TW202332537A - 切削裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種作業性良好的切削裝置。 [解決手段]一種切削裝置2，具備：工作夾台4，保持板狀的被加工物W；切削組件6，對已保持在工作夾台4之被加工物W施行切削加工；X軸進給組件32，將工作夾台4與切削組件6在X軸方向上相對地加工進給；Y軸進給組件34，將工作夾台4與切削組件6在Y軸方向上相對地分度進給；Z軸進給組件36，將工作夾台4與切削組件6在Z軸方向上相對地切入進給；載置工作台38，供被加工物W載置；及搬送組件40，將已載置於載置工作台38之被加工物W保持並搬送至工作夾台4。載置工作台38包含第一工作台54與第二工作台56，該第一工作台54供切削加工前的被加工物W載置，前述第二工作台56在X軸方向上相鄰於第一工作台54而配設，且供切削加工後的被加工物W載置。切削裝置2更具備使第一、第二工作台54、56在Z軸方向上升降之升降組件72、與使第一、第二工作台54、56在X軸方向上移動並定位到搬送組件40的搬送路徑之定位組件74。

Description

切削裝置
本發明是有關於一種切削裝置，前述切削裝置具備保持板狀的被加工物之工作夾台、與對已保持在工作夾台之被加工物施行切削加工之切削組件。
將IC、LSI等複數個器件藉由分割預定線來區劃且形成在正面之晶圓，可藉由切削裝置來分割成一個個的器件晶片，且經分割之各器件晶片可在行動電話、個人電腦等的電氣機器上利用。
又，陶瓷基板、鐵氧體基板等也是被切削裝置分割成晶片(參照例如專利文獻1)。
專利文獻1所揭示之切削裝置大致是由工作夾台、切削組件、載置區域、搬出單元與搬送組件所構成，前述工作夾台保持板狀的被加工物，前述切削組件對已保持在工作夾台之被加工物施行切削加工，前述載置區域供被加工物載置，前述搬出單元將切削加工後的被加工物搬出，前述搬送組件具有搬送墊，前述搬送墊將切削加工前的被加工物從載置區域搬送至工作夾台，並且將切削加工後的被加工物從工作夾台搬送至搬出單元。
在此切削裝置中，因為是形成為藉由使切削組件移動之移動組件來讓搬送墊移動，所以並未設置有僅用於使搬送墊移動之專用的移動組件。從而，上述切削裝置儘管是簡單的構成，仍然可以除了切削加工之外，還自動地進行被加工物的搬送。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2019-111628號公報
發明欲解決之課題
但是，在專利文獻1所揭示之切削裝置中，因為將供切削加工前的被加工物載置之區域設置在切削裝置的正面，且將切削加工後的被加工物所搬出之區域設置在切削裝置的側面，所以會有作業性較差的問題。
又，操作人員必須將被加工物一片片地載置到載置區域，也有不勝其煩的問題。
本發明之課題是提供一種作業性良好的切削裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明，可提供一種解決上述課題之以下的切削裝置。亦即，可提供「一種切削裝置，具備：工作夾台，保持板狀的被加工物；及切削組件，對已保持在該工作夾台之被加工物施行切削加工，前述切削裝置具備：X軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在X軸方向上相對地加工進給；Y軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向之Y軸方向上相對地分度進給；Z軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向以及Y軸方向之Z軸方向上相對地切入進給；載置工作台，供被加工物載置；及搬送組件，將已載置在該載置工作台之被加工物保持，並朝Y軸方向以及Z軸方向移動來搬送至該工作夾台， 該載置工作台包含：第一工作台，供切削加工前的被加工物載置；及第二工作台，在X軸方向上相鄰於該第一工作台而配設，且供切削加工後的被加工物載置， 前述切削裝置具備：升降組件，使該第一工作台與該第二工作台在Z軸方向上升降；及定位組件，使該第一工作台與該第二工作台在X軸方向上移動來定位到該搬送組件的搬送路徑」。
較佳的是，在該第一工作台以及該第二工作台上配設有支撐部，前述支撐部以可以將被加工物重疊載置的方式支撐被加工物的外周。
所期望的是，該搬送組件具備保持被加工物的保持墊、及一端連結於該保持墊且另一端連結於該切削組件之臂，且藉由該Y軸進給組件以及該Z軸進給組件使該保持墊朝Y軸方向以及Z軸方向移動。
較理想的是，該臂的一端與該保持墊呈裝卸自如地連結，且前述切削裝置具備放置該保持墊之保持墊工作台。被加工物亦可為矩形的板狀物。 發明效果
本發明的切削裝置由於是具備保持板狀的被加工物之工作夾台、及對已保持在該工作夾台之被加工物施行切削加工之切削組件的切削裝置，且具備：X軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在X軸方向上相對地加工進給；Y軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向之Y軸方向上相對地分度進給；Z軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向以及Y軸方向之Z軸方向上相對地切入進給；載置工作台，供被加工物載置；及搬送組件，將已載置在該載置工作台之被加工物保持，並朝Y軸方向以及Z軸方向移動來搬送至該工作夾台，該載置工作台包含：第一工作台，供切削加工前的被加工物載置；及第二工作台，在X軸方向上相鄰於該第一工作台而配設，且供切削加工後的被加工物載置，前述切削裝置具備：升降組件，使該第一工作台與該第二工作台在Z軸方向上升降；及定位組件，使該第一工作台與該第二工作台在X軸方向上移動來定位到該搬送組件的搬送路徑，因此操作人員可以在將切削加工前的被加工物載置到第一工作台之後於不用移動的情形下，從第二工作台回收切削加工後的被加工物，使作業性良好。
用以實施發明之形態
以下，針對依照本發明所構成之切削裝置的較佳實施形態一面參照圖式一面進行說明。
(切削裝置2) 如圖1所示，切削裝置2具備保持板狀的被加工物W之工作夾台4、與對已保持在工作夾台4之被加工物W施行切削加工之切削組件6。
(工作夾台4) 若將圖2和圖1一起參照來說明，切削裝置2具備有在X軸方向上移動自如地支撐在基台8的上表面之X軸可動板10、與固定在X軸可動板10的上表面之支柱12。並且，上述工作夾台4是旋轉自如地裝設在支柱12的上端。又，在工作夾台4的下方配置有罩蓋板14。
再者，X軸方向是圖1中以箭頭X表示之方向。又，在圖1以箭頭Y表示之Y軸方向是正交於X軸方向之方向，在圖1以箭頭Z表示之Z軸方向是正交於X軸方向以及Y軸方向之上下方向。X軸方向以及Y軸方向所規定之XY平面實質上呈水平。
在工作夾台4的上端部分配置有已連接到吸引組件(未圖示)之多孔質的吸附夾頭16。並且，在工作夾台4中，藉由以吸引組件在吸附夾頭16的上表面生成吸引力，而吸引保持已被載放到吸附夾頭16的上表面之被加工物W。又，工作夾台4藉由內置於支柱12之工作夾台用馬達(未圖示)，而以Z軸方向作為軸心來旋轉。
(切削組件6) 如圖3所示，在基台8的上表面設置有支撐切削組件6之支撐壁18。切削組件6包含在Y軸方向上移動自如地支撐在支撐壁18之Y軸可動構件20、在Z軸方向上升降自如地支撐在Y軸可動構件20之Z軸可動構件22、與固定在Z軸可動構件22之主軸殼體24。
在主軸殼體24中支撐有主軸26，前述主軸26被支撐成以Y軸方向為軸心而旋轉自如，且在主軸26的前端固定有切削被加工物W之環狀的切削刀片28。又，在主軸殼體24中設置有使主軸26旋轉的馬達(未圖示)、與用於檢測應施行切削加工之區域的拍攝組件30。
如圖1所示，切削裝置2更具備：X軸進給組件32，將工作夾台4與切削組件6在X軸方向上相對地加工進給；Y軸進給組件34，將工作夾台4與切削組件6在Y軸方向上相對地分度進給；Z軸進給組件36，將工作夾台4與切削組件6在Z軸方向上相對地切入進給；載置工作台38，供被加工物W載置；及搬送組件40，將已載置於載置工作台38之被加工物W保持，並朝Y軸方向以及Z軸方向移動來搬送至工作夾台4。
(X軸進給組件32) 如圖2所示，X軸進給組件32具有連結於X軸可動板10且在X軸方向上延伸之滾珠螺桿42、與使滾珠螺桿42旋轉之馬達44。X軸進給組件32藉由滾珠螺桿42將馬達44的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至X軸可動板10，使X軸可動板10沿著基台8上之引導軌道8a在X軸方向上移動。藉此，工作夾台4即相對於切削組件6在X軸方向上加工進給。
(Y軸進給組件34) 參照圖3來作說明，Y軸進給組件34具有連結於Y軸可動構件20且在Y軸方向上延伸之滾珠螺桿46、與使滾珠螺桿46旋轉之馬達48。Y軸進給組件34是藉由滾珠螺桿46將馬達48的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至Y軸可動構件20，而使Y軸可動構件20沿著支撐壁18的引導軌道18a在Y軸方向上移動。藉此，切削組件6即相對於工作夾台4在Y軸方向上分度進給。
(Z軸進給組件36) Z軸進給組件36具有連結於Z軸可動構件22且在Z軸方向上延伸之滾珠螺桿50、與使滾珠螺桿50旋轉之馬達52。Z軸進給組件36是藉由滾珠螺桿50將馬達52的旋轉運動轉換成直線運動並傳達至Z軸可動構件22，使Z軸可動構件22沿著Y軸可動構件20的引導軌道20a在Z軸方向上移動。藉此，可將切削組件6相對於工作夾台4朝Z軸方向切入進給。
(載置工作台38) 如圖2所示，載置工作台38包含第一工作台54與第二工作台56，前述第一工作台54供切削加工前的被加工物W載置，前述第二工作台56在X軸方向上相鄰於第一工作台54而配設，且供切削加工後的被加工物W載置。在圖示之實施形態中，第一、第二工作台54、56是作為一體而形成。
在第一工作台54以及第二工作台56配設有支撐部58，前述支撐部58以可以將被加工物W重疊載置的方式支撐被加工物W的外周。支撐部58是從第一、第二工作台54、56的上表面四個角落朝上方延伸。
(搬送組件40) 參照圖4來作說明，搬送組件40具備保持被加工物W之保持墊60、與一端連結於保持墊60且另一端連結於切削組件6之臂62。
在保持墊60的下端部分配置有連接於吸引組件之多孔質的吸附夾頭(未圖示)。又，如圖4所示，在保持墊60的上表面附設有朝上方延伸接著實質上水平地延伸之連結片64。雖然未圖示，但在連結片64的端部，以向下的方式形成有角錐台狀的凹部，且在凹部形成有和吸附夾頭相連之吸引孔(未圖示)。
圖示之實施形態的臂62的一端是裝卸自如地連結於保持墊60。如在圖4中所放大而顯示地，在臂62的一端以向上的方式形成有對應於連結片64的凹部之角錐台狀的凸部66。在凸部66的上端形成有對應於連結片64的吸引孔之吸引孔68，且吸引孔68已連接於吸引組件。
並且，可藉由使連結片64的凹部與臂62的凸部66嵌合，來連結保持墊60與臂62。再者，連結片64的位置是調整成：在保持墊60與臂62已連結且保持墊60上升時，保持墊60為實質上水平。又，若在保持墊60與臂62已連結的狀態下使吸引組件作動，即可透過臂62的吸引孔68以及連結片64的吸引孔在保持墊60的下表面生成吸引力，並且可更強固地連結保持墊60與臂62。
在圖示之實施形態中，在基台8的上表面設置有保持墊工作台70，且形成為：在保持墊60與臂62未被連結時，將保持墊60放置在保持墊工作台70。
臂62的另一端連結於切削組件6的Z軸可動構件22。因此，已連結於臂62之保持墊60是藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36而和切削組件6一起在Y軸方向以及Z軸方向上移動。亦即，在切削裝置2中，由於不需要僅用於使保持墊60移動之專用的移動組件，所以可在不使構成複雜化的情形下，抑制裝置的大型化或成本增加。
在搬送組件40中，是藉由吸引組件在保持墊60的吸附夾頭的下表面生成吸引力，而以保持墊60的下表面吸引保持被加工物W。又，搬送組件40是藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36，而將所吸引保持之被加工物W朝Y軸方向以及Z軸方向搬送。再者，在圖4以符號R來表示搬送組件40的Y軸方向的搬送路徑。
如圖1以及圖2所示，切削裝置2更具備有升降組件72(參照圖2)與定位組件74，前述升降組件72使第一工作台54與第二工作台56在Z軸方向上升降，前述定位組件74使第一工作台54與第二工作台56在X軸方向上移動並定位到搬送組件40的搬送路徑R。
(升降組件72) 升降組件72具有連結於第一、第二工作台54、56的下部之升降構件76、與使升降構件76升降之升降機構(未圖示)。此升降機構宜為以下之構成：具有連結於升降構件76且在Z軸方向上延伸之滾珠螺桿、與使此滾珠螺桿旋轉之馬達。
(定位組件74) 定位組件74具有透過升降構件76連結於第一、第二工作台54、56之X軸可動構件78、與使X軸可動構件78在X軸方向上移動之X軸移動機構(未圖示)。此X軸移動機構亦可為具有連結於X軸可動構件78且在X軸方向上延伸之滾珠螺桿、與使此滾珠螺桿旋轉之馬達的構成、或者亦可由氣缸來構成。
定位組件74是形成為藉由作動X軸移動機構使X軸可動構件78沿著基台8的引導溝8b移動，而使第一、第二工作台54、56在X軸方向上移動並定位到搬送組件40的搬送路徑R。
(被加工物W) 圖示之被加工物W是矩形的板狀物，且可由例如陶瓷等來形成。被加工物W的正面是藉由格子狀的分割預定線(未圖示)而區劃成複數個矩形區域。又，於被加工物W的背面貼附有切割膠帶T。
(切削方法) 其次，說明使用切削裝置2來切削被加工物W之方法。
(載置步驟) 首先，實施將被加工物W載置於載置工作台38的第一工作台54之載置步驟。如上述，在圖示之實施形態的切削裝置2中，由於在第一、第二工作台54、56配設有支撐被加工物W的外周之支撐部58，因此操作人員可以將複數片被加工物W重疊載置於第一工作台54。再者，將被加工物W載置於第一工作台54時，是將貼附有切割膠帶T之背面朝向下方。
(第一搬送步驟) 實施載置步驟後，實施將被加工物W從第一工作台54搬送至工作夾台4之第一搬送步驟。
在第一搬送步驟中，首先是藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36使搬送組件40的臂62移動，將臂62的凸部66嵌入已放置在保持墊工作台70之保持墊60的凹部，而使保持墊60連結於臂62的一端。
接著，以X軸進給組件32使工作夾台4在X軸方向上移動，而如圖5所示，將工作夾台4定位到搬送組件40的搬送路徑R。又，藉由定位組件74使載置工作台38在X軸方向上移動，而將第一工作台54也定位到搬送路徑R。
將工作夾台4以及第一工作台54定位到搬送路徑R後，即可藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36使保持墊60移動，而將保持墊60定位到已載置在第一工作台54之被加工物W的上方。接著，一面避免與支撐部58的干涉一面讓保持墊60下降，使保持墊60的下表面接觸於被加工物W的上表面。接著，在保持墊60的下表面生成吸引力，而以保持墊60吸引保持被加工物W。
接著，藉由Z軸進給組件36使保持墊60上升而將被加工物W從支撐部58搬出，然後，如圖6所示，藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36將以保持墊60所吸引保持之被加工物W搬送到工作夾台4，並在工作夾台4的上表面生成吸引力，並且解除保持墊60的吸引力，來將被加工物W從保持墊60交接至工作夾台4。
接著，使Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36作動，將保持墊60放置於保持墊工作台70的上表面，並且解除保持墊60與臂62之連結。藉此，可防止以切削組件6接觸被加工物W時，保持墊60與切削裝置2的其他的構件相干涉之情形。
(切削步驟) 在實施第一搬送步驟之後，實施切削步驟，前述切削步驟是藉由切削組件6的切削刀片28切削被加工物W的分割預定線，而將被加工物W分割成一個個的晶片。
在切削步驟中，首先是使工作夾台4移動，並將被加工物W定位到拍攝組件30的下方。接著，以拍攝組件30拍攝被加工物W，並依據以拍攝組件30所拍攝到的被加工物W的圖像，使分割預定線對齊於X軸方向。又，將切削刀片28定位在已對齊於X軸方向之分割預定線的上方。
接著，使高速旋轉之切削刀片28的刀尖從被加工物W的正面切入至到達背面，並且一邊對使切削刀片28的刀尖切入之部分供給切削水，一邊將工作夾台4在X軸方向上加工進給。藉此，可以沿著分割預定線形成將被加工物W完全地分割之深度的分割溝80(參照圖7)。
然後，如圖7所示，一邊將切削刀片28相對於工作夾台4朝Y軸方向分度進給分割預定線的Y軸方向的間隔之量，一邊重複分割溝80的形成。如此進行，而沿著已對齊於X軸方向之分割預定線的全部來形成分割溝80。
又，在使工作夾台4旋轉90度之後，一邊分度進給一邊重複分割溝80的形成，而沿著已和先前形成分割溝80之分割預定線正交之所有的分割預定線來形成分割溝80(參照圖8)。藉此，可以將被加工物W分割成一個個的晶片。
再者，在形成分割溝80時，是進行成不將切割膠帶T完全地切斷。藉此，即使在分割成晶片之後，也可以藉由切割膠帶T來維持切削加工前的被加工物W之形態。
(第二搬送步驟) 已實施切削步驟之後，實施從工作夾台4將被加工物W搬送至第二工作台56之第二搬送步驟。
在第二搬送步驟中，首先是藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36使搬送組件40的臂62移動，將臂62的凸部66嵌入已放置在保持墊工作台70之保持墊60的凹部，使保持墊60連結於臂62的一端。
接著，如圖8所示，將工作夾台4定位在搬送組件40的搬送路徑R。又，也將第二工作台56藉由定位組件74來定位到搬送路徑R。
將工作夾台4以及第二工作台56定位到搬送路徑R後，即可藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36使保持墊60移動，而使保持墊60的下表面接觸於已吸引保持在工作夾台4之切削加工後的被加工物W的上表面。接著，在保持墊60的下表面生成吸引力，而以保持墊60來吸引保持被加工物W。又，解除工作夾台4的吸引力。
接著，藉由Y軸進給組件34以及Z軸進給組件36使保持墊60移動，而如圖9所示，將以保持墊60所吸引保持之被加工物W搬送到第二工作台56。然後，解除保持墊60的吸引力，將切削加工後的被加工物W從保持墊60交接到第二工作台56。
再者，由於切削加工後的被加工物W雖然是被切割膠帶T支撐，但仍然是柔軟而無法受到穩定支撐的狀態，因此較佳的是先將用於搬出被加工物W之托盤載置在第二工作台56。
如以上所述，在切削裝置2中，是將載置切削加工前的被加工物W之第一工作台54、與載置切削加工後的被加工物W之第二工作台56在X軸方向上相鄰而配設。從而，由於操作人員可以在將切削加工前的被加工物W載置到第一工作台54之後，於不用移動的情形下，從第二工作台56回收切削加工後的被加工物W，因此作業性良好。
又，由於在圖示之實施形態的第一、第二工作台54、56配設有支撐被加工物W的外周之支撐部58，因此操作人員可以將複數片被加工物W重疊載置於第一工作台54。因此，在切削裝置2中，必須將切削加工前的被加工物一片一片載置到載置區域而不勝其煩之問題已被解決。
2:切削裝置 4:工作夾台 6:切削組件 8:基台 8a,18a,20a:引導軌道 8b:引導溝 10:X軸可動板 12:支柱 14:罩蓋板 16:吸附夾頭 18:支撐壁 20:Y軸可動構件 22:Z軸可動構件 24:主軸殼體 26:主軸 28:切削刀片 30:拍攝組件 32:X軸進給組件 34:Y軸進給組件 36:Z軸進給組件 38:載置工作台 40:搬送組件 42,46,50:滾珠螺桿 44,48,52:馬達 54:第一工作台 56:第二工作台 58:支撐部 60:保持墊 62:臂 64:連結片 66:凸部 68:吸引孔 70:保持墊工作台 72:升降組件 74:定位組件 76:升降構件 78:X軸可動構件 80:分割溝 R:搬送路徑 T:切割膠帶 W:被加工物 X,Y,Z:箭頭(方向)
圖1為依照本發明所構成之切削裝置的立體圖。 圖2是圖1所示之工作夾台以及載置工作台的立體圖。 圖3是圖1所示之切削組件的立體圖。 圖4是圖1所示之搬送組件的立體圖。 圖5是顯示將載置有切削加工前的被加工物的第一工作台、與工作夾台定位在保持墊的搬送路徑之狀態的概略平面圖。 圖6是顯示從第一工作台將切削加工前的被加工物搬送至工作夾台之狀態的概略平面圖。 圖7是顯示正在對被加工物施行切削加工之狀態的概略平面圖。 圖8是顯示將保持有切削加工後的被加工物之工作夾台、與第二工作台定位在保持墊的搬送路徑之狀態的概略平面圖。 圖9是顯示已將切削加工後的被加工物從工作夾台搬送至第二工作台之狀態的概略平面圖。
2:切削裝置
4:工作夾台
6:切削組件
8:基台
8a,18a,20a:引導軌道
8b:引導溝
10:X軸可動板
12:支柱
14:罩蓋板
16:吸附夾頭
18:支撐壁
20:Y軸可動構件
22:Z軸可動構件
24:主軸殼體
26:主軸
28:切削刀片
30:拍攝組件
32:X軸進給組件
34:Y軸進給組件
36:Z軸進給組件
38:載置工作台
40:搬送組件
42,46,50:滾珠螺桿
44,48,52:馬達
54:第一工作台
56:第二工作台
58:支撐部
60:保持墊
62:臂
64:連結片
70:保持墊工作台
74:定位組件
78:X軸可動構件
T:切割膠帶
W:被加工物
X,Y,Z:箭頭(方向)

Claims (5)

  1. 一種切削裝置，具備： 工作夾台，保持板狀的被加工物；及 切削組件，對已保持在該工作夾台之被加工物施行切削加工， 前述切削裝置具備： X軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在X軸方向上相對地加工進給； Y軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向之Y軸方向上相對地分度進給； Z軸進給組件，將該工作夾台與該切削組件在正交於X軸方向以及Y軸方向之Z軸方向上相對地切入進給； 載置工作台，供被加工物載置；及 搬送組件，將已載置在該載置工作台之被加工物保持，並朝Y軸方向以及Z軸方向移動來搬送至該工作夾台， 該載置工作台包含： 第一工作台，供切削加工前的被加工物載置；及 第二工作台，在X軸方向上相鄰於該第一工作台而配設，且供切削加工後的被加工物載置， 前述切削裝置具備： 升降組件，使該第一工作台與該第二工作台在Z軸方向上升降；及 定位組件，使該第一工作台與該第二工作台在X軸方向上移動來定位到該搬送組件的搬送路徑。
  2. 如請求項1之切削裝置，其中在該第一工作台以及該第二工作台配設有支撐部，前述支撐部以可以將被加工物重疊載置的方式支撐被加工物的外周。
  3. 如請求項1之切削裝置，其中該搬送組件具備保持被加工物之保持墊、及一端連結於該保持墊且另一端連結於該切削組件之臂，且藉由該Y軸進給組件以及該Z軸進給組件使該保持墊朝Y軸方向以及Z軸方向移動。
  4. 如請求項3之切削裝置，其中該臂的一端與該保持墊呈裝卸自如地連結，且前述切削裝置具備放置該保持墊之保持墊工作台。
  5. 如請求項1之切削裝置，其中被加工物是矩形的板狀物。
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