JP6846214B2 - Cutting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等の板状物を切削ブレードで切削する切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting device for cutting a plate-like object such as a semiconductor wafer with a cutting blade.
半導体ウエーハに代表される板状の被加工物は、例えば、円環状の切削ブレードを備える切削装置で切削されて、複数のチップへと分割される。この被加工物の切削中に、切削ブレードの欠けや、切削性能の低下、異物との接触、加工負荷の変化といった異常が発生すると、切削ブレードは通常時とは異なる振動をする。かかる切削ブレードの異常時の振動を検出する切削装置としては、特許文献1に開示されたものが知られている。
A plate-shaped workpiece represented by a semiconductor wafer is cut by, for example, a cutting device provided with an annular cutting blade and divided into a plurality of chips. If an abnormality such as chipping of the cutting blade, deterioration of cutting performance, contact with foreign matter, or change in machining load occurs during cutting of the workpiece, the cutting blade vibrates differently from the normal state. As a cutting device that detects vibration of such a cutting blade at the time of abnormality, the one disclosed in
上述のように切削を行う場合、切削時に高速回転する切削ブレードへ切削水をノズルから噴射することで、加工熱を冷却したり、切削によって発生する切削屑を被加工物から洗い流したりしている。ところが、切削ブレードの振動検出においては、切削水の噴射がノイズとなって外乱を引き起こし、切削ブレードの振動を適切に収集できなくなる、という問題がある。 When cutting as described above, cutting water is injected from a nozzle onto a cutting blade that rotates at high speed during cutting to cool the processing heat and wash away cutting debris generated by cutting from the workpiece. .. However, in the vibration detection of the cutting blade, there is a problem that the injection of the cutting water becomes noise and causes disturbance, and the vibration of the cutting blade cannot be properly collected.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削手段で切削する際に発生する弾性波を適切に収集することができる切削装置を提供することを目的の1つとする。 The present invention has been made in view of this point, and one of the objects of the present invention is to provide a cutting apparatus capable of appropriately collecting elastic waves generated when cutting with a cutting means.
本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードを有する切削手段と、を少なくとも含む切削装置において、保持手段のチャックテーブルに保持された被加工物を水没状態で貯水する貯水槽と、貯水槽に切削水を供給する切削水供給手段と、切削手段に配設され、被加工物を該切削手段で切削する際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサとを備え、保持手段上に保持された被加工物は、貯水槽に切削水が貯水された水没状態で、切削箇所を含む一部が貯水槽の切削水に浸漬しつつ該一部とは他の部分で貯水槽の切削水から露出する領域を有する切削ブレードにより切削されることを特徴とする。 The cutting device of the present invention is a cutting device including at least a holding means for holding a work piece and a cutting means having a cutting blade for cutting the work piece held by the holding means, on a chuck table of the holding means. A water storage tank that stores the held work piece in a submerged state, a cutting water supply means that supplies cutting water to the water storage tank, and a cutting water supply means that are arranged in the cutting means and are generated when the work piece is cut by the cutting means. Equipped with an elastic wave detection sensor that detects the elastic wave to be cut, the workpiece held on the holding means is in a submerged state where the cutting water is stored in the water storage tank, and a part including the cutting part is cut in the water storage tank. It is characterized in that the part is cut by a cutting blade having a region exposed from the cutting water of the water storage tank while being immersed in water.
この構成によれば、被加工物を水没させた状態で切削ブレードにより切削するので、切削箇所にノズルから切削水を噴射しなくても、切削時の加工熱の冷却や切削屑の洗浄等を行えるようになる。従って、切削水の噴射が必要でなくなり、切削時に発生する弾性波を弾性波検出センサで検出するときに、切削水噴射に起因する外乱ノイズをなくして弾性波を適切に収集することができる。これにより、切削ブレードの振動を伴う異常が発生した場合、かかる異常を精度良く把握することができる。 According to this configuration, the work piece is cut with the cutting blade in a submerged state, so that the cutting heat can be cooled and the cutting chips can be cleaned without injecting cutting water from the nozzle to the cutting location. You will be able to do it. Therefore, the injection of cutting water is no longer necessary, and when the elastic wave detection sensor detects the elastic wave generated during cutting, the disturbance noise caused by the injection of cutting water can be eliminated and the elastic wave can be appropriately collected. As a result, when an abnormality accompanied by vibration of the cutting blade occurs, such an abnormality can be accurately grasped.
本発明の切削装置において、切削手段は、切削ブレードと、切削ブレードを先端に装着して回転する回転スピンドルと回転スピンドルを回転可能に支持するハウジングとを備え、弾性波検出センサは、切削ブレードに非接触に近接し且つ切削時に水没する位置に位置付けられてハウジングに配設されるとよい。 In the cutting apparatus of the present invention, the cutting means includes a cutting blade, a rotary spindle that rotates with the cutting blade attached to the tip, and a housing that rotatably supports the rotary spindle, and the elastic wave detection sensor is attached to the cutting blade. It is preferable that the housing is positioned close to non-contact and submerged during cutting.
本発明によれば、被加工物を水没状態で切削するので、切削する際に発生する弾性波を適切に収集することができる。 According to the present invention, since the workpiece is cut in a submerged state, elastic waves generated during cutting can be appropriately collected.
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図1は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。なお、切削装置は、本実施の形態のように切削加工を行う際の弾性波を検出する構造を備えた構成であればよく、図1に示す構成に限定されない。図1においては、説明の便宜上、一部の部材については省略して記載しているが、切削装置が通常備える構成については備えているものとする。 Hereinafter, the cutting apparatus of the present embodiment will be described with reference to the attached drawings. FIG. 1 is a perspective view of the cutting device of the present embodiment. The cutting apparatus may be configured as long as it has a structure for detecting elastic waves during cutting as in the present embodiment, and is not limited to the configuration shown in FIG. 1. In FIG. 1, for convenience of explanation, some members are omitted, but the configuration normally provided by the cutting apparatus is assumed to be provided.
図1に示すように、本実施の形態の切削装置1は、切削ブレード42を有する切削手段40と被加工物Wを保持するチャックテーブル3とを相対移動させて被加工物Wを切削するように構成されている。被加工物Wは、ダイシングテープTを介してリングフレームFに支持された状態で切削装置1に搬入される。なお、被加工物Wは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板に半導体デバイスが形成された半導体ウエーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板に光デバイスが形成された光デバイスウエーハでもよい。
As shown in FIG. 1, the
切削装置1は、基台2に設けられて保持手段を構成するチャックテーブル3と、このチャックテーブル3で保持される被加工物Wを切削する切削機構4とを備えて構成されている。基台2上においてチャックテーブル3に隣接する位置にはスピンナー洗浄機構6が設けられている。スピンナー洗浄機構6では、回転中のスピンナーテーブル6aに向けて洗浄水が噴射されて被加工物Wが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアが吹き付けられて被加工物Wが乾燥される。
The
チャックテーブル3には、ポーラスセラミック材により被加工物Wを吸引保持する保持面3aが形成されている。保持面3aは、チャックテーブル3内の流路を通じて吸引源(不図示)に接続されている。チャックテーブル3の周囲には、4つのクランプ部3bが設けられ、各クランプ部3bによって被加工物Wの周囲のリングフレームFが四方から挟持固定される。チャックテーブル3は、θテーブル(不図示)を介して移動板10の上面に支持されている。移動板10は、基台2の上面側に形成されてX方向に延在する矩形状の開口部11内に配置されている。開口部11は、移動板10と、移動板10のX方向両側に設けられた蛇腹状の防水カバー12とにより被覆されている。防水カバー12の下方には、チャックテーブル3を切削方向となるX方向に駆動する切削送り手段(不図示)が設けられている。この切削送り手段は、例えば、ボールねじ式の移動機構からなる。
The chuck table 3 is formed with a
切削機構4は、基台2上に固定された門型の柱部14と、柱部14に設けられた送り手段15と、送り手段15によってY方向及びZ方向に移動可能に支持される切削手段40とを有する。
The cutting mechanism 4 is a cutting that is movably supported in the Y direction and the Z direction by the gate-
送り手段15は、柱部14の前面に対してY方向に平行な一対のガイドレール21と、一対のガイドレール21にスライド可能に設置されたモータ駆動のY軸テーブル22とを有している。また、送り手段15は、Y軸テーブル22の前面に配置されたZ方向に平行な一対のガイドレール23と、各ガイドレール23にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル24とを有している。Z軸テーブル24の下部には、切削手段40が設けられている。
The feeding means 15 has a pair of
Y軸テーブル22の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ25が螺合されている。また、各Z軸テーブル24の背面側には、図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ26が螺合されている。Y軸テーブル22用のボールネジ25、Z軸テーブル24用のボールネジ26の一端部には、それぞれ駆動モータ28(ボールネジ25の駆動モータは不図示)が連結されている。駆動モータ28によりボールネジ25、26が回転駆動され、切削手段40がガイドレール21、23に沿ってY方向及びZ方向に移動される。
Nut portions (not shown) are formed on the back surface side of the Y-axis table 22, and a
切削手段40は、スピンドルハウジング(ハウジング)41から突出したスピンドル(不図示)の先端に、切削ブレード42を回転可能に装着して構成される。切削ブレード42は、ハウジング41の一部を構成するブレードカバー43によって周囲が覆われている。切削手段40は、切削ブレード42を高速回転させつつX方向に被加工物Wと切削ブレード42とを相対移動することで被加工物Wを切削加工する。
The
ここで、切削装置1においては、チャックテーブル3の周りに設けられて切削加工中の被加工物Wを洗浄するための洗浄機構30を更に備えている。以下、洗浄機構30の構成について、図2も参照して説明する。図2は、本実施の形態に係るチャックテーブル周りの概略縦断面図である。
Here, the
図1及び図2に示すように、洗浄機構30は、チャックテーブル3を受容する貯水槽31と、貯水槽31内を切削水P(図1では不図示)で満たすための切削水供給手段33とを備えている。貯水槽31は、チャックテーブル3の下面側に設けられた上面視で方形状の底壁35と、底壁35の外周から立設してチャックテーブル3を四方から囲繞する側壁36を備え、側壁36は上方を開放し且つ下方が底壁35によって閉塞される。また、側壁36の上端位置は、チャックテーブル3の上面より高く、且つ、チャックテーブル3に保持された被加工物Wの上面より高く形成される。貯水槽31は、有底容器状となって側壁36の内部に切削水Pを貯留(貯水)でき、この切削水Pの貯留によってチャックテーブル3と、チャックテーブル3に保持された被加工物Wとを水没状態にすることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
切削水供給手段33には、切削水供給源38が接続され、貯水槽31内を切削水Pで満たすように切削水Pを供給する。切削水供給手段33は、貯水槽31の+X方向側の側壁36上方であって、かかる側壁36のY方向中央部に設けられている。切削水供給手段33は、移動板10(図2では不図示)に設けられる支柱等(不図示)を介して上述の位置に配設されるノズル等からなる。切削水供給手段33から切削水Pを吐出すると、図2の一点鎖線で示すように、貯水槽31内において+X方向側から−X方向に切削水Pの流れが生じることとなる。なお、切削水供給手段33からの切削水Pの吐出は、上記の切削水Pの流れを形成するものの、吐出によって切削ブレード42を振動させることがない程度の吐出圧に設定される。
A cutting
ここで、貯水槽31の底壁35には、貯水槽31内の切削水Pを排出すべく2箇所位置に排水口39a、39b(図2では排水口39b不図示)が設けられている。一方の排水口39aは、切削水供給手段33とX方向にチャックテーブル3を挟んで反対側に設けられている。もう一方の排水口39bは、チャックテーブル3の中心位置で貯水槽31を90度回転させたときに、回転前に一方の排出口39aが配設された位置と同じになる位置に形成されている。排水口39a、39bには、その開閉を制御する電磁弁等の弁機構(不図示)が設けられ、弁機構によってX方向での切削水Pの流れで下流側に位置する方の排水口39aが開放し、位置しない方の排水口39bが閉塞される。
Here, the
続いて、図3及び図4を参照して、本実施の形態の切削手段について説明する。図3は、本実施の形態の切削手段の断面等を模式的に示す図である。図4は、本実施の形態の切削手段の分解斜視図である。なお、図3及び図4では、説明の便宜上、ホイールカバーを省略して記載している。また、切削手段は、後述する弾性波検出センサが装着される構成であればよく、図3及び図4に示す構成に限定されない。 Subsequently, the cutting means of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section and the like of the cutting means of the present embodiment. FIG. 4 is an exploded perspective view of the cutting means of the present embodiment. In addition, in FIG. 3 and FIG. 4, the wheel cover is omitted for convenience of explanation. Further, the cutting means may be configured as long as it is equipped with an elastic wave detection sensor described later, and is not limited to the configuration shown in FIGS. 3 and 4.
図3及び図4に示すように、切削手段40は、Z軸テーブル24(図1参照)の下部に固定されたスピンドルハウジング(ハウジング)41を備えている。スピンドルハウジング41は、ハウジング本体44と、ハウジング本体44の一端側に装着される円筒状のハウジングカバー45とを備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cutting means 40 includes a
ハウジング本体44の内部には、Y軸の周りに回転するスピンドル(回転スピンドル)46が収容されている。スピンドル46は、例えばエアスピンドルであり、圧縮エア層を介してハウジング本体44に対して浮動状態で回転可能に支持されている。ハウジング本体44からはスピンドル46の先端部分46aが突出している。
Inside the
ハウジングカバー45の中央には、円形の開口45aが形成されている。また、ハウジングカバー45のハウジング本体44側には、孔45bが形成された係止部45cが設けられている。スピンドル46の一端側を開口45aに挿通し、係止部45cのネジ孔45bを通じてハウジング本体44のネジ孔44aにネジ48(図4では不図示、図3参照)を締め込めば、ハウジングカバー45をハウジング本体44に固定できる。
A
スピンドル46の先端面にはネジ穴46bが形成されている。また、スピンドル46の先端部分46aには、固定フランジ50が取り付けられる。固定フランジ50は、円筒形状のボス部51と、ボス部51の周面から径方向外側に広がるフランジ形状の装着部52とを有している。
A
固定フランジ50の中央には、ボス部51を貫通する開口50aが形成されている。開口50aには、裏面側(スピンドルハウジング45側)からスピンドル46の先端部分46aが嵌め込まれる。この状態で、開口50a内にワッシャー54を位置付け、当該ワッシャー54を通じて固定用のボルト55をネジ穴46bにねじ込むことで、固定フランジ部材50はスピンドル46に固定される。
An
切削ブレード42は、略円板状のハブ基台57の外周に環状の切れ刃58が取り付けられたハブブレードであり、ハブ基台57の中央には固定フランジ50のボス部51に挿入される挿入孔59が形成されている。切れ刃58は、金属や樹脂等のボンド材(結合材)に、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒を混合して所定厚みに形成されている。なお、切削ブレード42として、切れ刃のみで構成されたワッシャブレードを用いてもよい。
The
ハブ基台57の挿入孔59がボス部51に押し込まれると、ハブ基台57からボス部51が突出される。ボス部51の突出部分の外周面には雄ネジ51aが形成されており、この雄ネジ51aに環状の固定ナット61が締め付けられて固定フランジ50に切削ブレード42が固定される。このようにして、スピンドル46の先端に固定フランジ50が装着され、さらに固定フランジ50に切削ブレード42が装着されている。
When the
高速回転する切削ブレード42により被加工物W(図1参照)を切削する際には、切削ブレード42に弾性波が発生し、この発生した弾性波を検出する弾性波検出センサ64が切削手段40に配設されている。
When the workpiece W (see FIG. 1) is cut by the
弾性波検出センサ64は、例えば弾性波を検出する機能を備えたAEセンサ(アコースティック・エミッションセンサ)により構成される。AEセンサは、回転する切削ブレード42による被加工物Wの切削加工時に放出される弾性波を音響として検出するもので、その時の音響は、固体が破壊に至る前から、小さな変形や微小クラックの発生、進展に伴って発生することから、材料や構造物の欠陥や破壊を発見、予知することが可能とされている。
The elastic
弾性波検出センサ64は、固定フランジ50の内部に固定された超音波振動子66を備えている。この超音波振動子66は、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zi,Ti)O3)、リチウムナイオベート(LiNbO3)、リチウムタンタレート(LiTaO3)等の材料で形成されており、切削ブレード42の振動を電圧(振動信号)に変換する。超音波振動子66は、所定の周波数の振動に対して共振し、その共振周波数に応じて、弾性波検出センサ64として検出できる振動の周波数が決まるようにしてもよい。この場合、複数の固定フランジ50に共振周波数の異なる超音波振動子66を設けておき、それら固定フランジ50の何れかを加工条件等に応じて適宜選択して用いるようにしてもよい。
The elastic
弾性波検出センサ64は、固定フランジ50に設けられて超音波振動子66に接続される第1のコイル手段67と、ハウジングカバー45に設けられて第1のコイル手段67に対向する第2のコイル手段68とを含む。第1のコイル手段67及び第2のコイル手段68としては、導線が巻回された円環状のコイルを例示できる。
The elastic
第1のコイル手段67及び第2のコイル手段68は、磁気的に結合されており、超音波振動子66で発生した電圧は、第1のコイル手段67と第2のコイル手段68との相互誘導によって、第2のコイル手段68側に伝送される。
The first coil means 67 and the second coil means 68 are magnetically coupled, and the voltage generated by the
図3に示すように、第2のコイル手段68には、信号処理部81を介して制御手段80が接続されている。信号処理部81は、弾性波検出センサ64が検出した出力信号を出力電圧に変換するアンプ等を備えている。従って、弾性波検出センサ64が検出した出力信号は、信号処理部81によって変換された出力信号(出力電圧等)として制御手段80に入力される。
As shown in FIG. 3, the control means 80 is connected to the second coil means 68 via the
制御手段80は、弾性波検出センサ64からの出力信号に応じ、送り手段15、切削送り手段(不図示)、切削手段40を含む装置各部を統括制御する。制御手段80は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。
The control means 80 comprehensively controls each part of the device including the feed means 15, the cutting feed means (not shown), and the cutting means 40 in response to the output signal from the elastic
次に、図2を参照して、上記切削装置1による被加工物Wの切削加工方法について説明する。先ず、搬送手段(不図示)によって、ダイシングテープTを介してリングフレームFに固定された被加工物Wをユニットとしてチャックテーブル3に搬送し、吸引保持する。また、チャックテーブル3の周囲のクランプ部3bによってリングフレームFを固定する。次いで、被加工物Wをアライメントしてから、チャックテーブル3をX方向に移動し、被加工物Wを切削領域となる切削ブレード42の下方に近付けて位置付ける。また、被加工物Wの分割予定ラインに応じて切削ブレード42をY軸方向に移動して位置付ける。
Next, with reference to FIG. 2, a method of cutting the workpiece W by the
上記のように位置付けした後、切削水供給源38から切削水供給手段33を通じて貯水槽31に切削水Pを供給する。切削水Pは、貯水槽31の側壁36上端となる開口まで満たすように供給され、切削水Pによってチャックテーブル3に保持された被加工物Wを水没した状態とする。切削水供給手段33からの切削水Pの供給中、排水口39aでは供給された切削水Pと略同量若しくは少ない量が排水として排出される。
After positioning as described above, the cutting water P is supplied from the cutting
その後、高速回転された切削ブレード42を下降し、被加工物Wの切り込み深さに応じてZ方向に位置付ける。この位置付け後、切削ブレード42に対してチャックテーブル3をX方向に相対移動し、貯水槽31に切削水Pが貯水された水没状態で被加工物Wの分割予定ラインに沿って切削溝を切削する。そして、切削溝を1本形成する毎に、分割予定ラインのY方向のピッチ間隔分、切削ブレード42をY方向に移動し、同様の動作を繰り返すことで、切削溝が順次形成される。
After that, the
切削ブレード42による切削によって切削屑が発生するが、被加工物Wが切削水Pに水没されるので、被加工物Wの上面から切削屑を浮遊させて被加工物Wへの付着を防止することができる。このとき、切削水供給手段33からの切削水Pの吐出と、排水口39aから排出とによって貯水槽31内に図2中右から左方向(X方向)への水流を形成できる。これにより、被加工物Wの上面において切削水Pが通過するようになり、切削水Pで被加工物Wの上面を流しながら被加工物Wの切削が行われる。
Cutting chips are generated by cutting with the
X軸と平行な分割予定ライン全てに切削溝を形成後、θテーブル(不図示)を介してチャックテーブル3及び貯水槽31を90°回転し、上記と同様の切削を行うと、すべての分割予定ラインに切削溝が形成されて被加工物Wが縦横に切削される。チャックテーブル3及び貯水槽31を90°回転した後は、排水口39b(図1参照)と切削水供給手段33がチャックテーブル3を挟んで位置するようになり、回転後も切削水Pの流れを上述と同様に作り出すことができる。
After forming cutting grooves in all the planned division lines parallel to the X-axis, the chuck table 3 and the
ここで、切削手段40によって被加工物Wを切削する際、回転する切削ブレード42の切れ刃58に被加工物Wが接触すると、切削ブレード42で弾性波が発生する。弾性波は、切削ブレード42の近傍に位置する弾性波検出センサ64に伝播し、弾性波検出センサ64は伝播した弾性波を検出して出力信号を制御手段80に出力する。制御手段80は、例えば、任意の単位時間あたりに伝送される電圧の時間変化に相当する波形(時間領域の波形)を、フーリエ変換(例えば、高速フーリエ変換)によってスペクトル解析し、得られた周波数領域の波形に基づいて切削ブレード42の状態を判定する。単位時間としては、1本のラインの切削に要する時間(1カットライン毎)、1枚の被加工物の切削に要する時間(1ワーク毎)、任意の距離を切削するのに要する時間(カット距離毎)等、様々な態様が考えられる。
Here, when the workpiece W is cut by the cutting means 40, when the workpiece W comes into contact with the
図5Aは、制御手段に伝送される電圧の波形(時間領域の波形)の例を示すグラフであり、図5Bは、フーリエ変換後の波形(周波数領域の波形)の例を示すグラフである。なお、図5Aでは、縦軸が電圧(V)を、横軸が時間(t)をそれぞれ示し、図5Bでは、縦軸が振幅を、横軸が周波数(f)をそれぞれ示す。 FIG. 5A is a graph showing an example of a voltage waveform (waveform in the time domain) transmitted to the control means, and FIG. 5B is a graph showing an example of a waveform (waveform in the frequency domain) after Fourier transform. In FIG. 5A, the vertical axis represents voltage (V), the horizontal axis represents time (t), and in FIG. 5B, the vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents frequency (f).
このように、弾性波検出センサ64からの電圧(振動信号)の波形を制御手段80でフーリエ変換すれば、図5Bに示すように、切削ブレード42の振動を主要な周波数成分に分けて、切削中に発生する異常を容易に解析できる。これにより、切削中の異常をリアルタイムに精度よく検出できる。
In this way, if the waveform of the voltage (vibration signal) from the elastic
図5Cは、異常の発生前後の波形(周波数領域の波形)の例を示すグラフである。図5Cでは、縦軸が振幅を、横軸が周波数(f)をそれぞれ示している。また、図5Cでは、異常の発生前の波形を実線で示し、異常の発生後の波形を破線で示す。 FIG. 5C is a graph showing an example of a waveform (waveform in the frequency domain) before and after the occurrence of an abnormality. In FIG. 5C, the vertical axis represents the amplitude and the horizontal axis represents the frequency (f). Further, in FIG. 5C, the waveform before the occurrence of the abnormality is shown by a solid line, and the waveform after the occurrence of the abnormality is shown by a broken line.
図5Cに示すように、異常の発生後の波形には、異常の発生前の波形には見られない高周波数側の振動モード(振動成分)が存在している。制御手段80は、例えば、異常の発生前後の波形(周波数領域の波形)を比較して、異常の発生後の波形にのみ見られる振動モードに対応する異常が発生したと判定する。 As shown in FIG. 5C, the waveform after the occurrence of the abnormality has a vibration mode (vibration component) on the high frequency side, which is not seen in the waveform before the occurrence of the abnormality. For example, the control means 80 compares the waveforms (waveforms in the frequency domain) before and after the occurrence of the abnormality, and determines that the abnormality corresponding to the vibration mode observed only in the waveform after the occurrence of the abnormality has occurred.
ここで、従来、切削ブレードに異常があるか否かを判定するため、加工中の切削ブレードの振動を検出する場合でも、冷却や洗浄の都合上、切削水をノズルより切削位置に高圧で噴射しながら切削が実施されていた。従って、噴射された切削水が被加工物や切削ブレードに吹き付けられる際のエネルギーによって振動が発生し、この振動も弾性波検出センサが検出せざるを得なかった。このため、切削加工によって切削ブレードから放出される弾性波の検出においては、切削水の噴射がノイズとなってしまい、切削ブレードの振動を適切に収集することが困難となっていた。 Here, conventionally, in order to determine whether or not there is an abnormality in the cutting blade, even when detecting the vibration of the cutting blade during machining, cutting water is injected from the nozzle to the cutting position at high pressure for the convenience of cooling and cleaning. While cutting was being carried out. Therefore, vibration is generated by the energy when the injected cutting water is sprayed on the workpiece or the cutting blade, and this vibration also has to be detected by the elastic wave detection sensor. Therefore, in the detection of elastic waves emitted from the cutting blade by cutting, the injection of cutting water becomes noise, and it is difficult to properly collect the vibration of the cutting blade.
これに対し、本実施の形態の切削装置1では、被加工物Wを貯水槽31の内部で水没した状態として切削加工を行うので、ノズルからの切削水Pの高圧噴射を行わなくてよくなる。これにより、弾性波検出センサ64での弾性波の検出においてノイズを低減することができ、切削ブレード42の切削による弾性波を適切に収集することができる。このように切削水Pによるノイズの影響が少なくなるので、AEセンサからなる弾性波検出センサ64では弾性波の変化を精度良く捉えて切削ブレード42の異常等を正確に判定することが可能となる。
On the other hand, in the
なお、弾性波検出センサ64の設置位置は、切削手段40の他の位置としてもよく、図6に示すように、切削ブレード42の外周を覆うホイールカバー43に設けることが例示できる。図6は、変形例の切断手段及びチャックテーブル周りの断面模式図である。図6の切削手段40のホイールカバー43では、切削送り方向となる+X方向側に支持体43aを設けた構成とし、この支持体43aの下端側に弾性波検出センサ64が支持されている。
The elastic
弾性波検出センサ64は、支持体43aを介して、切削ブレード42の前方(+X方向)に近接して配設されている。更には、弾性波検出センサ64のZ方向位置は、切削時において、貯水槽31内の切削水Pで水没する位置であり、且つ、被加工物Wに非接触となるように位置付けられている。これにより、切削ブレード42による加工時の弾性波を弾性波検出センサ64で切削水Pを通して適切に検出することができる。また、切削ブレード42の前方に弾性波検出センサ64を設けたので、切削ブレード42の回転によって飛散する切削水Pの影響を受け難くして弾性波を検出することができる。
The elastic
また、制御手段80ではフーリエ変換せずに解析してもよく、例えば、異常が発生する直前の弾性波検出センサ64の出力信号の出力範囲や出力値を閾値として予め記憶し、この閾値と対比して切削ブレード42の状況を解析するようにしてもよい。
Further, the control means 80 may analyze without Fourier transform. For example, the output range and output value of the output signal of the elastic
また、洗浄機構30の構成は、上記実施の形態のように貯水槽31内に切削水Pを貯水して水没した状態で切削できる限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、貯水槽31の平面視形状を円形としたり、側壁36を可動式として排水可能な構成としたりしてもよい。
Further, the configuration of the
また、本実施の形態では、被加工物Wの分割用の切削装置1を例示したが、切削装置1は分割だけでなく、被加工物Wのエッジトリミングに使用されてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 Further, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment and modification, and may be variously modified, replaced, or modified without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by the advancement of technology or another technology derived from it, it may be carried out by using that method. Therefore, the scope of claims covers all embodiments that may be included within the scope of the technical idea of the present invention.
以上説明したように、本発明は、切削手段で切削する際に発生する弾性波を適切に収集することができるという効果を有し、特に、回転する切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置に有用である。 As described above, the present invention has the effect of being able to appropriately collect elastic waves generated when cutting with a cutting means, and in particular, a cutting apparatus that cuts a workpiece with a rotating cutting blade. It is useful for.
1 切削装置
3 チャックテーブル(保持手段)
31 貯水槽
33 切削水供給手段
40 切削手段
41 スピンドルハウジング(ハウジング)
42 切削ブレード
43 スピンドル(回転スピンドル)
64 弾性波検出センサ
80 制御手段
P 切削水
W 被加工物
1 Cutting
31
42
64 Elastic
Claims (1)
該保持手段のチャックテーブルに保持された被加工物を水没状態で貯水する貯水槽と、該貯水槽に切削水を供給する切削水供給手段と、
該切削手段に配設され、被加工物を該切削手段で切削する際に発生する弾性波を検出する弾性波検出センサとを備え、
該保持手段上に保持された被加工物は、該貯水槽に切削水が貯水された水没状態で、切削箇所を含む一部が該貯水槽の切削水に浸漬しつつ該一部とは他の部分で該貯水槽の切削水から露出する領域を有する該切削ブレードにより切削されることを特徴とする切削装置。 In a cutting apparatus including at least a holding means for holding a work piece and a cutting means having a cutting blade for cutting the work piece held by the holding means.
A water storage tank that stores the work piece held on the chuck table of the holding means in a submerged state, and a cutting water supply means that supplies cutting water to the water storage tank.
It is provided with an elastic wave detection sensor which is arranged in the cutting means and detects an elastic wave generated when the workpiece is cut by the cutting means.
The work piece held on the holding means is in a submerged state in which the cutting water is stored in the water storage tank, and a part including the cutting portion is immersed in the cutting water of the water storage tank, and the part is different from the part. cutting apparatus characterized by being cut by the cutting blade has a region exposed in part from the cutting water該貯aquarium.
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