KR102333523B1 - Cutting device - Google Patents

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KR102333523B1
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다카히코 츠노
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Abstract

본 발명은 절삭 가공 중에 피가공물에서 검출 대상이 되는 치핑이나 크랙을 검출하는 것을 과제로 한다.
유지 테이블에 유지된 피가공물을 절삭 블레이드(43)로 절삭하는 절삭 장치로서, 절삭 블레이드에 의해 피가공물이 절삭될 때에 발생하는 탄성파를 검출하는 탄성파 검출 센서(71)와, 탄성파 검출 센서로부터 검출된 탄성파의 연속적인 시간축 파형을 샘플링 시간의 간격으로 잘라 내어 주파수 해석하는 해석 수단(76)을 구비하고, 절삭 블레이드가 검사 대상의 치핑 사이즈 또는 크랙 사이즈를 통과하는 데 필요한 소요 시간보다 샘플링 시간이 짧게 설정되는 구성으로 하였다.An object of the present invention is to detect chippings or cracks to be detected in a workpiece during cutting.
A cutting device for cutting a workpiece held on a holding table with a cutting blade (43), comprising: an elastic wave detection sensor (71) for detecting an elastic wave generated when the workpiece is cut by the cutting blade; An analysis means 76 for frequency analysis by cutting the continuous time-axis waveform of the elastic wave at intervals of the sampling time is provided, and the sampling time is set shorter than the time required for the cutting blade to pass through the chipping size or crack size of the inspection object. configuration was made.

Description

절삭 장치{CUTTING DEVICE}Cutting device {CUTTING DEVICE}

본 발명은 절삭 블레이드로 피가공물을 절삭하는 절삭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cutting device for cutting a workpiece with a cutting blade.

반도체 웨이퍼로 대표되는 판형의 피가공물은, 예컨대, 절삭 장치에 있어서 원환형의 절삭 블레이드로 절삭되어 복수의 칩으로 분할된다. 피가공물의 절삭 중에 절삭 블레이드의 깨짐이나, 절삭 성능의 저하, 이물과의 접촉, 가공 부하의 변화라고 하는 이상(異常)이 생기면, 절삭 블레이드가 진동하여 버린다. 이러한 절삭 블레이드의 이상을 검출하는 방법으로서, 광학 센서로 절삭 블레이드의 깨짐을 검출하는 방법(예컨대, 특허문헌 1 참조)이나, 절삭 블레이드를 장착한 스핀들의 모터 전류를 모니터하여 가공 부하를 검출하는 방법이 제안되어 있다.A plate-shaped workpiece typified by a semiconductor wafer is cut with, for example, an annular cutting blade in a cutting device, and is divided into a plurality of chips. The cutting blade vibrates when abnormalities such as breakage of the cutting blade, reduction in cutting performance, contact with foreign objects, or change in machining load occur during cutting of the workpiece. As a method of detecting such an abnormality in the cutting blade, a method of detecting a breakage of the cutting blade with an optical sensor (for example, refer to Patent Document 1), or a method of detecting a machining load by monitoring the motor current of a spindle equipped with a cutting blade This is proposed.

광학 센서로 절삭 블레이드의 깨짐을 검출하는 방법에서는, 절삭 블레이드의 깨짐 이외의 이상을 적절하게 검출할 수 없다. 또한, 스핀들의 모터 전류를 모니터하는 방법에서는, 절삭 블레이드의 회전에 영향을 끼치는 각종 이상을 검출 가능하지만, 어느 정도의 측정 오차가 생기기 때문에 약간의 이상을 검출하기에는 알맞지 않다. 그래서, 탄성파 검출 센서에 의해 절삭 블레이드의 진동에 따른 탄성파를 검출하고, 탄성파의 검출 결과를 주파수 해석함으로써, 절삭 블레이드의 진동을 수반하는 절삭 중의 이상을 검출하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).In the method of detecting the crack of the cutting blade with an optical sensor, abnormalities other than the crack of the cutting blade cannot be properly detected. Further, in the method of monitoring the motor current of the spindle, various abnormalities affecting the rotation of the cutting blade can be detected, but since a certain amount of measurement error occurs, it is not suitable for detecting slight abnormalities. Therefore, there has been proposed a method for detecting abnormality during cutting accompanied by vibration of the cutting blade by detecting an elastic wave accompanying vibration of the cutting blade with an elastic wave detection sensor and frequency analysis of the detection result of the acoustic wave (for example, Patent Document) see 2).

특허문헌 1: 일본 특허 제4704816호 공보Patent Document 1: Japanese Patent No. 4704816 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2015-170743호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2015-170743

그런데, 절삭 중의 이상 중에서도 피가공물에서 생긴 미세한 치핑은 문제가 되지는 않지만, 유리 등의 절삭 시에 발생하는 돌발적인 사이즈의 치핑이나 크랙을 검출하고자 하는 요구가 있다. 그러나, 상기 주파수 해석에서는, 이러한 피가공물의 치핑이나 크랙을 적절하게 검출하는 것이 곤란하게 되어 있었다.However, among the abnormalities during cutting, fine chipping generated on the workpiece is not a problem, but there is a demand for detecting chipping or cracking of a sudden size that occurs during cutting of glass or the like. However, in the above frequency analysis, it has become difficult to appropriately detect chipping or cracking of such a workpiece.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 절삭 가공 중에 피가공물에서 검출 대상이 되는 치핑이나 크랙을 검출할 수 있는 절삭 장치를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.The present invention has been made in view of such a point, and one object of the present invention is to provide a cutting device capable of detecting chipping or cracking to be detected in a workpiece during cutting.

본 발명의 일 양태의 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 유지 테이블과, 상기 유지 테이블 상에 유지된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 블레이드를 구비한 절삭 수단과, 상기 유지 테이블과 상기 절삭 수단을 상대적으로 절삭 이송 방향으로 이동시키는 절삭 이송 수단과, 상기 유지 테이블과 상기 절삭 수단을 상대적으로 절삭 이송 방향과 직교하는 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송 수단과, 상기 절삭 장치를 제어하는 제어 수단을 구비한 절삭 장치로서, 상기 절삭 수단 또는 상기 유지 테이블에 설치되어, 상기 절삭 블레이드가 피가공물을 절삭할 때에 발생하는 탄성파를 검출하는 탄성파 검출 센서와, 상기 탄성파 검출 센서에서 검출된, 피가공물을 절삭 가공할 때의 탄성파의 연속적인 시간축 파형으로부터 샘플링 시간(T) 간격으로 잘라 내어 주파수 해석하는 해석 수단을 구비하고, 상기 샘플링 시간(T)은, 검출하고자 하는 절삭 후 절삭홈에 생길 수 있는 치핑, 크랙 사이즈(절삭 이송 방향)를 W[㎛]로 하고, 상기 절삭 이송 수단의 이송 속도를 S[mm/sec]로 하면, T≤W/(S×1000)[sec]가 되도록 설정하는 것을 특징으로 한다.A cutting device according to an aspect of the present invention comprises: a holding table for holding a workpiece; a cutting means provided with a cutting blade for cutting the workpiece held on the holding table; a cutting feed means for moving in the cutting feed direction with a A cutting device comprising: an elastic wave detection sensor installed on the cutting means or the holding table to detect an elastic wave generated when the cutting blade cuts a workpiece; and an elastic wave detection sensor for cutting the workpiece and an analysis means for frequency analysis by cutting out at intervals of a sampling time (T) from the continuous time-axis waveform of the elastic wave at the time, wherein the sampling time (T) is the size of chipping and cracks that may occur in the cutting groove after cutting to be detected. When (cutting feed direction) is W [㎛] and the feed speed of the cutting feed means is S [mm/sec], it is characterized in that it is set so that T≤W/(S×1000)[sec] .

이 구성에 따르면, 절삭 이송 속도를 고려한 적절한 샘플링 시간으로, 절삭 가공 시의 탄성파의 연속적인 시간축 파형으로부터 잘라 내어 주파수 해석하게 된다. 치핑 사이즈나 크랙 사이즈에 맞춘 적절한 샘플링 시간으로 잘라 내어 주파수 해석하기 때문에, 절삭 가공 중의 치핑이나 크랙의 발생을 검출할 수 있으며, 치핑이나 크랙의 발생 위치를 특정할 수 있다.According to this configuration, at an appropriate sampling time in consideration of the cutting feed rate, frequency analysis is performed by cutting out the continuous time-axis waveform of the acoustic wave during cutting. Because frequency analysis is performed by cutting at an appropriate sampling time according to the chipping size or crack size, the occurrence of chipping or cracking during cutting can be detected, and the location of the chipping or cracking can be specified.

본 발명에 따르면, 절삭 이송 속도를 고려한 적절한 샘플링 시간으로 주파수 해석함으로써, 절삭 가공 중의 치핑이나 크랙의 발생을 검출할 수 있다.According to the present invention, the occurrence of chipping or cracks during cutting can be detected by performing frequency analysis with an appropriate sampling time in consideration of the cutting feed rate.

도 1은 본 실시형태의 절삭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시형태의 절삭 수단의 분해 사시도이다.
도 3은 본 실시형태의 절삭 수단의 단면 등을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시형태의 치핑 등의 검출 처리의 설명도이다.
도 5는 샘플링 시간에 따른 주파수 해석의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view of the cutting device of this embodiment.
It is an exploded perspective view of the cutting means of this embodiment.
It is a figure which shows typically the cross section etc. of the cutting means of this embodiment.
4 is an explanatory diagram of a detection process such as chipping according to the present embodiment.
5 is a diagram showing an example of frequency analysis according to sampling time.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 실시형태의 절삭 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 절삭 장치의 사시도이다. 또한, 절삭 장치는 본 실시형태와 같이 절삭 블레이드에 생기는 탄성파를 검출 가능한 구조를 구비하고 있으면 좋고, 도 1에 나타내는 구성에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, the cutting device of this embodiment is demonstrated. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a perspective view of the cutting device of this embodiment. In addition, the cutting device just needs to be equipped with the structure which can detect the elastic wave which generate|occur|produces on a cutting blade like this embodiment, and is not limited to the structure shown in FIG.

도 1에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치(1)는, 절삭 블레이드(43)와 유지 테이블(15)을 상대적으로 절삭 이송 방향으로 이동시킴으로써, 유지 테이블(15)에 유지된 피가공물(W)를 절삭 블레이드(43)로 절삭하도록 구성되어 있다. 피가공물(W)의 표면은, 격자형의 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있고, 분할 예정 라인으로 구획된 각 영역에는 각종 디바이스가 형성되어 있다. 피가공물(W)은, 링 프레임(F)의 내측에서 다이싱 테이프(T)에 점착되어 있고, 다이싱 테이프(T)를 통해 링 프레임(F)에 지지된 상태로 절삭 장치(1)에 반입된다.As shown in FIG. 1 , the cutting device 1 cuts the workpiece W held by the holding table 15 by relatively moving the cutting blade 43 and the holding table 15 in the cutting feed direction. It is configured to be cut with a blade 43 . The surface of the to-be-processed object W is divided into several areas|regions by the grid-like division|segmentation line, and various devices are formed in each area|region divided by the division|segmentation line. The workpiece W is adhered to the dicing tape T from the inside of the ring frame F, and is attached to the cutting device 1 in a state supported by the ring frame F through the dicing tape T. are brought in

절삭 장치(1)의 베이스(10)의 상면 중앙은, X축 방향(절삭 이송 방향)으로 연장되도록 개구하고 있고, 이 개구는 유지 테이블(15)과 함께 이동 가능한 이동판(11) 및 주름 상자형의 방수 커버(12)로 덮여져 있다. 유지 테이블(15)의 표면에는, 다공성 재료에 의해 유지면(16)이 형성되어 있고, 이 유지면(16)에 생기는 부압에 의해 피가공물(W)이 흡인 유지된다. 유지 테이블(15)의 주위에는, 에어 구동식의 4개의 클램프부(17)가 마련되어 있고, 각 클램프부(17)에 피가공물(W)의 주위의 링 프레임(F)이 사방으로부터 협지 고정된다. 방수 커버(12)의 하방에는 유지 테이블(15)을 X축 방향(절삭 이송 방향)으로 절삭 이송하는 이송 나사식의 절삭 이송 수단(18)이 마련되어 있다.The center of the upper surface of the base 10 of the cutting device 1 is opened so as to extend in the X-axis direction (cutting feed direction), and this opening is a movable plate 11 and a corrugated box which are movable together with the holding table 15 . It is covered with a waterproof cover (12) of the mold. A holding surface 16 is formed on the surface of the holding table 15 by a porous material, and the workpiece W is sucked and held by the negative pressure generated on the holding surface 16 . Around the holding table 15, four air-driven clamp parts 17 are provided, and the ring frame F around the to-be-processed object W is clamped and fixed to each clamp part 17 from all directions. . A feed screw type cutting feed means 18 for cutting and feeding the holding table 15 in the X-axis direction (cutting feed direction) is provided below the waterproof cover 12 .

베이스(10)의 상면에는, 개구를 사이에 두고 카세트(도시되지 않음)가 배치되는 엘리베이터 수단(21) 및 가공이 끝난 피가공물(W)을 세정하는 세정 수단(24)이 마련되어 있다. 엘리베이터 수단(21)은, 카세트가 배치된 스테이지(22)를 승강시켜, 카세트 내의 피가공물(W)의 출납 위치를 높이 방향에서 조정한다. 세정 수단(24)은, 피가공물(W)을 유지한 스피너 테이블(25)을 베이스(10) 내로 하강시켜, 회전 중인 스피너 테이블(25)을 향하여 세정수를 분사함으로써 피가공물(W)을 세정하고, 계속해서 건조 공기를 분무하여 피가공물(W)을 건조시킨다. 또한, 베이스(10)의 상면에는, 유지 테이블(15)의 이동 경로에 걸치도록 도어형의 수직 벽부(13)가 세워서 설치되어 있다.On the upper surface of the base 10, an elevator means 21 for placing a cassette (not shown) with an opening therebetween and a cleaning means 24 for cleaning the processed workpiece W are provided. The elevator means 21 raises and lowers the stage 22 on which the cassette is arranged, and adjusts the loading/unloading position of the to-be-processed object W in the cassette in the height direction. The washing means 24 lowers the spinner table 25 holding the work W into the base 10 and sprays washing water toward the spinning spinner table 25 to wash the work W. Then, dry air is sprayed to dry the workpiece (W). Moreover, on the upper surface of the base 10, the door-shaped vertical wall part 13 is erected and provided so that it may span the movement path|route of the holding table 15. As shown in FIG.

수직 벽부(13)에는, 한 쌍의 절삭 수단(40)을 Y축 방향(인덱싱 이송 방향)으로 인덱싱 이송하는 인덱싱 이송 수단(30)과, 절삭 수단(40)을 Z축 방향(절입 이송 방향)으로 절입 이송하는 절입 이송 수단(35)이 마련되어 있다. 인덱싱 이송 수단(30)은, 수직 벽부(13)의 전방면에 배치되고 Y축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(31)과, 한 쌍의 가이드 레일(31)에 슬라이드 가능하게 설치된 Y축 테이블(32)을 가지고 있다. 절입 이송 수단(35)은, Y축 테이블(32) 상에 배치되고 Z축 방향으로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(36)과, 한 쌍의 가이드 레일(36)에 슬라이드 가능하게 설치된 Z축 테이블(37)을 가지고 있다.In the vertical wall portion 13, an indexing feed means 30 for indexing a pair of cutting means 40 in the Y-axis direction (indexing feed direction), and the cutting means 40 in the Z-axis direction (cutting feed direction) A cutting feed means 35 for cutting and feeding is provided. The indexing transport means 30 is disposed on the front surface of the vertical wall portion 13 and is provided with a pair of guide rails 31 parallel to the Y-axis direction, and a Y-axis slidably installed on the pair of guide rails 31 . It has a table (32). The cutting conveyance means 35 is arranged on the Y-axis table 32 and is provided with a pair of guide rails 36 parallel to the Z-axis direction, and a Z-axis table slidably installed on the pair of guide rails 36 . (37) has.

각각의 Z축 테이블(37)의 하부에는, 피가공물(W)을 절삭하는 절삭 수단(40)이 마련되어 있다. Y축 테이블(32) 및 Z축 테이블(37)의 배면측에는, 각각 너트부가 형성되어 있고, 이들 너트부에 이송 나사(33, 38)가 나사 결합되어 있다. Y축 테이블(32)용의 이송 나사(33) 및 Z축 테이블(37)용의 이송 나사(38)의 일단부에는, 각각 구동 모터(34, 39)가 연결되어 있다. 구동 모터(34, 39)에 의해, 각각의 이송 나사(33, 38)가 회전 구동됨으로써, 각각의 절삭 수단(40)이 가이드 레일(31)을 따라 Y축 방향으로 이동되고, 각각의 절삭 수단(40)이 가이드 레일(36)을 따라 Z축 방향으로 절입 이송된다.The cutting means 40 for cutting the to-be-processed object W is provided in the lower part of each Z-axis table 37. As shown in FIG. A nut portion is formed on the back side of the Y-axis table 32 and the Z-axis table 37, respectively, and feed screws 33 and 38 are screwed into these nut portions. Drive motors 34 and 39 are connected to one end of the feed screw 33 for the Y-axis table 32 and the feed screw 38 for the Z-axis table 37, respectively. By the drive motors 34 and 39, each feed screw 33, 38 is rotationally driven, so that each cutting means 40 is moved along the guide rail 31 in the Y-axis direction, and each cutting means (40) is fed in cut along the guide rail (36) in the Z-axis direction.

한 쌍의 절삭 수단(40)은, 스핀들 하우징(41)에 스핀들(42)(도 2 참조)이 회전 가능하게 지지되고, 스핀들(42)의 전단에 절삭 블레이드(43)가 장착되어 있다. 절삭 블레이드(43)는, 다이아몬드 지립을 본드제로 굳힌 원판형으로 형성되어 있다. 스핀들 하우징(41)에는 블레이드 커버(45)가 고정되고, 블레이드 커버(45)에 의해 절삭 블레이드(43)의 주위가 부분적으로 덮여져 있다. 또한, 블레이드 커버(45)에는, 피가공물(W)을 절삭할 때에 절삭 블레이드(43)에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 수단(46)이 마련되어 있고, 절삭수 공급 수단(46)의 각종 노즐로부터 절삭수를 공급하면서 피가공물(W)이 절삭된다.In the pair of cutting means 40 , a spindle 42 (refer to FIG. 2 ) is rotatably supported by a spindle housing 41 , and a cutting blade 43 is attached to the front end of the spindle 42 . The cutting blade 43 is formed in a disk shape in which diamond abrasive grains are hardened with a bonding agent. A blade cover 45 is fixed to the spindle housing 41 , and the periphery of the cutting blade 43 is partially covered by the blade cover 45 . Further, the blade cover 45 is provided with cutting water supply means 46 for supplying cutting water to the cutting blade 43 when cutting the workpiece W, and various nozzles of the cutting water supply means 46 . The workpiece W is cut while supplying cutting water from the

이와 같이 구성된 절삭 장치(1)에서는, 피가공물(W)의 절삭 중에 절삭 블레이드(43)의 이상을 검출할 필요가 있지만, 일반적인 광학 센서를 이용한 검출 방법에서는 절삭 블레이드(43)의 깨짐 이외의 이상을 검출할 수는 없다. 이 경우, 절삭 블레이드(43)의 진동에 따른 탄성파를 검출하여, 탄성파의 검출 결과를 주파수 해석함으로써, 절삭 블레이드(43)의 진동을 수반하는 절삭 중의 이상을 검출하는 것이 가능하다. 주파수 해석에서는, 탄성파의 연속적인 시간축 파형이 미리 정해진 샘플링 시간으로 잘라 내어져, 샘플링 시간마다 주파수 성분으로 변환되어 절삭 시의 이상이 검출된다.In the cutting device 1 configured as described above, it is necessary to detect abnormalities in the cutting blade 43 during cutting of the workpiece W. However, in a detection method using a general optical sensor, abnormalities other than cracks in the cutting blade 43 are required. cannot be detected. In this case, it is possible to detect an abnormality during cutting accompanied by vibration of the cutting blade 43 by detecting the elastic wave accompanying the vibration of the cutting blade 43 and frequency analysis of the detection result of the elastic wave. In frequency analysis, a continuous time-axis waveform of an acoustic wave is cut out at a predetermined sampling time, is converted into a frequency component for every sampling time, and abnormality at the time of cutting is detected.

그런데, 피가공물(W)의 절삭 가공 중에 치핑이나 크랙 등이 생기는 경우가 있지만, 수[㎛] 정도의 미세한 치핑이나 크랙이면 무시할 수 있다. 그러나, 유리 등의 절삭 가공 중에는, 예컨대, 100[㎛] 정도의 사이즈로 돌발적으로 치핑이나 크랙이 생기는 경우가 있고, 이 사이즈의 치핑이나 크랙을 무시할 수는 없다. 주파수 해석으로 절삭 가공 중의 치핑이나 크랙의 이상을 검출하기 위해서는, 치핑 사이즈나 크랙 사이즈에 대하여 적절한 샘플링 시간을 맞추지 않으면 안 된다.By the way, although chipping, cracks, etc. may occur during the cutting of the workpiece W, it is negligible if the chippings or cracks are as small as several [μm]. However, during cutting of glass or the like, chipping or cracking may occur suddenly at a size of, for example, about 100 [μm], and chipping or cracking of this size cannot be ignored. In order to detect abnormalities in chipping or cracking during cutting by frequency analysis, it is necessary to set an appropriate sampling time for the chipping size and crack size.

여기서, 본건 발명자들이 치핑 사이즈나 크랙 사이즈와 샘플링 시간의 관계를 검사한 바, 샘플링 시간을 짧게 하여 주파수 변환한 쪽이 절삭 가공 시의 치핑의 검출에 유효한 것을 알았다. 통상의 샘플링 시간(예컨대, 100[msec])에서는, 주파수 분해능이 높아 주파수 성분을 정밀하게 해석할 수 있지만, 미세한 치핑 등의 노이즈도 얻어지기 때문에, 검출 대상의 치핑이나 크랙을 나타내는 피크(peak)가 파묻혀 버린다. 또한, 샘플링 시간이 길기 때문에, 샘플링 시간의 어떤 타이밍에 치핑이나 크랙이 생겼는지를 특정할 수 없다.Here, the inventors of the present invention examined the relationship between the chipping size and crack size and the sampling time, and found that a shorter sampling time and frequency conversion is effective for detecting chipping during cutting. At a normal sampling time (for example, 100 [msec]), the frequency resolution is high and the frequency component can be precisely analyzed, but since noise such as fine chipping is also obtained, a peak indicating chipping or cracking of the detection target is buried In addition, since the sampling time is long, it is not possible to specify at which timing of the sampling time chipping or cracking occurs.

이에 대하여, 짧은 샘플링 시간(예컨대, 1[msec])에서는, 주파수 분해능이 낮아 주파수 성분의 해석이 조잡해지지만, 데이터수가 적기 때문에 검출 대상의 치핑이나 크랙의 발생을 검출할 수 있다. 또한, 단시간에 샘플링이 반복되기 때문에, 치핑이나 크랙이 생긴 타이밍을 특정할 수 있다. 그래서, 절삭 가공에 있어서는 고정밀도의 주파수 해석보다 치핑이나 크랙의 발생 타이밍의 검출이 중요한 점에 착안하여, 본 실시형태에서는 치핑 사이즈나 크랙 사이즈에 맞춘 샘플링 시간으로 진동 파형을 잘라 내어 주파수 해석하고 있다.On the other hand, at a short sampling time (eg, 1 [msec]), the frequency resolution is low and the analysis of the frequency component is coarse, but since the number of data is small, chipping or cracking of the detection target can be detected. In addition, since sampling is repeated in a short time, the timing at which chipping or cracking occurs can be specified. Therefore, in the cutting process, paying attention to the point where the detection of the timing of occurrence of chipping or cracking is more important than high-precision frequency analysis, in this embodiment, the vibration waveform is cut out with a sampling time according to the chipping size or crack size and frequency analysis is performed. .

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 실시형태의 절삭 수단에 대해서 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 절삭 수단의 분해 사시도이다. 도 3은 본 실시형태의 절삭 수단의 단면 등을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 2 및 도 3에서는, 설명의 편의상, 절삭 블레이드의 외주를 덮는 휠 커버를 생략하여 제시하고 있다. 또한, 절삭 수단은, 본 실시형태의 절삭 블레이드가 장착되는 구성이면 좋고, 도 2 및 도 3에 나타내는 구성으로 한정되지 않는다.With reference to FIG.2 and FIG.3, the cutting means of this embodiment is demonstrated. It is an exploded perspective view of the cutting means of this embodiment. It is a figure which shows typically the cross section etc. of the cutting means of this embodiment. In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, for convenience of description, the wheel cover which covers the outer periphery of a cutting blade is abbreviate|omitted and shown. In addition, the cutting means should just be a structure to which the cutting blade of this embodiment is attached, and is not limited to the structure shown in FIG.2 and FIG.3.

도 2에 나타내는 바와 같이, 절삭 수단(40)은, 스핀들(42)의 선단에 블레이드 마운트(51)가 부착되고, 블레이드 마운트(51)에 절삭 블레이드(43)가 장착되어 있다. 스핀들(42)은, 예컨대 에어 스핀들이며, 압축 공기층을 통해 스핀들 하우징(41)에 대하여 부동(浮動) 상태로 지지되어 있다. 스핀들 하우징(41)의 선단면에는, 스핀들(42)의 선단측을 커버(cover)하는 커버 부재(47)가 부착되어 있다. 커버 부재(47)에는 한 쌍의 브래킷(48)이 마련되고, 브래킷(48)을 통해 스핀들 하우징(41)에 나사 고정됨으로써, 커버 부재(47)의 중앙 개구(49)로부터 스핀들(42)의 선단 부분이 돌출된다.As shown in FIG. 2 , in the cutting means 40 , a blade mount 51 is attached to the tip of the spindle 42 , and a cutting blade 43 is attached to the blade mount 51 . The spindle 42 is, for example, an air spindle, and is supported in a floating state with respect to the spindle housing 41 via a compressed air layer. A cover member 47 for covering the tip side of the spindle 42 is attached to the front end surface of the spindle housing 41 . The cover member 47 is provided with a pair of brackets 48 , and is screwed to the spindle housing 41 via the brackets 48 , so that the spindle 42 is removed from the central opening 49 of the cover member 47 . The tip part protrudes.

스핀들(42)의 선단 부분에는, 절삭 블레이드(43)를 지지하는 블레이드 마운트(51)가 부착된다. 블레이드 마운트(51)의 배면측에는 스핀들(42)의 선단 부분에 장착되는 감합 구멍(52)(도 3 참조)이 형성되고, 블레이드 마운트(51)의 표면측에는 원통형의 보스부(53)가 형성되어 있다. 보스부(53)의 표면측에는 원형 오목부(54)가 형성되고, 원형 오목부(54)의 바닥면에는 감합 구멍(52)에 연속하는 관통구멍(55)이 형성되어 있다. 이에 의해, 블레이드 마운트(51)에 감입된 스핀들(42)의 선단면이 관통 구멍(55)으로부터 노출되고, 스핀들(42)의 선단면의 나사 구멍(44)에 고정 볼트(59)가 와셔(58)를 통해 체결됨으로써 스핀들(42)에 블레이드 마운트(51)가 고정된다.A blade mount 51 for supporting the cutting blade 43 is attached to the tip portion of the spindle 42 . A fitting hole 52 (see FIG. 3 ) mounted on the tip of the spindle 42 is formed on the rear side of the blade mount 51 , and a cylindrical boss 53 is formed on the surface side of the blade mount 51 , have. A circular concave portion 54 is formed on the surface side of the boss portion 53 , and a through hole 55 continuous to the fitting hole 52 is formed on the bottom surface of the circular concave portion 54 . Thereby, the tip surface of the spindle 42 fitted into the blade mount 51 is exposed from the through hole 55, and the fixing bolt 59 is inserted into the screw hole 44 of the tip surface of the spindle 42 with a washer ( The blade mount 51 is fixed to the spindle 42 by being fastened through 58 .

블레이드 마운트(51)에는 보스부(53)의 둘레면으로부터 직경 방향 외측으로 넓어지는 플랜지부(56)가 형성되고, 플랜지부(56)에 압박되도록 하여 절삭 블레이드(43)가 블레이드 마운트(51)에 부착된다. 절삭 블레이드(43)는, 대략 원판형의 허브 베이스(61)의 외주에 환형의 절삭날(62)이 부착된 허브 블레이드이고, 허브 베이스(61)의 중앙에는 블레이드 마운트(51)의 보스부(53)에 삽입되는 삽입 구멍(63)이 형성되어 있다. 이 삽입 구멍(63)이 보스부(53)에 압입되면, 허브 베이스(61)로부터 보스부(53)가 돌출된다. 그리고, 보스부(53)의 돌출 부분에 형성된 수나사(57)에 고정 너트(65)가 체결되어 블레이드 마운트(51)에 절삭 블레이드(43)가 고정된다.The blade mount 51 has a flange portion 56 that expands radially outward from the circumferential surface of the boss portion 53 , and is pressed against the flange portion 56 so that the cutting blade 43 is mounted on the blade mount 51 . is attached to The cutting blade 43 is a hub blade having an annular cutting edge 62 attached to the outer periphery of the hub base 61 having a substantially disk shape, and at the center of the hub base 61 is a boss portion of the blade mount 51 ( An insertion hole 63 to be inserted into 53 is formed. When the insertion hole 63 is press-fitted into the boss portion 53 , the boss portion 53 protrudes from the hub base 61 . Then, the fixing nut 65 is fastened to the male screw 57 formed in the protruding portion of the boss 53 , so that the cutting blade 43 is fixed to the blade mount 51 .

또한, 절삭 수단(40)에는, 절삭 블레이드(43)에 의해 피가공물(W)이 절삭될 때에 발생하는 탄성파를 검출 가능한 탄성파 검출 센서(71)가 마련되어 있다. 탄성파 검출 센서(71)는, 소위 AE(Acoustic Emission) 센서이고, 블레이드 마운트(51)에 전파된 탄성파를 진동자(72)를 통해 전기적인 변화로 변환하여 검출 신호로서 출력한다. 탄성파 검출 센서(71)는, 절삭 블레이드(43)에 가까운 블레이드 마운트(51)에 마련되어 있기 때문에, 절삭 블레이드(43)로부터의 진동이 전해지기 쉽게 되어 있다. 따라서, 탄성파 검출 센서(71)에 의해 절삭 블레이드(43)의 진동이 정밀도 좋게 검출된다.Further, the cutting means 40 is provided with an elastic wave detection sensor 71 capable of detecting an elastic wave generated when the workpiece W is cut by the cutting blade 43 . The acoustic wave detection sensor 71 is a so-called AE (Acoustic Emission) sensor, converts the acoustic wave propagated to the blade mount 51 into an electrical change through the vibrator 72 and outputs it as a detection signal. Since the elastic wave detection sensor 71 is provided on the blade mount 51 close to the cutting blade 43 , the vibration from the cutting blade 43 is easily transmitted. Therefore, the vibration of the cutting blade 43 is accurately detected by the elastic wave detection sensor 71 .

블레이드 마운트(51)측에는 진동자(72)에 접속된 제1 코일 수단(73)(도 3 참조)이 마련되고, 커버 부재(47)측에는 제2 코일 수단(74)이 마련되어 있다. 제1 코일 수단(73) 및 제2 코일 수단(74)에는, 예컨대, 원환형의 편평 코일이 사용된다. 제1 코일 수단(73) 및 제2 코일 수단(74)은 자기적으로 결합되고, 진동자(72)로부터의 검출 신호가 상호 유도에 의해 제1 코일 수단(73)으로부터 제2 코일 수단(74)에 전송된다. 이와 같이, 제1 코일 수단(73) 및 제2 코일 수단(74)에 의해 비접촉으로 검출 신호가 전송되기 때문에, 절삭 블레이드(43)와 함께 회전하는 블레이드 마운트(51)에 탄성파 검출 센서(71)를 마련하는 것이 가능하게 되어 있다.A first coil means 73 (refer to FIG. 3 ) connected to the vibrator 72 is provided on the blade mount 51 side, and a second coil means 74 is provided on the cover member 47 side. For the first coil means 73 and the second coil means 74, for example, an annular flat coil is used. The first coil means 73 and the second coil means 74 are magnetically coupled, and the detection signal from the vibrator 72 is transferred from the first coil means 73 to the second coil means 74 by mutual induction. is sent to In this way, since the detection signal is transmitted in a non-contact manner by the first coil means 73 and the second coil means 74 , the elastic wave detection sensor 71 is mounted on the blade mount 51 rotating together with the cutting blade 43 . It is possible to provide

도 3에 나타내는 바와 같이, 탄성파 검출 센서(71)에는, 제1 코일 수단(73) 및 제2 코일 수단(74)의 자기적인 결합을 통해, 절삭 장치(1)(도 1 참조)의 각 부분을 제어하는 제어 수단(75)이 접속되어 있다. 제어 수단(75)에는, 탄성파 검출 센서(71)에서 검출된 시간축 파형을 주파수 해석하는 해석 수단(76)과, 주파수 해석 결과로부터 대상 사이즈(예컨대, 100[㎛] 정도)의 치핑이나 크랙을 판단하는 판단 수단(77)이 마련되어 있다. 해석 수단(76)에서는, 피가공물(W)을 절삭 가공할 때에 탄성파 검출 센서(71)로 검출된 탄성파의 연속적인 시간축 파형이 샘플링 시간 간격으로 잘라 내어져, FFT(Fast Fourier Transform)로 주파수 해석된다.As shown in FIG. 3, in the elastic wave detection sensor 71, each part of the cutting device 1 (refer FIG. 1) through the magnetic coupling of the 1st coil means 73 and the 2nd coil means 74. Control means 75 for controlling is connected. The control unit 75 includes an analysis unit 76 for frequency analysis of the time-axis waveform detected by the elastic wave detection sensor 71, and determines chipping or cracking of the target size (eg, about 100 [μm]) from the frequency analysis result. judging means 77 is provided. In the analysis means 76, when the workpiece W is cut, the continuous time axis waveform of the elastic wave detected by the elastic wave detection sensor 71 is cut out at sampling time intervals, and frequency analysis is performed by FFT (Fast Fourier Transform). do.

샘플링 시간(T)[sec]은, 검출하고자 하는 절삭 후 절삭홈[커프(kerf)]에 생기는 절삭 이송 방향의 치핑 사이즈 또는 크랙 사이즈를 W[㎛]로 하고, 절삭 이송 수단(18)(도 1 참조)의 이송 속도를 S[mm/sec]로 하면, 다음 식 (1)의 조건을 만족시키도록 설정된다.The sampling time (T) [sec] is the chipping size or crack size in the cutting feed direction generated in the cutting groove (kerf) after cutting to be detected is W [μm], and the cutting feed means 18 (Fig. 1) as S [mm/sec], it is set to satisfy the condition of the following equation (1).

(1) T≤W/(S×1000)[sec](1) T≤W/(S×1000)[sec]

이와 같이, 샘플링 시간(T)은, 절삭 블레이드(43)가 치핑 사이즈(크랙 사이즈)(W)를 통과하는 소요 시간보다 짧게 설정되어 있다.In this way, the sampling time T is set shorter than the required time for the cutting blade 43 to pass through the chipping size (crack size) W.

또한, 치핑 사이즈(크랙 사이즈)(W) 및 이송 속도(S)는, 피가공물(W)의 종류나 가공 내용에 따라 설정된다. 예컨대, 유리 가공 시에는, 치핑 사이즈(크랙 사이즈)(W)가 수[㎛]∼수백[㎛]로 설정되고, 이송 속도(S)가 수[mm/sec]∼수십[mm/sec]로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘 가공 시에는, 치핑 사이즈(크랙 사이즈)(W)가 수[㎛]∼수십[㎛]로 설정되고, 이송 속도(S)가 수십[mm/sec]∼100[mm/sec]로 설정되는 것이 바람직하다.Note that the chipping size (crack size) W and the feed rate S are set according to the type of the workpiece W or the processing content. For example, in glass processing, the chipping size (crack size) W is set to several [μm] to several hundred [μm], and the feed rate S is set to several [mm/sec] to several tens [mm/sec]. It is preferable to set In addition, at the time of silicon processing, the chipping size (crack size) W is set to several [μm] to several tens [μm], and the feed rate S is set to several tens [mm/sec] to 100 [mm/sec]. It is preferable to set

판단 수단(77)에서는, 해석 수단(76)에 의한 주파수 해석 결과에 포함되는 피크로부터 검출 대상이 되는 치핑 등의 유무가 판단된다. 주파수 해석 결과의 피크가 문턱값 이상인 경우에는, 절삭 가공 중에 대상 사이즈 이상의 치핑 등이 발생하고 있다고 판단되어, 오퍼레이터에 대하여 치핑 등의 발생이 통지된다. 주파수 해석 결과의 피크가 문턱값보다 작은 경우에는, 절삭 가공 중에 대상 사이즈 이상의 치핑 등이 발생하지 않았다고 판단되어 절삭 가공이 계속된다. 또한, 치핑 등의 판정을 위한 문턱값에는, 실험적으로, 경험적으로 또는 이론적으로 구해진 값이 사용되어도 좋다.In the determination unit 77 , the presence or absence of chipping or the like to be detected is determined from the peak included in the frequency analysis result by the analysis unit 76 . When the peak of the frequency analysis result is equal to or greater than the threshold, it is judged that chipping of the target size or more has occurred during cutting, and the operator is notified of the occurrence of chipping or the like. When the peak of the frequency analysis result is smaller than the threshold value, it is judged that chipping of the target size or more has not occurred during cutting, and cutting is continued. In addition, a value obtained experimentally, empirically or theoretically may be used for the threshold value for determination of chipping etc.

또한, 샘플링 시간이 짧게 설정되어 있기 때문에, 샘플링된 데이터수가 적어, 치핑 등을 나타내는 피크가 주변 노이즈에 묻히기 어렵다. 또한, 단시간에 주파수 해석이 반복되기 때문에, 치핑 등의 피크가 검출된 샘플링 시간으로부터, 피가공물(W)의 절삭 이송 방향에서 치핑 등의 발생 위치가 특정된다. 이와 같이, 검출 대상이 되는 치핑 등의 사이즈와 절삭 이송 수단(18)의 이송 속도에 따라 샘플링 시간을 설정함으로써, 탄성파 검출 센서(71)의 진동 파형으로부터 검출 대상의 치핑 등을 적절하게 검출할 수 있다.In addition, since the sampling time is set to be short, the number of sampled data is small, and it is difficult for a peak indicating chipping or the like to be buried in ambient noise. Moreover, since frequency analysis is repeated in a short time, the occurrence position of chipping etc. in the cutting feed direction of the workpiece W is specified from the sampling time at which the peak, such as chipping, was detected. In this way, by setting the sampling time according to the size of the chipping to be detected and the feed rate of the cutting feed means 18, the chipping of the detection target can be appropriately detected from the vibration waveform of the elastic wave detection sensor 71. have.

또한, 절삭 장치(1)에는, 판단 수단(77)에서 치핑 등이 발생하고 있다고 판단된 경우, 그 취지를 통지하는 통지 수단(78)이 마련되어 있다. 이에 의해, 절삭 가공 중에 검출 대상의 치핑의 발생을 오퍼레이터에게 통지하여 유지보수 작업 등을 재촉할 수 있다. 또한, 제어 수단(75)의 각 부분은, 각종 처리를 실행하는 프로세서나 메모리 등에 의해 구성되어 있다. 메모리는, 용도에 따라 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등 중에서 하나 또는 복수의 기억 매체로 구성된다. 메모리에는, 예컨대, 장치 각 부분의 구동 제어를 위한 프로그램이나 치핑 등의 검출을 위한 프로그램이 기억되어 있다.Moreover, in the cutting device 1, when it is judged by the determination means 77 that chipping etc. have occurred, the notification means 78 which notifies that fact is provided. In this way, it is possible to notify the operator of the occurrence of chipping of the detection target during cutting, and to hasten maintenance work or the like. In addition, each part of the control means 75 is comprised by a processor, a memory, etc. which execute various processes. The memory is constituted by one or a plurality of storage media, such as ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc. depending on the purpose. The memory stores, for example, a program for driving control of each part of the apparatus and a program for detecting chipping and the like.

도 4 및 도 5를 참조하여, 치핑 또는 크랙의 검출에 대해서 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 치핑 등의 검출 처리의 설명도이다. 도 5는 샘플링 시간에 따른 주파수 해석의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5의 (A)는 샘플링 시간을 T1로 한 경우의 본 실시형태의 주파수 해석이고, 도 5의 (B)는 샘플링 시간을 T2로 한 경우의 비교예의 주파수 해석을 각각 나타내고 있다. 또한, 여기서는 피가공물의 표면에 치핑이 생긴 일례에 대해서 설명하지만, 피가공물의 표면에 크랙이 생긴 경우라도 동일한 방법으로 검출 가능하다.The detection of chipping or cracks will be described with reference to FIGS. 4 and 5 . 4 is an explanatory diagram of a detection process such as chipping according to the present embodiment. 5 is a diagram showing an example of frequency analysis according to sampling time. 5A is a frequency analysis of the present embodiment when the sampling time is T1, and FIG. 5B shows the frequency analysis of a comparative example when the sampling time is T2. Incidentally, although an example in which chipping occurs on the surface of the workpiece is described here, even when a crack is generated on the surface of the workpiece, it can be detected by the same method.

도 4에 나타내는 바와 같이, 피가공물(W)을 절삭 블레이드(43)(도 2 참조)로 절삭하면, 피가공물(W)의 표면에 커프(절삭홈)(81)가 형성된다. 커프 엣지(82)에는, 절삭 이송 방향을 따라 미세한 치핑(85)이나 검출 대상이 되는 치핑(86)이 돌발적으로 발생한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 샘플링 시간(T1)은, 검출 대상이 되는 치핑(86)의 사이즈와 절삭 가공의 이송 속도에 따라 설정되어 있다. 즉, 절삭 블레이드(43)가 치핑 사이즈를 통과하는 소요 시간 이하로 샘플링 시간(T1)이 설정되어 있다. 따라서, 시간축 방향에서 치핑(86)의 발생 위치를 정밀하게 검출하는 것이 가능하게 되어 있다.As shown in FIG. 4, when the to-be-processed object W is cut with the cutting blade 43 (refer FIG. 2), the kerf (cutting groove) 81 is formed in the surface of the to-be-processed object W. As shown in FIG. At the cuff edge 82 , minute chipping 85 or chipping 86 to be detected occurs abruptly along the cutting feed direction. Here, as described above, the sampling time T1 is set according to the size of the chipping 86 to be detected and the feed rate of the cutting process. That is, the sampling time T1 is set to be equal to or less than the time required for the cutting blade 43 to pass through the chipping size. Accordingly, it is possible to precisely detect the occurrence position of the chipping 86 in the time axis direction.

예컨대, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 절삭 가공 시의 연속적인 진동 파형이 샘플링 시간(T1)(예컨대, 1 msec)마다 잘라 내어져 주파수 해석된다. 샘플링 시간(T1)이 짧게 설정되어 있기 때문에, 샘플링된 데이터수가 적어 주파수 분해능이 낮게 되어 있다. 절삭 가공 중에 검출 대상의 치핑(86)이 생겨도, 치핑(86)을 나타내는 피크가 솟은 주파수를 정밀도 좋게 검출할 수는 없지만, 일정한 주파수 대역에 문턱값 이상의 피크가 솟아 있는 것을 인식할 수 있다. 즉, 샘플링 시간(T1) 내에서 검출 대상의 치핑(86)이 생겼는지의 여부를 검출할 수 있다.For example, as shown in FIG.5(A), in this embodiment, the continuous vibration waveform at the time of cutting is cut out every sampling time T1 (for example, 1 msec), and frequency analysis is performed. Since the sampling time T1 is set to be short, the number of sampled data is small and the frequency resolution is low. Even if the chipping 86 to be detected occurs during cutting, the frequency at which the peak indicating the chipping 86 rises cannot be accurately detected, but it can be recognized that a peak greater than or equal to the threshold rises in a certain frequency band. That is, it is possible to detect whether chipping 86 of the detection target has occurred within the sampling time T1.

또한, 샘플링 시간(T1)이 짧게 설정되어 있기 때문에, 검출 대상의 치핑(86)과 다른 미세한 치핑(85)은 동시에 검출되기 어렵다. 이 때문에, 검출 대상의 치핑(86)을 나타내는 피크의 주변에, 다른 미세한 치핑(85)이 주변 노이즈로서 나타나기 어려워, 검출 대상의 치핑(86)의 피크를 검출할 수 있다. 또한, 샘플링 시간(T1)의 경과마다 주파수 변환이 실시되고 있기 때문에, 샘플링 시간(T1) 단위로 검출 대상의 치핑(86)의 유무가 판단된다. 따라서, 절삭 가공 중에 치핑(86)이 생긴 타이밍으로부터, 피가공물(W) 상에서의 치핑(86)의 발생 위치를 검출할 수 있다.Further, since the sampling time T1 is set to be short, it is difficult to simultaneously detect the chipping 86 of the detection target and the other minute chipping 85. For this reason, it is difficult for other fine chipping 85 to appear as ambient noise around the peak indicating the chipping 86 of the detection object, so that the peak of the chipping 86 of the detection object can be detected. In addition, since the frequency conversion is performed for every lapse of the sampling time T1, the presence or absence of the chipping 86 of the detection target is determined in units of the sampling time T1. Therefore, the occurrence position of the chipping 86 on the workpiece W can be detected from the timing at which the chipping 86 occurred during cutting.

한편, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는 절삭 가공 시의 연속적인 진동 파형이 샘플링 시간(T2)(예컨대, 100 msec)마다 잘라 내어져 주파수 해석된다. 샘플링 시간(T2)은, 샘플링 시간(T1)보다 긴 시간으로 설정되어 있다. 샘플링 시간(T2)이 길게 설정되어 있기 때문에, 샘플링된 데이터수가 많아 주파수 분해능이 높아져 있다. 주파수 분해능이 높기 때문에, 피크가 솟은 주파수를 정밀도 좋게 검출할 수 있지만, 검출 대상이 되는 치핑(86) 이외에도 미세한 치핑(85) 등이 주변 노이즈로서 나타나, 치핑(86)을 나타내는 피크를 찾아 내기 어렵다.On the other hand, as shown in FIG.5(B), in the comparative example, the continuous vibration waveform at the time of cutting is cut out for every sampling time T2 (for example, 100 msec), and frequency analysis is performed. The sampling time T2 is set to be longer than the sampling time T1. Since the sampling time T2 is set to be long, the number of sampled data is large and the frequency resolution is high. Since the frequency resolution is high, the peak frequency can be detected with high precision, but in addition to the chipping 86 that is the detection target, fine chipping 85 etc. appear as ambient noise, making it difficult to find a peak indicating the chipping 86. .

또한, 샘플링 시간(T2)의 경과마다 주파수 변환이 실시되고 있기 때문에, 샘플링 시간(T2) 단위로 검출 대상의 치핑(86)의 유무가 판단된다. 샘플링 시간(T2)은 길기 때문에, 샘플링 시간(T2) 내에서 검출 대상의 치핑(86)이 검출되어도, 절삭 가공 중 치핑(86)이 생긴 타이밍을 특정할 수는 없다. 이 때문에, 비교예의 주파수 해석에서는, 피크가 솟은 주파수를 정밀도 좋게 특정할 수 있지만, 치핑(86)이 생긴 타이밍을 특정할 수 없어, 피가공물(W) 상에서의 치핑(86)의 발생 위치를 검출할 수 없다.In addition, since the frequency conversion is performed for every lapse of the sampling time T2, the presence or absence of the chipping 86 of the detection target is determined in units of the sampling time T2. Since the sampling time T2 is long, even if the chipping 86 of the detection object is detected within the sampling time T2, the timing at which the chipping 86 occurred during cutting cannot be specified. For this reason, in the frequency analysis of the comparative example, although the frequency at which the peak rises can be accurately specified, the timing at which the chipping 86 occurs cannot be specified, and the occurrence position of the chipping 86 on the workpiece W is detected. Can not.

이상과 같이, 본 실시형태의 절삭 장치(1)에 의하면, 절삭 이송 속도를 고려한 적절한 샘플링 시간으로, 절삭 가공 시의 탄성파의 연속적인 시간축 파형으로부터 잘라 내어 주파수 해석된다. 치핑 사이즈나 크랙 사이즈에 맞춘 적절한 샘플링 시간으로 잘라 내어 주파수 해석하기 때문에, 절삭 가공 중의 치핑이나 크랙의 발생을 검출할 수 있으며, 치핑이나 크랙의 발생 위치를 특정할 수 있다.As described above, according to the cutting device 1 of the present embodiment, frequency analysis is performed by cutting out from the continuous time-axis waveform of the elastic wave during cutting at an appropriate sampling time in consideration of the cutting feed rate. Because frequency analysis is performed by cutting at an appropriate sampling time according to the chipping size or crack size, the occurrence of chipping or cracking during cutting can be detected, and the location of the chipping or cracking can be specified.

또한, 본 실시형태에서는, 탄성파 검출 센서로서 AE 센서를 예시하여 설명하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 탄성파 검출 센서는, 탄성파를 검출 가능하면 좋고, 예컨대, 진동 센서로 구성되어도 좋다. 또한, AE 센서는, 특정 주파수의 높은 감도를 얻을 수 있는 공진형 AE 센서, 넓은 대역에서 일정한 감도를 얻을 수 있는 광대역형 AE 센서, 프리앰프를 내장한 프리앰프 내장형 AE 센서 중 어느 것으로 구성되어도 좋다. 또한, 공진형 AE 센서에서는, 공진 주파수의 상이한 복수의 진동자(압전 소자)를 마련해 두고, 가공 조건 등에 따라 적절하게 선택하여도 좋다.In addition, although the AE sensor was illustrated and demonstrated as an elastic wave detection sensor in this embodiment, it is not limited to this structure. The elastic wave detection sensor may detect an elastic wave, for example, and may be comprised by the vibration sensor. In addition, the AE sensor may be composed of either a resonance type AE sensor capable of obtaining high sensitivity at a specific frequency, a broadband type AE sensor capable of obtaining constant sensitivity in a wide band, or a preamplifier type AE sensor with a built-in preamplifier. . In the resonance type AE sensor, a plurality of vibrators (piezoelectric elements) having different resonance frequencies may be provided and appropriately selected according to processing conditions and the like.

또한, 탄성파 검출 센서의 진동자는, 예컨대, 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산지르콘산연(Pb(Zi,Ti)O3), 리튬니오베이트(LiNbO3), 리튬탄탈레이트(LiTaO3) 등의 세라믹스로 형성된다.In addition, the vibrator of the elastic wave detection sensor, for example, barium titanate (BaTiO 3 ), lead zirconate titanate (Pb(Zi,Ti)O 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), such as ceramics is formed with

또한, 본 실시형태에서, 다이싱 테이프는, 테이프 기재에 점착층이 도포된 통상의 점착 테이프 외에, 테이프 기재에 DAF가 점착된 DAF(Dai Attach Film) 테이프여도 좋다.In addition, in this embodiment, the dicing tape may be a DAF (Dai Attach Film) tape in which the DAF is stuck to the tape base material other than the normal adhesive tape in which the adhesive layer was apply|coated to the tape base material.

또한, 본 실시형태에서는, 해석 수단이 FFT를 이용하여 탄성파의 시간축 파형을 주파수 해석하는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 해석 수단은, 탄성파의 연속적인 시간축 파형을 샘플링 시간으로 잘라 내어 주파수 해석하는 구성이면 좋고, 예컨대, DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 탄성파의 시간축 파형을 주파수 해석하여도 좋다.In addition, in this embodiment, although it was set as the structure which frequency-analyzes the time-axis waveform of an acoustic wave using FFT, the analysis means is not limited to this structure. The analysis means may be configured to perform frequency analysis by cutting out the continuous time-axis waveform of the acoustic wave by sampling time, and may perform frequency analysis of the time-axis waveform of the acoustic wave using, for example, Discrete Fourier Transform (DFT).

또한, 본 실시형태에서는, 절삭 이송 수단이 절삭 수단에 대하여 유지 테이블을 절삭 이송 방향으로 이동시키는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 절삭 이송 수단은, 유지 테이블과 절삭 수단을 상대적으로 절삭 이송 방향으로 이동시키는 구성이면 좋고, 유지 테이블에 대하여 절삭 수단을 절삭 이송 방향으로 이동시켜도 좋다.In addition, in this embodiment, although it was set as the structure in which a cutting feed means moves a holding table with respect to a cutting means in a cutting feed direction, it is not limited to this structure. The cutting feed means may be configured to relatively move the holding table and the cutting means in the cutting feed direction, and may move the cutting means relative to the holding table in the cutting feed direction.

또한, 본 실시형태에서는, 인덱싱 이송 수단이 유지 테이블에 대하여 절삭 수단을 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 인덱싱 이송 수단은, 유지 테이블과 절삭 수단을 상대적으로, 절삭 이송 방향으로 직교하는 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 구성이면 좋고, 절삭 수단에 대하여 유지 테이블을 인덱싱 이송 방향으로 이동시켜도 좋다.In addition, in this embodiment, although it was set as the structure in which the indexing feed means moves the cutting means with respect to the holding table in the indexing feed direction, it is not limited to this structure. The indexing feed means may be configured to relatively move the holding table and the cutting means in an indexing feed direction orthogonal to the cutting feed direction, and may move the holding table in the indexing feed direction with respect to the cutting means.

또한, 본 실시형태에서는, 절입 이송 수단이 유지 테이블에 대하여 절삭 수단을 절입 이송 방향으로 이동시키는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 절입 이송 수단은, 유지 테이블과 절삭 수단을 상대적으로, 피가공물의 표면에 직교하는 절입 이송 방향으로 이동시키는 구성이면 좋고, 절삭 수단에 대하여 유지 테이블을 절입 이송 방향으로 이동시켜도 좋다.In addition, in this embodiment, although the cutting feed means was set as the structure which moves a cutting means with respect to a holding table in the cutting feed direction, it is not limited to this structure. The plunging feed means should just be a structure which relatively moves a holding table and a cutting means in the plunging feed direction orthogonal to the surface of a to-be-processed object, and may move a holding table with respect to a cutting means in the plunging feed direction.

또한, 본 실시형태에서는, 탄성파 검출 센서의 진동자가 절삭 수단의 블레이드 마운트에 부착되는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 탄성파 검출 센서의 진동자는, 블레이드 커버, 스핀들 등, 절삭 블레이드의 진동이 전해지기 쉬운 부분에 설치되어 있으면 좋다.In addition, in this embodiment, although it was set as the structure in which the vibrator of an elastic wave detection sensor is attached to the blade mount of a cutting means, it is not limited to this structure. The vibrator of the elastic wave detection sensor may be provided in a portion where the vibration of the cutting blade is easily transmitted, such as a blade cover or a spindle.

또한, 본 실시형태에서는, 탄성파 검출 센서가 절삭 수단에 설치되는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 탄성파 검출 센서는 유지 테이블에 설치되어 있어도 좋다.In addition, although it was set as the structure in which the elastic wave detection sensor is provided in a cutting means in this embodiment, it is not limited to this structure. The elastic wave detection sensor may be provided on the holding table.

또한, 본 실시형태에서는, 절삭 장치로서 피가공물을 개편화하는 절삭 장치를 예시하여 설명하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 절삭 블레이드의 부착이 필요한 다른 절삭 장치에 적용 가능하고, 예컨대, 엣지 트리밍 장치 및 절삭 장치를 구비한 클러스터 장치 등의 다른 가공 장치에 적용되어도 좋다.In addition, in this embodiment, although the cutting device which separates a to-be-processed object into pieces was illustrated and demonstrated as a cutting device, it is not limited to this structure. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to other cutting devices requiring attachment of a cutting blade, and may be applied to other machining devices such as an edge trimming device and a cluster device equipped with a cutting device, for example.

또한, 가공 대상의 워크(work)로서, 가공의 종류에 따라, 예컨대, 반도체 디바이스 웨이퍼, 광 디바이스 웨이퍼, 패키지 기판, 반도체 기판, 무기 재료 기판, 산화물 웨이퍼, 생세라믹스 기판, 압전 기판 등의 각종 워크가 이용되어도 좋다. 반도체 디바이스 웨이퍼로서는, 디바이스 형성 후의 실리콘 웨이퍼나 화합물 반도체 웨이퍼가 이용되어도 좋다. 광 디바이스 웨이퍼로서는, 디바이스 형성 후의 사파이어 웨이퍼나 실리콘 카바이드 웨이퍼가 이용되어도 좋다. 또한, 패키지 기판으로서는 CSP(Chip Size Package) 기판이 이용되어도 좋고, 반도체 기판으로서는 실리콘이나 갈륨비소 등이 이용되어도 좋으며, 무기 재료 기판으로서는 사파이어, 세라믹스, 유리 등이 이용되어도 좋다. 또한, 산화물 웨이퍼로서는, 디바이스 형성 후의 또는 디바이스 형성 전의 리튬탄탈레이트, 리튬니오베이트가 이용되어도 좋다.In addition, as a work to be processed, depending on the type of processing, for example, various types of work such as a semiconductor device wafer, an optical device wafer, a package substrate, a semiconductor substrate, an inorganic material substrate, an oxide wafer, a green ceramic substrate, a piezoelectric substrate, etc. may be used. As the semiconductor device wafer, a silicon wafer or compound semiconductor wafer after device formation may be used. As the optical device wafer, a sapphire wafer or a silicon carbide wafer after device formation may be used. A CSP (Chip Size Package) substrate may be used as the package substrate, silicon or gallium arsenide may be used as the semiconductor substrate, and sapphire, ceramics, glass, or the like may be used as the inorganic material substrate. Moreover, as an oxide wafer, lithium tantalate and lithium niobate after device formation or before device formation may be used.

또한, 본 실시형태에서는, 절삭 블레이드로서, 허브 베이스에 절삭 지석을 고정시킨 허브 블레이드를 예시하여 설명하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 절삭 블레이드는, 허브레스 타입의 와셔 블레이드여도 좋다.In addition, in this embodiment, although the hub blade which fixed the cutting grindstone to the hub base was illustrated and demonstrated as a cutting blade, it is not limited to this structure. The cutting blade may be a washer blade of a hubless type.

또한, 본 실시형태에서, 유지 테이블은 흡인 척식의 테이블에 한정되지 않고, 정전 척식의 테이블이어도 좋다.In addition, in this embodiment, the holding table is not limited to a suction chuck type table, An electrostatic chuck type table may be sufficient.

또한, 본 실시형태 및 변형예를 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시형태로서, 상기 실시형태 및 변형예를 전체적으로 또는 부분적으로 조합한 것이어도 좋다.In addition, although the present embodiment and modifications have been described, as another embodiment of the present invention, a combination of the above embodiments and modifications wholly or partially may be used.

또한, 본 발명의 실시형태는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경, 치환, 변형되어도 좋다. 또한, 기술의 진보 또는 파생되는 별도 기술에 따라, 본 발명의 기술적 사상을 별도의 방법으로 실현할 수 있으면, 그 방법을 이용하여 실시되어도 좋다. 따라서, 청구범위는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 포함될 수 있는 모든 실시형태를 포괄하고 있다.In addition, embodiment of this invention is not limited to the said embodiment, You may change, substitute, and deform variously in the range which does not deviate from the meaning of the technical idea of this invention. In addition, as long as the technical idea of the present invention can be realized by a separate method according to the advancement of technology or a separate technology derived from it, it may be implemented using that method. Accordingly, the claims cover all embodiments that may be included within the scope of the technical spirit of the present invention.

또한, 본 실시형태에서는, 본 발명을 절삭 장치에 적용한 구성에 대해서 설명하였지만, 피가공물에서 검출 대상이 되는 치핑이나 크랙을 검출하는 다른 가공장치에 적용하는 것도 가능하다.In addition, in the present embodiment, the configuration in which the present invention is applied to a cutting device has been described. However, it is also possible to apply the present invention to other processing devices that detect chipping or cracks to be detected in the workpiece.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 절삭 가공 중에 피가공물에서 검출 대상이 되는 치핑이나 크랙을 검출할 수 있는 효과를 가지고, 특히, 분할 예정 라인을 따라 피가공물을 절삭하는 절삭 장치에 유용하다.As described above, the present invention has the effect of detecting chipping or cracks to be detected in the workpiece during cutting, and is particularly useful for a cutting device that cuts the workpiece along a line to be divided.

1 절삭 장치
15 유지 테이블
18 절삭 이송 수단
30 인덱싱 이송 수단
40 절삭 수단
43 절삭 블레이드
71 탄성파 검출 센서
75 제어 수단
76 해석 수단
81 커프(절삭홈)
86 치핑
W 피가공물1 cutting device
15 maintenance table
18 Cutting feed means
30 indexing conveyance
40 cutting means
43 cutting blades
71 Seismic Wave Detection Sensor
75 means of control
76 means of interpretation
81 Cuff (Cutting Groove)
86 Chipping
W Workpiece

Claims (1)

절삭 장치로서,
피가공물을 유지하는 유지 테이블과,
상기 유지 테이블 상에 유지된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 블레이드를 구비한 절삭 수단과,
상기 유지 테이블과 상기 절삭 수단을 상대적으로 절삭 이송 방향으로 이동시키는 절삭 이송 수단과,
상기 유지 테이블과 상기 절삭 수단을, 상대적으로 절삭 이송 방향과 직교하는 인덱싱 이송 방향으로 이동시키는 인덱싱 이송 수단과,
상기 절삭 장치를 제어하는 제어 수단
을 구비하며,
상기 절삭 수단 또는 상기 유지 테이블에 설치되어, 상기 절삭 블레이드가 피가공물을 절삭할 때에 발생하는 탄성파를 검출하는 탄성파 검출 센서와,
상기 탄성파 검출 센서에서 검출된, 피가공물을 절삭 가공할 때의 탄성파의 연속적인 시간축 파형으로부터 샘플링 시간(T) 간격으로 잘라 내어 주파수 해석하는 해석 수단
을 구비하고,
상기 샘플링 시간(T)은, 검출하고자 하는 절삭 후 절삭홈에 생길 수 있는 치핑 사이즈, 크랙 사이즈(절삭 이송 방향)를 W[㎛]로 하고, 상기 절삭 이송 수단의 이송 속도를 S[mm/sec]로 하면, T≤W/(S×1000)[sec]가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.A cutting device comprising:
a holding table for holding a workpiece;
cutting means having a cutting blade for cutting the workpiece held on the holding table;
cutting feed means for relatively moving the holding table and the cutting means in a cutting feed direction;
indexing feed means for moving the holding table and the cutting means in an indexing feed direction relatively perpendicular to the cutting feed direction;
control means for controlling the cutting device
is provided,
an elastic wave detection sensor installed on the cutting means or the holding table to detect an elastic wave generated when the cutting blade cuts a workpiece;
Analysis means for frequency analysis by cutting out at sampling time (T) intervals from the continuous time axis waveform of the elastic wave detected by the elastic wave detection sensor when cutting the workpiece
to provide
The sampling time (T) is the chipping size and crack size (cutting feed direction) that can occur in the cutting groove after cutting to be detected is W [㎛], and the feed rate of the cutting feed means is S [mm/sec ], a cutting device, characterized in that it is set so that T≤W/(S×1000)[sec].
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