KR102228492B1 - 절삭 장치 - Google Patents

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유지 나카니시
구니하루 이즈미
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

절삭 중의 이상을 적절하게 검출 가능한 절삭 장치를 제공한다.
절삭 블레이드(60)의 진동에 대응하는 진동 신호를 발생시키는 진동 신호 발생 수단(68)과, 진동 신호 발생 수단에서 발생된 진동 신호에 기초하여 절삭 블레이드의 상태를 판정하는 제어 수단(78)을 포함하고, 진동 신호 발생 수단은 제1 플랜지 부재(46)에 설치되어 절삭 블레이드의 진동에 대응하는 진동 신호에 상당하는 전압을 발생시키는 초음파 진동자(70)와, 초음파 진동자와 접속되어 전압을 제어 수단에 전송하는 전송 수단(72)으로 구성되며, 검출하고자 하는 절삭 블레이드의 진동 주파수에 대응하는 제1 플랜지 부재가, 초음파 진동자의 공진 주파수별로 형성된 복수의 상기 제1 플랜지 부재로부터 선정되어 스핀들(42)에 장착되는 구성으로 하였다.

Description

절삭 장치{CUTTING APPARATUS}
본 발명은 판형의 피가공물을 절삭하는 절삭 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼로 대표되는 판형의 피가공물은, 예컨대, 원환형의 절삭 블레이드를 구비하는 절삭 장치로 절삭되어, 복수의 칩으로 분할된다. 이 피가공물의 절삭 중에, 절삭 블레이드의 깨짐이나, 절삭 성능의 저하, 이물과의 접촉, 가공 부하의 변화라고 하는 이상이 발생하면, 절삭 블레이드는 진동하여 버린다.
그래서, 이러한 이상을 검출하기 위해, 여러가지 방법이 검토되어 있다. 예컨대, 절삭 블레이드의 깨짐은, 광학 센서를 이용하는 방법으로 검출할 수 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 또한, 절삭 블레이드가 장착된 스핀들(모터)의 전류를 모니터하는 방법으로, 가공 부하의 변화를 검출하는 것도 가능하다.
특허문헌 1: 일본 특허 제4704816호 공보
그러나, 전술한 광학 센서를 이용하는 방법에서는, 절삭 블레이드의 깨짐 이외의 이상을 적절하게 검출할 수 없다고 하는 문제가 있다. 이에 대하여, 전류를 모니터하는 방법은, 절삭 블레이드의 회전에 영향을 끼치는 각종 이상을 검출 가능하지만, 어느 정도의 측정 오차가 있기 때문에 근소한 이상의 검출에는 적합하지 않다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 절삭 중의 이상을 적절하게 검출 가능한 절삭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 절삭 장치로서, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지되는 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 갖춘 절삭 수단을 포함하고, 상기 절삭 수단은 스핀들 하우징에 회전 가능하게 지지되는 스핀들과, 상기 스핀들의 단부에 장착되어 상기 절삭 블레이드를 협지하는 제1 플랜지 부재 및 제2 플랜지 부재를 포함하는 것인, 절삭 장치에 있어서, 상기 절삭 블레이드의 진동에 대응하는 진동 신호를 발생시키는 진동 신호 발생 수단과, 상기 진동 신호 발생 수단에서 발생된 진동 신호에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 상태를 판정하는 제어 수단을 포함하며, 상기 진동 신호 발생 수단은 상기 제1 플랜지 부재에 설치되어 상기 절삭 블레이드의 진동에 대응하는 상기 진동 신호에 상당하는 전압을 발생시키는 초음파 진동자와, 상기 초음파 진동자와 접속되어 상기 전압을 상기 제어 수단에 전송하는 전송 수단으로 구성되고, 상기 전송 수단은 상기 제1 플랜지 부재에 장착되는 제1 코일 수단과, 상기 제1 코일 수단과 간격을 두고 대향하게 상기 스핀들 하우징에 설치되는 제2 코일 수단을 포함하며, 검출하고자 하는 상기 절삭 블레이드의 진동 주파수에 대응하는 상기 제1 플랜지 부재가, 상기 초음파 진동자의 공진 주파수별로 형성된 복수의 상기 제1 플랜지 부재로부터 선정되어 상기 스핀들에 장착되는 것을 특징으로 하는 절삭 장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 진동 신호의 시간 변화에 상당하는 파형을 푸리에 변환하여 해석하고, 진동 성분의 변화로부터 절삭 블레이드의 상태의 변화를 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 절삭 장치는, 절삭 블레이드의 진동에 대응한 진동 신호를 발생하는 진동 신호 발생 수단과, 진동 신호 발생 수단에서 발생한 진동 신호에 기초하여 절삭 블레이드의 상태를 판정하는 제어 수단을 구비하기 때문에, 절삭 블레이드의 진동을 수반하는 절삭 중의 이상을 적절하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 절삭 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도.
도 2는 절삭 유닛의 구조를 모식적으로 나타내는 분해 사시도.
도 3은 절삭 유닛의 단면 등을 모식적으로 나타내는 도면.
도 4는 초음파 진동자 및 제1 인덕터의 배치를 모식적으로 나타내는 도면.
도 5의 (A)는 제어 장치에 전송되는 전압의 파형(시간 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프이며, 도 5의 (B)는 푸리에 변환 후의 파형(주파수 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프.
도 6은 이상의 발생 전후의 파형(주파수 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 절삭 장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치(2)는, 각 구성을 지지하는 베이스(4)를 구비하고 있다.
베이스(4)의 상면에는, X축 방향(전후 방향, 가공 이송 방향)으로 긴 직사각 형상의 개구(4a)가 형성되어 있다. 이 개구(4a) 내에는, X축 이동 테이블(6), X축 이동 테이블(6)을 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동 기구(도시하지 않음), 및 X축 이동 기구를 덮는 방수 커버(8)가 마련되어 있다.
X축 이동 기구는, X축 방향으로 평행한 한쌍의 X축 가이드 레일(도시하지 않음)을 구비하고 있고, X축 가이드 레일에는, X축 이동 테이블(6)이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다. X축 이동 테이블(6)의 하면측에는, 너트부(도시하지 않음)가 고정되어 있고, 이 너트부에는, X축 가이드 레일과 평행한 X축 볼나사(도시하지 않음)가 나사 결합되어 있다.
X축 볼나사의 일단부에는, X축 펄스 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. X축 펄스 모터로 X축 볼나사를 회전시킴으로써, X축 이동 테이블(6)은 X축 가이드 레일을 따라 X축 방향으로 이동한다.
X축 이동 테이블(6) 상에는, 판형의 피가공물(도시하지 않음)을 흡인 유지하는 척 테이블(10)이 마련되어 있다. 피가공물은, 예컨대, 원반형의 반도체 웨이퍼, 수지 기판, 세라믹스 기판 등이며, 하면측이 척 테이블(10)에 흡인 유지된다.
척 테이블(10)은, 모터 등의 회전 기구(도시하지 않음)와 연결되어 있고, Z축 방향(연직 방향)으로 신장하는 회전축의 둘레로 회전한다. 또한, 척 테이블(10)은, 전술한 X축 이동 기구로 X축 방향으로 이동한다. 척 테이블(10)의 주위에는, 피가공물을 지지하는 환형의 프레임(도시하지 않음)을 협지 고정하기 위한 클램프(12)가 마련되어 있다.
척 테이블(10)의 표면(상면)은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지면(10a)으로 되어 있다. 이 유지면(10a)은, 척 테이블(10)의 내부에 형성된 유로(도시하지 않음)를 통하여 흡인원(도시하지 않음)과 접속되어 있다.
베이스(4)의 상면에는, 절삭 유닛(절삭 수단)(14)을 지지하는 도어형의 지지 구조(16)가, 개구(4a)를 걸치도록 배치되어 있다. 지지 구조(16)의 전방면 상부에는, 절삭 유닛(14)을 Y축 방향(인덱싱 이송 방향) 및 Z축 방향으로 이동시키는 절삭 유닛 이동 기구(18)가 마련되어 있다.
절삭 유닛 이동 기구(18)는, 지지 구조(16)의 전방면에 배치되며 Y축 방향으로 평행한 한쌍의 Y축 가이드 레일(20)을 구비하고 있다. Y축 가이드 레일(20)에는, 절삭 유닛 이동 기구(18)를 구성하는 Y축 이동 테이블(22)이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.
Y축 이동 테이블(22)의 이면측(후면측)에는, 너트부(도시하지 않음)가 고정되어 있고, 이 너트부에는, Y축 가이드 레일(20)과 평행한 Y축 볼나사(24)가 나사 결합되어 있다. Y축 볼나사(24)의 일단부에는, Y축 펄스 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다. Y축 펄스 모터로 Y축 볼나사(24)를 회전시키면, Y축 이동 테이블(22)은, Y축 가이드 레일(20)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
Y축 이동 테이블(22)의 표면(전방면)에는, Z축 방향으로 평행한 한쌍의 Z축 가이드 레일(26)이 마련되어 있다. Z축 가이드 레일(26)에는, Z축 이동 테이블(28)이 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.
Z축 이동 테이블(28)의 이면측(후면측)에는, 너트부(도시하지 않음)가 고정되어 있고, 이 너트부에는, Z축 가이드 레일(26)과 평행한 Z축 볼나사(30)가 나사 결합되어 있다. Z축 볼나사(30)의 일단부에는, Z축 펄스 모터(32)가 연결되어 있다. Z축 펄스 모터(32)로 Z축 볼나사(30)를 회전시키면, Z축 이동 테이블(28)은, Z축 가이드 레일(26)을 따라 Z축 방향으로 이동한다.
Z축 이동 테이블(28)의 하부에는, 피가공물을 절삭하는 절삭 유닛(14)이 마련되어 있다. 또한, 절삭 유닛(14)과 인접하는 위치에는, 피가공물의 상면측을 촬상하는 카메라(34)가 설치되어 있다. 전술한 바와 같이 Y축 이동 테이블(22) 및 Z축 이동 테이블(28)을 이동시킴으로써, 절삭 유닛(14) 및 카메라(34)는, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동한다.
도 2는 절삭 유닛(14)의 구조를 모식적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 절삭 유닛(14)의 단면 등을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 절삭 유닛(14)의 구성의 일부를 생략하고 있다.
절삭 유닛(14)은, Z축 이동 테이블(28)의 하부에 고정된 스핀들 하우징(36)을 구비하고 있다. 이 스핀들 하우징(36)은, 대략 직육면체형의 하우징 본체(38)와, 하우징 본체(38)의 일단측에 고정된 원주형의 하우징 커버(40)를 포함한다.
하우징 본체(38)의 내부에는, Y축의 둘레로 회전하는 스핀들(42)이 수용되어 있다. 스핀들(42)의 일단측은, 하우징 본체(38)로부터 외부로 돌출하고 있다. 스핀들(42)의 타단측에는, 스핀들(42)을 회전시키기 위한 모터(도시하지 않음)가 연결되어 있다.
하우징 커버(40)의 중앙에는, 원형의 개구(40a)가 형성되어 있다. 또한, 하우징 커버(40)의 하우징 본체(38)측에는, 나사 구멍(40b)이 형성된 걸림부(40c)가 마련되어 있다. 스핀들(42)의 일단측을 개구(40a)에 삽입 관통시키고, 걸림부(40c)의 나사 구멍(40b)을 통하여 하우징 본체(38)의 나사 구멍(38a)에 나사(44)(도 3)를 단단히 조이면, 하우징 커버(40)를 하우징 본체(38)에 고정할 수 있다.
스핀들(42)의 일단부에는, 개구(42a)가 형성되어 있고, 상기 개구(42a)의 내벽면에는, 나사홈이 마련되어 있다. 이 스핀들(42)의 일단부에는, 제1 플랜지 부재(46)가 장착된다.
제1 플랜지 부재(46)는, 직경 방향 외향으로 연장된 플랜지부(48)와, 플랜지부(48)의 표리면으로부터 각각 돌출하는 제1 보스부(50) 및 제2 보스부(52)를 포함한다. 제1 플랜지 부재(46)의 중앙에는, 제1 보스부(50), 플랜지부(48), 및 제2 보스부(52)를 관통하는 개구(46a)가 형성되어 있다.
제1 플랜지 부재(46)의 개구(46a)에는, 이면측[스핀들 하우징(36)측]으로부터 스핀들(42)의 일단부가 감입된다. 이 상태로, 개구(46a) 내에 와셔(56)를 위치 부여하고, 상기 와셔(56)를 통하여 고정용의 볼트(58)를 개구(42a)에 단단히 조이면, 제1 플랜지 부재(46)는 스핀들(42)에 고정된다. 또한, 볼트(58)의 외주면(58a)에는, 개구(42a)의 나사홈에 대응하는 나사산이 마련되어 있다.
플랜지부(48)의 외주측의 표면은, 절삭 블레이드(60)의 이면에 접촉하는 접촉면(48a)으로 되어 있다. 이 접촉면(48a)은, Y축 방향[스핀들(42)의 축심 방향]에서 보아 원환형으로 형성되어 있다.
제1 보스부(50)는 원통형으로 형성되어 있고, 그 선단측의 외주면(50a)에는, 나사산이 마련되어 있다. 절삭 블레이드(60)의 중앙에는, 원형의 개구(60a)가 형성되어 있다. 이 개구(60a)에 제1 보스부(50)를 삽입 관통시킴으로써, 절삭 블레이드(60)는, 제1 플랜지 부재(46)에 장착된다.
절삭 블레이드(60)는, 소위 허브 블레이드이며, 원반형의 지지 베이스(62)의 외주에, 피가공물을 절삭하는 원환형의 절단날(64)이 고정되어 있다. 절단날(64)은, 금속이나 수지 등의 본드재(결합재)에, 다이아몬드나 CBN(Cubic Boron Nitride) 등의 지립을 혼합하여 소정 두께로 형성되어 있다. 또한, 절삭 블레이드(60)로서, 절단날만으로 구성된 와셔 블레이드를 이용하여도 좋다.
이 절삭 블레이드(60)를 제1 플랜지 부재(46)에 장착한 상태로, 절삭 블레이드(60)의 표면측에는, 원환형의 제2 플랜지 부재(66)가 배치된다. 제2 플랜지 부재(66)의 중앙에는, 원형의 개구(66a)가 형성되어 있고, 상기 개구(66a)의 내벽면에는, 제1 보스부(50)의 외주면(50a)에 형성된 나사산에 대응하는 나사홈이 마련되어 있다.
제2 플랜지 부재(66)의 외주측의 이면은, 절삭 블레이드(60)의 표면에 접촉하는 접촉면(66b)(도 3)으로 되어 있다. 접촉면(66b)은, 제1 플랜지 부재(46)의 접촉면(48a)과 대응하는 위치에 마련되어 있다.
이 제2 플랜지 부재(66)의 개구(66a)에, 제1 보스부(50)의 선단을 단단히 조임으로써, 절삭 블레이드(60)는, 제1 플랜지 부재(46)와 제2 플랜지 부재(66)로 협지된다.
이와 같이 구성된 절삭 유닛(14)에는, 절삭 블레이드(60)의 진동을 검출하기 위한 진동 검출 기구가 마련되어 있다. 진동 검출 기구는, 절삭 블레이드(60)의 진동에 대응한 진동 신호를 발생하는 진동 신호 발생 장치(진동 신호 발생 수단)(68)(도 3)를 포함하고 있다.
진동 신호 발생 장치(68)는, 제1 플랜지 부재(46)의 내부에 고정된 초음파 진동자(70)를 구비하고 있다. 이 초음파 진동자(70)는, 예컨대, 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산지르콘산연(Pb(Zi,Ti)O3), 리튬니오베이트(LiNbO3), 리튬탄탈레이트(LiTaO3) 등의 재료로 형성되어 있고, 절삭 블레이드(60)의 진동을 전압(진동 신호)으로 변환한다.
통상, 이 초음파 진동자(70)는, 소정의 주파수의 진동에 대하여 공진하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 초음파 진동자(70)의 공진 주파수에 따라, 진동 검출 기구로 검출할 수 있는 진동의 주파수가 결정된다.
본 실시형태에 따른 절삭 장치(2)에서는, 공진 주파수가 상이한 초음파 진동자(70)를 각각 구비한 복수의 제1 플랜지 부재(46)로부터, 검출하여야 하는 절삭 블레이드(60)의 진동의 주파수에 대응한 제1 플랜지 부재(46)를 선택하여 스핀들(42)에 장착한다.
이에 의해, 절삭 블레이드(60)나 피가공물의 종류(재질, 크기, 중량 등), 발생 빈도가 높은 이상의 양태 등에 따라, 진동 검출 기구를 최적화할 수 있다. 각 제1 플랜지 부재(46)의 대응 주파수는, 예컨대, 50 ㎑∼100 ㎑, 100 ㎑∼300 ㎑, 300 ㎑∼500 ㎑로 한다. 이 경우, 3종류의 제1 플랜지 부재(46)를 교환함으로써, 50 ㎑∼500 ㎑의 주파수 범위의 진동을 적절하게 검출할 수 있다.
초음파 진동자(70)에는, 초음파 진동자(70)에서 발생하는 전압을 전송하기 위한 비접촉형의 전송로(전송 수단)(72)(도 3)가 접속되어 있다. 이 전송로(72)는, 초음파 진동자(70)에 접속된 제1 인덕터(제1 코일 수단)(74)와, 제1 인덕터(74)에 대하여 소정의 간격으로 대향하는 제2 인덕터(제2 코일 수단)(76)를 포함한다.
제1 인덕터(74) 및 제2 인덕터(76)는, 대표적으로는, 도선이 권취된 원환형의 코일이며, 각각, 제1 플랜지 부재(46) 및 하우징 커버(40)에 고정되어 있다.
도 4는 초음파 진동자(70) 및 제1 인덕터(74)의 배치를 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, Y축 방향[스핀들(42)의 축심(O)의 방향]에서 보아 제1 인덕터(74)와 중첩되는 위치에, 2개의 동일한 초음파 진동자(70)가 배치되어 있다.
2개의 초음파 진동자(70)는, 스핀들(42)의 축심(O)에 관해서 대칭으로 배치되어 있다. 이와 같이, 복수의 초음파 진동자(70)를 스핀들(42)의 축심(O)에 관해서 대칭으로 배치함으로써, 절삭 블레이드(60)의 진동을 고정밀도로 검출할 수 있다. 또한, 초음파 진동자(70)의 수, 배치, 형상 등은, 도 4에 나타내는 양태에 한정되지 않는다.
제1 인덕터(74)와 제2 인덕터(76)는 대향하고 있으며, 자기적으로 결합되어 있다. 그 때문에, 초음파 진동자(70)에서 발생한 전압은, 제1 인덕터(74)와 제2 인덕터(76)의 상호 유도에 의해, 제2 인덕터(76)측에 전송된다.
제2 인덕터(76)에는, 제어 장치(제어 수단)(78)이 접속되어 있다. 이 제어 장치(78)는, 제2 인덕터(76)로부터 전송되는 전압에 기초하여 절삭 블레이드의 진동 상태를 판정한다. 구체적으로는, 임의의 단위 시간당에 전송되는 전압의 시간 변화에 상당하는 파형(시간 영역의 파형)을, 푸리에 변환(예컨대, 고속 푸리에 변환)에 의해 스펙트럼 해석하고, 얻어진 주파수 영역의 파형에 기초하여 절삭 블레이드(60)의 상태를 판정한다. 단위 시간으로서는, 1개의 라인의 절삭에 요하는 시간(1 컷트 라인마다), 1장의 피가공물의 절삭에 요하는 시간(1 워크마다), 임의의 거리를 절삭하는 데 요하는 시간(컷트 거리마다) 등, 여러가지 양태가 생각된다.
도 5의 (A)는 제어 장치(78)에 전송되는 전압의 파형(시간 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프이며, 도 5의 (B)는 푸리에 변환 후의 파형(주파수 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 5의 (A)에서는, 종축이 전압(V)을, 횡축이 시간(t)을 각각 나타내고, 도 5의 (B)에서는, 종축이 진폭을, 횡축이 주파수(f)를 각각 나타낸다.
이와 같이, 진동 신호 발생 장치(68)로부터의 전압(진동 신호)의 파형을 제어 장치(78)로 푸리에 변환하면, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드(60)의 진동을 주요한 주파수 성분으로 나누어, 절삭 중에 발생하는 이상을 용이하게 해석할 수 있다. 이에 의해, 절삭 중의 이상을 리얼 타임으로 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
도 6은 이상의 발생 전후의 파형(주파수 영역의 파형)의 예를 나타내는 그래프이다. 도 6에서는, 종축이 진폭을, 횡축이 주파수(f)를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 6에서는, 이상의 발생 전의 파형을 실선으로 나타내고, 이상의 발생 후의 파형을 파선으로 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 이상의 발생 후의 파형에는, 이상의 발생 전의 파형에는 보이지 않는 고주파수측의 진동 모드(진동 성분)이 존재하고 있다. 제어 장치(78)는, 예컨대, 이상의 발생 전후의 파형(주파수 영역의 파형)을 비교하여, 이상의 발생 후의 파형에만 보여지는 진동 모드에 대응하는 이상이 발생하였다고 판정한다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 절삭 장치(2)는, 절삭 블레이드(60)의 진동에 대응한 진동 신호를 발생하는 진동 신호 발생 장치(진동 신호 발생 수단)(68)와, 진동 신호 발생 장치(68)에서 발생한 진동 신호에 기초하여 절삭 블레이드(60)의 상태를 판정하는 제어 장치(제어 수단)(78)를 구비하기 때문에, 절삭 블레이드(60)의 진동을 수반하는 절삭 중의 이상을 적절하게 검출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 절삭 장치(2)에서는, 전압(진동 신호)의 시간 변화에 상당하는 파형(시간 영역의 파형)을 푸리에 변환하기 때문에, 진동 신호를 직접적으로 해석하는 경우와 비교하여, 절삭 중에 발생하는 이상의 해석이 용이해진다. 이에 의해, 절삭 중의 이상을 높은 정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태의 기재에 한정되지 않는다. 예컨대, 전압(진동 신호)을 푸리에 변환하지 않고 해석하여도 좋다. 그 외, 상기 실시형태에 따른 구성, 방법 등은, 본 발명의 원하는 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절하게 변경하여 실시할 수 있다.
2 : 절삭 장치 4 : 베이스
4a : 개구 6 : X축 이동 테이블
8 : 방수 커버 10 : 척 테이블
10a : 유지면 12 : 클램프
14 : 절삭 유닛(절삭 수단) 16 : 지지 구조
18 : 절삭 유닛 이동 기구 20 : Y축 가이드 레일
22 : Y축 이동 테이블 24 : Y축 볼나사
26 : Z축 가이드 레일 28 : Z축 이동 테이블
30 : Z축 볼나사 32 : Z축 펄스 모터
34 : 카메라 36 : 스핀들 하우징
38 : 하우징 본체 38a : 나사 구멍
40 : 하우징 커버 40a : 개구
40b : 나사 구멍 40c : 걸림부
42 : 스핀들 42a : 개구
44 : 나사 46 : 제1 플랜지 부재
46a : 개구 48 : 플랜지부
48a : 접촉면 50 : 제1 보스부
50a : 외주면 52 : 제2 보스부
56 : 와셔 58 : 볼트
58a : 외주면 60 : 절삭 블레이드
60a : 개구 62 : 지지 베이스
64 : 절단날 66 : 제2 플랜지 부재
66a : 개구 66b : 접촉면
68 : 진동 신호 발생 장치(진동 신호 발생 수단)
70 : 초음파 진동자 72 : 전송로(전송 수단)
74 : 제1 인덕터(제1 코일 수단)
76 : 제2 인덕터(제2 코일 수단)
78 : 제어 장치(제어 수단) O : 축심

Claims (2)

  1. 절삭 장치로서,
    피가공물을 유지하는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지되는 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 갖춘 절삭 수단을 포함하고,
    상기 절삭 수단은 스핀들 하우징에 회전 가능하게 지지되는 스핀들과, 상기 스핀들의 단부에 장착되어 상기 절삭 블레이드를 협지하는 제1 플랜지 부재 및 제2 플랜지 부재를 포함하는 것인, 절삭 장치에 있어서,
    상기 절삭 블레이드의 진동에 대응하는 진동 신호를 발생시키는 진동 신호 발생 수단과,
    상기 진동 신호 발생 수단에서 발생된 진동 신호에 기초하여 상기 절삭 블레이드의 상태를 판정하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 진동 신호 발생 수단은
    상기 제1 플랜지 부재에 설치되어 상기 절삭 블레이드의 진동에 대응하는 상기 진동 신호에 상당하는 전압을 발생시키는 초음파 진동자와,
    상기 초음파 진동자와 접속되어 상기 전압을 상기 제어 수단에 전송하는 전송 수단으로 구성되고,
    상기 전송 수단은 상기 제1 플랜지 부재에 장착되는 제1 코일 수단과, 상기 제1 코일 수단과 간격을 두고 대향하게 상기 스핀들 하우징에 설치되는 제2 코일 수단을 포함하며,
    검출하고자 하는 상기 절삭 블레이드의 진동 주파수에 대응하는 상기 제1 플랜지 부재가, 공진 주파수가 상이한 초음파 진동자를 각각 구비한 복수의 상기 제1 플랜지 부재로부터 선정되어 상기 스핀들에 장착되어 있는 것이고,
    상기 초음파 진동자는 상기 스핀들의 축 방향에서 볼 때, 상기 제 1 코일 수단과 중첩되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 진동 신호의 시간 변화에 상당하는 파형을 푸리에 변환하여 해석하고, 진동 성분의 변화로부터 절삭 블레이드의 상태의 변화를 판정하는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107756138A (zh) * 2016-08-18 2018-03-06 王智中 切削刀具状态在线检测方法及设备
JP6846657B2 (ja) * 2017-01-20 2021-03-24 株式会社ディスコ 切削装置
JP6846214B2 (ja) * 2017-01-20 2021-03-24 株式会社ディスコ 切削装置
JP6800774B2 (ja) * 2017-02-22 2020-12-16 株式会社ディスコ 切削装置
JP6847746B2 (ja) * 2017-04-11 2021-03-24 株式会社ディスコ 切削装置
JP6866217B2 (ja) 2017-04-21 2021-04-28 株式会社ディスコ 切削装置
JP6901906B2 (ja) * 2017-05-12 2021-07-14 株式会社ディスコ 切削装置
CN108417508B (zh) * 2018-01-22 2020-12-18 西安理工大学 一种用于半导体的微弧放电切割装置
JP7145710B2 (ja) * 2018-09-25 2022-10-03 株式会社ディスコ 切削装置
CN109530845B (zh) * 2018-10-29 2021-03-26 陕西航空电气有限责任公司 一种去除整流管芯片表面焊料氧化层的工具
CN109834521A (zh) * 2019-01-23 2019-06-04 南京航空航天大学 一种非接触旋转超声加工动态信号提取装置
JP2021041502A (ja) * 2019-09-12 2021-03-18 株式会社ディスコ 切削ブレード、切削ブレードの製造方法、及び、ウェーハの切削方法
TWI741705B (zh) 2020-07-28 2021-10-01 國立中興大學 主軸之外電源供應器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110758A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Matsushita Electronics Industry Corp 切削加工装置
JP2002066879A (ja) * 2000-09-04 2002-03-05 Bosch Automotive Systems Corp 工作機械用アコースティック・エミッション検出装置
JP2007285960A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Denso Corp 振動センサおよび振動検出方法
JP2008290203A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Nissan Diesel Motor Co Ltd 研削加工監視システム及び研削加工監視方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS474816Y1 (ko) 1967-03-30 1972-02-21
US4514797A (en) * 1982-09-03 1985-04-30 Gte Valeron Corporation Worn tool detector utilizing normalized vibration signals
JPS6062464A (ja) * 1983-09-10 1985-04-10 Kawasaki Steel Corp 回転砥石による金属帯の側端研削装置
JPH0499946A (ja) * 1990-08-20 1992-03-31 Sanko Control Kk 砥石の切れ味測定方法及び装置
JPH05154833A (ja) * 1991-12-09 1993-06-22 Nikko Kyodo Co Ltd ダイシングマシン
JP4658730B2 (ja) * 2005-07-28 2011-03-23 株式会社ディスコ 切削装置
KR101109165B1 (ko) * 2006-01-12 2012-03-14 도쿄 세이미츄 코퍼레이션 리미티드 가공 시스템, 접촉 검출 방법 및 ａｅ 접촉 검출 장치
JP2009032726A (ja) * 2007-07-24 2009-02-12 Disco Abrasive Syst Ltd ウエーハの分割方法
TW201226101A (en) * 2010-12-28 2012-07-01 Nat Univ Chung Hsing Method and device to detect the state of cutting tool in machine tool with multiple sensors
JP5258921B2 (ja) * 2011-03-31 2013-08-07 株式会社小松製作所 工作機械及びその加工制御装置
JP5764031B2 (ja) * 2011-10-06 2015-08-12 株式会社ディスコ 切削装置
JP5943578B2 (ja) * 2011-10-11 2016-07-05 株式会社東京精密 ウェーハ面取り装置、および面取り用砥石の表面状態または面取り用砥石によるウェーハの加工状態の検出方法
TW201332704A (zh) * 2012-02-10 2013-08-16 中原大學 刃口積屑監控方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110758A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Matsushita Electronics Industry Corp 切削加工装置
JP2002066879A (ja) * 2000-09-04 2002-03-05 Bosch Automotive Systems Corp 工作機械用アコースティック・エミッション検出装置
JP2007285960A (ja) * 2006-04-19 2007-11-01 Denso Corp 振動センサおよび振動検出方法
JP2008290203A (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Nissan Diesel Motor Co Ltd 研削加工監視システム及び研削加工監視方法

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Publication number Publication date
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