JPH05154833A - ダイシングマシン - Google Patents

ダイシングマシン

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JPH05154833A
JPH05154833A JP35031991A JP35031991A JPH05154833A JP H05154833 A JPH05154833 A JP H05154833A JP 35031991 A JP35031991 A JP 35031991A JP 35031991 A JP35031991 A JP 35031991A JP H05154833 A JPH05154833 A JP H05154833A
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JP
Japan
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work
signal
cutting
blade
dicing machine
Prior art date
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Pending
Application number
JP35031991A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyoshi Urata
勝淑 裏田
Hideaki Hayashi
英昭 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
Nikko Kyodo Co Ltd
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Publication date
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワーク切断時に発生するAE信号を検出し、
AE信号の変動を監視し、砥石の切れ味を判断して、自
動的にブレードの切断作業を停止し、それによってワー
クの不良品の発生を防止し、高能率にて、特に化合物半
導体材料からなる基板などをも高切断歩留りにて切断す
ることができる。 【構成】 ダイシングマシンは、ワーク1を固定するた
めのワークテーブル3と、ワークテーブル3上のワーク
1を切断するブレード4とを有する。ワークテーブル3
にはその側面にAE信号検出センサ10が設けられる。
センサ10からの検出信号は電気回路11から論理回路
12へと送信され、この信号が基準レベルより大きいと
判断された場合には、制御回路13を介してブレード4
の切削作業を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークを切断する砥石
(ブレード)の切れ味を監視し、ブレードの切れ味が悪
くなった時に、自動的にこのブレードによるワークの切
断作業を停止することのできるダイシングマシンに関す
るものである。特に、本発明は、Si基板、セラミック
ス基板などをブレードにて切断する際に、特に、GaA
s、CdTeなどの化合物半導体基板を切断するのに好
適に採用し得るダイシングマシンである。
【0002】
【従来の技術】例えば、近年、高速ディジタルIC、H
EMT、光通信用発光素子、赤外線センサ、放射線セン
サなどに使用するべく、各種の化合物半導体材料が検討
され、その実用化が進められている。このような化合物
半導体材料からなる基板は、Si基板などに比較して軟
らかく、脆く、且つ劈開性が強い性質を有している。
【0003】斯かる化合物半導体基板の切断は、ダイヤ
モンド砥粒を有したブレードをダイシングマシンに取り
付けて行われているが、現在では、各種化合物半導体材
料の性質に合ったブレードの開発が遅れているために、
Si基板を切断する時のような切断精度とブレードの寿
命を得ることが困難である。又、新しい化合物半導体基
板をダイシングマシンで切断するための条件を選定する
には、作業者の経験に頼らざるを得ず、条件設定までに
多大の時間を要している。
【0004】更に、上述したように、化合物半導体材料
は軟らかく、脆く、劈開性があると共に、粘りがあり、
ブレードの切断面に切り屑が付着し、ブレードの切れ味
が作業の進行と共に著しく低下する。もし、切れ味が低
下したブレードにより、切断作業を進めた場合には、切
断加工時の切削抵抗が極めて大きくなり、作業性が落ち
るのみならず、チッピングやクラックが発生することが
経験される。これは、Si基板に比較して高価である化
合物半導体基板の切断歩留りを著しく低下させ、問題で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本出願人の出願に係る
特願平2−219508号には、上述のような問題を解
決する「砥石の切れ味測定方法及び装置」を提案した。
【0006】特願平2−219508号に記載の発明
は、ブレードにてワークを切断する時にAE(Acoustic
Emission;アコースティック エミッション)が発生
し、該AE信号は、ブレードの切れ味の低下と共に変動
し、従って、このAE信号をセンサにて検出し、該セン
サからの検出信号を表示装置にて表示し、該表示装置に
て表示されたチャート(波形)の形状を、予め測定して
得られている既知のチャートと比較することにより砥石
の切れ味を判断するものである。
【0007】しかしながら、表示装置に表示されたチャ
ートの形状を、予め測定して得られている既知のチャー
トと比較することは、波形の判断基準が明確ではなく、
実際には相当困難を伴なうものである。又、チャートに
より砥石の切れ味を判断したとしても、ダイシングマシ
ンと連動しているものではなく、作業者が実際にダイシ
ングマシンを停止するまでには或る時間遅れが発生し、
その間に切断されたワークは不良品となり、問題であ
る。
【0008】従って、本発明の目的は、ワーク切断時に
発生するAE信号を検出し、AE信号の変動を監視し、
砥石の切れ味を判断して、自動的にブレードの切断作業
を停止し、それによってワークの不良品の発生を防止
し、高能率にて、特に化合物半導体材料からなる基板な
どをも高切断歩留りにて切断することのできるダイシン
グマシンを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
ダイシングマシンにて達成される。要約すれば、本発明
は、ワークを固定するためのワークテーブルと、該ワー
クテーブル上のワークを切断する砥石と、該砥石にてワ
ークを切断する時に発生するAE信号を検出するセンサ
と、該センサからの検出信号を電気信号に変換する電気
回路と、該電気回路からの信号のレベルを監視し、指定
レベル以上になった時に制御信号を発する論理回路と、
該論理回路からの制御信号により砥石によるワーク切断
作業を停止する制御装置とを有することを特徴とするダ
イシングマシンである。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係るダイシングマシンを図面
に則して更に詳しく説明する。
【0011】図1は、本発明に係るダイシングマシンの
一実施例を示す。本実施例で、ダイシングマシンは、ワ
ーク1を固定するためのワークテーブル3と、該ワーク
テーブル3上のワーク1を切断する砥石、即ち、ブレー
ド4とを有する。
【0012】本実施例で、ワーク1は、化合物半導体で
あるII−VI族のカドミウム・テルル(CdTe)基板で
あるとし、CdTe基板1は、Si板2を介してワーク
テーブル3にワックスで固定される。
【0013】本発明によれば、ワークテーブル3にはそ
の側面にAE信号検出センサ10が設けられる。本発明
者らの研究によると、本実施例におけるAE信号は、通
常2KHz〜150KHzの周波数帯域に広がっている
ために、センサ10としては圧電素子が好適であり、例
えば三興コントロール株式会社製の商品名「F−8AG
−F」などが好適に使用可能である。
【0014】センサ10からの検出信号は、図2をも参
照すれば、プリアンプ101、フィルタ102、メイン
アンプ103、RMS(Root Mean Square)変換回路1
04などを備えた電気回路11にてRMS信号に変換さ
れる。このRMS信号は外部出力として取り出すこと
や、RMS信号をA/D交換122でデジタル信号に変
換し、レベルメータ123上に出力することもできる。
次いで、変換されたRMS信号は、タッチ信号検出回路
117とラッチ回路118と表示灯119からなる電気
回路13に送信され、基準タッチ信号より大きい時、表
示灯119を点灯させ、スイッチ120を論理回路12
側に切り替える。そしてRMS信号は、設定基準レベル
回路(即ち、切削信号検出回路)105、タイマー10
6、警報回路107、警報検出回路108などを備えた
論理回路12へと送信される。論理回路12は、詳しく
は後で説明するように、電気回路11からのRMS信号
が切削信号検出回路105にて基準レベルより大きいと
判断された場合には、警報回路107からON信号が発
信され、警報灯110を点灯し或はブザー111を鳴ら
す、と同時に、該警報回路107からの警報信号はダイ
シングマシンの制御回路13を介してブレード4の切削
作業を停止する。
【0015】次に、本発明のダイシングマシンの制御態
様の一例を図3を参照して更に説明する。
【0016】図4には、ワーク切断加工時に発生するA
E信号の波形チャートの例が示される。チャートに見ら
れる第1ピークP1 は、ブレード4の切込み開始時の切
削抵抗のためにAE信号が一時的に増大するためであ
り、又、第2ピークP2 は、ブレード4をワーク1より
抜くときに発生する切削抵抗の変動に起因してAE信号
が増大するためであると考えられる。斯るAE信号に基
づき電気信号に変換されたRMS信号、即ち、電圧値も
又、図4に示すと同様とされる。
【0017】このようなチャートの形状は、ブレードの
切れ味低下と共に変動することが知られている。ブレー
ドの切れ味が低下するとAE信号及びRMS信号は総体
的に上昇し、つまり、実線の形状から点線の形状へと変
化し、そのピーク値も増大する。
【0018】本発明のダイシングマシンによると、RM
S信号は、電気回路13に入力され、基準タッチ信号よ
り大きい時、スイッチ120が切り替わり、RMS信号
は論理回路12に入力される。その際、図3に示すよう
に、RMS信号(X)は、切削信号検出回路105に入
力され、レベル設定値(S)と比較される(ステップ
1)。RMS信号(X)がレベル設定値(S)を超えて
いない場合には、ダイシングマシンは切断作業を継続す
る(ステップ14)。もし、RMS信号(X)がレベル
設定値(S)以上となった場合には、タイマー106が
作動し(ステップ2)、この状態(T)が、予め設定さ
れた所定時間(Ts )以上継続するか否かが判断される
(ステップ3)。この状態(T)が設定時間(Ts )を
超えていない場合には、ダイシングマシンは切断作業を
継続する(ステップ14)。もし、この状態(T)が、
予め設定された所定時間(Ts )以上となった場合には
タイマー106からの信号が警報検出回路108に入力
され、警報検出回路108から警報信号1を警報回路1
07に送る、と同時にスイッチ121を警報回路107
側に切り替える。警報信号1を受けた警報回路107に
より、上述したように、警報灯110を点灯し或はブザ
ー111を鳴らす、と同時に、該警報回路107からの
警報信号1はダイシングマシンの制御回路13を介して
ブレード4をワークから上方へと離動させて、一旦切断
作業を中断し(ステップ4)、この状態を所定の時間
(t)だけ、通常5〜10秒間維持した後(ステップ
5)、次いで、ブレード4を下方へと下げ(ステップ
6)、切断を再開する(ステップ7)。切断再開時に、
ダイシングマシンからリセット信号を受け、スイッチ1
20を電気回路13側に切り替える。そして、切削信号
検出回路105に入力されたRMS信号(X)がレベル
設定値(S)と比較される(ステップ8)。
【0019】もし、ステップ1にてAE信号が高かった
理由が、びびり振動(共振状態)によるものであったの
であれば、ステップ8にてX<Sとなる。この場合に
は、ダイシングマシンは切断作業を継続する(ステップ
14)。
【0020】ここで、RMS信号(X)がレベル設定値
(S)以上となった場合には、タイマーが作動し(ステ
ップ9)、この状態(T)が、予め設定された所定時間
(Ts )以上継続するか否かが判断される(ステップ1
0)。この状態(T)が設定時間(Ts )を超えていな
い場合には、ダイシングマシンは切断作業を継続する
(ステップ14)。もし、この状態(T)が、予め設定
された所定時間(Ts )以上となった場合には、これ
は、図4に点線で示すように、ブレードの切れ味が不良
となったことを意味し、従って、論理回路12は、警報
回路107により、上述したように、警報灯110を点
灯し或はブザー111を鳴らす、と同時に、該警報回路
107からの警報信号2はダイシングマシンの制御回路
13を介して緊急停止モードにダイシングマシンを切り
替えブレード4をワークから上方へと離動させ(ステッ
プ11)、次いで、ブレードを初期位置へと戻し(ステ
ップ12)、ダイシングマシンを切断開始前のセットア
ップ位置に戻してワークの切断作業を停止する(ステッ
プ13)。
【0021】上記設定時間(T)は、本発明者らの研究
実験の結果によると、2秒以上とするのが良く、通常1
0秒程度が採用される。これは、RMS信号が図4に実
線で示すチャートの形状を呈する場合のように、一点切
込み開始時及び切断作業終了時に発生するピーク値のみ
が所定レベル(S)より大となった場合には、本発明者
らの研究実験の結果では未だ、十分にブレード4は使用
可能であり、このときのピーク値が所定レベル(S)よ
り大となる時間(T1 、T2 )が2秒程度とされ、この
ような状態を除外するためである。
【0022】上記説明では、ステップ7の後直ちにステ
ップ8へと進むものとして説明したが、例えば、図3に
一点鎖線にて示すように、ステップ1〜7を複数回、例
えば2回行なった後、始めてステップ8へと進むように
構成することもできる。
【0023】次に、本発明のダイシングマシンを使用し
て切断作業をなす場合を更に具体的に説明する。
【0024】本実施例では、厚さhが1.5mm、直径
Dが3インチ(76.2mm)とされるCdTe基板1
を、ブレード4でフルカットした。本実施例においてブ
レード4としては株式会社ディスコ製の商品名「SD3
000 BR01N100」を使用し、切断条件は、ブ
レード4の回転数Rが30000rpm、切断速度Vが
1mm/sec、フルカットに対する切込み量は1.5
2mmであった。
【0025】又、本実施例でセンサ10としてはF−8
AG−Fを使用したが、本実施例では、6〜10KHz
の帯域に共振特性が顕著に認められ、切断状態測定のた
めの周波数帯域は8KHz±20%が好適であると考え
られる。
【0026】図5は、センサ10の切断固有信号(6〜
10KHz)を20dBで増幅した時の最大振幅レベル
(VDC)と、クラック発生率の関係を示すものであ
る。図5から、切断ライン上にクラックが発生する割合
は、7VDCを超えると急激に増加することが分かる。
従って、図3を参照して説明した、本発明に係るダイシ
ングマシンにて、上記条件にてCdTe基板1を切断す
る場合には、切削信号検出回路105のレベル設定値
(S)は、7VDCとするのが好適である。
【0027】本発明者らは、上述の条件にて本発明に係
るダイシングマシンを使用して切断したワークの切断面
を観察したところ、クラック及びチッピングの発生は全
く認められなかった。
【0028】上記実施例では、CdTe基板の切断加工
に関して説明したが、本発明のダイシングマシンは、他
の化合物半導体基板、Si基板、セラミックス基板など
の切断にも有効に使用し得る。
【0029】
【発明の効果】以上の如くに本発明に係るダイシングマ
シンは、ワーク切断時に発生するAE信号を検出し、A
E信号の変動を監視し、砥石の切れ味を判断して、自動
的にブレードの切断作業を停止し、それによってワーク
の不良品の発生を防止し、高能率にて、特に化合物半導
体材料からなる基板などをも高切断歩留りにて切断する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るダイシングマシンの一実施例を示
す構成図である。
【図2】本発明に係るダイシングマシンの制御回路のブ
ロック図である。
【図3】本発明に係るダイシングマシンの制御フロー図
である。
【図4】AE信号及びRMS信号の波形チャートであ
る。
【図5】センサの切断固有信号(6〜10KHz)を2
0dBで増幅した時の最大振幅レベル(VDC)と、ク
ラック発生率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 ワーク 3 ワークテーブル 4 砥石(ブレード) 10 センサ 11 電気回路 12 論理回路 13 制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークを固定するためのワークテーブル
    と、該ワークテーブル上のワークを切断する砥石と、該
    砥石にてワークを切断する時に発生するAE信号を検出
    するセンサと、該センサからの検出信号を電気信号に変
    換する電気回路と、該電気回路からの信号のレベルを監
    視し、指定レベル以上になった時に制御信号を発する論
    理回路と、該論理回路からの制御信号により砥石による
    ワーク切断作業を停止する制御装置とを有することを特
    徴とするダイシングマシン。
JP35031991A 1991-12-09 1991-12-09 ダイシングマシン Pending JPH05154833A (ja)

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