TWI745541B - 切割裝置 - Google Patents

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TWI745541B TW107103993A TW107103993A TWI745541B TW I745541 B TWI745541 B TW I745541B TW 107103993 A TW107103993 A TW 107103993A TW 107103993 A TW107103993 A TW 107103993A TW I745541 B TWI745541 B TW I745541B
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Abstract

[課題] 讓操作人員易於特定在被加工物的切割時使裝設有切割刀之主軸的負載電流值變高之處。 [解決手段]一種切割裝置，具備被驅動旋轉之主軸、及裝設於主軸的前端且切割已保持於工作夾台上之被加工物的切割刀，且將被加工物沿著加工預定線切割加工，並具備：負載電流值檢測機構，檢測切割加工時的主軸之負載電流值；及顯示機構，顯示以負載電流值檢測機構所檢測出之負載電流值，且將加工預定線與加工預定線的加工時之主軸的負載電流值建立對應來顯示於顯示機構。

Description

切割裝置
發明領域 本發明是有關於一種切割被加工物之切割裝置。
發明背景 在切割裝置中，是將切割刀切入被加工物之加工預定線來進行切割。切割刀是形成為裝設於主軸，並藉由主軸的旋轉而讓切割刀也旋轉之構成。
在使用切割刀進行的切割加工中，若切割刀反覆磨損而使切割能力降低時，可能會產生在被加工物上產生破裂等的問題。於是，在切割裝置中，是將控制進行成以一定的旋轉數來旋轉主軸，並監控主軸的負載電流值，並在負載電流值上升的情況下，藉由進行修整切割刀等的處理，來謀求切割品質的維持(參照例如專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2009-283604號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，即使可以藉由監控負載電流值，來掌握切割時負載電流值已上升之情形，要得知其是在哪條加工預定線之切割時所產生的並不容易。因此，並無法掌握將被加工物分割而形成的多數個晶片之中，哪個晶片的品質有問題。另一方面，只要可形成為讓操作人員能夠掌握於何處的切割時檢測到多大的負載電流值，就變得易於特定被認為是品質有問題之晶片。
本發明是有鑒於這樣的問題而作成的發明，其課題在於，讓操作人員易於特定在被加工物的切割時使裝設有切割刀之主軸的負載電流值變高之處。 用以解決課題之手段
本發明是一種切割裝置，其具備保持被加工物之工作夾台、被旋轉驅動之主軸、及裝設於該主軸的前端且切割已保持於該工作夾台上之被加工物的切割刀，且將該被加工物沿著加工預定線切割加工，並具備：負載電流值檢測機構，檢測切割加工時的該主軸之負載電流值；顯示機構，顯示以該負載電流值檢測機構所檢測出之負載電流值；及控制機構，至少控制該負載電流值檢測機構與該顯示機構，該控制機構是將加工預定線與該加工預定線的加工時的該主軸之負載電流值建立對應來顯示於該顯示機構。 在上記切割裝置中，較理想的是，前述控制機構是相應於負載電流值之數值，而以顏色區分、線型區分之任一種方式或兩種方式來將加工預定線顯示於前述顯示機構。 發明效果
在本發明中，因為控制機構將加工預定線與該加工預定線的加工時之主軸的負載電流值建立對應來顯示於顯示機構，所以可一眼就掌握在哪條加工預定線的切割時產生多大的負載電流。從而，變得容易特定被認為品質有問題的晶片。
用以實施發明之形態 圖1所示之切割裝置1是對被加工物W施行切割加工之裝置，且至少具備有例如保持被加工物W之工作夾台10、及切割已保持於工作夾台10上之被加工物W的切割機構11。
在切割裝置1之基台1A的前方(-Y方向側)，具備有在X軸方向上使工作夾台10來回移動之切割進給機構12。切割進給機構12是由具有X軸方向軸心的滾珠螺桿120、與滾珠螺桿120平行地配設的一對導軌121、使滾珠螺桿120旋動的馬達122、及內部的螺帽與滾珠螺桿120螺合且底部滑接於導軌121的可動板123所構成。而且，當馬達122使滾珠螺桿120旋動時，可動板123隨之被導軌121導引而在X軸方向上移動，且使配設在可動板123上的工作夾台10隨著可動板123的移動在X軸方向上移動，藉此，可將被工作夾台10所保持的被加工物W切割進給。
圖1所示之工作夾台10具備吸附部100、及支撐吸附部100之框體101，其中該吸附部100是由吸附被加工物W之多孔質構件等所形成。吸附部100是與圖未示的吸引源連通，而在吸附部100的露出面即保持面100a上吸引保持被加工物W。工作夾台10被罩蓋102從周圍包圍，並受到配設於工作夾台10的底面側的旋轉機構103驅動而變得可旋轉。又，在框體101的周圍配設有4個固定環狀框架F的固定夾具104，且是將該等固定夾具104在周方向上均等地配設。
在切割裝置1之基台1A上，具備有在Y軸方向上使切割機構11來回移動之分度進給機構13。分度進給機構13是由具有Y軸方向軸心的滾珠螺桿130、與滾珠螺桿130平行地配設的一對導軌131、使滾珠螺桿130旋動的馬達132、及內部的螺帽與滾珠螺桿130螺合且底部滑接於導軌131的可動板133所構成。而且，當馬達132使滾珠螺桿130旋動時，可動板133隨之被導軌131導引而在Y軸方向上移動，且使配設在可動板133上的切割機構11隨著可動板133的移動在Y軸方向上移動，藉此，可將切割機構11分度進給。
從可動板133上一體地豎立設置有壁部145，於壁部145之-X方向側的側面具備有使切割機構11於Z軸方向上來回移動的切入進給機構14。切入進給機構14是由具有Z方向的軸心的滾珠螺桿140、與滾珠螺桿140平行地配設的一對導軌141、使滾珠螺桿140旋動的馬達142、及內部的螺帽與滾珠螺桿140螺合且側部滑接於導軌141的支持器143所構成。並且，當馬達142使滾珠螺桿140旋動時，支持器143隨之被導軌141導引而在Z軸方向上移動，且讓透過殼體11A被支持器143所支撐的切割機構11隨著支持器143的移動在Z軸方向上移動。
切割機構11具有被支持器143所支撐之殼體110、藉由殼體110而可旋轉地被支撐的主軸111、旋轉驅動主軸111之馬達112、及裝設於主軸112的前端部之切割刀113。
圖1所示之切割刀113是例如輪轂型刀片，並具備形成為圓盤狀且於中央具備裝設孔的鋁製基台；及固定於基台的外周部之切削刃。再者，切割刀113並非限定為輪轂型刀片之構成，亦可為外形為環狀之墊圈型刀片。
主軸111是使其軸方向為在水平方向上相對於工作夾台10的移動方向(X軸方向)正交之方向(Y軸方向)，且將主軸111之後端(+Y方向之端側)連結於傳達馬達112的旋轉力之軸桿，並於主軸111之前端側裝設有切割刀113。並且，隨著以馬達112旋轉驅動主軸111，切割刀113也會高速旋轉。
馬達112為電動馬達，且於馬達112上連接有對馬達112供給電力之圖未示的電源、及檢測供給至馬達112的電力之負載電流值的負載電流值檢測機構15。
於殼體110上安裝有刀片蓋114。刀片蓋114在其大致中央部具備有用於安裝切割刀113的開口部，且將切割刀113定位於開口部，並由上方覆蓋切割刀113。又，於刀片蓋114上安裝有切割水供給噴嘴115，該切割水供給噴嘴115將切割水供給到切割刀113對被加工物W進行接觸之加工點。例如，從Y軸方向來看形成為L字型之切割水供給噴嘴115，是以從Y軸方向兩側包夾切割刀113的方式配設有2支，且具備有朝向切割刀113側面之噴射口，並連通於圖未示之切割水供給源。
於殼體110之側面配設有校準機構19。校準機構19具備有拍攝被加工物W之攝像機構190，攝像機構190具備有相機，該相機是以例如，將光朝被加工物W照射之光照射部、捕捉來自被加工物W之反射光的光學系統、及輸出對應於反射光之電氣訊號的攝像元件(CCD)等所構成。校準機構19能夠依據以攝像機構190所取得之圖像，檢測被加工物W之應切割的加工預定線。校準機構19與切割機構11是形成為一體而構成，且兩者會連動而往Y軸方向及Z軸方向移動。
切割裝置1具備有由CPU及記憶體等之儲存元件所構成且進行裝置全體之控制的控制機構16。控制機構16是藉由配線而連接到切割進給機構12及切入進給機構14等的各裝置構成要素，並可在由控制機構16進行的控制下，控制由切割進給機構12進行的工作夾台10往X軸方向的切割進給動作、及由切入進給機構14進行的切割機構11往Z軸方向的切入進給動作等。又，控制機構16是連接於負載電流值檢測機構15，負載電流值檢測機構15能夠將關於已檢測出之馬達112的負載電流值的資訊傳送至控制機構16，且控制機構16是進行基於負載電流值的控制。
於控制機構16上具備有：儲存部17，具備有記憶體等儲存元件；及顯示機構18，對來自控制機構16的輸出資訊進行畫面顯示。
以下，將說明關於將圖1所示之被加工物W縱橫地切割來進行分割加工時的切割裝置1的動作。圖1所示之被加工物W是形成為矩形，且於其內部將多數個器件形成於格子狀的區域。被加工物W之背面Wb是貼附於切割膠帶T上，而被切割膠帶T所保護。於切割膠帶T之黏著面的外周區域貼附有具備圓形的開口的環狀框架F，被加工物W是透過切割膠帶T而被環狀框架F所支撐。再者，被加工物W並不受限於矩形的被加工物。
首先，由操作人員藉由圖未示之操作機構，將工作夾台10之切割進給速度、被加工物W之大小、相鄰的切割線間之間隔、切割刀113之切入深度等加工條件輸入至控制機構16。
被加工物W是將切割膠帶T側設成朝下而在保持面100a上載置成使圖1所示之工作夾台10的中心與被加工物W的中心一致。然後，使藉由圖未示之吸引源所產生的吸引力作用於保持面100a，以藉由工作夾台10吸引保持被加工物W之與被加工面Wa相反之面即背面Wb。又，藉由各固定夾具104來固定環狀框架F。
接著，切割進給機構12將已保持於工作夾台10之被加工物W朝-X方向進給，並藉由校準機構19檢測用來使切割刀113切入的加工預定線。也就是說，藉由攝像機構190所拍攝之被加工物W的正面Wa之圖像，使校準機構19實行型樣匹配等的圖像處理，而可檢測用來使切割刀113切入的加工預定線。隨著檢測加工預定線，可藉由所示之分度進給機構13將切割機構11朝Y軸方向驅動，以進行用來切割的加工預定線與切割刀113的Y軸方向中的對位。
對構成切割機構11之馬達112供給交流電力，主軸111及切割刀113會進行高速旋轉。在該狀態下，切入進給機構14將切割機構11朝-Z方向切入進給，並將切割刀113定位於規定的高度位置。
藉由在已完成切割刀113與檢測出之加工預定線的Y軸方向的對位的狀態下，將保持被加工物W的工作夾台10以規定的切割進給速度進一步朝-X方向進給送出，以使工作夾台10與切割刀113以規定速度相對地在切割進給方向(X軸方向)上移動，且使切割刀113高速旋轉並且切入被加工物W之已檢測出的加工預定線，即可切割該加工預定線。切割中，是從切割水供給噴嘴115對切割刀113供給切割水。
接著，藉由將切割機構11朝Y軸方向分度進給相當於相鄰的加工預定線的間隔，並進行同樣的切割，以切割已切割完成的加工預定線的相鄰的加工預定線。藉由如此進行來重複進行分度進給及切割，以將同方向的加工預定線全部切割。此外，藉由使工作夾台10旋轉90度並進行同樣的切割，以如圖2所示，將所有的加工預定線縱橫地切割，來分割成一個個的晶片。
在這樣做而進行的切割過程中，是讓控制機構16依據與構成切割進給機構12之馬達122相關的控制資訊(例如傳輸到馬達122的脈衝數或來自編碼器的資訊)，而檢測被加工物W的X軸方向的位置，並且依據與構成分度進給機構13之馬達132相關的控制資訊(例如傳輸到馬達132的脈衝數或來自編碼器的資訊)，而檢測切割刀113的Y軸方向的位置。也就是說，控制機構16是依據所述的2種控制資訊而辨識現在的切割加工位置。並且，如圖3所示，將藉由加工所形成的切割溝G在顯示機構18上即時地顯示出來。
又，與此一起進行，而讓控制機構16逐次讀取負載電流值檢測機構15中的負載電流。並且，在儲存機構17中儲存已將加工位置及該加工位置的加工時的負載電流值建立對應之按加工位置區別的負載電流值資訊。又，控制機構16是配合加工的進行而將按加工位置區別的負載電流值資訊即時地顯示於顯示機構18。
由切割刀113進行的切割加工時，若施加於切割刀113之負載變大，在切割刀113上會變得需要更強的旋轉力。控制機構16因為將馬達112控制成使主軸111以一定的旋轉數進行旋轉，所以若作用於切割刀113的負載變大時，馬達112的負載電流值就會上升。控制機構16是如圖3所示，顯示被加工物W之從上所見的狀態，並且將藉由切割加工所形成的切割溝G顯示出來，且使切割溝G之形成時的負載電流值對應於切割溝G而顯示。在圖3之例中，是藉由配合負載電流值來改變切割溝G之粗細，而形成為可以一眼掌握負載電流值較高之處。換句話說，圖3所示之例是更進一步顯示出已完成所有的加工預定線的切割，而沿著所有的加工預定線形成有切割溝之狀態。
圖3之例中，是將顯示出常規的負載電流值之處、及顯示出大於常規的負載電流值之處，以可以讓操作人員識別的方式顯示。具體來說，切割中的負載電流值為常規的值之處是以細線表示，並將切割中的負載電流值為1.0A之處以粗線G1表示、切割中的負載電流值為1.5A之處以極粗線G2表示、切割中的負載電流值為2.0A之處以虛線G3表示、負載電流值為2.5A之處以波浪線G4表示。再者，亦可取代由加工預定線之線型進行的識別(線型區分)，而形成為以例如顏色區分來識別負載電流值之數值。又，亦可將線型區分與顏色區分並用。
針對負載電流值不高之處，是推定為加工品質不低，針對負載電流值較高之處是推定為加工品質較低。從而，操作人員可以推定為在負載電流值較高之處發生了某些加工問題，而可以容易地特定該處。又，也可以形成為只檢查負載電流值顯示得較高之切割溝的兩側之晶片，而可以提升生產性。
在加工預定線中，有時會埋入有被稱為TEG(測試元件群，Test Element Group)之金屬。當切割刀113切入TEG等金屬時，因為施加於切割刀113之負載變大，所以馬達112的負載電流值會上升。例如，在沒有TEG之處的切割時的負載電流值為1.5A的情況下，當切割TEG時，會使負載電流值成為2.0A左右。從而，可以在負載電流值局部地上升的情況下，推定TEG的存在，而判斷為並非基於切割刀113的切割能力的降低之負載電流值的增加。又，因為可以確認TEG的存在位置，於下次切割同種類的被加工物時，可以依據TEG的存在位置而調整加工預定線的切割順序。例如，藉由最後再切割TEG存在的加工預定線，變得可減少切割刀的修整次數或更換次數，而可提升生產性。
因長期使用切割刀113而使切割能力降低的情況下，負載電流值也會變高。例如，當負載電流值成為2.5A~3.0A時，會使加工品質降低。並且，起因於切割能力的降低而使負載電流值變高的情況下，會形成為負載電流值一直持續高的狀態。因此，在操作人員依據顯示於顯示機構18之按加工位置區別的負載電流值資訊，而判斷為因為切割刀113之切割能力降低因而使負載電流值持續較高的狀態之情況下，會進行切割刀之修整。例如，可以藉由在圖1所示之工作夾台10的附近配設圖未示的修整板等，並讓切割刀113切入修整板，以提高切割刀的切割能力。再者，亦可替代修整，而更換切割刀113。
又，因為可以依據被加工物W的尺寸求出已切割的加工預定線的總距離，所以變得可在修整後因切割能力再次降低而使負載電流值成為規定值以上的情況下，藉由算出從修整後的切割再度開始時到負載電流值成為規定值以上的期間的總切割距離，來掌握是否在切割了多少距離的時間點即可進行修整(中間修整)。
已顯示於顯示機構18的按加工位置區別的負載電流值資訊，可以儲存於圖1所示之儲存機構17。也就是說，可以做到被加工物以1片為單位，各自預先儲存按加工位置區別的負載電流值資訊。從而，可以按一個個的被加工物來進行晶片的品質管理。又，因為可以儲存所有加工預定線的負載電流值，所以即使對已結束切割之被加工物，也可以確認被認為負載電流值異常的位置。
本實施形態中，雖然是設成依據構成切割進給機構之馬達的控制資訊來辨識被加工物之切割處的X軸方向的位置，並依據構成分度進給機構之馬達的控制資訊來辨識被加工物之切割處的Y軸方向的位置，但對切割處的辨識也可以採用此以外的手法。例如，亦可設成分別在X軸方向與Y軸方向上事先配設尺規，並藉由尺規的讀取值來辨識切割處。
又，在本實施形態中，雖然是設成連關於在加工預定線的何處負載電流值已上升都可以掌握，但亦可設成只掌握在哪條加工預定線負載電流值已上升，而不設成特定到該加工預定線中的位置。此情況下，只要依據構成分度進給機構13之馬達132的控制資訊來特定加工預定線即可，而毋須利用構成切割進給機構12之馬達122的控制資訊。
1‧‧‧切割裝置1A‧‧‧基台10‧‧‧工作夾台100‧‧‧吸附部100a‧‧‧保持面101‧‧‧框體102‧‧‧罩蓋103‧‧‧旋轉機構104‧‧‧固定夾具11‧‧‧切割機構110、11A‧‧‧殼體111‧‧‧主軸112、122、132、142‧‧‧馬達113‧‧‧切割刀114‧‧‧刀片蓋115‧‧‧切割水供給噴嘴12‧‧‧切割進給機構120、130、140‧‧‧滾珠螺桿121、131、141‧‧‧導軌123、133‧‧‧可動板13‧‧‧分度進給機構14‧‧‧切入進給機構143‧‧‧支持器145‧‧‧壁部15‧‧‧負載電流值檢測機構16‧‧‧控制機構17‧‧‧儲存機構18‧‧‧顯示機構19‧‧‧校準機構190‧‧‧攝像機構F‧‧‧環狀框架G‧‧‧切割溝G1‧‧‧粗線G2‧‧‧極粗線G3‧‧‧虛線G4‧‧‧波浪線T‧‧‧切割膠帶W‧‧‧被加工物Wa‧‧‧正面Wb‧‧‧背面±X、±Y、±Z‧‧‧方向
圖1是顯示切割裝置之一例的立體圖。 圖2是顯示被加工物之一例的立體圖。 圖3是顯示顯示機構中的顯示例的正面圖。
1‧‧‧切割裝置
1A‧‧‧基台
10‧‧‧工作夾台
100‧‧‧吸附部
100a‧‧‧保持面
101‧‧‧框體
102‧‧‧罩蓋
103‧‧‧旋轉機構
104‧‧‧固定夾具
11‧‧‧切割機構
110‧‧‧殼體
111‧‧‧主軸
112、122、132、142‧‧‧馬達
113‧‧‧切割刀
114‧‧‧刀片蓋
115‧‧‧切割水供給噴嘴
12‧‧‧切割進給機構
120、130、140‧‧‧滾珠螺桿
121、131、141‧‧‧導軌
123、133‧‧‧可動板
13‧‧‧分度進給機構
14‧‧‧切入進給機構
143‧‧‧支持器
145‧‧‧壁部
15‧‧‧負載電流值檢測機構
16‧‧‧控制機構
17‧‧‧儲存機構
18‧‧‧顯示機構
19‧‧‧校準機構
190‧‧‧攝像機構
F‧‧‧環狀框架
T‧‧‧切割膠帶
W‧‧‧被加工物
Wa‧‧‧正面
Wb‧‧‧背面
±X、±Y、±Z‧‧‧方向

Claims (4)

  1. 一種切割裝置，具備保持被加工物之工作夾台、被旋轉驅動之主軸、及裝設於該主軸的前端且切割已保持於該工作夾台上之被加工物的切割刀，且前述切割裝置將該被加工物沿著加工預定線切割加工，並具備：負載電流值檢測機構，檢測切割加工時的該主軸之負載電流值；顯示機構，顯示以該負載電流值檢測機構所檢測出之負載電流值；及控制機構，至少控制該負載電流值檢測機構與該顯示機構，該控制機構是將加工預定線及該加工預定線的加工時的該主軸之負載電流值建立對應來顯示於該顯示機構。
  2. 如請求項1之切割裝置，其中前述控制機構是因應於前述主軸的負載電流值之數值，而以顏色區分、線型區分之任一種方式或兩種方式來將加工預定線顯示於前述顯示機構。
  3. 如請求項1之切割裝置，其中前述控制機構將該被加工物上全部的該加工預定線、及該全部的加工預定線的每一條之加工時的該主軸之負載電流值，互相建立對應並顯示在該顯示機構上。
  4. 如請求項1之切割裝置，其將按加工位置區別的負載電流值資訊配合加工的進行來即時地顯示於該顯示機構上。
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