TWI762870B - 破損偵測機構 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供一種破損偵測機構，其能以較以往更好的偵測敏感度及SN比來偵測旋轉刃片的破損。 作為上述課題的解決手段，本發明之破損偵測機構，具備控制部、發光部、出射側光導纖維、照射範圍變換部、入射側透鏡、入射側光導纖維及受光部。入射側透鏡係配置在隔著旋轉刃片而與照射範圍變換部對向的位置。發光部輸出檢查光。出射側光導纖維將檢查光發送至照射範圍變換部。照射範圍變換部在沿旋轉刃片的徑向細長地縮窄的狀態下，射出檢查光。入射側透鏡將經照射範圍變換部出射的檢查光聚光，發送至入射側光導纖維。入射側光導纖維將檢查光發送至受光部。受光部將檢查光轉換為取決於受光量的強度之電訊號。控制部依據從受光部發送來的電訊號，偵測旋轉刃片的破損。

Description

破損偵測機構
本發明係關於用以偵測切割(dicing)裝置所具備的旋轉刃片之破損的機構。
形成複數元件的晶圓，例如，係藉由具備旋轉刃片的切割裝置來進行切削加工，並分割為與各裝置對應的複數晶片。旋轉刃片呈圓形，並裝設於旋轉之轉軸的前端部分。旋轉刃片的外周部分，係將鑽石等磨粒藉由結合材料加以結合而形成之切刃。藉由使旋轉刃片旋轉而使其切入晶圓，以切削晶圓。
有時旋轉刃片會因切削時之負載，而產生缺口等破損。若繼續使用破損後的旋轉刃片，恐怕會在切削中使被加工物破損。因此，需要用以偵測這般旋轉刃片中的瑕疵之機構。
作為偵測旋轉刃片的破損之機構(破損偵測機構)，存在利用光導纖維的技術(例如參照專利文獻1)。專利文獻1所揭露的破損偵測機構，具備與發光部連接之光導纖維(出射側光導纖維)，及與受光部連接之光導纖維(入射側光導纖維)。將 來自發光部的光線射出之出射側光導纖維的出射端，與「自出射側光導纖維出射的光線」所入射之入射側光導纖維的入射端，係隔著旋轉刃片，而彼此呈對向配置。
專利文獻1所揭露的破損偵測機構中，當旋轉刃片上沒有破損時，從出射側光導纖維出射的光線之至少一部會被切刃遮蔽。因此，入射到入射側光導纖維，並藉由受光部接收的光線的受光量會變小。另一方面，當旋轉刃片上有缺口等破損時，由於原先受遮蔽的光線會到達入射側光導纖維，故受光量會增大。受光部會將接收到的光轉換為電訊號。吾人偵測此電訊號，並例如以CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)進行處理，藉此，依據受光量的增大偵測旋轉刃片的破損。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-159064號公報
在此，使用了光導纖維的破損偵測機構的特性如下，從出射側光導纖維的出射端釋放光線，重覆在光導纖維的內面反射的結果，例如會以1：1.5的折射率成為廣角的光線而出射。由於對應之入射側光導纖維，係使用與出射側光導纖 維相同外徑尺寸的光導纖維，因此，入射側光導纖維只能從呈圓錐狀擴散的光線之中，取得入射端的管徑份量的光線。
因此，雖然光線在廣大的範圍照射到旋轉刃片，但是只有其中一部份入射到入射側光導纖維。因此，在往昔的破損偵測機構中，當例如偵測到微小的缺口等時，需要提高偵測放大器的增益。其結果，因為「若提高增益則響應頻率會降低」之放大器特性，在往昔的破損偵測機構中，難以用高敏感度偵測微小的缺口等。
又，在出射側光導纖維及入射側光導纖維之間，通過旋轉刃片外周的光，因切削水而散射或是反射，而變成無助於破損的偵測之雜訊。往昔的破損偵測機構中，如上述般，由於光從出射側光導纖維呈圓錐狀擴散而出射，故成為干擾雜訊隨著光擴散的量而增加的要因。因此，在上述受光部中接收的光線及將其變換後的電訊號之SN比方面，仍有改善的餘地。
因此，本發明的目的在於提供一種破損偵測機構，其可以比往昔更佳的偵測敏感度及SN比，偵測旋轉刃片的破損。
為了解決上述課題，依本發明之破損偵測機構，係用以偵測切割裝置所具備的旋轉刃片的破損之破損偵測機構；該旋轉刃片為包含彼此位於相反側之第一主面及第二主面，且該第一主面及第二主面的俯視形狀呈圓形的平板狀體； 該破損偵測機構係以具備「控制部、發光部、出射側光導纖維、照射範圍變換部、入射側透鏡、入射側光導纖維、及受光部」之方式構成。
入射側透鏡係配置在隔著旋轉刃片而與照射範圍變換部對向的位置。發光部輸出檢查光。出射側光導纖維，將從發光部輸出的檢查光發送至照射範圍變換部。照射範圍變換部，係在沿旋轉刃片的徑向縮窄成細長形後的狀態下，射出檢查光。入射側透鏡，將從出射側光導纖維經照射範圍變換部出射後之檢查光聚光，而發送至入射側光導纖維。入射側光導纖維，將檢查光發送至受光部。受光部將從入射側光導纖維發送來的檢查光，變換成強度隨著受光量而變化的電訊號，而發送至控制部。控制部基於從受光部發送來的電訊號，偵測旋轉刃片的破損。又，該入射側透鏡為柱狀透鏡。入射側透鏡係設置成：該入射側透鏡的長邊方向，係平行於旋轉刃片的第二主面，並沿與「經該照射範圍變換部而以細長地縮窄的狀態出射之該檢查光之沿旋轉刃片的第二主面切取出之光點的長邊方向」直交的方向。
依本發明之破損偵測機構，藉由設置照射範圍變換部，檢查光的照射範圍會沿旋轉刃片的徑向縮窄成細長形。因此，即使不提高偵測放大器的增益，亦可將十足強度的檢查光照射至旋轉刃片。其結果，由於無需提高偵測放大器的增益，故不會造成響應頻率的降低。從而，依本發明之破損偵測機構中，能以高敏感度偵測旋轉刃片的破損。
又，依本發明之破損偵測機構中，將檢查光的照射範圍細長地縮窄，藉此，由於旋轉刃片每旋轉一周的偵測解析度會提高，故能偵測微細的破損。
進而，藉由將檢查光的照射範圍細長地縮窄，使無助於破損的偵測之干擾雜訊變小，因此，可提高「受光部中接收的光」及「將其變換後的電訊號」之SN比。
又，依本發明之破損偵測機構中，如上述般出射之檢查光的照射範圍，會沿旋轉刃片的徑向縮窄成細長形，因此，可將破損偵測的方向，限定為沿旋轉刃片的徑向之方向。其結果，偵測敏感度會提高。從而，依本發明之破損偵測機構中，即便為微小的缺口等，亦可確實地偵測。
10:控制部
20:驅動部
30:發光部
40:出射側光導纖維
40a:出射側光導纖維的一端
40b:出射側光導纖維的另一端
41:照射範圍變換附接構件
50:出射側透鏡
60:入射側透鏡
70:入射側光導纖維
70a:入射側光導纖維的一端
70b:入射側光導纖維的另一端
80:受光部
90:放大部
100:破損偵測機構
200:旋轉刃片
200a:旋轉刃片之第一主面
200b:旋轉刃片之第二主面
250:轉軸
【圖1】顯示本發明之破損偵測機構的概略圖。
【圖2】(A)及(B)將圖1所示之以虛線包圍的區域放大顯示之概略圖。
【圖3】將圖1所示以虛線包圍的區域放大顯示之概略圖。
【圖4】(A)為從第一主面側觀看旋轉刃片時之概略圖，(B)為將(A)所示之旋轉刃片作為檢測對象的情況下，顯示發送至控制部的電訊號強度之圖式。
【圖5】(A)及(B)作為照射範圍變換部，顯示設置照射範圍變換附接構件的情形之構成例的圖式。
【圖6】(A)及(B)為圖5所示的照射範圍變換附接構件之概略圖，(C)及(D)係顯示「在出射側光導纖維的出射端部，在出射側光導纖維之一部分製作照射範圍變換部的情形之構成例」的圖式。
【圖7】(A)係從第一主面側觀看形成有縫隙之旋轉刃片的概略圖，(B)係顯示「將(A)所示的旋轉刃片作為檢測對象之情形，發送至控制部的電訊號之強度」的圖式。
以下，參照圖式，就本發明之實施態樣加以說明，但關於各構成元件的形狀、大小及配置關係，僅為能理解本發明的程度內之概略顯示。又，以下，就本發明之適當的構成例加以說明，但各構成元件的材質及數值之條件等，僅不過單為較佳例。從而，本發明並不限定於以下之實施態樣，可在不脫離本發明的構成之範圍內，進行可達成本發明的效果之多種改變或是變化。
(構成)
參照圖1、圖2及圖3，就本發明之破損偵測機構的構成加以說明。圖1係顯示破損偵測機構的概略圖。圖2(A)及(B)與圖3，係將圖1所示之以虛線包圍的區域放大顯示後的圖式，以及顯示「後述之出射側透鏡及入射側透鏡與檢測對象的旋轉刃片之配置關係」的概略圖。圖2(A)係從與入射側透鏡之長邊方向直交的面，觀看出射側透鏡及入射側透鏡與旋轉刃片之圖式，圖2(B)係從與出射側透鏡 之長邊方向直交的面，觀看出射側透鏡及入射側透鏡與旋轉刃片之圖式。圖3係從旋轉刃片的第二主面側，觀看出射側透鏡及入射側透鏡與旋轉刃片之圖式。
破損偵測機構100係構成為具備控制部10、驅動部(DRIVER)20、發光部30、出射側光導纖維40、作為照射範圍變換部之出射側透鏡50、入射側透鏡60、入射側光導纖維70、受光部80及放大部(AMP)90。
又，於破損偵測機構100，檢測對象的旋轉刃片200係配置於出射側透鏡50與入射側透鏡60之間。旋轉刃片200為包含彼此位於相反側之第一主面200a及第二主面200b，且該等第一主面200a及第二主面200b之俯視形狀呈圓形的平板狀體。
旋轉刃片200係於切割裝置(未圖示)中，裝設於轉軸250的前端部分。轉軸250係在旋轉刃片200的第一主面200a或是第二主面200b其中一側的中心，從與該等第一主面200a及第二主面200b直交的方向，連接至旋轉刃片200。旋轉刃片200能與轉軸250的旋轉相連動，而將與轉軸250連接之部分作為旋轉軸旋轉。
又，以下的說明中，係將沿「旋轉刃片200的第一主面200a及第二主面200b」之平面設為Y軸-Z軸平面，並將與第一主面200a及第二主面200b直交的方向設為X軸方向。
驅動部20基於來自控制部10之指示，向發光部30送出驅動訊號。
發光部30基於從驅動部20送出之驅動訊號，輸出檢查光。例如可使用LD(Laser Diode，雷射二極體)等任意適當的發光元件作為發光部30。
出射側光導纖維40係以其一端40a側，與發光部30連接。又，出射側光導纖維40之另一端40b，係與出射側透鏡50光學上地連接。出射側光導纖維40，使從發光部30輸出的檢查光傳播。又，出射側光導纖維40，將檢查光從另一端40b發送至出射側透鏡50。
出射側透鏡50及入射側透鏡60，係所謂柱狀透鏡。可使用在沿高度方向之平面切取「圓筒狀、半圓筒狀、或是圓筒」之形狀者，作為柱狀透鏡。圖2(A)及(B)中，分別顯示具備半圓筒形的出射側透鏡50及入射側透鏡60之構成例。從而，在此，出射側透鏡50係包含：沿長邊方向(圓筒形之高度方向)的平面50a，及曲率中心存在於此平面50a之曲面50b。又，入射側透鏡60係包含：沿長邊方向之平面60a，及曲率中心存在於此平面60a之曲面60b。
該出射側透鏡50係設置成：出射側透鏡50的長邊方向，係沿旋轉刃片200的第一主面200a(沿Y軸-Z軸平面)，並沿旋轉刃片200的徑向。又，在此，出射側透鏡50係設置成其長邊方向沿Z軸方向。
又，出射側透鏡50係以其平面50a側，與出射側光導纖維40之另一端40b光學上地連接。又，出射側透鏡50被配置成：其曲面50b，係與旋轉刃片200的第 一主面200a對向。進而，出射側透鏡50在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，係位於與旋轉刃片200重疊的位置，且半圓筒形一側的底面側之一部分，係定位於超出旋轉刃片200外周的位置。
入射側透鏡60係配置在隔著旋轉刃片200而與出射側透鏡50對向的位置。又，該入射側透鏡60係設置成：入射側透鏡60的長邊方向，係沿旋轉刃片200的第二主面200b(沿Y軸-Z軸平面)，並沿與出射側透鏡50的長邊方向直交之方向。如上述般，在此，由於出射側透鏡50的長邊方向係沿Z軸方向，故入射側透鏡60係設置成其長邊方向沿Y軸方向。
又，入射側透鏡60係以其平面60a側，與入射側光導纖維70之一端70a光學上地連接。又，入射側透鏡60係配置成：其曲面60b，係與旋轉刃片200的第二主面200b對向。進而，入射側透鏡60係定位於在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，與旋轉刃片200重疊的位置。
藉由依上述關係配置出射側透鏡50及入射側透鏡60，在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，出射側透鏡50的長邊方向與入射側透鏡60的長邊方向係直交。在偵測旋轉刃片200的破損時，該等互為直交之出射側透鏡50及入射側透鏡60所交叉的部分，在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，較佳為定位於與旋轉刃片200的周圍部附近重疊的位置。
入射側光導纖維70之一端70a，係與入射側透鏡60光學上地連接。又，入射側光導纖維70係以其另一端70b側與受光部80連接。將入射側透鏡60所聚光後的檢查光，發送至入射側光導纖維70。入射側光導纖維70，使檢查光傳播而發送至受光部80。
受光部80將從入射側光導纖維70發送來的檢查光，轉換為因應受光量之強度的電訊號，發送至放大部90。可使用例如PD(Photo Diode，光電二極體)等任意適當的受光元件作為受光部80。
放大部90係所謂偵測放大器，其將從受光部80發送來的電訊號放大，而發送至控制部10。
控制部10例如係由CPU(中央處理單元)構成，用以控制破損偵測機構100整體的動作。控制部10依照既定的控制程式執行各種處理。該等處理的結果等，係儲存於適當的RAM等儲存手段。
控制部10藉由將指示發送至驅動部20，以控制來自發光部30之檢查光的輸出。又，控制部10基於從受光部80經由放大部90發送來的電訊號，偵測旋轉刃片200的破損。
(動作)
在破損偵測機構100，發光部30所輸出的檢查光，係經由出射側光導纖維40出射。從出射側光導纖維40出射之檢查光，係經由出射側透鏡50，而照射至旋轉刃片200。
如上述般，出射側透鏡50係設置成其長邊方向沿著旋轉刃片200的徑向。因此，檢查光僅聚光於沿旋轉刃片200的徑向之方向(在此為Z軸方向)。另一方面，藉由出射側透鏡50之曲面50b的作用，檢查光會在聚光於「與出射側透鏡50的長邊方向直交之方向」(在此為Y軸方向)的狀態下，照射至旋轉刃片200。
又，入射側透鏡60係設置成：其長邊方向，係沿著與出射側透鏡50的長邊方向直交之方向。因此，藉由出射側透鏡50，可使在沿旋轉刃片200的徑向的方向(在此為Z軸方向)放大後之檢查光，效率良好地入射。
入射至入射側透鏡60的檢查光，係經由入射側光導纖維70，發送至受光部80。輸入至受光部80的檢查光，會變換為電訊號。電訊號的強度，係與輸入至受光部80的檢查光之強度(受光量)相對應。電訊號藉由放大部90放大，而發送至控制部10。控制部10基於此電訊號，偵測旋轉刃片200的破損。
當旋轉刃片200上不存在瑕疵時，從出射側透鏡50出射的檢查光，會受到旋轉刃片200遮蔽，因此，除了通過旋轉刃片200外側的一部分之外，並不會到達入射側透鏡60。
相對於此，當旋轉刃片200上產生缺口、裂縫等破損時，藉由通過此破損處，檢查光會到達入射側透鏡60。檢查時，由於旋轉刃片200在旋轉，當檢查光通過破損處的時點，受光部80的受光量會增大。又，隨著破損的程度愈大，受光部80的受光量會變大。
參照圖4(A)及(B)，就旋轉刃片200之破損、與發送至破損偵測機構100的控制部10的電訊號之強度的關係，加以說明。
圖4(A)係從第一主面200a側觀看旋轉刃片200時之概略圖。在此，在旋轉刃片200的兩處產生有破損(缺口)201及202。又，圖4(A)中，將藉由破損偵測機構100，照射至旋轉刃片200的檢查光a整照射範圍，賦予101之符號而顯示。又，作為比較用，在採用了往昔的構造之破損偵測機構的情況下，將照射至旋轉刃片200的檢查光之照射範圍賦予151之符號而顯示。所謂往昔的構造之破損偵測機構，係自破損偵測機構100省略掉出射側透鏡50及入射側透鏡60之構造。
圖4(B)係顯示在將圖4(A)所示之旋轉刃片200作為檢測對象的情形下，被發送至控制部10之電訊號的強度之圖式。圖4(B)中，係以橫軸為時間，並以縱軸為電訊號之強度，分別取任意單位顯示。圖4(B)中之曲線301，顯示採用了本發明之破損偵測機構100的情形下之電訊號的強度。又，圖4(B)中之曲線351，顯示採用了往習的構造之破損偵測機構的情形之電訊號的強度。
在旋轉刃片200中不存在瑕疵處，由於從出射側透鏡50出射之檢查光會受到旋轉刃片200遮蔽，故除了通過旋轉刃片200的外側之一部分之外，並不會到達入射側透鏡60。
相對於此，在旋轉刃片200中產生有破損201及202處，因通過此破損處，檢查光會到達入射側透鏡60。檢查時，旋轉刃片200例如會朝圖4(A)所示的箭頭之方向旋轉。因此，如圖4(B)所示，在檢查光通過破損處的時間點，受光部80的受光量會增大，且電訊號的強度會變大。又，破損的程度愈大，電訊號的強度愈會變大。
在圖4(A)之例子中的破損201及202當中，相較於破損201，旋轉刃片200於破損202產生更大的缺口。從而，在檢查光通過破損201處之時間點，電訊號的強度上產生較小的峰部，而當檢查光通過破損202處的時間點，電訊號的強度上產生較大的峰部。
在此，由於往昔的構造之破損偵測機構中，未設置有出射側透鏡50，故檢查光會在照射範圍151擴張為圓形的狀態下，照射至旋轉刃片200。從而，通過旋轉刃片200外周的檢查光之受光量會變大。其結果，由於無助於破損的偵測之雜訊會變大，因此，「在受光部接收的光」及「將其轉換後之電訊號」的SN比會劣化。
又，往昔的構造之破損偵測機構中，如上述般，檢查光的照射範圍151會擴張為圓形，且未設置將「擴張為圓形的檢查光」聚光之入射側透鏡60。因此，往昔的構造之破損偵測機構中，如圖4(B)中的曲線351所示，無法於電訊號的強度獲得陡急的峰部，偵測敏感度會劣化。從而，往昔的構造之破損偵測機構中，難以偵測微小的缺口等。
另一方面，破損偵測機構100中設置有出射側透鏡50，藉此，檢查光的照射範圍101會沿旋轉刃片200的徑向縮窄成細長形。從而，由於旋轉刃片每旋轉一周的偵測解析度會提高，故若偵測微細的破損。又，藉由將檢查光的照射範圍細長地縮窄，無助於破損的偵測之干擾雜訊會變小，因此，受光部80中接收到的光及將其轉換後之電訊號的SN比，會較往昔的構造提高。
又，破損偵測機構100中，如上述般出射之檢查光的照射範圍101，會沿旋轉刃片200的徑向細長地縮窄，且設置有將「此細長地縮窄後的檢查光」聚光之入射側透鏡60。因此，破損偵測機構100中，可將破損偵測的方向，限定為沿旋轉刃片200的徑向之方向。其結果，如圖4(B)中的曲線301所示般，於電訊號的強度獲得陡急的峰部，偵測敏感度會提高。從而，破損偵測機構100中，即便為微小的缺口等，亦可確實地偵測。
如此，破損偵測機構100中，相對於往昔的構造之破損偵測機構，可改善偵測敏感度及SN比。
又，破損偵測機構100中，即旋轉刃片200為磨損後的狀態下(亦即旋轉刃片200的徑向變短後的狀態)，只要旋轉刃片200的外周仍能進入偵測光的照射範圍，亦不用改變出射側光導纖維40及出射側透鏡50、與入射側透鏡60及入射側光導纖維70的配置，而可進行破損的偵測。又，如上述般，破損偵測機構100中，藉由出射側透鏡50，偵測光會沿旋轉刃片200的徑向細長地縮窄而擴張，並藉由入射側透鏡60，此細長地縮窄而擴張後的偵測光可聚光。因此，可抑制「因應旋轉刃片200的磨損，而改變出射側光導纖維40及出射側透鏡50、與入射側透鏡60及入射側光導纖維70的配置之頻率」使其變少。
在此，圖1及圖2所示的構成例中，係就出射側透鏡50及入射側透鏡60雙方為柱狀透鏡的構成加以說明。然而，破損偵測機構100中亦可將出射側透鏡50及入射側透鏡60的任一方設定成柱狀透鏡，並將另一方設定成柱狀透鏡以外的透鏡(例如所謂球面透鏡等)。
即便為僅將出射側透鏡50設為柱狀透鏡的情況下，可將檢查光在沿旋轉刃片200的徑向縮窄成細長形後的狀態下，照射至旋轉刃片200。其結果，相較於往昔的構造，可提高敏感度及SN比。
又，在僅將入射側透鏡60設為柱狀透鏡的情況下，可在沿旋轉刃片200的徑向之方向聚光，而使檢查光入射至該入射側透鏡60。其結果，由於可將破損偵測的方向限定於沿旋轉刃片200的徑向之方向，故相較於往昔的構造，可提高偵測敏感度。
又，如圖1及圖2所示的構成例中，係就破損偵測機構100具備出射側透鏡50作為照射範圍變換部的構成加以說明。然而，照射範圍變換部的構成，並不限於出射側透鏡50。就照射範圍變換部的其他構成例，參照圖5及圖6加以說明。
首先，參照圖5(A)及(B)與圖6(A)及(B)，就設置照射範圍變換附接構件(以下，也單稱為「附接構件」)取代出射側透鏡作為照射範圍變換部的情形之構成例加以說明。
圖5(A)及(B)為顯示設置附接構件作為照射範圍變換部的情形之構成例的概略圖。又，圖5(A)及(B)中，關於位置及方向，係與圖2(A)及(B)對應。圖6(A)及(B)係將圖5(A)及(B)所示的出射側光導纖維及附接構件放大顯示之概略圖。又，圖6(A)係將出射側光導纖維與附接構件分離顯示，圖6(B)係顯示將附接構件安裝於出射側光導纖維的狀態。
附接構件41，例如係以「具有位於相反側的表面41a及背面41b之圓形的平板狀體」構成。縫隙42貫穿附接構件41。縫隙42從表面41a側觀看係細長的長方形，並係從附接構件41的表面41a貫通至背面41b而形成。
附接構件41，將出射端40b的整體被覆而安裝於出射側光導纖維40的出射端(另一端)40b(參照圖6(A)及(B))。在此，使背面41b側與出射側光導纖維40的出射端40b對向，並將附接構件41安裝於出射側光導纖維40。
該附接構件41係依以下方式安裝於出射側光導纖維40：使附接構件41的縫隙42之長邊方向，沿旋轉刃片200的第一主面200a(沿Y軸-Z軸平面)，並沿旋轉刃片200的徑向。在此，附接構件41的縫隙42係定位成，其長邊方向沿Z軸方向。
又，以附接構件41的表面41a係與旋轉刃片200的第一主面200a對向的方式，配置附接構件41及出射側光導纖維40。進而，附接構件41的縫隙42，在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，係定位於與旋轉刃片200重疊的位置。
入射側透鏡60係配置在隔著旋轉刃片200，而與附接構件41對向的位置。又，設置該入射側透鏡60，使入射側透鏡60的長邊方向，沿旋轉刃片200的第二主面200b(沿Y軸-Z軸平面)，並沿與附接構件41的縫隙41之長邊方向直交的方向。如上述般，在此，由於附接構件41的縫隙41之長邊方向係沿著Z軸方向，故入射側透鏡60係設置成其長邊方向沿Y軸方向。
設置附接構件41作為照射範圍變換部的破損偵測機構中，出射側光導纖維40的出射端40b係以附接構件41覆蓋。藉此，來自出射側光導纖維40的檢查光，會受到附接構件41部分地遮光，並同時從縫隙41出射。
其結果，與設置出射側透鏡50作為照射範圍變換部之構成同樣地，檢查光的照射範圍，會沿著旋轉刃片200的徑向細長地縮窄。從而，由於旋轉刃片每旋轉一周的偵測解析度會提高，故可偵測微細的破損。又，藉由將檢查光的照射 範圍細長地縮窄，無助於破損的偵測之干擾雜訊會變小，因此，「於受光部80接收的光」、及「將其轉換後的電訊號」之SN比，係較往昔的構造提高。
接著，參照圖6(C)及(D)，針對「取代設置出射側透鏡及附接構件，而改為在出射側光導纖維40的出射端部，在出射側光導纖維40之一部分製作照射範圍變換部的情形之構成例」加以說明。圖6(C)係將出射側光導纖維的出射端部放大顯示的概略圖。圖6(D)係從圖6(C)所示的反白箭頭方向觀看出射側光導纖維的出射端部之概略圖。
於在出射側光導纖維40的出射端部製作照射範圍變換部的情形，係於出射側光導纖維40的出射端部，從出射側光導纖維40的側面40c至出射端40b，部分地切除出射側光導纖維40。其結果，出射側光導纖維40的出射端部，會朝出射端40b成為漸尖端。構成成形有此漸尖端之照射範圍變換部43，作為出射側光導纖維40的出射端部。
照射範圍變換部43的出射端43a(出射側光導纖維40的出射端40b)之面的形狀，係成形為細長的長方形。又，圖6(C)及(D)中，係顯示從隔著出射側光導纖維40對向的位置，對稱地裁切出射側光導纖維40之構成例。
在於照射範圍變換部43，藉由部分地切除出射側光導纖維40而產生之，出射側光導纖維40的側面40c與出射端40b(43a)之間的切斷面43b及43c，施加設置 遮光板等遮光處理。藉此，防止從出射側光導纖維40出射的檢查光從切斷面43b及43c散射。
依以下方式定位包含該照射範圍變換部43之出射側光導纖維40：使照射範圍變換部43的出射端43a之長邊方向，沿旋轉刃片200的第一主面200a(沿Y軸-Z軸平面)，並沿旋轉刃片200的徑向。在此，例如，照射範圍變換部43的出射端43a係定位成，長邊方向沿著Z軸方向。
又，包含照射範圍變換部43的出射側光導纖維40，係配置成：出射端43a與旋轉刃片200的第一主面200a對向。進而，照射範圍變換部43的出射端43a係定位成：在Y軸-Z軸平面俯視觀察下，與旋轉刃片200重疊的位置。
入射側透鏡60係配置於：隔著旋轉刃片200，而與照射範圍變換部43的出射端43a對向的位置。又，設置該入射側透鏡60，使入射側透鏡60的長邊方向，沿著旋轉刃片200的第二主面200b(沿Y軸-Z軸平面)，並沿著與照射範圍變換部43的出射端43a之長邊方向直交的方向。在照射範圍變換部43的出射端43a之長邊方向係沿Z軸方向的情況下，入射側透鏡60係設置成：其長邊方向沿Y軸方向。進而言之，入射側透鏡60係設置成：其長邊方向，係平行於旋轉刃片200的第二主面200b，並沿著與「經該照射範圍變換部43而以細長地縮窄的狀態出射之檢查光之沿旋轉刃片200之第二主面200b切取出之光點的長邊方向」直交的方向。
在出射側光導纖維40的出射端部製作照射範圍變換部43的破損偵測機構中，出射端43a成為細長的長方形。其結果，與設置出射側透鏡50作為照射範圍變換部之構成同樣地，從出射側光導纖維40出射之檢查光的照射範圍，對沿旋轉刃片200的徑向細長地縮窄。從而，由於旋轉刃片每旋轉一周之偵測解析度會提高，故能偵測微細的破損。又，藉由細長地縮窄檢查光的照射範圍，無助於破損的偵測之干擾雜訊會變小，因此，「在受光部80接收的光」、及「將其轉換後的電訊號」之SN比，較往昔的構造提高。
又，即便在「設置附接構件41作為照射範圍變換部的構成」、及「在出射側光導纖維40的出射端部製作照射範圍變換部43的構成」之任一情形，亦可將入射側透鏡60設為柱狀透鏡以外的透鏡(例如所謂球面透鏡等)。
在此，存在需使切削效果提高之形成有縫隙的旋轉刃片。參照圖7(A)及(B)，就「形成有縫隙之旋轉刃片200」、與「發送至破損偵測機構100的控制部10之電訊號的強度」的關係加以說明。
圖7(A)為從第一主面200a側觀看形成有縫隙的旋轉刃片200之概略圖。圖7(B)顯示在將圖7(A)所示的旋轉刃片200作為檢測對象的情形下，發送至控制部10的電訊號之強度的圖式。圖7(B)中，係以橫軸為時間，並以縱軸為電訊號之強度，分別取任意單位顯示。圖7(B)中之曲線401，顯示採用了本發明的破損偵測機構100的情形之電訊號的強度。又，圖7(B)中之曲線451，顯示採用了上述往昔的構造之破損偵測機構的情形之電訊號的強度。
圖7(A)所示的旋轉刃片200中，周期地形成有複數縫隙270。各縫隙270，係分別從旋轉刃片200的外周往朝向中心的方向(亦即沿著徑向)，將旋轉刃片200部分地除去，藉此形成。又，圖7(A)所示的旋轉刃片200中，在縫隙270-1產生破損203。
破損偵測機構100中，如上述般出射後之檢查光的照射範圍，係沿旋轉刃片200的徑向細長地縮窄。從而，破損偵測機構100中，可沿著縫隙270的形成方向，照射檢查光。因此，如圖7(B)所示，於各縫隙270的形成位置，獲得電訊號強度陡急的峰部。又，因破損203造成形狀變化之縫隙270-1，與未產生破損之縫隙270-2，峰部的形狀會改變。如此，破損偵測機構100中，即便於形成有縫隙270的旋轉刃片200，亦能以高偵測敏感度及SN比偵測在縫隙270產生的破損。
10:控制部
20:驅動部
30:發光部
40:出射側光導纖維
40a:出射側光導纖維的一端
40b:出射側光導纖維的另一端
50:出射側透鏡
60:入射側透鏡
70:入射側光導纖維
70a:入射側光導纖維的一端
70b:入射側光導纖維的另一端
80:受光部
90:放大部
100:破損偵測機構
200:旋轉刃片
200a:旋轉刃片之第一主面
200b:旋轉刃片之第二主面
250:轉軸

Claims (4)

  1. 一種破損偵測機構，用以偵測切割裝置所具備的旋轉刃片之破損；該旋轉刃片為包含位於相反側之第一主面及第二主面，且該第一主面及第二主面的俯視形狀呈圓形之平板狀體；其特徵在於，該破損偵測機構，具備：控制部、發光部、出射側光導纖維、照射範圍變換部、入射側透鏡、入射側光導纖維、及受光部；該入射側透鏡，配置在隔著該旋轉刃片而與該照射範圍變換部對向的位置；該發光部，輸出檢查光；該出射側光導纖維，將從該發光部輸出之該檢查光，發送至該照射範圍變換部；該照射範圍變換部，將該檢查光在沿旋轉刃片的徑向細長地縮窄的狀態下出射；該入射側透鏡，將從該出射側光導纖維經該照射範圍變換部出射後之該檢查光聚光，發送至該入射側光導纖維；該入射側光導纖維，將該檢查光發送至該受光部；該受光部，將從該入射側光導纖維發送來的該檢查光，轉換為取決於受光量的強度之電訊號，而發送至該控制部；該控制部，依據從該受光部發送來的電訊號，偵測該旋轉刃片之破損；該入射側透鏡為柱狀透鏡；該入射側透鏡係設置成：該入射側透鏡的長邊方向，係平行於該旋轉刃片的該第二主面，並沿與「經該照射範圍變換部而以細長地縮窄的狀態出射之該檢查光之沿該旋轉刃片之該第二主面切取出之光點的長邊方向」直交的方向。
  2. 如請求項1記載之破損偵測機構，更包含：出射側透鏡，作為該照射範圍變換部；該出射側透鏡為柱狀透鏡；該出射側透鏡係設置成：該出射側透鏡的長邊方向，係沿該旋轉刃片的第一主面，並沿該旋轉刃片的徑向；該入射側透鏡係設置成：該入射側透鏡的長邊方向，係平行於該旋轉刃片的該第二主面，並沿與該出射側透鏡的長邊方向直交的方向。
  3. 如請求項1記載之破損偵測機構，更包含：照射範圍變換附接構件，作為該照射範圍變換部，將該出射端的整體被覆而安裝於該出射側光導纖維的出射端；在該照射範圍變換附接構件，形成有貫通該照射範圍變換附接構件之細長的長方形的縫隙；該照射範圍變換附接構件係設置成：該縫隙的長邊方向，係沿該旋轉刃片的第一主面，並沿該旋轉刃片之徑向；該入射側透鏡係設置成：該入射側透鏡的長邊方向，係平行於該旋轉刃片的該第二主面，並沿與該縫隙的長邊方向直交的方向。
  4. 如請求項1記載之破損偵測機構，其中，該照射範圍變換部係構成為：朝出射端成為漸尖端的方式成形，以作為該出射側光導纖維之出射端部；該出射端之面的形狀，係成形為細長的長方形； 包含該照射範圍變換部之該出射側光導纖維，係設置成：該出射端之長邊方向，係沿該旋轉刃片的第一主面，並沿該旋轉刃片的徑向；該入射側透鏡係設置成：該入射側透鏡的長邊方向，係平行於該旋轉刃片的該第二主面，並沿與該出射端之長邊方向直交的方向。
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