材（モールド樹脂）で被覆してなるパッケージ基板や、複数のデバイスが形成された半導体ウェーハ等に代表される板状の被加工物の分割には、主に円環状の切削ブレードが装着された切削装置が用いられる。切削装置に備えられたチャックテーブルに被加工物を保持した状態で、切削ブレードを回転させて加工物に切り込ませることにより、被加工物を切断できる。
被加工物に金属が含まれる場合、切削ブレードによって被加工物を切削すると、該金属が切削ブレードと接触して引き延ばされ、髭状のバリが発生することがある。このバリは被加工物の分割によって得られるチップの品質低下を招くため、被加工物の分割にあたってはバリの発生を極力抑えることが望まれる。
バリの発生を抑制するため、ウォータージェット加工装置を用いて被加工物を分割する手法が提案されている。このウォータージェット加工装置は、水をポンプで加圧して被加工物に向けて噴射することにより被加工物の一部を除去する等の加工を行う。特許文献１及び特許文献２には、パッケージ基板のストリート（分割予定ライン）に沿って高圧水を噴射することにより、パッケージ基板を複数のチップに分割する手法が開示されている。
また、被加工物の切削に切削ブレードを用いつつ、切削加工によって生じたバリをウォータージェットで除去する手法も提案されている。特許文献３には、高圧水を噴射するバリ取りノズルが切削ブレードと隣接する位置に設けられ、切削ブレードで被加工物を切削して形成した切削溝に向かって高圧水を噴射することによりバリを除去する加工装置が開示されている。
特開２００４－１３０４０１号公報 特開２０１２－１０９３２７号公報 特開２０１６－１５７７２２号公報
ウォータージェット加工装置には、噴射口から高圧水を被加工物に向けて噴射する噴射ノズルが装着される。この噴射ノズルの噴射口の形状や径は、加工領域の大きさ、加工領域の形状、被加工物の材質など様々な加工条件に応じて設定されるため、加工条件が変わると噴射ノズルの交換が必要となる。
この噴射ノズルの交換は、ウォータージェット加工装置を操作するオペレーターによって行われるが、オペレーターが装着すべき噴射ノズルを間違えた場合、誤った噴射ノズルによって加工が行われてしまい、被加工物が適切に加工されず不良品が発生する恐れがある。そのため、噴射ノズルの交換を行った後は、ウォータージェット加工装置に適切な噴射ノズルが装着されているか否かを確認することによって、誤った噴射ノズルによる加工を防止することが好ましい。
しかしながら、噴射ノズルは多数の部品が複雑に配置されたウォータージェット加工装置の内部に装着される。そのため、ひとたび噴射ノズルをウォータージェット加工装置に装着した後は、その噴射ノズルの種類や噴射口の径などを確認することは困難であった。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ウォータージェット加工装置に噴射ノズルが装着された後であっても、装着された噴射ノズルを特定することが可能なウォータージェット加工装置の提供を課題とする。
本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルに保持された該被加工物に加圧された液体を噴射する噴射ノズルが着脱可能に装着される噴射ユニットと、該チャックテーブルと該噴射ノズルとを相対的に移動させる移動ユニットと、該噴射ノズルの径又は面積を判定するノズル判定部と、を備えるウォータージェット加工装置であって、該噴射ユニットは、モータの回転数に応じて該液体を加圧するポンプを有し、該ノズル判定部は、所定の圧力で該液体を該噴射ノズルの噴射口から噴射するために必要な該モータの回転数が、該噴射ノズルの噴射口の径又は面積毎に記憶されたモータ回転数記憶部と、該噴射ノズルの種類が該噴射ノズルの噴射口の径又は面積毎に記憶されたノズル種類記憶部と、該モータ回転数記憶部に記憶された情報を参照し、該噴射ノズルから所定の圧力で該液体を噴射した際の該モータの回転数から、該液体を噴射した該噴射ノズルの噴射口の径又は面積を判定した後、該ノズル種類記憶部に記憶された情報を参照し、該モータの回転数から判定した該噴射ノズルの噴射口の径又は面積から更に該ノズルの種類を判定する判定部と、該判定部によって判定された該ノズルの種類を報知する報知部と、を備えるウォータージェット加工装置が提供される。
また、本発明の一態様において、該ウォータージェット加工装置は該チャックテーブルに保持された該被加工物を切削ブレードで切削する切削ユニットをさらに備えていてもよい。
また、本発明の一態様において、該ポンプはプランジャーポンプであり、該噴射ノズルから所定の圧力で該液体を噴射した際の該モータの回転数は、該モータと接続されたインバータに入力される信号によって指定される該モータの回転数、又は、該モータと接続されたエンコーダによって検出される該モータの回転数であってもよい。
本発明の一態様に係るウォータージェット加工装置は、液体を加圧するポンプと接続されたモータの回転数に基づいて、ウォータージェット加工装置に装着された噴射ノズルを特定するノズル判定部を備える。これにより、ウォータージェット加工装置に適切な噴射ノズルが装着されているか否かを確認することができ、誤った噴射ノズルによって被加工物が加工されて加工不良が発生することを防止できる。
ウォータージェット加工装置を示す斜視図である。 図２（Ａ）はフレームユニットを示す斜視図であり、図２（Ｂ）は被加工物を示す拡大斜視図である。 ウォータージェットユニットを示す一部断面側面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、噴射ノズルを示す正面図である。 噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータの回転数との関係を示すグラフである。 ウォータージェット加工装置の外観を示す斜視図である。 切削ユニットによる加工の様子を示す一部断面正面図である。 ウォータージェットユニットによる加工の様子を示す一部断面正面図である。
以下、添付図面を参照して本実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るウォータージェット加工装置２を示す斜視図である。ウォータージェット加工装置２は、切削ブレードによって被加工物を切削するとともに、加圧された液体を被加工物に噴射して被加工物を加工する。なお、図１ではウォータージェット加工装置２の構成の一部をブロックで表している。
ウォータージェット加工装置２は、ウォータージェット加工装置２を構成する各構成要素を支持する基台４を備える。基台４の前方の角部には開口４ａが形成されており、この開口４ａ内には昇降機構（不図示）によって昇降するカセット支持台６が設けられている。カセット支持台６の上面には、複数の被加工物を収容するカセット８が搭載される。なお、図１では説明の便宜上、カセット８の輪郭のみを示している。
被加工物は、環状フレームに支持された状態でカセット８内に収容される。図２（Ａ）は、被加工物１１が環状フレーム１９によって支持されたフレームユニット２１を示す斜視図である。
被加工物１１は、平面視で矩形状に形成された板状の基板１３と、基板１３の表面１３ａ側に配置された複数のデバイスチップ（不図示）とを備えるパッケージ基板である。基板１３の表面１３ａ側には、複数のデバイスチップを封止する樹脂層（モールド樹脂）１５が形成されている。なお、ここでは一例として被加工物１１がパッケージ基板である場合について説明するが、被加工物１１の種類に制限はない。例えば、被加工物１１は表面にＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成された半導体ウェーハ等であってもよい。
基板１３の裏面１３ｂ側には、基板１３の裏面１３ｂ全体を覆うことが可能な径をもつ円形の粘着テープ１７が貼付される。粘着テープ１７の外周に沿って環状フレーム１９を貼付するとともに、基板１３の裏面１３ｂ側を粘着テープ１７の中央部に貼付することにより、被加工物１１、粘着テープ１７及び環状フレーム１９でなるフレームユニット２１が構成され、被加工物１１は樹脂層１５が上方に露出した状態で環状フレーム１９に支持される。但し、基板１３の裏面１３ｂ側が上方に露出するように樹脂層１５を粘着テープ１７に貼付してもよい。
図２（Ｂ）は、被加工物１１を示す拡大斜視図である。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）２３によって複数の領域に区画されている。被加工物１１をストリート２３に沿って分割して個片化することにより、それぞれデバイスチップを含む複数のパッケージデバイスが得られる。
また、樹脂層１５の表面１５ａ側には、ストリート２３に沿って上面視で楕円状の複数の凹部（キャビティ）１５ｂが形成されている。凹部１５ｂは、その長軸方向がストリート２３の長さ方向と垂直な方向に沿うように配置されており、凹部１５ｂの深さは樹脂層１５の厚さよりも小さい。
樹脂層１５の内部には、樹脂層１５によって覆われたデバイスチップと接続された金属（電極）が配置されており、樹脂層１５の表面１５ａ側に凹部１５ｂを形成すると、凹部１５ｂの内壁及び底面で該金属が露出する。この露出した金属は、被加工物１１が複数のパッケージデバイスに分割され、個々のパッケージデバイスが他の実装基板に実装される際に、実装基板側に形成された端子と接続される接続用の電極として機能する。
図１に示すカセット支持台６の側方には、長手方向がＸ軸方向（前後方向、加工送り方向）に沿うように矩形の開口４ｂが形成されている。開口４ｂ内には、ボールネジ式のＸ軸移動機構１０と、Ｘ軸移動機構１０の上部を覆うテーブルカバー１２及び防塵防滴カバー１４と、が配置されている。Ｘ軸移動機構１０は、テーブルカバー１２によって覆われたＸ軸移動テーブル（不図示）を備えており、このＸ軸移動テーブルをＸ軸方向に移動させる。
カセット支持台６の側方に近接する位置には、被加工物１１を仮置きするための仮置き機構１６が設けられている。仮置き機構１６は、例えば、Ｙ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）に平行な状態を維持しながら接近、離隔される一対のガイドレール１６ａ，１６ｂを含む。一対のガイドレール１６ａ，１６ｂは、カセット８から引き出された被加工物１１をＸ軸方向に挟み込んで所定の位置に合わせる。
Ｘ軸移動テーブルの上面には、被加工物１１を吸引保持するチャックテーブル１８がテーブルカバー１２から露出するように設けられている。このチャックテーブル１８はモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、Ｚ軸方向（鉛直方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル１８はＸ軸移動機構１０によってＸ軸移動テーブルやテーブルカバー１２とともにＸ軸方向に移動する。
チャックテーブル１８の上面は、被加工物１１を吸引保持する保持面１８ａとなっている。保持面１８ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して概ね平行に形成されており、チャックテーブル１８の内部に設けられた吸引路（不図示）等を介してエジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル１８の周囲には、被加工物１１を支持する環状フレーム１９（図２（Ａ）参照）を四方から固定するための４個のクランプ２０が設けられている。また、開口４ｂに隣接する領域には、被加工物１１をチャックテーブル１８等へと搬送する搬送ユニット（不図示）が配置されている。
チャックテーブル１８の上方には、環状の切削ブレードによって被加工物１１を切削する切削ユニット２２と、加圧された液体を被加工物１１に噴射するウォータージェットユニット２４とが設けられている。また、基台４の上面には、切削ユニット２２とウォータージェットユニット２４とを支持するための門型の支持構造２６が、開口４ｂを跨ぐように配置されている。
支持構造２６の前面上部には、切削ユニット２２をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる移動ユニット２８ａと、ウォータージェットユニット２４をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる移動ユニット２８ｂとが設けられている。
移動ユニット２８ａはＹ軸移動プレート３２ａを、移動ユニット２８ｂはＹ軸移動プレート３２ｂをそれぞれ備える。Ｙ軸移動プレート３２ａ及びＹ軸移動プレート３２ｂは、支持構造２６の前面にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール３０にスライド可能に装着されている。
Ｙ軸移動プレート３２ａの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＹ軸ガイドレール３０に対して概ね平行なＹ軸ボールネジ３４ａが螺合されている。また、Ｙ軸移動プレート３２ｂの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＹ軸ガイドレール３０に対して概ね平行なＹ軸ボールネジ３４ｂが螺合されている。
Ｙ軸ボールネジ３４ａ，３４ｂの一端部にはそれぞれ、Ｙ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｙ軸ボールネジ３４ａと連結されたＹ軸パルスモータ３６によってＹ軸ボールネジ３４ａを回転させることにより、Ｙ軸移動プレート３２ａがＹ軸ガイドレール３０に沿ってＹ軸方向に移動する。また、Ｙ軸ボールネジ３４ｂと連結されたＹ軸パルスモータ３６によってＹ軸ボールネジ３４ｂを回転させることにより、Ｙ軸移動プレート３２ｂがＹ軸ガイドレール３０に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸移動プレート３２ａの表面（前面）側には、一対のＺ軸ガイドレール３８ａがＺ軸方向に沿って設けられており、Ｙ軸移動プレート３２ｂの表面（前面）側には、Ｚ軸方向に沿って一対のＺ軸ガイドレール３８ｂが設けられている。また、一対のＺ軸ガイドレール３８ａにはＺ軸移動プレート４０ａがスライド可能に取り付けられ、一対のＺ軸ガイドレール３８ｂにはＺ軸移動プレート４０ｂがスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動プレート４０ａの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＺ軸ガイドレール３８ａに対して概ね平行な方向に沿うように設けられたＺ軸ボールネジ４２ａが螺合されている。Ｚ軸ボールネジ４２ａの一端部にはＺ軸パルスモータ４４が連結されており、このＺ軸パルスモータ４４によってＺ軸ボールネジ４２ａを回転させることにより、Ｚ軸移動プレート４０ａがＺ軸ガイドレール３８ａに沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート４０ｂの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部にはＺ軸ガイドレール３８ｂに対して概ね平行な方向に沿うように設けられたＺ軸ボールネジ４２ｂが螺合されている。Ｚ軸ボールネジ４２ｂの一端部にはＺ軸パルスモータ４４が連結されており、このＺ軸パルスモータ４４によってＺ軸ボールネジ４２ｂを回転させることにより、Ｚ軸移動プレート４０ｂがＺ軸ガイドレール３８ｂに沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート４０ａの下部には切削ユニット２２が設けられている。切削ユニット２２に隣接する位置には、チャックテーブル１８によって吸引保持された被加工物１１等を撮像するための撮像ユニット（カメラ）４６ａが設けられている。また、Ｚ軸移動プレート４０ｂの下部にはウォータージェットユニット２４が設けられている。ウォータージェットユニット２４に隣接する位置には、チャックテーブル１８によって吸引保持された被加工物１１等を撮像するための撮像ユニット（カメラ）４６ｂが設けられている。
移動ユニット２８ａによって切削ユニット２２及び撮像ユニット４６ａのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置が制御され、移動ユニット２８ｂによってウォータージェットユニット２４及び撮像ユニット４６ｂのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置が制御される。すなわち、切削ユニット２２の位置とウォータージェットユニット２４の位置とはそれぞれ独立に制御される。
開口４ｂに対して開口４ａと反対側の位置には、開口４ｃが形成されている。開口４ｃ内には被加工物１１を洗浄するための洗浄ユニット４８が配置されており、チャックテーブル１８上で所定の加工が施された被加工物１１は、洗浄ユニット４８によって洗浄される。
切削ユニット２２に装着された環状の切削ブレード（不図示）を回転させて被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１の切削加工を行うことができる。具体的には、切削ユニット２２は、チャックテーブル１８の保持面１８ａに対して概ね平行な方向に軸心をとるスピンドルを備えており、このスピンドルの先端部には環状の切削ブレードが装着されている。切削ブレードは、例えばダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳砥石によって構成される。
スピンドルはモータ等の回転駆動源と連結されており、スピンドルに装着された切削ブレードは回転駆動源から伝わる力によって回転する。切削ブレードを回転させてチャックテーブル１８に保持された被加工物１１に切り込ませ、被加工物１１と切削ブレードとをＸ軸方向（加工送り方向）に沿って相対的に移動させることにより、被加工物１１が切削される。
また、加圧された液体をウォータージェットユニット２４から被加工物１１に向かって噴射することにより、被加工物１１の一部の除去や、被加工物１１に形成された金属のバリの除去等の加工を行うことができる。なお、ウォータージェットユニット２４を用いたバリの除去については後述する。
図３は、ウォータージェットユニット２４を示す一部断面側面図である。ウォータージェットユニット２４には、加圧された液体５２を下方に向かって噴射する着脱可能な噴射ノズル５０が装着される。噴射ノズル５０は、液体を加圧して供給するポンプユニット６０（図１参照）と接続されており、ポンプユニット６０から供給された液体が噴射ノズル５０の噴射口５０ａから被加工物１１に向かって噴射されることにより、被加工物１１が加工される。
また、ウォータージェットユニット２４は噴射ノズル５０の下部を覆うカバー５４を備える。カバー５４は、内部が空洞の半球状（お椀型）に形成されており、カバー５４の平面視で中央に位置する領域（頂部）には開口５４ａが設けられている。この開口５４ａには噴射ノズル５０が挿入され、カバー５４は円環状の縁５４ｂがチャックテーブル１８の保持面１８ａと対向するように噴射ノズル５０に装着される。
図３に示すように、噴射ノズル５０から液体５２を噴射して被加工物１１を加工する際、カバー５４は被加工物１１の被加工領域を覆うように位置付けられる。そのため、加工によって生じたミストや加工屑の飛散がカバー５４によって防止される。なお、カバー５４の形状は、ミストや加工屑の飛散を防止可能であれば適宜変更できる。例えば、カバー５４は内部が空洞の円錐状に形成されていてもよい。
また、カバー５４には開口５４ａとは異なる位置に開口５４ｃが形成されており、開口５４ｃはカバー５４の外側に設けられたチューブ５６の一端と接続されている。このチューブ５６の他端は吸引源（不図示）と接続されており、被加工物１１の加工によってカバー５４の内部で生じたミストや加工屑はチューブ５６を介して吸引除去される。
なお、噴射ノズル５０の位置は図１に示す移動ユニット２８ｂによって制御できる。移動ユニット２８ｂを制御することにより、チャックテーブル１８と噴射ノズル５０とを相対的に移動させることができる。
図１に示すように、ウォータージェットユニット２４はポンプユニット６０と接続されている。ポンプユニット６０は、水などの液体を加圧してウォータージェットユニット２４の噴射ノズル５０に供給する。なお、ポンプユニット６０は制御部８０と接続されており、ポンプユニット６０の動作は制御部８０によって制御される。
ポンプユニット６０は、液体を加圧するポンプ６２を備える。ポンプ６２は、タンク等によって構成される液体供給源７２と接続されており、液体供給源７２から供給される水などの液体がポンプ６２によって加圧される。
なお、ポンプ６２は流量制御ユニット６４を介して液体供給源７２と接続されており、この流量制御ユニット６４によって液体供給源７２からポンプ６２に供給される液体の流量が制御される。流量制御ユニット６４は制御部８０と接続されており、流量制御ユニット６４の動作は制御部８０によって制御される。
具体的には、制御部８０は流量制御ユニット６４と接続された流量制御部８２を備える。流量制御部８２は、液体供給源７２からポンプ６２に液体が所定の流量で供給されるように、流量制御ユニット６４の動作を制御する。また、液体供給源７２からポンプ６２に液体を供給するか否かも、流量制御ユニット６４によって制御できる。
また、ポンプ６２はモータ６６と接続されており、モータ６６の回転数に応じて流量制御ユニット６４から供給された液体の圧力を制御する。このようにモータ６６の回転数に応じて液体を加圧するポンプ６２としては、例えばプランジャーポンプを用いることができる。
また、モータ６６にはインバータ６８が接続されており、インバータ６８は制御部８０から入力される信号に従ってモータ６６の回転数を制御する。具体的には、制御部８０はインバータ６８と接続された加圧制御部８４を備え、加圧制御部８４はインバータ６８にモータ６６の回転数（周波数）を指定する信号を出力する。この信号がインバータ６８に入力されると、インバータ６８は加圧制御部８４によって指定された回転数（指令周波数）でモータ６６を回転させる。
そして、インバータ６８によって制御されたモータ６６の回転数に応じて、ポンプ６２は液体を所定の圧力に加圧する。その結果、所定の圧力の液体がウォータージェットユニット２４の噴射ノズル５０（図３参照）に供給され、噴射口５０ａから被加工物１１に向かって液体５２が噴射される。
さらに、モータ６６にはエンコーダ７０が接続されており、エンコーダ７０によってモータ６６の回転数が検出される。エンコーダ７０によって検出されたモータ６６の回転数は、制御部８０に出力される。
ウォータージェットユニット２４から被加工物１１に加圧された液体５２を噴射する際は、まず、液体供給源７２から流量制御ユニット６４を介してポンプ６２に液体が所定の流量で供給されるとともに、モータ６６の回転数がインバータ６８によって制御される。そして、ポンプ６２は液体をモータ６６の回転数に応じた圧力に加圧する。なお、このときのモータ６６の回転数はエンコーダ７０によって検出され、制御部８０に出力される。そして、ポンプ６２によって所定の圧力に加圧された液体がウォータージェットユニット２４に供給される。
このように、ウォータージェットユニット２４及びポンプユニット６０によって、液体供給源７２から供給された液体を加圧してチャックテーブル１８に保持された被加工物１１に液体を噴射するユニット（噴射ユニット）が構成される。
なお、カセット支持台６を昇降させる昇降機構、Ｘ軸移動機構１０、チャックテーブル１８、搬送ユニット（不図示）、切削ユニット２２、移動機構２８ａ，２８ｂ、撮像ユニット４６ａ，４６ｂ、洗浄ユニット４８等の構成要素も制御ユニット８０と接続されており、制御ユニット８０によってその動作が制御される。
ウォータージェットユニット２４によって被加工物１１を加工する際、加工条件（加工領域の大きさ、加工領域の形状、被加工物１１の材質など）に応じて、噴射ノズル５０の噴射口５０ａの形状や径の変更が必要となることがある。この場合、オペレーターによって噴射ノズル５０を交換する作業が行われるが、オペレーターが装着すべき噴射ノズル５０を間違えると、誤った噴射ノズル５０によって被加工物１１が加工され、加工不良が発生する恐れがある。
本実施形態に係るウォータージェット加工装置２は、ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の種類を判別するノズル判定部９０を備える。噴射ノズル５０を交換した後、ノズル判定部９０によってウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の種類を確認することにより、誤った噴射ノズル５０によって被加工物１１が加工されて加工不良が発生することを防止できる。
噴射ノズル５０の種類は、例えば噴射ノズル５０の噴射口５０ａの径又は面積によって区別できる。図４（Ａ）は噴射ノズル５０の一例である噴射ノズル１００を示す正面図であり、図４（Ｂ）は噴射ノズル５０の他の例である噴射ノズル１０２を示す正面図である。噴射ノズル１００と噴射ノズル１０２とは、その噴射口の径が異なる。
噴射ノズル１００は、液体が噴射される円形の噴射口１００ａを備え、噴射口１００ａは噴射ノズル１００の内部に形成された流路１００ｂを介してポンプユニット６０（図１参照）と接続される。噴射ノズル１０２も同様に、液体が噴射される円形の噴射口１０２ａを備え、噴射口１０２ａは噴射ノズル１０２の内部に形成された流路１０２ｂを介してポンプユニット６０（図１参照）と接続される。
噴射ノズル１０２の噴射口１０２ａの径は、噴射ノズル１００の噴射口１００ａの径よりも大きい。具体的には、噴射口１００ａは直径φ１＝０．２５ｍｍの円形に形成されており、噴射口１０２ａは直径φ２＝０．３０ｍｍの円形に形成されている。
噴射ノズルから噴射される液体の圧力は、ポンプユニット６０が備えるポンプ６２による液体の加圧の度合いによって決定され、ポンプ６２による加圧はモータ６６の回転数によって制御される。つまり、噴射ノズルから所定の圧力の液体を噴射するためには、該圧力に対応する所定の回転数でモータ６６を回転させる必要がある。ただし、噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数との関係は、噴射ノズルの種類によって異なる。
図５は、直径がφ１＝０．２５ｍｍの噴射口１００ａを備える噴射ノズル１００と、直径がφ２＝０．３０ｍｍの噴射口１０２ａを備える噴射ノズル１０２とのそれぞれについて、噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数（周波数）との関係を示すグラフである。図５には、噴射ノズルから液体を所定の圧力（０ＭＰａから７０ＭＰａ）で噴射するために必要なモータ６６の回転数を示している。
図５に示すように、噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数との関係は、噴射ノズルの噴射口の径によって異なる。そのため、予め噴射口の径ごとに噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数との関係を記録しておき、噴射ノズルが交換された際に所定の圧力の液体を交換後の噴射ノズルから噴射させ、そのときのモータ６６の回転数を検出することにより、噴射口の径を特定し、噴射ノズルの種類を判定できる。
なお、噴射ノズルの種類は噴射ノズルの径以外によって判定してもよい。例えば、噴射口の面積ごとに噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数との関係を記録しておき、噴射ノズルの噴射口の面積を特定することによって噴射ノズルの種類を判定することもできる。
図１に示す制御部８０は、ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の種類を判定するノズル判定部９０を備える。そして、ノズル判定部９０は、ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の噴射口５０ａから液体を所定の圧力で噴射させた際のモータ６６の回転数に基づいて噴射口５０ａの径又は面積を特定し、噴射ノズル５０の種類を判定する。具体的には、ノズル判定部９０は、噴射ノズルから噴射される液体の圧力とモータ６６の回転数との関係が記憶されたモータ回転数記憶部９２と、噴射ノズルの種類が記憶されたノズル種類記憶部９４とを備える。
モータ回転数記憶部９２には、噴射ノズルから所定の圧力で液体を噴射するために必要なモータ６６の回転数が、噴射ノズルの噴射口の径又は面積ごとに記憶されている。すなわち、図５に示すような液体の圧力とモータ６６の回転数との関係がモータ回転数記憶部９２に記憶される。モータ回転数記憶部９２に記憶されるデータは、例えば、噴射口の径又は面積が異なる複数の噴射ノズルから液体を噴射し、そのときの液体の圧力とモータ６６の回転数とを記録する実験を予め行うことにより取得する。
ノズル種類記憶部９４には、複数の噴射ノズルの噴射口の径又は面積と、その径又は面積を有する噴射ノズルの種類とが記憶されている。噴射ノズルの種類としては、例えば噴射ノズルの名称、識別記号、分類記号等を用いることができる。なお、図１ではモータ回転数記憶部９２とノズル種類記憶部９４とが独立して設けられているが、モータ回転数記憶部９２とノズル種類記憶部９４とは単一の記憶部によって構成されていてもよい。
さらに、ノズル判定部９０は、モータ回転数記憶部９２及びノズル種類記憶部９４に記憶された情報を参照して、ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の噴射口５０ａの径又は面積と、噴射ノズル５０の種類とを判定する判定部９６を備える。
判定部９６には、ウォータージェットユニット２４に装着されている噴射ノズル５０から液体を所定の圧力（指定圧力）で噴射させた際のモータ６６の回転数（入力回転数）が入力される。この入力回転数は、例えば加圧制御部８４から判定部９６に入力される。この場合、入力回転数は、加圧制御部８４からインバータ６８に出力される信号によって指定されるモータ６６の回転数（指令周波数）と同一となる。
なお、噴射ノズル５０から液体が所定の圧力（指定圧力）で噴射されているか否かは、例えば、ポンプ６２によって加圧された液体の圧力を圧力測定器で測定することによって確認できる。この圧力測定器は、例えばポンプ６２から噴射ノズル５０の噴射口５０ａに至る液体の流路に設置される。そして、判定部９６は入力回転数に基づき、モータ回転数記憶部９２に記憶された情報を参照して噴射ノズル５０の径又は面積を判別する。
例えば、モータ回転数記憶部９２に図５に示す圧力とモータの回転数との関係が記憶されている場合を考える。ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の種類を判別する際には、判定部９６はモータ回転数記憶部９２に記憶された情報を参照し、加圧制御部８４から入力された入力回転数に基づいて噴射ノズル５０が図５に示す２種類の噴射ノズルのどちらであるかを特定する。
具体的には、図５に示す２種類の噴射ノズルについて、液体供給源７２から一定の流量で供給される液体を指定圧力と一致する圧力で噴射するために必要なモータの回転数（参照回転数）をそれぞれ参照する。そして、２種類の参照回転数それぞれと入力回転数とが一致するか否か（又は、２種類の参照回転数それぞれと入力回転数との差が一定以下であるか否か）を判定することにより、ウォータージェットユニット２４に装着されている噴射ノズル５０が２種類の噴射ノズルのどちらに属するかを特定する。これにより、噴射ノズル５０の噴射口５０ａの径が判定部９６によって判定される（第１判定ステップ）。
また、判定部９６には、モータ６６と接続されたエンコーダ７０によって検出されたモータ６６の回転数が入力される。判定部９６は、加圧制御部８４から出力されるモータ６６の回転数に代えて、エンコーダ７０によって検出されたモータ６６の回転数を用いて噴射口５０ａの径又は面積を判定してもよい。この場合、実際のモータ６６の回転数に基づいて噴射口５０ａの径又は面積が特定され、加圧制御部８４から判定部９６へのモータ６６の回転数の入力は省略できる。
次に判定部９６は、ノズル種類記憶部９４に記憶された情報を参照し、第１判定ステップで判定された噴射口５０ａの径又は面積から噴射ノズル５０の種類を判定する（第２判定ステップ）。例えば、ノズル種類記憶部９４には複数の噴射ノズルの噴射口の径又は面積と、これらの噴射ノズルの識別記号とが関連付けられた状態で記憶されている。この場合、判定部９６は上記の第１判定ステップで判定した噴射口５０ａの径又は面積と、ノズル種類記憶部９４に記憶された複数の噴射ノズルの噴射口の径又は面積とを比較する。
そして、判定部９６は、ノズル種類記憶部９４に記憶された複数の噴射ノズルのうち、その径又は面積が第１判定ステップで判定した噴射口５０ａの径又は面積と一致する噴射ノズル（又は、径又は面積の差が一定以下の噴射ノズル）を特定し、その噴射ノズルの種類（識別記号）を特定する。これにより、ウォータージェットユニット２４に装着されている噴射ノズル５０の種類が判定される。
判定部９６によって判定されたノズル５０の種類は、判定部９６から報知部９８に出力され、報知部９８によってオペレーターに報知される。報知部９８は、例えばウォータージェット加工装置２に備えられたモニターによって構成される。
図６は、ウォータージェット加工装置２の外観を示す斜視図である。図６に示すように、ウォータージェット加工装置２の構成要素の一部はカバー１１０によって覆われおり、カバー１１０の側面側にはユーザーインターフェースとなるタッチパネル式のモニター１１２が設けられている。モニター１１２の動作は制御部８０（図１参照）によって制御される。
判定部９６によって判定された噴射ノズル５０の種類は、モニター１１２に表示される。これにより、オペレーターはウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０の種類を確認できる。
なお、上記では報知部９８に噴射ノズル５０の種類が表示される場合について説明したが、報知部９８には噴射ノズル５０の噴射口５０ａの径又は面積を表示してもよい。この場合、判定部９６は第１判定ステップの実施後、噴射口５０ａの径又は面積の情報を報知部９８に出力し、報知部９８は噴射口５０ａの径又は面積を表示する。このように報知部９８に噴射口５０ａの径又は面積を表示する場合は、ノズル種類記憶部９４及び第２判定ステップを省略できる。
また、報知部９８としてモニター１１２以外の機器を用いてもよい。例えば、カバー１１０の上面側に設けられた表示灯１１４がノズル５０の種類を報知してもよい。この場合、表示灯１１４の点灯色や点灯パターンなどによって噴射ノズル５０の種類が表現される。なお、表示灯１１４の動作は制御部８０（図１参照）によって制御される。
以上のように、本実施形態に係るウォータージェット加工装置２は、液体を加圧するポンプ６２と接続されたモータ６６の回転数に基づいて、ウォータージェットユニット２４に装着された噴射ノズル５０を特定するノズル判定部９０を備える。これにより、ウォータージェットユニット２４に適切な噴射ノズル５０が装着されているかを確認することができ、誤った噴射ノズル５０によって被加工物１１が加工されて加工不良が発生することを防止できる。
上記のウォータージェット加工装置２に備えられたウォータージェットユニット２４は、単独で被加工物１１を加工してもよいし、切削ユニット２２とともに被加工物１１を加工してもよい。以下、切削ユニット２２とウォータージェットユニット２４の両方を用いて、図２（Ｂ）に示す被加工物１１を加工する例について説明する。
図７は、切削ユニット２２による加工の様子を示す一部断面正面図である。チャックテーブル１８の上面は被加工物１１を吸引保持する保持面１８ａとなっており、保持面１８ａはチャックテーブル１８の内部に設けられた吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。
チャックテーブル１８の上方には、被加工物１１を切削するための切削ユニット２２が配置される。切削ユニット２２は、保持面１８ａに対して概ね平行な方向に軸心をとるスピンドル１２０を備えており、スピンドル１２０の先端部には環状の切削ブレード１２２が装着されている。また、スピンドル１２０はモータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、スピンドル１２０に装着された切削ブレード１２２は回転駆動源から伝わる力によって回転する。
被加工物１１を加工する際は、まず、チャックテーブル１８の保持面１８ａ上に粘着テープ１７を介して被加工物１１を配置するとともに、環状フレーム１９をクランプ２０によって固定する。この状態で吸引源の負圧を保持面１８ａに作用させることにより、被加工物１１が粘着テープ１７を介してチャックテーブル１８よって吸引保持される。
次に、スピンドル１２０を回転させ、切削ブレード１２２を樹脂層１５の表面１５ａ側に切り込ませる。そして、チャックテーブル１８を保持面１８ａと概ね平行でスピンドル１２０の軸心と概ね垂直な方向（加工送り方向）に移動させることにより、被加工物１１と切削ブレード１２２とをストリート２３（図２（Ｂ）参照）に沿って相対的に移動させる。これにより、被加工物１１にはストリート２３に沿って直線状の切削溝１１ａが形成される。
なお、樹脂層１５の表面１５ａ側にはストリート２３に沿って凹部１５ｂが形成されており、凹部１５ｂの内部では樹脂層１５に覆われたデバイスチップ（不図示）と接続された金属が露出している。また、切削ブレード１２２は、その下端が凹部１５ｂの底よりも下側で、且つ基板１３の裏面１３ｂよりも上側に配置されるように位置付けられる。そのため、切削溝１１ａの深さは凹部１５ｂの深さよりも大きく、且つ被加工物１１の厚さよりも小さくなり、被加工物１１は完全には切断されていない状態となる。
このようにストリート２３に沿って被加工物１１を切削すると、凹部１５ｂの内部で露出した金属が切削ブレード１２２と接触して引き延ばされ、被加工物１１の切削によって生じた面（切削面）に金属でなる髭状のバリが発生することがある。このバリが凹部１５ｂの内部に残留すると、後の工程で凹部１５ｂの内部で露出した金属を他の金属（実装基板の接続端子等）と接続する際の障害となり得るため、バリは除去されることが好ましい。そこで、切削ブレード１２２で被加工物１１を切削した後、ウォータージェットユニット２４によって切削溝１１ａの内部に残留したバリを除去する。
図８は、ウォータージェットユニット２４による加工の様子を示す一部断面正面図である。被加工物１１に切削溝１１ａを形成した後、図８示すように、ウォータージェットユニット２４が備える噴射ノズル５０を噴射口５０ａが切削溝１１ａ上に配置されるように位置付ける。そして、ポンプユニット６０（図１参照）からウォータージェットユニット２４に加圧した液体を供給することにより、噴射口５０ａから切削溝１１ａに向かって液体５２が所定の圧力で噴射される。
これにより、凹部１５ａの内部に残留したバリが液体５２によって吹き飛ばされて除去される。なお、ウォータージェットユニット２４によるバリの除去は、被加工物１１が完全には切断されていない状態で行われる。そのため、加圧された液体５２の噴射によって被加工物１１の個片が粘着テープ１７から脱落することを防止できる。
ウォータージェットユニット２４の移動は、移動ユニット２８ｂ（図１参照）によって切削ユニット２２とは独立して制御される。そのため、加圧された液体５２を噴射する位置は自由に設定できる。例えば、切削ブレード１２２によって一の切削溝１１ｃが形成された後、ウォータージェットユニット２４を該切削溝１１ｃに沿って相対的に移動させ、切削溝１１ｃに液体５２を噴射してバリを除去できる。
ただし、バリの除去を実施するタイミングが上記に限定されない。例えば、全てのストリート２３に沿って切削溝１１ａを形成した後にバリの除去をまとめて行ってもよい。また、切削ユニット２２によって一の切削溝１１ｃを切削すると同時に、ウォータージェットユニット２４を既に形成されている他の切削溝１１ｃに沿って相対的に移動させてバリの除去を行ってもよい。この場合、被加工物１１の切削とバリの除去とを同時進行で実施できる。
ウォータージェットユニット２４によるバリの除去が完了した後、切削ユニット２２を用いて、被加工物１１をストリート２３に沿ってさらに切削する。このとき切削ブレード１２２は、下端が基板１３の裏面１３ｂよりも下側に配置されるように位置付けられる。これにより、被加工物１１がストリート２３に沿って分割される。この切削を全てのストリート２３に沿って行うことにより、被加工物１１が複数のパッケージデバイスに分割される。
なお、ウォータージェットユニット２４によってバリを除去する際は、被加工物１１の材質や厚さ、切削溝１１ｃの形状や深さ等に基づいて適切な噴射ノズル５０を選択してウォータージェットユニット２４に装着する。このとき、図１に示すノズル判定部９０によって適切な噴射ノズル５０が装着されているかを確認することにより、バリの除去を適切に実施できる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
２ ウォータージェット加工装置
４ 基台
４ａ 開口
４ｂ 開口
４ｃ 開口
６ カセット支持台
８ カセット
１０ Ｘ軸移動機構
１２ テーブルカバー
１４ 防塵防滴カバー
１６ 仮置き機構
１６ａ，１６ｂ ガイドレール
１８ チャックテーブル
１８ａ 保持面
２０ クランプ
２２ 切削ユニット
２４ ウォータージェットユニット
２６ 支持構造
２８ａ，２８ｂ 移動ユニット
３０ Ｙ軸ガイドレール
３２ａ，３２ｂ Ｙ軸移動プレート
３４ａ，３４ｂ Ｙ軸ボールネジ
３６ Ｙ軸パルスモータ
３８ａ，３８ｂ Ｚ軸ガイドレール
４０ａ，４０ｂ Ｚ軸移動プレート
４２ａ，４２ｂ Ｚ軸ボールネジ
４４ Ｚ軸パルスモータ
４６ａ，４６ｂ 撮像ユニット
４８ 洗浄ユニット
５０ 噴射ノズル
５０ａ 噴射口
５２ 液体
５４ カバー
５４ａ 開口
５４ｂ 縁
５４ｃ 開口
５６ チューブ
６０ ポンプユニット
６２ ポンプ
６４ 流量制御ユニット
６６ モータ
６８ インバータ
７０ エンコーダ
７２ 液体供給源
８０ 制御部
８２ 流量制御部
８４ 加圧制御部
９０ ノズル判定部
９２ モータ回転数記憶部
９４ ノズル種類記憶部
９６ 判定部
９８ 報知部
１００ 噴射ノズル
１００ａ 噴射口
１００ｂ 流路
１０２ 噴射ノズル
１０２ａ 噴射口
１０２ｂ 流路
１１０ カバー
１１２ モニター
１１４ 表示灯
１２０ スピンドル
１２２ 切削ブレード
１１ 被加工物
１１ａ 切削溝
１３ 基板
１３ａ 表面
１３ｂ 裏面
１５ 樹脂層
１５ａ 表面
１５ｂ 凹部
１７ 粘着テープ
１９ 環状フレーム
２１ フレームユニット
２３ ストリート

Claims (3)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルに保持された該被加工物に加圧された液体を噴射する噴射ノズルが着脱可能に装着される噴射ユニットと、該チャックテーブルと該噴射ノズルとを相対的に移動させる移動ユニットと、該噴射ノズルの径又は面積を判定するノズル判定部と、を備えるウォータージェット加工装置であって、
    該噴射ユニットは、
    モータの回転数に応じて該液体を加圧するポンプを有し、
    該ノズル判定部は、
    所定の圧力で該液体を該噴射ノズルの噴射口から噴射するために必要な該モータの回転数が、該噴射ノズルの噴射口の径又は面積毎に記憶されたモータ回転数記憶部と、
    該噴射ノズルの種類が該噴射ノズルの噴射口の径又は面積毎に記憶されたノズル種類記憶部と、
    該モータ回転数記憶部に記憶された情報を参照し、該噴射ノズルから所定の圧力で該液体を噴射した際の該モータの回転数から、該液体を噴射した該噴射ノズルの噴射口の径又は面積を判定した後、該ノズル種類記憶部に記憶された情報を参照し、該モータの回転数から判定した該噴射ノズルの噴射口の径又は面積から更に該ノズルの種類を判定する判定部と、
    該判定部によって判定された該ノズルの種類を報知する報知部と、を備えることを特徴とするウォータージェット加工装置。
  2. 該チャックテーブルに保持された該被加工物を切削ブレードで切削する切削ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のウォータージェット加工装置。
  3. 該ポンプはプランジャーポンプであり、
    該噴射ノズルから所定の圧力で該液体を噴射した際の該モータの回転数は、該モータと接続されたインバータに入力される信号によって指定される該モータの回転数、又は、該モータと接続されたエンコーダによって検出される該モータの回転数であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウォータージェット加工装置。
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