KR20190135915A - 워터 제트 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 워터 제트 가공 장치에 분사 노즐이 장착된 후에도, 장착된 분사 노즐을 특정하는 것이 가능한 워터 제트 가공 장치를 제공한다.
(해결 수단) 피가공물에 가압된 액체를 분사하는 분사 노즐을 구비하는 분사 유닛과, 분사 노즐의 직경 또는 면적을 판정하는 노즐 판정부를 구비하고, 분사 유닛은, 모터의 회전수에 따라 액체를 가압하는 펌프를 갖고, 노즐 판정부는, 소정의 압력으로 액체를 분사 노즐의 분사구로부터 분사하기 위해 필요한 모터의 회전수가, 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억된 모터 회전수 기억부와, 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 액체를 분사하였을 때의 모터의 회전수로부터, 액체를 분사한 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적을 판정하는 판정부와, 판정부의 판정 결과를 알리는 알림부를 구비하는 워터 제트 가공 장치.

Description

워터 제트 가공 장치{WATER JET MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 가압된 액체를 분사함으로써 피가공물을 가공하는 워터 제트 가공 장치에 관한 것이다.
기판 상에 배치된 디바이스 칩을 수지로 이루어지는 봉지재 (몰드 수지) 로 피복하여 이루어지는 패키지 기판이나, 복수의 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼 등으로 대표되는 판상의 피가공물의 분할에는, 주로 원환상의 절삭 블레이드가 장착된 절삭 장치가 사용된다. 절삭 장치에 구비된 척 테이블에 피가공물을 유지한 상태에서, 절삭 블레이드를 회전시켜 피가공물에 절입시킴으로써, 피가공물을 절단할 수 있다.
피가공물에 금속이 함유되는 경우, 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭하면, 그 금속이 절삭 블레이드와 접촉하여 잡아 늘여져, 수염상의 버가 발생하는 경우가 있다. 이 버는 피가공물의 분할에 의해 얻어지는 칩의 품질 저하를 초래하기 때문에, 피가공물을 분할할 때에는 버의 발생을 최대한 억제하는 것이 요망된다.
버의 발생을 억제하기 위해, 워터 제트 가공 장치를 사용하여 피가공물을 분할하는 수법이 제안되어 있다. 이 워터 제트 가공 장치는, 물을 펌프로 가압하여 피가공물을 향하여 분사함으로써 피가공물의 일부를 제거하는 등의 가공을 실시한다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에는, 패키지 기판의 스트리트 (분할 예정 라인) 를 따라 고압수를 분사함으로써, 패키지 기판을 복수의 칩으로 분할하는 수법이 개시되어 있다.
또, 피가공물의 절삭에 절삭 블레이드를 사용하면서, 절삭 가공에 의해 발생한 버를 워터 제트로 제거하는 수법도 제안되어 있다. 특허문헌 3 에는, 고압수를 분사하는 버 제거 노즐이 절삭 블레이드와 인접하는 위치에 형성되고, 절삭 블레이드로 피가공물을 절삭하여 형성한 절삭 홈을 향하여 고압수를 분사함으로써 버를 제거하는 가공 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2004-130401호 일본 공개특허공보 2012-109327호 일본 공개특허공보 2016-157722호
워터 제트 가공 장치에는, 분사구로부터 고압수를 피가공물을 향하여 분사하는 분사 노즐이 장착된다. 이 분사 노즐의 분사구의 형상이나 직경은, 가공 영역의 크기, 가공 영역의 형상, 피가공물의 재질 등 다양한 가공 조건에 따라 설정되기 때문에, 가공 조건이 변경되면 분사 노즐의 교환이 필요해진다.
이 분사 노즐의 교환은, 워터 제트 가공 장치를 조작하는 오퍼레이터에 의해 실시되는데, 오퍼레이터가 장착해야 할 분사 노즐을 틀린 경우, 잘못된 분사 노즐에 의해 가공이 실시되어, 피가공물이 적절히 가공되지 않고 불량품이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 분사 노즐의 교환을 실시한 후, 워터 제트 가공 장치에 적절한 분사 노즐이 장착되어 있는지의 여부를 확인함으로써, 잘못된 분사 노즐에 의한 가공을 방지하는 것이 바람직하다.
그러나, 분사 노즐은 다수의 부품이 복잡하게 배치된 워터 제트 가공 장치의 내부에 장착된다. 그 때문에, 일단 분사 노즐을 워터 제트 가공 장치에 장착한 후에는, 그 분사 노즐의 종류나 분사구의 직경 등을 확인하는 것은 곤란하였다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 워터 제트 가공 장치에 분사 노즐이 장착된 후에도, 장착된 분사 노즐을 특정하는 것이 가능한 워터 제트 가공 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 피가공물을 유지하는 척 테이블에 유지된 그 피가공물에 가압된 액체를 분사하는 분사 노즐이 착탈 가능하게 장착되는 분사 유닛과, 그 척 테이블과 그 분사 노즐을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 분사 노즐의 직경 또는 면적을 판정하는 노즐 판정부를 구비하고, 그 분사 유닛은, 모터의 회전수에 따라 그 액체를 가압하는 펌프를 갖고, 그 노즐 판정부는, 소정의 압력으로 그 액체를 그 분사 노즐의 분사구로부터 분사하기 위해 필요한 그 모터의 회전수가, 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억된 모터 회전수 기억부와, 그 모터 회전수 기억부에 기억된 정보를 참조하여, 그 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 그 액체를 분사하였을 때의 그 모터의 회전수로부터, 그 액체를 분사한 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적을 판정하는 판정부와, 그 판정부의 판정 결과를 알리는 알림부를 구비하는 워터 제트 가공 장치가 제공된다.
또한, 바람직하게는, 그 분사 노즐 판정부는, 그 분사 노즐의 종류가 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억된 노즐 종류 기억부를 추가로 구비하고, 그 판정부는, 그 노즐 종류 기억부에 기억된 정보를 참조하여, 그 모터의 회전수로부터 판정된 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적으로부터 추가로 그 노즐의 종류를 판정하고, 그 알림부는, 그 판정부에 의해 판정된 그 노즐의 종류를 알린다.
또, 바람직하게는, 그 워터 제트 가공 장치는 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭 블레이드로 절삭하는 절삭 유닛을 추가로 구비한다.
또, 바람직하게는, 그 펌프는 플런저 펌프이고, 그 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 그 액체를 분사하였을 때의 그 모터의 회전수는, 그 모터와 접속된 인버터에 입력되는 신호에 의해 지정되는 그 모터의 회전수, 또는 그 모터와 접속된 인코더에 의해 검출되는 그 모터의 회전수이다.
본 발명의 일 양태에 관련된 워터 제트 가공 장치는, 액체를 가압하는 펌프와 접속된 모터의 회전수에 기초하여, 워터 제트 가공 장치에 장착된 분사 노즐을 특정하는 노즐 판정부를 구비한다. 이로써, 워터 제트 가공 장치에 적절한 분사 노즐이 장착되어 있는지의 여부를 확인할 수 있고, 잘못된 분사 노즐에 의해 피가공물이 가공되어 가공 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 워터 제트 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2(A) 는 프레임 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 2(B) 는 피가공물을 나타내는 확대 사시도이다.
도 3 은 워터 제트 유닛을 나타내는 일부 단면 측면도이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는 분사 노즐을 나타내는 정면도이다.
도 5 는 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터의 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 워터 제트 가공 장치의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 7 은 절삭 유닛에 의한 가공의 모습을 나타내는 일부 단면 정면도이다.
도 8 은 워터 제트 유닛에 의한 가공의 모습을 나타내는 일부 단면 정면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 실시형태를 설명한다. 도 1 은 본 실시형태에 관련된 워터 제트 가공 장치 (2) 를 나타내는 사시도이다. 워터 제트 가공 장치 (2) 는, 절삭 블레이드에 의해 피가공물을 절삭함과 함께, 가압된 액체를 피가공물에 분사하여 피가공물을 가공한다. 또한, 도 1 에서는 워터 제트 가공 장치 (2) 의 구성의 일부를 블록으로 나타내고 있다.
워터 제트 가공 장치 (2) 는, 워터 제트 가공 장치 (2) 를 구성하는 각 구성 요소를 지지하는 기대 (4) 를 구비한다. 기대 (4) 의 전방의 모서리부에는 개구 (4a) 가 형성되어 있고, 이 개구 (4a) 내에는 승강 기구 (도시 생략) 에 의해 승강되는 카세트 지지대 (6) 가 형성되어 있다. 카세트 지지대 (6) 의 상면에는, 복수의 피가공물을 수용하는 카세트 (8) 가 탑재된다. 또한, 도 1 에서는 설명의 편의상, 카세트 (8) 의 윤곽만을 나타내고 있다.
피가공물은, 환상 프레임에 지지된 상태에서 카세트 (8) 내에 수용된다. 도 2(A) 는 피가공물 (11) 이 환상 프레임 (19) 에 의해 지지된 프레임 유닛 (21) 을 나타내는 사시도이다.
피가공물 (11) 은, 평면에서 봤을 때에 사각형상으로 형성된 판상의 기판 (13) 과, 기판 (13) 의 표면 (13a) 측에 배치된 복수의 디바이스 칩 (도시 생략) 을 구비하는 패키지 기판이다. 기판 (13) 의 표면 (13a) 측에는, 복수의 디바이스 칩을 봉지하는 수지층 (몰드 수지) (15) 이 형성되어 있다. 또한, 여기서는 일례로서 피가공물 (11) 이 패키지 기판인 경우에 대해 설명하지만, 피가공물 (11) 의 종류에 제한은 없다. 예를 들어, 피가공물 (11) 은 표면에 IC (Integrated Circuit) 등의 디바이스가 형성된 반도체 웨이퍼 등이어도 된다.
기판 (13) 의 이면 (13b) 측에는, 기판 (13) 의 이면 (13b) 전체를 덮는 것이 가능한 직경을 갖는 원형의 점착 테이프 (17) 가 첩부된다. 점착 테이프 (17) 의 외주를 따라 환상 프레임 (19) 을 첩부함과 함께, 기판 (13) 의 이면 (13b) 측을 점착 테이프 (17) 의 중앙부에 첩부함으로써, 피가공물 (11), 점착 테이프 (17) 및 환상 프레임 (19) 으로 이루어지는 프레임 유닛 (21) 이 구성되고, 피가공물 (11) 은 수지층 (15) 이 상방으로 노출된 상태에서 환상 프레임 (19) 에 지지된다. 단, 기판 (13) 의 이면 (13b) 측이 상방으로 노출되도록 수지층 (15) 을 점착 테이프 (17) 에 첩부해도 된다.
도 2(B) 는 피가공물 (11) 을 나타내는 확대 사시도이다. 피가공물 (11) 은, 서로 교차하도록 격자상으로 배열된 복수의 스트리트 (분할 예정 라인) (23) 에 의해 복수의 영역으로 구획되어 있다. 피가공물 (11) 을 스트리트 (23) 를 따라 분할하여 개편화 (個片化) 함으로써, 각각 디바이스 칩을 포함하는 복수의 패키지 디바이스가 얻어진다.
또, 수지층 (15) 의 표면 (15a) 측에는, 스트리트 (23) 를 따라 평면에서 봤을 때에 타원상의 복수의 오목부 (캐비티) (15b) 가 형성되어 있다. 오목부 (15b) 는, 그 장축 방향이 스트리트 (23) 의 길이 방향과 수직인 방향을 따르도록 배치되어 있고, 오목부 (15b) 의 깊이는 수지층 (15) 의 두께보다 작다.
수지층 (15) 의 내부에는, 수지층 (15) 에 의해 덮여진 디바이스 칩과 접속된 금속 (전극) 이 배치되어 있고, 수지층 (15) 의 표면 (15a) 측에 오목부 (15b) 를 형성하면, 오목부 (15b) 의 내벽 및 바닥면에서 그 금속이 노출된다. 이 노출된 금속은, 피가공물 (11) 이 복수의 패키지 디바이스로 분할되고, 개개의 패키지 디바이스가 다른 실장 기판에 실장될 때, 실장 기판측에 형성된 단자와 접속되는 접속용의 전극으로서 기능한다.
도 1 에 나타내는 카세트 지지대 (6) 의 측방에는, 길이 방향이 X 축 방향 (전후 방향, 가공 이송 방향) 을 따르도록 사각형의 개구 (4b) 가 형성되어 있다. 개구 (4b) 내에는, 볼 나사식의 X 축 이동 기구 (10) 와, X 축 이동 기구 (10) 의 상부를 덮는 테이블 커버 (12) 및 방진 방적 (防滴) 커버 (14) 가 배치되어 있다. X 축 이동 기구 (10) 는, 테이블 커버 (12) 에 의해 덮여진 X 축 이동 테이블 (도시 생략) 을 구비하고 있고, 이 X 축 이동 테이블을 X 축 방향으로 이동시킨다.
카세트 지지대 (6) 의 측방에 근접하는 위치에는, 피가공물 (11) 을 임시 배치하기 위한 임시 배치 기구 (16) 가 형성되어 있다. 임시 배치 기구 (16) 는, 예를 들어, Y 축 방향 (좌우 방향, 산출 이송 방향) 에 평행한 상태를 유지하면서 서로 접근 및 이격하는 1 쌍의 가이드 레일 (16a, 16b) 을 포함한다. 1 쌍의 가이드 레일 (16a, 16b) 은, 카세트 (8) 로부터 꺼내어진 피가공물 (11) 을 X 축 방향으로 사이에 끼워 소정의 위치에 맞춘다.
X 축 이동 테이블의 상면에는, 피가공물 (11) 을 흡인 유지하는 척 테이블 (18) 이 테이블 커버 (12) 로부터 노출되도록 형성되어 있다. 이 척 테이블 (18) 은 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 에 연결되어 있고, Z 축 방향 (연직 방향) 에 대체로 평행한 회전축의 둘레로 회전한다. 또, 척 테이블 (18) 은 X 축 이동 기구 (10) 에 의해 X 축 이동 테이블이나 테이블 커버 (12) 와 함께 X 축 방향으로 이동한다.
척 테이블 (18) 의 상면은, 피가공물 (11) 을 흡인 유지하는 유지면 (18a) 을 구성한다. 유지면 (18a) 은, X 축 방향 및 Y 축 방향에 대하여 대체로 평행하게 형성되어 있고, 척 테이블 (18) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 등을 통하여 이젝터 등의 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다.
척 테이블 (18) 의 주위에는, 피가공물 (11) 을 지지하는 환상 프레임 (19) (도 2(A) 참조) 을 사방으로부터 고정시키기 위한 4 개의 클램프 (20) 가 형성되어 있다. 또, 개구 (4b) 에 인접하는 영역에는, 피가공물 (11) 을 척 테이블 (18) 등에 반송하는 반송 유닛 (도시 생략) 이 배치되어 있다.
척 테이블 (18) 의 상방에는, 환상의 절삭 블레이드에 의해 피가공물 (11) 을 절삭하는 절삭 유닛 (22) 과, 가압된 액체를 피가공물 (11) 에 분사하는 워터 제트 유닛 (24) 이 형성되어 있다. 또, 기대 (4) 의 상면에는, 절삭 유닛 (22) 과 워터 제트 유닛 (24) 을 지지하기 위한 문형의 지지 구조 (26) 가, 개구 (4b) 에 걸쳐지도록 배치되어 있다.
지지 구조 (26) 의 전면 (前面) 상부에는, 절삭 유닛 (22) 을 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동시키는 이동 유닛 (28a) 과, 워터 제트 유닛 (24) 을 Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 이동시키는 이동 유닛 (28b) 이 형성되어 있다.
이동 유닛 (28a) 은 Y 축 이동 플레이트 (32a) 를, 이동 유닛 (28b) 은 Y 축 이동 플레이트 (32b) 를 각각 구비한다. Y 축 이동 플레이트 (32a) 및 Y 축 이동 플레이트 (32b) 는, 지지 구조 (26) 의 전면에 Y 축 방향을 따라 배치된 1 쌍의 Y 축 가이드 레일 (30) 에 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
Y 축 이동 플레이트 (32a) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Y 축 가이드 레일 (30) 에 대하여 대체로 평행한 방향을 따르도록 형성된 Y 축 볼 나사 (34a) 가 나사 결합되어 있다. 또, Y 축 이동 플레이트 (32b) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Y 축 가이드 레일 (30) 에 대하여 대체로 평행한 방향을 따르도록 형성된 Y 축 볼 나사 (34b) 가 나사 결합되어 있다.
Y 축 볼 나사 (34a, 34b) 의 일단부에는 각각, Y 축 펄스 모터 (36) 가 연결되어 있다. Y 축 볼 나사 (34a) 와 연결된 Y 축 펄스 모터 (36) 에 의해 Y 축 볼 나사 (34a) 를 회전시킴으로써, Y 축 이동 플레이트 (32a) 가 Y 축 가이드 레일 (30) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다. 또, Y 축 볼 나사 (34b) 와 연결된 Y 축 펄스 모터 (36) 에 의해 Y 축 볼 나사 (34b) 를 회전시킴으로써, Y 축 이동 플레이트 (32b) 가 Y 축 가이드 레일 (30) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다.
Y 축 이동 플레이트 (32a) 의 표면 (전면) 측에는, 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (38a) 이 Z 축 방향을 따라 형성되어 있고, Y 축 이동 플레이트 (32b) 의 표면 (전면) 측에는, Z 축 방향을 따라 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (38b) 이 형성되어 있다. 또, 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (38a) 에는 Z 축 이동 플레이트 (40a) 가 슬라이드 가능하게 장착되고, 1 쌍의 Z 축 가이드 레일 (38b) 에는 Z 축 이동 플레이트 (40b) 가 슬라이드 가능하게 장착되어 있다.
Z 축 이동 플레이트 (40a) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Z 축 가이드 레일 (38a) 에 대하여 대체로 평행한 방향을 따르도록 형성된 Z 축 볼 나사 (42a) 가 나사 결합되어 있다. Z 축 볼 나사 (42a) 의 일단부에는 Z 축 펄스 모터 (44) 가 연결되어 있고, 이 Z 축 펄스 모터 (44) 에 의해 Z 축 볼 나사 (42a) 를 회전시킴으로써, Z 축 이동 플레이트 (40a) 가 Z 축 가이드 레일 (38a) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.
Z 축 이동 플레이트 (40b) 의 이면측 (후면측) 에는 너트부 (도시 생략) 가 형성되어 있고, 이 너트부에는 Z 축 가이드 레일 (38b) 에 대하여 대체로 평행한 방향을 따르도록 형성된 Z 축 볼 나사 (42b) 가 나사 결합되어 있다. Z 축 볼 나사 (42b) 의 일단부에는 Z 축 펄스 모터 (44) 가 연결되어 있고, 이 Z 축 펄스 모터 (44) 에 의해 Z 축 볼 나사 (42b) 를 회전시킴으로써, Z 축 이동 플레이트 (40b) 가 Z 축 가이드 레일 (38b) 을 따라 Z 축 방향으로 이동한다.
Z 축 이동 플레이트 (40a) 의 하부에는 절삭 유닛 (22) 이 형성되어 있다. 절삭 유닛 (22) 에 인접하는 위치에는, 척 테이블 (18) 에 의해 흡인 유지된 피가공물 (11) 등을 촬상하기 위한 촬상 유닛 (카메라) (46a) 이 형성되어 있다. 또, Z 축 이동 플레이트 (40b) 의 하부에는 워터 제트 유닛 (24) 이 형성되어 있다. 워터 제트 유닛 (24) 에 인접하는 위치에는, 척 테이블 (18) 에 의해 흡인 유지된 피가공물 (11) 등을 촬상하기 위한 촬상 유닛 (카메라) (46b) 이 형성되어 있다.
이동 유닛 (28a) 에 의해 절삭 유닛 (22) 및 촬상 유닛 (46a) 의 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치가 제어되고, 이동 유닛 (28b) 에 의해 워터 제트 유닛 (24) 및 촬상 유닛 (46b) 의 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치가 제어된다. 즉, 절삭 유닛 (22) 의 위치와 워터 제트 유닛 (24) 의 위치는 각각 독립적으로 제어된다.
개구 (4b) 의 측방의 개구 (4a) 와는 반대측에 위치하는 영역에는, 개구 (4c) 가 형성되어 있다. 개구 (4c) 내에는 피가공물 (11) 을 세정하기 위한 세정 유닛 (48) 이 배치되어 있고, 척 테이블 (18) 상에서 소정의 가공이 실시된 피가공물 (11) 은, 세정 유닛 (48) 에 의해 세정된다.
절삭 유닛 (22) 에 장착된 환상의 절삭 블레이드 (도시 생략) 를 회전시켜 피가공물 (11) 에 절입시킴으로써, 피가공물 (11) 의 절삭 가공을 실시할 수 있다. 구체적으로는, 절삭 유닛 (22) 은, 척 테이블 (18) 의 유지면 (18a) 에 대하여 대체로 평행한 방향으로 축심을 취하는 스핀들을 구비하고 있고, 이 스핀들의 선단부에는 환상의 절삭 블레이드가 장착되어 있다. 절삭 블레이드는, 예를 들어 다이아몬드 지립을 니켈 도금으로 고정시킨 전주 (電鑄) 지석에 의해 구성된다.
스핀들은 모터 등의 회전 구동원과 연결되어 있고, 스핀들에 장착된 절삭 블레이드는 회전 구동원으로부터 전달되는 힘에 의해 회전한다. 절삭 블레이드를 회전시켜 척 테이블 (18) 에 유지된 피가공물 (11) 에 절입시키고, 피가공물 (11) 과 절삭 블레이드를 X 축 방향 (가공 이송 방향) 을 따라 상대적으로 이동시킴으로써, 피가공물 (11) 이 절삭된다.
또, 가압된 액체를 워터 제트 유닛 (24) 으로부터 피가공물 (11) 을 향하여 분사함으로써, 피가공물 (11) 의 일부의 제거나, 피가공물 (11) 에 형성된 금속의 버 제거 등의 가공을 실시할 수 있다. 또한, 워터 제트 유닛 (24) 을 사용한 버의 제거에 대해서는 후술한다.
도 3 은 워터 제트 유닛 (24) 을 나타내는 일부 단면 측면도이다. 워터 제트 유닛 (24) 에는, 가압된 액체 (52) 를 하방을 향하여 분사하는 착탈 가능한 분사 노즐 (50) 이 장착된다. 분사 노즐 (50) 은, 액체를 가압하여 공급하는 펌프 유닛 (60) (도 1 참조) 과 접속되어 있고, 펌프 유닛 (60) 으로부터 공급된 액체가 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 로부터 피가공물 (11) 을 향하여 분사됨으로써, 피가공물 (11) 이 가공된다.
또, 워터 제트 유닛 (24) 은 분사 노즐 (50) 의 하부를 덮는 커버 (54) 를 구비한다. 커버 (54) 는, 내부가 공동 (空洞) 인 반구상 (공기그릇형) 으로 형성되어 있고, 커버 (54) 의 평면에서 봤을 때에 중앙에 위치하는 영역 (정상부) 에는 개구 (54a) 가 형성되어 있다. 이 개구 (54a) 에는 분사 노즐 (50) 이 삽입되고, 커버 (54) 는 원환상의 가장자리 (54b) 가 척 테이블 (18) 의 유지면 (18a) 과 대향하도록 분사 노즐 (50) 에 장착된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 분사 노즐 (50) 로부터 액체 (52) 를 분사하여 피가공물 (11) 을 가공할 때, 커버 (54) 는 피가공물 (11) 의 피가공 영역을 덮도록 위치된다. 그 때문에, 가공에 의해 발생한 미스트나 가공 찌꺼기의 비산이 커버 (54) 에 의해 방지된다. 또한, 커버 (54) 의 형상은, 미스트나 가공 찌꺼기의 비산을 방지 가능하면 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 커버 (54) 는 내부가 공동인 원뿔상으로 형성되어 있어도 된다.
또, 커버 (54) 에는 개구 (54a) 와는 상이한 위치에 개구 (54c) 가 형성되어 있고, 개구 (54c) 는 커버 (54) 의 외측에 형성된 튜브 (56) 의 일단과 접속되어 있다. 이 튜브 (56) 의 타단은 흡인원 (도시 생략) 과 접속되어 있고, 피가공물 (11) 의 가공에 의해 커버 (54) 의 내부에서 발생한 미스트나 가공 찌꺼기는 튜브 (56) 를 통하여 흡인 제거된다.
또한, 분사 노즐 (50) 의 위치는 도 1 에 나타내는 이동 유닛 (28b) 에 의해 제어할 수 있다. 이동 유닛 (28b) 을 제어함으로써, 척 테이블 (18) 과 분사 노즐 (50) 을 상대적으로 이동시킬 수 있다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 워터 제트 유닛 (24) 은 펌프 유닛 (60) 과 접속되어 있다. 펌프 유닛 (60) 은, 물 등의 액체를 가압하여 워터 제트 유닛 (24) 의 분사 노즐 (50) 에 공급한다. 또한, 펌프 유닛 (60) 은 제어부 (80) 와 접속되어 있고, 펌프 유닛 (60) 의 동작은 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
펌프 유닛 (60) 은, 액체를 가압하는 펌프 (62) 를 구비한다. 펌프 (62) 는, 탱크 등에 의해 구성되는 액체 공급원 (72) 과 접속되어 있고, 액체 공급원 (72) 으로부터 공급되는 물 등의 액체가 펌프 (62) 에 의해 가압된다.
또한, 펌프 (62) 는 유량 제어 유닛 (64) 을 통하여 액체 공급원 (72) 과 접속되어 있고, 이 유량 제어 유닛 (64) 에 의해 액체 공급원 (72) 으로부터 펌프 (62) 에 공급되는 액체의 유량이 제어된다. 유량 제어 유닛 (64) 은 제어부 (80) 와 접속되어 있고, 유량 제어 유닛 (64) 의 동작은 제어부 (80) 에 의해 제어된다.
구체적으로는, 제어부 (80) 는 유량 제어 유닛 (64) 과 접속된 유량 제어부 (82) 를 구비한다. 유량 제어부 (82) 는, 액체 공급원 (72) 으로부터 펌프 (62) 에 액체가 소정의 유량으로 공급되도록, 유량 제어 유닛 (64) 의 동작을 제어한다. 또, 액체 공급원 (72) 으로부터 펌프 (62) 에 액체를 공급할지의 여부도, 유량 제어 유닛 (64) 에 의해 제어할 수 있다.
또, 펌프 (62) 는 모터 (66) 와 접속되어 있고, 모터 (66) 의 회전수에 따라 유량 제어 유닛 (64) 으로부터 공급된 액체의 압력을 제어한다. 이와 같이 모터 (66) 의 회전수에 따라 액체를 가압하는 펌프 (62) 로는, 예를 들어 플런저 펌프를 사용할 수 있다.
또, 모터 (66) 에는 인버터 (68) 가 접속되어 있고, 인버터 (68) 는 제어부 (80) 로부터 입력되는 신호에 따라 모터 (66) 의 회전수를 제어한다. 구체적으로는, 제어부 (80) 는 인버터 (68) 와 접속된 가압 제어부 (84) 를 구비하고, 가압 제어부 (84) 는 인버터 (68) 에 모터 (66) 의 회전수 (주파수) 를 지정하는 신호를 출력한다. 이 신호가 인버터 (68) 에 입력되면, 인버터 (68) 는 가압 제어부 (84) 에 의해 지정된 회전수 (지령 주파수) 로 모터 (66) 를 회전시킨다.
그리고, 인버터 (68) 에 의해 제어된 모터 (66) 의 회전수에 따라, 펌프 (62) 는 액체를 소정의 압력으로 가압한다. 그 결과, 소정 압력의 액체가 워터 제트 유닛 (24) 의 분사 노즐 (50) (도 3 참조) 에 공급되고, 분사구 (50a) 로부터 피가공물 (11) 을 향하여 액체 (52) 가 분사된다.
또한, 모터 (66) 에는 인코더 (70) 가 접속되어 있고, 인코더 (70) 에 의해 모터 (66) 의 회전수가 검출된다. 인코더 (70) 에 의해 검출된 모터 (66) 의 회전수는, 제어부 (80) 에 출력된다.
워터 제트 유닛 (24) 으로부터 피가공물 (11) 에 가압된 액체 (52) 를 분사할 때에는, 먼저, 액체 공급원 (72) 으로부터 유량 제어 유닛 (64) 을 통하여 펌프 (62) 에 액체가 소정의 유량으로 공급됨과 함께, 모터 (66) 의 회전수가 인버터 (68) 에 의해 제어된다. 그리고, 펌프 (62) 는 액체를 모터 (66) 의 회전수에 따른 압력으로 가압한다. 또한, 이 때의 모터 (66) 의 회전수는 인코더 (70) 에 의해 검출되어, 제어부 (80) 에 출력된다. 그리고, 펌프 (62) 에 의해 소정의 압력으로 가압된 액체가 워터 제트 유닛 (24) 에 공급된다.
이와 같이, 워터 제트 유닛 (24) 및 펌프 유닛 (60) 에 의해, 액체 공급원 (72) 으로부터 공급된 액체를 가압하여 척 테이블 (18) 에 유지된 피가공물 (11) 에 액체를 분사하는 유닛 (분사 유닛) 이 구성된다.
또한, 카세트 지지대 (6) 를 승강시키는 승강 기구, X 축 이동 기구 (10), 척 테이블 (18), 반송 유닛 (도시 생략), 절삭 유닛 (22), 이동 유닛 (28a, 28b), 촬상 유닛 (46a, 46b), 세정 유닛 (48) 등의 구성 요소도 제어부 (80) 와 접속되어 있고, 제어부 (80) 에 의해 그 동작이 제어된다.
워터 제트 유닛 (24) 에 의해 피가공물 (11) 을 가공할 때, 가공 조건 (가공 영역의 크기, 가공 영역의 형상, 피가공물 (11) 의 재질 등) 에 따라, 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 의 형상이나 직경의 변경이 필요해지는 경우가 있다. 이 경우, 오퍼레이터에 의해 분사 노즐 (50) 을 교환하는 작업이 실시되는데, 오퍼레이터가 장착해야 할 분사 노즐 (50) 을 틀리면, 잘못된 분사 노즐 (50) 에 의해 피가공물 (11) 이 가공되어, 가공 불량이 발생할 우려가 있다.
본 실시형태에 관련된 워터 제트 가공 장치 (2) 는, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 종류를 판별하는 노즐 판정부 (90) 를 구비한다. 분사 노즐 (50) 을 교환한 후, 노즐 판정부 (90) 에 의해 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 종류를 확인함으로써, 잘못된 분사 노즐 (50) 에 의해 피가공물 (11) 이 가공되어 가공 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
분사 노즐 (50) 의 종류는, 예를 들어 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적에 의해 구별할 수 있다. 도 4(A) 는 분사 노즐 (50) 의 일례인 분사 노즐 (100) 을 나타내는 정면도이고, 도 4(B) 는 분사 노즐 (50) 의 다른 예인 분사 노즐 (102) 을 나타내는 정면도이다. 분사 노즐 (100) 과 분사 노즐 (102) 은, 그 분사구의 직경이 상이하다.
분사 노즐 (100) 은, 액체가 분사되는 원형의 분사구 (100a) 를 구비하고, 분사구 (100a) 는 분사 노즐 (100) 의 내부에 형성된 유로 (100b) 를 통하여 펌프 유닛 (60) (도 1 참조) 과 접속된다. 분사 노즐 (102) 도 동일하게, 액체가 분사되는 원형의 분사구 (102a) 를 구비하고, 분사구 (102a) 는 분사 노즐 (102) 의 내부에 형성된 유로 (102b) 를 통하여 펌프 유닛 (60) (도 1 참조) 과 접속된다.
분사 노즐 (102) 의 분사구 (102a) 의 직경은, 분사 노즐 (100) 의 분사구 (100a) 의 직경보다 크다. 구체적으로는, 분사구 (100a) 는 직경 φ1 ＝ 0.25 ㎜ 의 원형으로 형성되어 있고, 분사구 (102a) 는 직경 φ2 ＝ 0.30 ㎜ 의 원형으로 형성되어 있다.
분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력은, 펌프 유닛 (60) 이 구비하는 펌프 (62) 에 의한 액체의 가압 정도에 의해 결정되며, 펌프 (62) 에 의한 가압은 모터 (66) 의 회전수에 의해 제어된다. 요컨대, 분사 노즐로부터 소정 압력의 액체를 분사하기 위해서는, 그 압력에 대응하는 소정의 회전수로 모터 (66) 를 회전시킬 필요가 있다. 단, 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계는, 분사 노즐의 종류에 따라 상이하다.
도 5 는 직경이 φ1 ＝ 0.25 ㎜ 의 분사구 (100a) 를 구비하는 분사 노즐 (100) 과, 직경이 φ2 ＝ 0.30 ㎜ 의 분사구 (102a) 를 구비하는 분사 노즐 (102) 의 각각에 대해, 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수 (주파수) 의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5 에는, 분사 노즐로부터 액체를 소정의 압력 (0 ㎫ 내지 70 ㎫) 으로 분사하기 위해 필요한 모터 (66) 의 회전수를 나타내고 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계는, 분사 노즐의 분사구의 직경에 따라 상이하다. 그 때문에, 미리 분사구의 직경마다 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계를 기록해 두고, 분사 노즐이 교환되었을 때에 교환 후의 분사 노즐로부터 액체를 소정의 압력으로 분사시키고, 그 때의 모터 (66) 의 회전수를 검출함으로써, 분사구의 직경을 특정하여, 분사 노즐의 종류를 판정할 수 있다.
또한, 분사 노즐의 종류는 분사 노즐의 직경 이외에 의해 판정해도 된다. 예를 들어, 분사구의 면적마다 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계를 기록해 두고, 분사 노즐의 분사구의 면적을 특정함으로써 분사 노즐의 종류를 판정할 수도 있다.
도 1 에 나타내는 제어부 (80) 는, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 종류를 판정하는 노즐 판정부 (90) 를 구비한다. 그리고, 노즐 판정부 (90) 는, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 로부터 액체를 소정의 압력으로 분사시켰을 때의 모터 (66) 의 회전수에 기초하여 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적을 특정하여, 분사 노즐 (50) 의 종류를 판정한다. 구체적으로는, 노즐 판정부 (90) 는, 분사 노즐로부터 분사되는 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계가 기억된 모터 회전수 기억부 (92) 와, 분사 노즐의 종류가 기억된 노즐 종류 기억부 (94) 를 구비한다.
모터 회전수 기억부 (92) 에는, 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 액체를 분사하기 위해 필요한 모터 (66) 의 회전수가, 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억되어 있다. 즉, 도 5 에 나타내는 바와 같은 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수의 관계가 모터 회전수 기억부 (92) 에 기억된다. 모터 회전수 기억부 (92) 에 기억되는 데이터는, 예를 들어, 분사구의 직경 또는 면적이 상이한 복수의 분사 노즐로부터 액체를 분사하고, 그 때의 액체의 압력과 모터 (66) 의 회전수를 기록하는 실험을 미리 실시함으로써 취득한다.
노즐 종류 기억부 (94) 에는, 복수의 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적과, 그 직경 또는 면적을 갖는 분사 노즐의 종류가 기억되어 있다. 분사 노즐의 종류로는, 예를 들어 분사 노즐의 명칭, 식별 기호, 분류 기호 등을 사용할 수 있다. 또한, 도 1 에서는 모터 회전수 기억부 (92) 와 노즐 종류 기억부 (94) 가 독립적으로 형성되어 있지만, 모터 회전수 기억부 (92) 와 노즐 종류 기억부 (94) 는 단일의 기억부에 의해 구성되어 있어도 된다.
또한, 노즐 판정부 (90) 는, 모터 회전수 기억부 (92) 및 노즐 종류 기억부 (94) 에 기억된 정보를 참조하여, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적과, 분사 노즐 (50) 의 종류를 판정하는 판정부 (96) 를 구비한다.
판정부 (96) 에는, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착되어 있는 분사 노즐 (50) 로부터 액체를 소정의 압력 (지정 압력) 으로 분사시켰을 때의 모터 (66) 의 회전수 (입력 회전수) 가 입력된다. 이 입력 회전수는, 예를 들어 가압 제어부 (84) 로부터 판정부 (96) 에 입력된다. 또한, 입력 회전수는, 가압 제어부 (84) 로부터 인버터 (68) 에 출력되는 신호에 의해 지정되는 모터 (66) 의 회전수 (지령 주파수) 와 동일하다.
또한, 분사 노즐 (50) 로부터 액체가 소정의 압력 (지정 압력) 으로 분사되고 있는지의 여부는, 예를 들어, 펌프 (62) 에 의해 가압된 액체의 압력을 압력 측정기로 측정함으로써 확인할 수 있다. 이 압력 측정기는, 예를 들어 펌프 (62) 로부터 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 에 이르는 액체의 유로에 설치된다. 그리고, 판정부 (96) 는 입력 회전수에 기초하여, 모터 회전수 기억부 (92) 에 기억된 정보를 참조하여 분사 노즐 (50) 의 직경 또는 면적을 판별한다.
예를 들어, 모터 회전수 기억부 (92) 에 도 5 에 나타내는 압력과 모터의 회전수의 관계가 기억되어 있는 경우를 생각한다. 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 종류를 판별할 때에는, 판정부 (96) 는 모터 회전수 기억부 (92) 에 기억된 정보를 참조하여, 가압 제어부 (84) 로부터 입력된 입력 회전수에 기초하여 분사 노즐 (50) 이 도 5 에 나타내는 2 종류의 분사 노즐 중 어느 쪽인지를 특정한다.
구체적으로는, 도 5 에 나타내는 2 종류의 분사 노즐에 대해, 액체 공급원 (72) 으로부터 일정한 유량으로 공급되는 액체를 지정 압력으로 분사하기 위해 필요한 모터의 회전수 (참조 회전수) 를 각각 참조한다. 그리고, 2 종류의 참조 회전수 각각과 입력 회전수가 일치하는지의 여부 (또는, 2 종류의 참조 회전수 각각과 입력 회전수의 차가 일정 이하인지의 여부) 를 판정함으로써, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착되어 있는 분사 노즐 (50) 이 2 종류의 분사 노즐 중 어느 쪽에 속하는지를 특정한다. 이로써, 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 의 직경이 판정부 (96) 에 의해 판정된다 (제 1 판정 스텝).
또, 판정부 (96) 에는, 모터 (66) 와 접속된 인코더 (70) 에 의해 검출된 모터 (66) 의 회전수가 입력된다. 판정부 (96) 는, 가압 제어부 (84) 로부터 출력되는 모터 (66) 의 회전수 대신에, 인코더 (70) 에 의해 검출된 모터 (66) 의 회전수를 사용하여 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적을 판정해도 된다. 이 경우, 실제의 모터 (66) 의 회전수에 기초하여 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적이 특정되고, 가압 제어부 (84) 로부터 판정부 (96) 로의 모터 (66) 의 회전수의 입력은 생략할 수 있다.
다음으로 판정부 (96) 는, 노즐 종류 기억부 (94) 에 기억된 정보를 참조하여, 제 1 판정 스텝에서 판정된 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적으로부터 분사 노즐 (50) 의 종류를 판정한다 (제 2 판정 스텝). 예를 들어, 노즐 종류 기억부 (94) 에는 복수의 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적과, 이들 분사 노즐의 식별 기호가 관련지어진 상태에서 기억되어 있다. 이 경우, 판정부 (96) 는 상기 제 1 판정 스텝에서 판정한 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적과, 노즐 종류 기억부 (94) 에 기억된 복수의 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적을 비교한다.
그리고, 판정부 (96) 는, 노즐 종류 기억부 (94) 에 기억된 복수의 분사 노즐 중, 그 직경 또는 면적이 제 1 판정 스텝에서 판정한 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적과 일치하는 분사 노즐 (또는, 직경 또는 면적의 차가 일정 이하인 분사 노즐) 을 특정하고, 그 분사 노즐의 종류 (식별 기호) 를 특정한다. 이로써, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착되어 있는 분사 노즐 (50) 의 종류가 판정된다.
판정부 (96) 에 의해 판정된 분사 노즐 (50) 의 종류는, 판정부 (96) 로부터 알림부 (98) 에 출력되고, 알림부 (98) 에 의해 오퍼레이터에게 알려진다. 알림부 (98) 는, 예를 들어 워터 제트 가공 장치 (2) 에 구비된 모니터에 의해 구성된다.
도 6 은 워터 제트 가공 장치 (2) 의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 워터 제트 가공 장치 (2) 의 구성 요소의 일부는 커버 (110) 에 의해 덮여져 있고, 커버 (110) 의 측면측에는 사용자 인터페이스가 되는 터치 패널식의 모니터 (112) 가 형성되어 있다. 모니터 (112) 의 동작은 제어부 (80) (도 1 참조) 에 의해 제어된다.
판정부 (96) 에 의해 판정된 분사 노즐 (50) 의 종류는, 모니터 (112) 에 표시된다. 이로써, 오퍼레이터는 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 의 종류를 확인할 수 있다.
또한, 상기에서는 알림부 (98) 에 분사 노즐 (50) 의 종류가 표시되는 경우에 대해 설명하였지만, 알림부 (98) 에는 분사 노즐 (50) 의 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적을 표시해도 된다. 이 경우, 판정부 (96) 는 제 1 판정 스텝의 실시 후, 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적의 정보를 알림부 (98) 에 출력하고, 알림부 (98) 는 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적을 표시한다. 이와 같이 알림부 (98) 에 분사구 (50a) 의 직경 또는 면적을 표시하는 경우에는, 노즐 종류 기억부 (94) 및 제 2 판정 스텝을 생략할 수 있다.
또, 알림부 (98) 로서 모니터 (112) 이외의 기기를 사용해도 된다. 예를 들어, 커버 (110) 의 상면측에 형성된 표시등 (114) 이 분사 노즐 (50) 의 종류를 알려도 된다. 이 경우, 표시등 (114) 의 점등색이나 점등 패턴 등에 의해 분사 노즐 (50) 의 종류가 표현된다. 또한, 표시등 (114) 의 동작은 제어부 (80) (도 1 참조) 에 의해 제어된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 워터 제트 가공 장치 (2) 는, 액체를 가압하는 펌프 (62) 와 접속된 모터 (66) 의 회전수에 기초하여, 워터 제트 유닛 (24) 에 장착된 분사 노즐 (50) 을 특정하는 노즐 판정부 (90) 를 구비한다. 이로써, 워터 제트 유닛 (24) 에 적절한 분사 노즐 (50) 이 장착되어 있는지를 확인할 수 있어, 잘못된 분사 노즐 (50) 에 의해 피가공물 (11) 이 가공되어 가공 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 워터 제트 가공 장치 (2) 에 구비된 워터 제트 유닛 (24) 은, 단독으로 피가공물 (11) 을 가공해도 되고, 절삭 유닛 (22) 과 함께 피가공물 (11) 을 가공해도 된다. 이하, 절삭 유닛 (22) 과 워터 제트 유닛 (24) 의 양방을 사용하여, 도 2(B) 에 나타내는 피가공물 (11) 을 가공하는 예에 대해 설명한다.
도 7 은 절삭 유닛 (22) 에 의한 가공의 모습을 나타내는 일부 단면 정면도이다. 척 테이블 (18) 의 상면은 피가공물 (11) 을 흡인 유지하는 유지면 (18a) 을 구성하고 있고, 유지면 (18a) 은 척 테이블 (18) 의 내부에 형성된 흡인로 (도시 생략) 등을 통하여 흡인원 (도시 생략) 에 접속되어 있다.
척 테이블 (18) 의 상방에는, 피가공물 (11) 을 절삭하기 위한 절삭 유닛 (22) 이 배치된다. 절삭 유닛 (22) 은, 유지면 (18a) 에 대하여 대체로 평행한 방향으로 축심을 취하는 스핀들 (120) 을 구비하고 있고, 스핀들 (120) 의 선단부에는 환상의 절삭 블레이드 (122) 가 장착되어 있다. 또, 스핀들 (120) 은 모터 등의 회전 구동원 (도시 생략) 과 연결되어 있고, 스핀들 (120) 에 장착된 절삭 블레이드 (122) 는 회전 구동원으로부터 전달되는 힘에 의해 회전한다.
피가공물 (11) 을 가공할 때에는, 먼저, 척 테이블 (18) 의 유지면 (18a) 상에 점착 테이프 (17) 를 개재하여 피가공물 (11) 을 배치함과 함께, 환상 프레임 (19) 을 클램프 (20) 에 의해 고정시킨다. 이 상태에서 흡인원의 부압을 유지면 (18a) 에 작용시킴으로써, 피가공물 (11) 이 점착 테이프 (17) 를 개재하여 척 테이블 (18) 에 의해 흡인 유지된다.
다음으로, 스핀들 (120) 을 회전시켜, 절삭 블레이드 (122) 를 수지층 (15) 의 표면 (15a) 측으로 절입시킨다. 그리고, 척 테이블 (18) 을 유지면 (18a) 과 대체로 평행하고 스핀들 (120) 의 축심과 대체로 수직인 방향 (가공 이송 방향) 으로 이동시킴으로써, 피가공물 (11) 과 절삭 블레이드 (122) 를 스트리트 (23) (도 2(B) 참조) 를 따라 상대적으로 이동시킨다. 이로써, 피가공물 (11) 에는 스트리트 (23) 를 따라 직선상의 절삭 홈 (11a) 이 형성된다.
또한, 수지층 (15) 의 표면 (15a) 측에는 스트리트 (23) 를 따라 오목부 (15b) 가 형성되어 있고, 오목부 (15b) 의 내부에서는 수지층 (15) 에 덮여진 디바이스 칩 (도시 생략) 과 접속된 금속이 노출되어 있다. 또, 절삭 블레이드 (122) 는, 그 하단이 오목부 (15b) 의 바닥보다 하측이고, 또한 기판 (13) 의 이면 (13b) 보다 상측에 배치되도록 위치된다. 그 때문에, 절삭 홈 (11a) 의 깊이는 오목부 (15b) 의 깊이보다 크고, 또한 피가공물 (11) 의 두께보다 작아져, 피가공물 (11) 은 완전히는 절단되지 않은 상태가 된다.
이와 같이 스트리트 (23) 를 따라 피가공물 (11) 을 절삭하면, 오목부 (15b) 의 내부에서 노출된 금속이 절삭 블레이드 (122) 와 접촉하여 잡아 늘여지고, 피가공물 (11) 의 절삭에 의해 생긴 면 (절삭면) 에 금속으로 이루어지는 수염상의 버가 발생하는 경우가 있다. 이 버가 오목부 (15b) 의 내부에 잔류하면, 이후의 공정에서 오목부 (15b) 의 내부에서 노출된 금속을 다른 금속 (실장 기판의 접속 단자 등) 과 접속시킬 때의 장해가 될 수 있기 때문에, 버는 제거되는 것이 바람직하다. 그래서, 절삭 블레이드 (122) 로 피가공물 (11) 을 절삭한 후, 워터 제트 유닛 (24) 에 의해 절삭 홈 (11a) 의 내부에 잔류한 버를 제거한다.
도 8 은 워터 제트 유닛 (24) 에 의한 가공의 모습을 나타내는 일부 단면 정면도이다. 피가공물 (11) 에 절삭 홈 (11a) 을 형성한 후, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 워터 제트 유닛 (24) 이 구비하는 분사 노즐 (50) 을 분사구 (50a) 가 절삭 홈 (11a) 상에 배치되도록 위치시킨다. 그리고, 펌프 유닛 (60) (도 1 참조) 으로부터 워터 제트 유닛 (24) 에 가압된 액체를 공급함으로써, 분사구 (50a) 로부터 절삭 홈 (11a) 을 향하여 액체 (52) 가 소정의 압력으로 분사된다.
이로써, 오목부 (15b) 의 내부에 잔류한 버가 액체 (52) 에 의해 날려 버려져 제거된다. 또한, 워터 제트 유닛 (24) 에 의한 버의 제거는, 피가공물 (11) 이 완전히는 절단되지 않은 상태에서 실시된다. 그 때문에, 가압된 액체 (52) 의 분사에 의해 피가공물 (11) 의 개편이 점착 테이프 (17) 로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
워터 제트 유닛 (24) 의 이동은, 이동 유닛 (28b) (도 1 참조) 에 의해 절삭 유닛 (22) 과는 독립적으로 제어된다. 그 때문에, 가압된 액체 (52) 를 분사하는 위치는 자유롭게 설정할 수 있다. 예를 들어, 절삭 블레이드 (122) 에 의해 하나의 절삭 홈 (11c) 이 형성된 후, 워터 제트 유닛 (24) 을 그 절삭 홈 (11c) 을 따라 상대적으로 이동시켜, 절삭 홈 (11c) 에 액체 (52) 를 분사하여 버를 제거할 수 있다.
단, 버의 제거를 실시하는 타이밍이 상기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 모든 스트리트 (23) 를 따라 절삭 홈 (11a) 을 형성한 후에 버의 제거를 합쳐서 실시해도 된다. 또, 절삭 유닛 (22) 에 의해 하나의 절삭 홈 (11c) 을 절삭함과 동시에, 워터 제트 유닛 (24) 을 이미 형성되어 있는 다른 절삭 홈 (11c) 을 따라 상대적으로 이동시켜 버의 제거를 실시해도 된다. 이 경우, 피가공물 (11) 의 절삭과 버의 제거를 동시 진행으로 실시할 수 있다.
워터 제트 유닛 (24) 에 의한 버의 제거가 완료된 후, 절삭 유닛 (22) 을 사용하여, 피가공물 (11) 을 스트리트 (23) 를 따라 추가로 절삭한다. 이 때 절삭 블레이드 (122) 는, 하단이 기판 (13) 의 이면 (13b) 보다 하측에 배치되도록 위치된다. 이로써, 피가공물 (11) 이 스트리트 (23) 를 따라 분할된다. 이 절삭을 모든 스트리트 (23) 를 따라 실시함으로써, 피가공물 (11) 이 복수의 패키지 디바이스로 분할된다.
또한, 워터 제트 유닛 (24) 에 의해 버를 제거할 때에는, 피가공물 (11) 의 재질이나 두께, 절삭 홈 (11c) 의 형상이나 깊이 등에 기초하여 적절한 분사 노즐 (50) 을 선택하여 워터 제트 유닛 (24) 에 장착한다. 이 때, 도 1 에 나타내는 노즐 판정부 (90) 에 의해 적절한 분사 노즐 (50) 이 장착되어 있는지를 확인함으로써, 버의 제거를 적절히 실시할 수 있다.
그 밖에 상기 실시형태에 관련된 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
2 : 워터 제트 가공 장치
4 : 기대
4a : 개구
4b : 개구
4c : 개구
6 : 카세트 지지대
8 : 카세트
10 : X 축 이동 기구
12 : 테이블 커버
14 : 방진 방적 커버
16 : 임시 배치 기구
16a, 16b : 가이드 레일
18 : 척 테이블
18a : 유지면
20 : 클램프
22 : 절삭 유닛
24 : 워터 제트 유닛
26 : 지지 구조
28a, 28b : 이동 유닛
30 : Y 축 가이드 레일
32a, 32b : Y 축 이동 플레이트
34a, 34b : Y 축 볼 나사
36 : Y 축 펄스 모터
38a, 38b : Z 축 가이드 레일
40a, 40b : Z 축 이동 플레이트
42a, 42b : Z 축 볼 나사
44 : Z 축 펄스 모터
46a, 46b : 촬상 유닛
48 : 세정 유닛
50 : 분사 노즐
50a : 분사구
52 : 액체
54 : 커버
54a : 개구
54b : 가장자리
54c : 개구
56 : 튜브
60 : 펌프 유닛
62 : 펌프
64 : 유량 제어 유닛
66 : 모터
68 : 인버터
70 : 인코더
72 : 액체 공급원
80 : 제어부
82 : 유량 제어부
84 : 가압 제어부
90 : 노즐 판정부
92 : 모터 회전수 기억부
94 : 노즐 종류 기억부
96 : 판정부
98 : 알림부
100 : 분사 노즐
100a : 분사구
100b : 유로
102 : 분사 노즐
102a : 분사구
102b : 유로
110 : 커버
112 : 모니터
114 : 표시등
120 : 스핀들
122 : 절삭 블레이드
11 : 피가공물
11a : 절삭 홈
13 : 기판
13a : 표면
13b : 이면
15 : 수지층
15a : 표면
15b : 오목부
17 : 점착 테이프
19 : 환상 프레임
21 : 프레임 유닛
23 : 스트리트

Claims (4)

  1. 피가공물을 유지하는 척 테이블에 유지된 그 피가공물에 가압된 액체를 분사하는 분사 노즐이 착탈 가능하게 장착되는 분사 유닛과, 그 척 테이블과 그 분사 노즐을 상대적으로 이동시키는 이동 유닛과, 그 분사 노즐의 직경 또는 면적을 판정하는 노즐 판정부를 구비하고,
    그 분사 유닛은,
    모터의 회전수에 따라 그 액체를 가압하는 펌프를 갖고,
    그 노즐 판정부는,
    소정의 압력으로 그 액체를 그 분사 노즐의 분사구로부터 분사하기 위해 필요한 그 모터의 회전수가, 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억된 모터 회전수 기억부와,
    그 모터 회전수 기억부에 기억된 정보를 참조하여, 그 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 그 액체를 분사하였을 때의 그 모터의 회전수로부터, 그 액체를 분사한 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적을 판정하는 판정부와,
    그 판정부의 판정 결과를 알리는 알림부를 구비하는, 워터 제트 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    그 분사 노즐 판정부는, 그 분사 노즐의 종류가 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적마다 기억된 노즐 종류 기억부를 추가로 구비하고,
    그 판정부는, 그 노즐 종류 기억부에 기억된 정보를 참조하여, 그 모터의 회전수로부터 판정된 그 분사 노즐의 분사구의 직경 또는 면적으로부터 추가로 그 노즐의 종류를 판정하고,
    그 알림부는, 그 판정부에 의해 판정된 그 노즐의 종류를 알리는, 워터 제트 가공 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭 블레이드로 절삭하는 절삭 유닛을 추가로 구비하는, 워터 제트 가공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    그 펌프는 플런저 펌프이고,
    그 분사 노즐로부터 소정의 압력으로 그 액체를 분사하였을 때의 그 모터의 회전수는, 그 모터와 접속된 인버터에 입력되는 신호에 의해 지정되는 그 모터의 회전수, 또는 그 모터와 접속된 인코더에 의해 검출되는 그 모터의 회전수인, 워터 제트 가공 장치.
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