KR20210097017A - 절삭 장치 - Google Patents
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Abstract
(과제) 절삭날의 측면의 상태를 정확하게 검출하여, 절삭 블레이드의 교환 시기, 피가공물에 형성되는 절삭홈의 상태 등의 예지의 정밀도가 우수한 절삭 장치를 제공한다.
(해결 수단) 절삭 장치는 절삭 블레이드의 절삭날을 감시하는 감시 유닛을 구비한다. 감시 유닛은, 절삭 블레이드의 절삭날을 촬상하는 촬상부와, 펄스광을 발하여 그 촬상부에 의한 촬상 영역을 조명하는 펄스 광원과, 그 촬상부가 발하는 이미지를 포착하는 카메라를 포함한다. 촬상부는, 절삭 블레이드의 절삭날의 일방의 측면을 촬상하는 제 1 촬상부와, 타방의 면을 촬상하는 제 2 촬상부와, 절삭날의 외주 단부를 촬상하는 제 3 촬상부를 포함한다.
(해결 수단) 절삭 장치는 절삭 블레이드의 절삭날을 감시하는 감시 유닛을 구비한다. 감시 유닛은, 절삭 블레이드의 절삭날을 촬상하는 촬상부와, 펄스광을 발하여 그 촬상부에 의한 촬상 영역을 조명하는 펄스 광원과, 그 촬상부가 발하는 이미지를 포착하는 카메라를 포함한다. 촬상부는, 절삭 블레이드의 절삭날의 일방의 측면을 촬상하는 제 1 촬상부와, 타방의 면을 촬상하는 제 2 촬상부와, 절삭날의 외주 단부를 촬상하는 제 3 촬상부를 포함한다.
Description
본 발명은, 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭날을 감시하는 감시 유닛을 구비한 절삭 장치에 관한 것이다.
IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 교차하는 복수의 분할 예정 라인에 의해 표면에 형성된 웨이퍼는, 절삭 블레이드를 구비한 절삭 장치에 의해 개개의 디바이스 칩으로 분할되고, 분할된 디바이스 칩은, 휴대 전화, PC 등의 전기 기기에 이용된다.
또, 절삭 블레이드의 외주에 환상으로 형성된 절삭날의 상태를 감시하는 블레이드 검출 유닛을 구비한 절삭 장치가 본 출원인으로부터 제안되어 있고 (특허문헌 1 을 참조), 그 블레이드 검출 유닛을 사용하여 절삭 블레이드의 절삭날의 상태를 검출하여 절삭 블레이드의 교환 시기를 알 수 있다.
그러나, 특허문헌 1 에 개시된 기술에서는, 절삭날을 사이에 두고 발광 소자와 카메라를 배치하고, 발광 소자로부터 조사된 광을 이용하여 절삭날의 실루엣을 감시하는 구성이기 때문에, 절삭날의 측면에 절삭 부스러기가 부착되어 있는지의 여부, 절삭날의 측면으로부터 지립 (砥粒) 의 탈락이 있는지의 여부 등의 상세한 상태를 검출할 수 없어, 절삭 블레이드의 교환 시기, 피가공물에 형성되는 절삭홈의 상태, 치핑 (날 결락) 의 상태 등의 예지 (預知) 의 정밀도가 높다고는 할 수 없어, 추가적인 개선이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 절삭날의 측면의 상태를 정확하게 검출하여, 절삭 블레이드의 교환 시기, 피가공물에 형성되는 절삭홈의 상태 등의 예지의 정밀도가 우수한 절삭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 절삭 장치로서, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭하는 절삭날이 환상으로 배치 형성된 절삭 블레이드를 포함하는 절삭 유닛과, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날을 감시하는 감시 유닛과, 모니터를 구비하고, 그 감시 유닛은, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날을 촬상하는 촬상부와, 펄스광을 발하고 그 촬상부에 의한 촬상 영역을 조명하는 펄스 광원과, 그 촬상부가 발하는 이미지를 포착하는 카메라를 구비하고, 그 촬상부는, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날의 일방의 측면을 촬상하는 제 1 촬상부와, 타방의 측면을 촬상하는 제 2 촬상부를 포함하고, 그 제 1 촬상부는, 그 절삭날의 일방의 측면에 대면하는 일방의 단면을 구비한 제 1 프리즘과, 그 제 1 프리즘의 타방의 단면에 배치 형성되는 제 1 결상 렌즈와, 그 제 1 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 1 이미지를 전달하는 제 1 광 파이버를 포함하고, 그 제 2 촬상부는, 그 절삭날의 타방의 측면에 대면하는 일방의 단면을 구비한 제 2 프리즘과, 그 제 2 프리즘의 타방의 단면에 배치 형성되는 제 2 결상 렌즈와, 그 제 2 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 2 이미지를 전달하는 제 2 광 파이버를 포함하고, 그 제 1 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 1 이미지, 및 그 제 2 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 2 이미지는, 그 카메라에 전달되어 그 모니터에 표시되는 절삭 장치가 제공된다.
바람직하게는, 그 촬상부는, 추가로 제 3 촬상부를 포함하고, 그 제 3 촬상부는, 그 절삭날의 외주 단부에 대면하는 제 3 결상 렌즈와, 그 제 3 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 3 이미지를 전달하는 제 3 광 파이버를 포함하고, 그 제 3 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 3 이미지는, 그 제 1 이미지, 및 그 제 2 이미지와 함께 그 카메라에 전달되어 그 모니터에 표시된다.
바람직하게는, 그 감시 유닛은, 그 촬상부와 그 카메라 사이에 배치 형성된 빔 스플리터를 추가로 구비하고, 그 펄스 광원이 발하는 펄스광은 그 빔 스플리터를 통하여 그 촬상부의 각 광 파이버의 타방의 단면으로부터 도입되어 그 절삭 블레이드의 절삭날의 촬상 영역에 대면하는 일방의 단면으로 유도되어, 그 촬상 영역을 조명한다. 바람직하게는, 그 감시 유닛은, 그 펄스 광원에 일단이 광학적으로 결합된 펄스광을 전달하는 조명용 광 파이버를 추가로 구비하고, 그 조명용 광 파이버에 의해 그 촬상 영역을 조명한다.
바람직하게는, 그 절삭 블레이드의 절삭날이 1 회전할 때에 그 감시 유닛이 그 절삭날을 촬상하는 횟수를 X 로 하고, 그 절삭 블레이드를 회전시키는 스핀들의 1 초간의 회전수를 Y 로 했을 때,
펄스 광원의 반복 주파수 = X × Y [㎐]
이다.
바람직하게는, 그 감시 유닛은, 그 절삭 블레이드의 절삭날을 사이에 두도록 배치 형성된 발광 소자 및 수광 소자와, 그 절삭 블레이드를 회전시키는 스핀들에 배치 형성된 로터리 인코더를 추가로 구비하고, 그 수광 소자의 수광량이 변화되었을 때에 그 로터리 인코더에 의해 검출되는 값에 대응하는 타이밍으로 그 펄스 광원으로부터 펄스광을 발하도록 제어하여, 그 수광 소자의 수광량이 변화된 영역을 그 촬상부에 의해 촬상하는 촬상 영역으로서 조명하여 촬상한다.
본 발명에 의하면, 절삭날의 측면에 절삭 부스러기가 부착되어 있는지의 여부, 절삭날의 측면으로부터의 지립의 탈락이 있는지의 여부 등의 상태를 검출할 수 있어, 절삭 블레이드의 교환 시기나, 절삭홈의 상태의 예지의 정밀도가 향상된다. 또, 절삭날의 외주 단부에 대면하는 제 3 촬상부를 배치 형성함으로써, 절삭날의 외주 단부의 상황도 감시할 수 있어, 절삭 블레이드의 교환 시기, 절삭홈의 상태, 치핑의 상태 등을 파악할 때의 예지의 정밀도가 보다 향상된다.
도 1 은, 본 발명 실시형태의 절삭 장치의 전체 사시도이다.
도 2(a) 는, 절삭 유닛의 일부를 확대하여 나타내는 사시도, 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타내는 절삭 유닛의 블레이드 커버의 가동부를 세운 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 2(b) 에 나타내는 블레이드 하우징으로부터, 촬상부 유지 블록을 취출한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 도 1 의 절삭 장치에 배치 형성된 감시 유닛 (30) 의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 감시 유닛의 제 1 촬상부, 제 2 촬상부, 및 제 3 촬상부의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 6 은, 도 4 에 나타내는 발광 소자, 및 수광 소자의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2(a) 는, 절삭 유닛의 일부를 확대하여 나타내는 사시도, 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타내는 절삭 유닛의 블레이드 커버의 가동부를 세운 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 도 2(b) 에 나타내는 블레이드 하우징으로부터, 촬상부 유지 블록을 취출한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 도 1 의 절삭 장치에 배치 형성된 감시 유닛 (30) 의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 5 는, 도 1 에 나타내는 감시 유닛의 제 1 촬상부, 제 2 촬상부, 및 제 3 촬상부의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 6 은, 도 4 에 나타내는 발광 소자, 및 수광 소자의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 본 발명 실시형태의 절삭 장치에 대해 첨부 도면을 참조하면서, 상세하게 설명한다.
도 1 에 나타내는 절삭 장치 (1) 에 의해 가공되는 피가공물은, 예를 들어, 도면에 나타내는 바와 같이, 다이싱 테이프 (T) 를 통하여 환상의 프레임 (F) 에 유지된 반도체의 웨이퍼 (W) 이다. 절삭 장치 (1) 는, 대략 직방체 형상의 하우징 (1A) 을 구비하고, 하우징 (1A) 의 카세트 재치 (載置) 영역 (4) 에 재치되는 카세트 (4A) 와, 카세트 (4A) 로부터 피가공물인 웨이퍼 (W) 를 임시 거치 테이블 (5) 에 반출하는 반출입 기구 (3) 와, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 유지 유닛 (10) 과, 임시 거치 테이블 (5) 에 반출된 웨이퍼 (W) 를 유지 유닛 (10) 의 척 테이블 (10a) 에 반송하여 재치하는 선회 아암을 갖는 반송 기구 (6) 와, 척 테이블 (10a) 상에 재치되어 유지된 웨이퍼 (W) 를 촬상하는 촬상 유닛 (11) 과, 웨이퍼 (W) 에 절삭 가공을 실시하는 절삭 유닛 (20) 과, 절삭 가공이 실시된 웨이퍼 (W) 를 척 테이블 (10a) 로부터 세정 위치에 반송하기 위한 반송 기구 (13) 와, 각종의 정보를 표시하는 모니터 (35) 와, 작업자가 가공 조건 등을 설정하기 위한 조작 패널 (14) 을 구비하고 있다.
또한, 절삭 장치 (1) 의 하우징 (1A) 의 내부에는, 유지 유닛 (10) 을 도면 중 화살표 X 로 나타내는 방향으로 이동시키는 이동 기구, 절삭 유닛 (20) 을 화살표 Y 로 나타내는 방향, 및 화살표 Z 로 나타내는 방향으로 이동시키는 이동 기구 (모두 도시는 생략한다), 및 제어 유닛 (100) (점선으로 나타낸다) 이 구비되어 있고, 제어 유닛 (100) 에 의해, 반출입 기구 (3), 반송 기구 (6), 유지 유닛 (10), 절삭 유닛 (20), 및 그것들을 이동시키는 그 이동 기구 등이 제어된다.
절삭 장치 (1) 는, 상기한 주지된 구성에 추가로, 절삭 블레이드의 절삭날을 감시하는 감시 유닛 (30) 을 구비하고 있다. 본 실시형태의 감시 유닛 (30) 의 일부는, 절삭 유닛 (20) 에 일체적으로 배치 형성되어 있다. 도 2 에 절삭 유닛 (20) 의 일부를 확대하여 나타낸다. 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 절삭 유닛 (20) 은, 절삭날 (22a) 을 구비한 절삭 블레이드 (22) 가 선단부에 고정된 스핀들 (23) 을 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 하우징 (21) 과, 하우징 (21) 의 선단에 있어서 절삭 블레이드 (22) 를 커버하는 블레이드 커버 (24) 와, 절삭 블레이드 (22) 에 의해 절삭되는 가공 부위에 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 파이프 (26) 를 구비하고 있다. 블레이드 커버 (24) 에는, 후술하는 감시 유닛 (30) 을 구성하는 촬상부 (40) 의 일부를 유지하는 촬상부 유지 블록 (25) 이 장착되어 있다. 스핀들 (23) 은, 도시되지 않은 전동 모터에 의해 회전된다. 블레이드 커버 (24) 는, 하우징 (21) 의 선단에 고정된 주부 (主部) (241) 와, 주부 (241) 에 대해 자유롭게 요동되도록 지지된 가동부 (242) 에 의해 구성되어 있다. 절삭 블레이드 (22) 를 교환하는 경우에는, 가동부 (242) 를 고정시키는 고정 나사 (242a) 를 느슨하게 하고, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이 가동부 (242) 를 화살표 R1 로 나타내는 방향으로 세워 절삭 블레이드 (22) 를 노출시키고, 스핀들 (23) 의 선단에서 절삭 블레이드 (22) 를 고정시키고 있는 고정 링 (22b) 을 제거하여 절삭 블레이드 (22) 를 교환한다.
도 1 로 되돌아와 설명을 계속하면, 카세트 (4A) 로부터 반출입 기구 (3) 에 의해 반출된 웨이퍼 (W) 는, 반송 기구 (6) 에 의해 유지 유닛 (10) 의 척 테이블 (10a) 상에 반송되어 재치되고 흡인 유지된다. 척 테이블 (10a) 에 유지된 웨이퍼 (W) 는, 촬상 유닛 (11) 에 의해 촬상되어 가공 위치 (분할 예정 라인) 가 검출되고, 절삭 유닛 (20) 의 하방에 위치되어, 촬상 유닛 (11) 에 의해 검출된 분할 예정 라인의 위치 정보에 기초하여 절삭 가공이 실시된다. 절삭 가공이 실시된 웨이퍼 (W) 는, 반송 기구 (13) 에 의해 세정 위치에 반송되어 세정, 건조 처리가 실시되고, 반송 기구 (6), 및 반출입 기구 (3) 에 의해 카세트 (4A) 의 소정의 위치로 되돌려진다.
도 3 에는, 절삭 유닛 (20) 의 블레이드 커버 (24) 로부터 촬상부 유지 블록 (25) 을 분리한 상태가 나타나 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 촬상부 유지 블록 (25) 은, 승강 부재 (252) 를 상하 방향으로부터 유지하는 상측 부재 (25a) 및 하측 부재 (25b) 를 구비하고, 승강 손잡이 (251) 를 화살표 R3 으로 나타내는 방향으로 회전시킴으로써, 회전축 (251a) 에 나사 결합된 승강 부재 (252) 를 화살표 R4 로 나타내는 방향으로 승강시킬 수 있다. 승강 부재 (252) 의 선단부에는, 절삭날 (22a) 의 상태를 촬상할 때에 절삭날 (22a) 이 위치되는 검출 공간 (252a) 이 형성되어 대략 역 U 자 형상을 이루고 있다.
또한, 도 4, 도 5 를 참조하면서, 본 실시형태의 감시 유닛 (30) 에 대해 설명한다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 감시 유닛 (30) 은, 절삭 유닛 (20) (설명의 형편상, 블레이드 커버 (24) 는 생략하고 있다) 의 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 을 촬상하는 촬상부 (40) 와, 펄스광 (L) 을 발하여 촬상부 (40) 의 촬상 영역을 조명하는 펄스 광원 (50) 과, 촬상부 (40) 가 발하는 이미지를 포착하는 카메라 (60) 를 구비하고 있다.
촬상부 (40) 는, 승강 부재 (252) 의 선단부에 수용된, 제 1 촬상부 (42) 와, 제 2 촬상부 (44) 와, 제 3 촬상부 (46) 를 포함한다. 도 5 에는, 제 1 촬상부 (42), 제 2 촬상부 (44), 및 제 3 촬상부 (46) 를 보다 구체적으로 나타내고 있다. 제 1 촬상부 (42) 는, 승강 부재 (252) 의 검출 공간 (252a) 에 절삭날 (22a) 이 위치되었을 때에, 절삭날 (22a) 의 일방의 측면에 대면하는 단면 (421a) 을 구비한 제 1 프리즘 (421) 과, 제 1 프리즘 (421) 의 타방의 단면 (421b) 에 배치 형성된 제 1 결상 렌즈 (422) 와, 제 1 결상 렌즈 (422) 에 일방의 단면 (423a) 이 연결되어 절삭날 (22a) 의 일방의 측면의 이미지를 전달하는 제 1 광 파이버 (423) 를 포함한다.
제 2 촬상부 (44) 는, 승강 부재 (252) 의 검출 공간 (252a) 에 절삭날 (22a) 이 위치되었을 때에, 절삭날 (22a) 의 타방의 측면에 대면하는 일방의 단면 (441a) 을 구비한 제 2 프리즘 (441) 과, 제 2 프리즘 (441) 의 타방의 단면 (441b) 에 배치 형성되는 제 2 결상 렌즈 (442) 와, 제 2 결상 렌즈 (442) 에 일방의 단면 (443a) 이 연결되어 절삭날 (22a) 의 타방의 측면의 이미지를 전달하는 제 2 광 파이버 (443) 를 포함한다. 즉, 제 1 프리즘 (421) 의 일방의 단면 (421a), 및 제 2 프리즘 (441) 의 일방의 단면 (441a) 은, 검출 공간 (252a) 을 사이에 두고 대향하는 위치에 배치 형성되어 있다.
제 3 촬상부 (46) 는, 승강 부재 (252) 의 검출 공간 (252a) 에 절삭날 (22a) 이 위치되었을 때에, 절삭날 (22a) 의 외주 단부에 대면하는 제 3 결상 렌즈 (462) 와, 제 3 결상 렌즈 (462) 에 일방의 단면 (463a) 이 연결되어 절삭날 (22a) 의 외주 단부의 이미지를 전달하는 제 3 광 파이버 (463) 를 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 절삭 장치 (1) 에 대해 제 1 촬상부 (42), 제 2 촬상부 (44), 제 3 촬상부 (46) 를 배치 형성했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 제 3 촬상부 (46) 를 배치 형성하지 않고, 제 1 촬상부 (42), 제 2 촬상부 (44) 만을 배치 형성한 구성으로 할 수도 있다.
도 4 로 되돌아와 설명을 계속하면, 제 1 광 파이버 (423) 의 타방의 단면 (423b), 제 2 광 파이버 (443) 의 타방의 단면 (443b), 및 제 3 광 파이버 (463) 의 타방의 단면 (463b) 은 하나로 합쳐져, 콜리메이트 렌즈 (47) 에 대면하는 위치에 배치 형성되어 있다. 또, 각 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 이미지는, 콜리메이트 렌즈 (47) 에 의해 평행해져, 빔 스플리터 (70), 및 결상 렌즈 (48) 를 사이에 두고 위치된 카메라 (60) 에 의해 촬상된다. 카메라 (60) 에 의해 촬상된 이미지는, 제어 유닛 (100) 에 배치 형성된 기억부 (110) 에 기억됨과 함께, 모니터 (35) 에 표시된다. 또한, 상기한 바와 같이, 제 1 광 파이버 (423) 의 타방의 단면 (423b), 제 2 광 파이버 (443) 의 타방의 단면 (443b), 및 제 3 광 파이버 (463) 의 타방의 단면 (463b) 은 하나로 합쳐져 있고, 각 단부로부터 발해지는 이미지 (42A, 44A, 46A) 는, 카메라 (60) 에 의해 동시에 촬상되는 점에서, 도 4 에 나타내는 바와 같이 1 장의 화상에 도입된다.
본 실시형태에서는, 빔 스플리터 (70) 의 반사면 (72) 에 집광 렌즈 (49) 를 통하여 펄스광 (L) 을 조사하는 펄스 광원 (50) 이 배치 형성되어 있다. 펄스 광원 (50) 으로는, 예를 들어, 백색 광원, 또는 스펙클 처리가 실시된 레이저 다이오드 (LD) 광원 등을 채용할 수 있다. 펄스 광원 (50) 으로부터 조사된 펄스광 (L) 은, 빔 스플리터 (70) 의 반사면 (72) 에서 반사되고, 촬상부 (40) 의 제 1 광 파이버 (423) 의 타방의 단면 (423b), 제 2 광 파이버 (443) 의 타방의 단면 (443b), 및 제 3 광 파이버 (463) 의 타방의 단면 (463b) 으로부터 도입되고, 제 1 광 파이버 (423) 의 일방의 단면 (423a), 제 2 광 파이버 (443) 의 일방의 단면 (443a), 및 제 3 광 파이버 (463) 의 일방의 단면 (463a) 으로부터 조사되어, 검출 공간 (252a) 에 위치되는 절삭날 (22a) 에 있어서의 촬상 영역을 조명한다. 이 펄스 광원 (50) 은, 제어 유닛 (100) 에 접속되어 있고, 펄스광 (L) 을 발광시키는 타이밍, 및 그 반복 주파수는, 제어 유닛 (100) 에 의해 제어된다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 펄스 광원 (50) 이 발한 펄스광 (L) 을, 촬상부 (40) 와 카메라 (60) 사이에 배치 형성한 빔 스플리터 (70) 를 통하여, 촬상부 (40) 를 구성하는 제 1 광 파이버 (423), 제 2 광 파이버 (443), 및 제 3 광 파이버 (463) 를 통하여 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 촬상 영역으로 유도하도록 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 도 4 에 점선으로 나타내는 바와 같이, 펄스 광원 (50') 으로부터 발해지는 펄스광 (L) 을, 촬상부 (40) 의 각 광 파이버와는 별도로 배치 형성된 조명용 광 파이버 (423', 443', 463') 를 통하여 검출 공간 (252a) 에 도입하고, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 촬상 영역을 조명하도록 해도 된다. 그 경우에는, 빔 스플리터 (70) 를 구비할 필요는 없다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 절삭 유닛 (20) 의 후단부에는, 스핀들 (23) 의 회전 위치를 나타내는 값 (전기 신호) 을 출력하는 로터리 인코더 (29) 를 구비하고 있다. 로터리 인코더 (29) 에 의해 출력되는 값은 제어 유닛 (100) 에 전달되고, 스핀들 (23) 의 위치, 회전 속도 등이 연산된다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (22) 의 회전 방향 (화살표 R5 로 나타낸다) 에 있어서, 승강 부재 (252) 의 상류측에, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 외주 단부를 사이에 두도록 배치 형성된 발광 소자 (82) 및 수광 소자 (84) 를 구비하고 있다 (도 4 도 함께 참조하고자 한다). 발광 소자 (82) 와 수광 소자 (84) 에 의해 검출되는 영역 (P1) 에 있어서는, 절삭날 (22a) 이 발광 소자 (82) 로부터 발해진 광의 대체로 2/3 정도를 차단하고, 나머지 1/3 정도의 광량이 수광 소자 (84) 에 의해 수광되어, 그 수광량을 나타내는 전기 신호가 제어 유닛 (100) 에 전달된다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 발광 소자 (82) 및 수광 소자 (84) 가 배치 형성된 위치와, 제 1 촬상부 (42), 제 2 촬상부 (44), 및 제 3 촬상부 (46) 가 배치 형성된 위치의 회전 방향의 각도는 α°이다.
본 실시형태의 절삭 장치 (1) 는, 대체로 상기한 바와 같은 구성을 구비하고 있고, 절삭 장치 (1) 를 사용하여, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 상태를 감시할 때의 순서, 및 그 작용에 대하여, 이하에 설명한다.
절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 상태를, 감시 유닛 (30) 을 구성하는 촬상부 (40) 에 의해 감시하기 위해, 촬상부 유지 블록 (25) 의 승강 손잡이 (251) 를 회전시키고, 승강 부재 (252) 를 하강시켜, 도 4, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 을 승강 부재 (252) 의 검출 공간 (252a) 에 위치시킨다. 이 때, 모니터 (35) 를 참조하면서 펄스 광원 (50) 을 작동시켜 승강 부재 (252) 의 위치를 조정함으로써, 촬상부 (40) 에 의해 촬상되는 촬상 영역의 원하는 위치에, 절삭날 (22a) 의 외주 단부를 위치시킬 수 있다.
이어서, 절삭 유닛 (20) 을 작동시켜, 절삭 블레이드 (22) 를 회전시킨다. 절삭 블레이드 (22) 의 스핀들 (23) 의 회전 속도는, 예를 들어 18,000 rpm 이다. 여기서, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 외주의 상태를, 절삭 블레이드 (22) 의 회전 방향에서 보아 1 도 간격으로 촬상하는 경우, 절삭 블레이드 (22) 를 1 회전시키는 동안에 촬상하는 횟수 (X) 는 360 회이다. 그리고, 1 초간당의 회전수 (Y) 는, Y = 18,000 [rpm]/60 [초] 인 점에서, 펄스 광원 (50) 을 발광시킬 때의 반복 주파수는, 이하와 같다. 또한, 이 때의 펄스광 (L) 의 펄스 폭은, 스핀들 (23) 이 1 도 회전하는 데에 걸리는 시간보다 짧은 시간의 펄스폭, 예를 들어, 1/1,000,000 [초] = 1 μ 초로 설정된다.
펄스 광원의 반복 주파수 = 360 [회] × 18,000 [rpm]/60 [초]
= 108,000 [㎐]
상기한 반복 주파수로 펄스 광원을 플래시와 같이 발광시켜 촬상부 (40) 에 의해 이미지를 촬상하고, 제어 유닛 (100) 에 기억시킨다. 그리고, 절삭 블레이드 (22) 를 1 회전시키는 동안에 기억된 360 장의 화상을 참조하여, 각 화상 각각에 기록된 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 일방의 측면 (제 1 화상 (42A)), 타방의 측면 (제 2 화상 (44A)), 외주 단부 (제 3 화상 (46A)) 의 상태를 확인한다. 또한, 제 1 화상 (42A), 제 2 화상 (44A) 의 폭은, 절삭날 (22a) 이 1 도 회전하는 경우에 이동하는 폭보다 넓은 범위를 대상으로 하고 있고, 상기한 360 장의 화상에 의해, 절삭날 (22a) 의 전체 둘레의 영역을 확인할 수 있다.
본 실시형태의 감시 유닛 (30) 에 의하면, 단순히 발광 소자와 카메라에 의해 외주 단부의 실루엣을 관찰하는 것이 아니라, 절삭날 (22a) 의 전체 둘레에 걸쳐 펄스광을 조사하여 카메라 (60) 에 의해 일방의 측면, 타방의 측면, 및 외주 단부의 이미지를 촬상하여 확인할 수 있는 점에서, 절삭날 (22a) 의 외주의 실루엣 뿐만 아니라, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 일방의 측면, 및 타방의 측면의 상태를, 예를 들어, 메인터넌스가 필요한 정도로 절삭 부스러기가 부착되어 있는지의 여부, 교환이 필요한 정도로 측면으로부터의 지립의 탈락이 있는지의 여부 등을 확인할 수 있고, 나아가서는, 제 3 촬상부 (46) 를 구비하고 있음으로써, 절삭날 (22a) 의 외주 단부의 두께 방향의 마모 상태도 확인하거나 할 수 있다. 즉, 절삭 블레이드 (22) 의 교환 시기, 절삭홈의 상태, 치핑의 상태 등을 파악할 때의 예지의 정밀도가 보다 향상된다.
본 실시형태에서는, 촬상부 (40) 에 추가로, 발광 소자 (82), 수광 소자 (84) 를 구비하고 있고, 상기한 반복 주파수 (108,000 ㎐) 와는 상이한 반복 주파수로 펄스 광원 (50) 을 작동시켜, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 의 상태를 감시할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 발광 소자 (82) 및 수광 소자 (84) 가 배치 형성된 위치와, 제 1 촬상부 (42), 제 2 촬상부 (44), 및 제 3 촬상부 (46) 가 배치 형성된 위치의 회전 방향의 각도는 α°이다 (도 6 을 참조). 여기서, 절삭 블레이드 (22) 의 스핀들 (23) 을 18,000 rpm 의 회전수로 회전시키면서, 발광 소자 (82) 로부터 조사된 광을 수광 소자 (84) 로 수광하는 경우, 절삭날 (22a) 의 외주에 결락이 없는 경우에는, 수광 소자 (84) 로 수광되는 광량에는, 거의 변화는 보이지 않는다. 이에 반해, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 발광 소자 (82), 수광 소자 (84) 에 의해 수광량이 확인되는 영역 (P1) 에 있어서, 절삭날 (22a) 에 결락 (C) 이 있는 경우에는, 순간적으로 수광량이 변화 (증대) 된다. 이 수광량의 변화를, 수광 소자 (84) 의 신호의 변화에 기초하여 제어 유닛 (100) 이 검출한 경우에, 그 검출된 타이밍에 있어서의 절삭 유닛 (20) 의 스핀들 (23) 의 회전 위치를, 로터리 인코더 (29) 에 의해 검출한다. 그리고, 로터리 인코더 (29) 에 의해 검출된 값 (전기 신호) 에 대응하는 타이밍, 즉, 수광 소자 (84) 에 의해 검출된 수광량이 급격하게 변화된 영역 (P1) 이, 촬상 유닛 (40) 에 의해 촬상되는 촬상 영역 (P2) 에 위치되는 타이밍으로 펄스 광원 (50) 을 작동시켜, 펄스광 (L) 을 그 촬상 영역에 조명하여 절삭날 (22a) 을 촬상한다. 그리고, 촬상부 (40) 에 의해 얻어진 제 1 이미지 (42A), 제 2 이미지 (44A), 제 3 이미지 (46A) 를 제어 유닛 (100) 에 전달하여, 제어 유닛 (100) 의 기억부 (110) 에 기억시킴과 함께, 모니터 (35) 에 표시한다.
상기한 바와 같이, 수광 소자 (84) 에 의해 수광되는 수광량이 급격하게 변화되는 영역 (P1) 은, 절삭 블레이드 (22) 의 절삭날 (22a) 이 손상되어 있을 개연성이 높은 영역으로, 절삭 블레이드 (22) 의 교환이 필요한지의 여부를 판단할 때에, 손상의 가능성이 높은 영역을 효율적으로 확인할 수 있다. 또한, 이 때의 펄스광 (L) 의 발광의 반복 주파수는, 18,000 [rpm]/60 [초] = 300 [㎐] 이다.
1 : 절삭 장치
1A : 하우징
3 : 반출입 기구
4 : 카세트 재치 영역
4A : 카세트
5 : 임시 거치 테이블
6 : 반송 기구
10 : 유지 유닛
10a : 척 테이블
11 : 촬상 유닛
13 : 반송 기구
14 : 조작 패널
20 : 절삭 유닛
21 : 하우징
22 : 절삭 블레이드
22a : 절삭날
22b : 고정 링
24 : 블레이드 커버
241 : 주부
242 : 가동부
25 : 촬상부 유지 블록
251 : 승강 손잡이
252 : 승강 부재
252a : 검출 공간
26 : 절삭수 공급 파이프
30 : 감시 유닛
35 : 모니터
40 : 촬상부
42 : 제 1 촬상부
421 : 제 1 프리즘
421a : 일방의 단면
421b : 타방의 단면
422 : 제 1 결상 렌즈
423 : 제 1 광 파이버
423a : 일방의 단면
423b : 타방의 단면
44 : 제 2 촬상부
441 : 제 2 프리즘
441a : 일방의 단면
441b : 타방의 단면
442 : 제 2 결상 렌즈
443 : 제 2 광 파이버
443a : 일방의 단면
443b : 타방의 단면
46 : 제 3 촬상부
462 : 제 3 결상 렌즈
463 : 제 3 광 파이버
463a : 일방의 단면
463b : 타방의 단면
47 : 콜리메이트 렌즈
48 : 결상 렌즈
49 : 집광 렌즈
50 : 펄스 광원
60 : 카메라
70 : 빔 스플리터
72 : 반사면
100 : 제어 유닛
110 : 기억부
W : 웨이퍼
T : 다이싱 테이프
F : 프레임
1A : 하우징
3 : 반출입 기구
4 : 카세트 재치 영역
4A : 카세트
5 : 임시 거치 테이블
6 : 반송 기구
10 : 유지 유닛
10a : 척 테이블
11 : 촬상 유닛
13 : 반송 기구
14 : 조작 패널
20 : 절삭 유닛
21 : 하우징
22 : 절삭 블레이드
22a : 절삭날
22b : 고정 링
24 : 블레이드 커버
241 : 주부
242 : 가동부
25 : 촬상부 유지 블록
251 : 승강 손잡이
252 : 승강 부재
252a : 검출 공간
26 : 절삭수 공급 파이프
30 : 감시 유닛
35 : 모니터
40 : 촬상부
42 : 제 1 촬상부
421 : 제 1 프리즘
421a : 일방의 단면
421b : 타방의 단면
422 : 제 1 결상 렌즈
423 : 제 1 광 파이버
423a : 일방의 단면
423b : 타방의 단면
44 : 제 2 촬상부
441 : 제 2 프리즘
441a : 일방의 단면
441b : 타방의 단면
442 : 제 2 결상 렌즈
443 : 제 2 광 파이버
443a : 일방의 단면
443b : 타방의 단면
46 : 제 3 촬상부
462 : 제 3 결상 렌즈
463 : 제 3 광 파이버
463a : 일방의 단면
463b : 타방의 단면
47 : 콜리메이트 렌즈
48 : 결상 렌즈
49 : 집광 렌즈
50 : 펄스 광원
60 : 카메라
70 : 빔 스플리터
72 : 반사면
100 : 제어 유닛
110 : 기억부
W : 웨이퍼
T : 다이싱 테이프
F : 프레임
Claims (7)
- 절삭 장치로서,
피가공물을 유지하는 척 테이블과,
그 척 테이블에 유지된 그 피가공물을 절삭하는 절삭날이 환상으로 배치 형성된 절삭 블레이드를 포함하는 절삭 유닛과,
그 절삭 블레이드의 그 절삭날을 감시하는 감시 유닛과,
모니터를 구비하고,
그 감시 유닛은, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날을 촬상하는 촬상부와, 펄스광을 발하고 그 촬상부에 의한 촬상 영역을 조명하는 펄스 광원과, 그 촬상부가 발하는 이미지를 포착하는 카메라를 구비하고,
그 촬상부는, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날의 일방의 측면을 촬상하는 제 1 촬상부와, 타방의 측면을 촬상하는 제 2 촬상부를 포함하고,
그 제 1 촬상부는, 그 절삭날의 일방의 측면에 대면하는 일방의 단면을 구비한 제 1 프리즘과, 그 제 1 프리즘의 타방의 단면에 배치 형성되는 제 1 결상 렌즈와, 그 제 1 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 1 이미지를 전달하는 제 1 광 파이버를 포함하고,
그 제 2 촬상부는, 그 절삭날의 타방의 측면에 대면하는 일방의 단면을 구비한 제 2 프리즘과, 그 제 2 프리즘의 타방의 단면에 배치 형성되는 제 2 결상 렌즈와, 그 제 2 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 2 이미지를 전달하는 제 2 광 파이버를 포함하고,
그 제 1 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 1 이미지, 및 그 제 2 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 2 이미지는, 그 카메라에 전달되어 그 모니터에 표시되는, 절삭 장치. - 제 1 항에 있어서,
그 촬상부는, 추가로 제 3 촬상부를 포함하고,
그 제 3 촬상부는, 그 절삭날의 외주 단부에 대면하는 제 3 결상 렌즈와, 그 제 3 결상 렌즈에 일방의 단면이 연결되어 제 3 이미지를 전달하는 제 3 광 파이버를 포함하고, 그 제 3 광 파이버의 타방의 단면으로부터 발해지는 그 제 3 이미지는, 그 제 1 이미지, 및 그 제 2 이미지와 함께 그 카메라에 전달되어 그 모니터에 표시되는, 절삭 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 감시 유닛은, 그 촬상부와 그 카메라 사이에 배치 형성된 빔 스플리터를 추가로 구비하고, 그 펄스 광원이 발하는 펄스광은 그 빔 스플리터를 통하여 그 촬상부에 배치 형성된 각 광 파이버의 타방의 단면으로부터 도입되어 그 절삭 블레이드의 절삭날의 촬상 영역에 대면하는 일방의 단면으로 유도되어, 그 촬상 영역을 조명하는, 절삭 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 감시 유닛은, 그 펄스 광원에 일단이 광학적으로 결합된 펄스광을 전달하는 조명용 광 파이버를 추가로 구비하고, 그 조명용 광 파이버에 의해 그 촬상 영역을 조명하는, 절삭 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 감시 유닛에 의해 촬상된 그 절삭 블레이드의 그 절삭날의 이미지를 기억하는 기억부를 갖는 제어 유닛을 추가로 구비한, 절삭 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
그 절삭 블레이드의 그 절삭날이 1 회전할 때에 그 감시 유닛이 그 절삭날을 촬상하는 횟수를 X 로 하고, 그 절삭 블레이드를 회전시키는 스핀들의 1 초간의 회전수를 Y 로 했을 때,
펄스 광원의 반복 주파수 = X × Y [㎐]
인, 절삭 장치. - 제 5 항에 있어서,
그 감시 유닛은, 그 절삭 블레이드의 그 절삭날을 사이에 두도록 배치 형성된 발광 소자 및 수광 소자와, 그 절삭 블레이드를 회전시키는 스핀들에 배치 형성된 로터리 인코더를 추가로 구비하고,
그 수광 소자의 수광량이 변화되었을 때에 그 로터리 인코더에 의해 검출되는 값에 대응하는 타이밍으로 그 펄스 광원으로부터 펄스광을 발하도록 그 제어 유닛에 의해 제어하여, 그 수광 소자의 수광량이 변화된 영역을 그 촬상부에 의해 촬상하는 촬상 영역으로서 조명하여 촬상하는, 절삭 장치.
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