切削装置

技术领域

本发明涉及切削装置，该切削装置具有：卡盘工作台；切削单元，其具有对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具并且该切削刀具能够旋转；以及加工进给机构，其将该卡盘工作台和该切削单元相对地进行加工进给。

背景技术

由交叉的多条分割预定线划分而在正面上形成有IC、LSI等多个器件的晶片通过切割装置分割成各个器件芯片，分割得到的器件芯片被用于移动电话、个人计算机等电子设备。

通常已知的切割装置构成为包含：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其一边向该卡盘工作台所保持的被加工物提供切削水一边进行切削；以及加工进给机构，其将该卡盘工作台和该切削单元相对地进行加工进给，该切割装置能够通过切削水将从切削部位产生的粉尘去除并且将切削区域冷却，从而将作为被加工物而保持的晶片高精度地分割成各个器件芯片(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2010-050214号公报

另外，在通过切割装置进行切削的晶片中，例如存在正面的层由生陶瓷(烧结前的陶瓷)那样厌恶切削水的物质形成的晶片，在对这样的被加工物进行切削时，上述那样使用切削水的切割装置不合适。另外，在通过切削刀具对被加工物进行切削时，由于摩擦而产生加工热，但当不使用切削水而实施切削加工时，存在如下的问题：无法一边适当地将粉尘去除一边将切削刀具和被加工物冷却，加工品质降低。

发明内容

由此，本发明的目的在于提供切削装置，其能够在不使用切削水的情况下一边将从切削部位飞散的粉尘去除一边将切削刀具和被加工物适当地冷却。

根据本发明，提供切削装置，其中，该切削装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；切削单元，其具有对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的切削刀具并且该切削刀具能够旋转；以及加工进给机构，其将该卡盘工作台和该切削单元相对地进行加工进给，该切削单元包含：主轴；切削刀具，其支承于该主轴的端部；凸缘单元，其包含固定凸缘和装卸凸缘，该固定凸缘固定于该主轴的端部，对该切削刀具进行支承，在该固定凸缘的外周具有沿着该切削刀具的切刃呈放射状喷出气体的多个第1气体喷出路，利用该装卸凸缘与该固定凸缘来夹持该切削刀具，在该装卸凸缘的外周具有沿着该切削刀具的该切刃呈放射状喷出气体的多个第2气体喷出路；罩体，其覆盖该切削刀具和该凸缘单元；以及真空单元，其配设于该罩体，对在该罩体的内部飞散的粉尘进行吸引。

优选该罩体具有朝向该切削刀具切削被加工物的区域喷射气体的气体喷射喷嘴。优选该气体是空气、N

根据本发明，能够在不使用切削水的情况下将在罩体的内部飞散的粉尘从罩体的内部进行吸引，并且将切削刀具的切刃和被加工物冷却，即使是厌恶切削水的材质的被加工物，也能够一边适当地进行冷却一边进行切削，能够维持加工品质。

附图说明

图1是本发明实施方式的切削装置的整体立体图。

图2的(a)是配设于图1所述的切削装置的切削单元的立体图，图2的(b)是图2的(a)所示的切削单元的分解立体图。

图3的(a)是从图2的(b)所示的切削单元去除了罩体的结构的分解立体图，图3的(b)是将图3的(a)所示的切削单元沿着主轴的配设方向切断的剖视图。

图4的(a)是图3的(b)的切削单元实施切削工序的状态的剖视图，图4的(b)是以剖面示出从侧面观察的切削单元的一部分的示意图。

标号说明

1：切削装置；2：装置壳体；3：卡盘工作台机构；4：切削单元；41：主轴壳体；42：罩体；42a：第一罩部件；42b：第二罩部件；42c：刀具检测块；42d：气体导入口；42e：螺钉；42f：螺钉；42h：螺纹孔；42i：螺纹孔；42j：气体导入路；42k：气体喷射喷嘴；43：真空单元；43a：排出口；43b：吸入口；44：主轴；44a：外螺纹；44b：环状槽；44c：孔；44d：连通路；44e：环状槽；44f：孔；44g：凸部；45：切削刀具；45a：切刃；46：螺母；47：凸缘单元；471：固定凸缘；471a：喷出路；472：装卸凸缘；472a：喷出路；49：气体导入口；5：盒；6：暂放台；7：搬出搬入机构；8：搬送机构；9：清洗单元；11：清洗搬送机构；12：拍摄单元；100：切削槽；F：框架；T：粘接带；W：晶片。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式的切削装置进行详细说明。

在图1中示出本实施方式的切削装置1。本实施方式中的切削装置1具有大致长方体状的装置壳体2，该切削装置1构成为包含：卡盘工作台机构3，其作为对该被加工物即晶片W进行保持的保持单元而配设；以及切削单元4，其具有对卡盘工作台机构3所保持的晶片W进行切削的切削刀具并且该切削刀具能够旋转。另外，在本实施方式中进行加工的晶片W例如是在正面上形成有生陶瓷层的晶片，晶片W借助粘接带T而支承于环状的框架F。

切削装置1具有：盒5(双点划线所示)，其对作为被加工物的多个晶片W进行收纳；暂放台6，其将收纳于盒5的晶片W搬出而暂放；搬出搬入机构7，其将晶片W从盒5搬出至暂放台6；搬送机构8，其在卡盘工作台机构3的吸附卡盘3a上旋转而搬送搬出至暂放台6的晶片W；清洗单元9(省略详细内容)，其对通过切削单元4进行了切削加工的晶片W进行清洗；清洗搬送机构11，其将进行了切削加工的晶片W从卡盘工作台机构3的吸附卡盘3a搬送至清洗单元9；拍摄单元12，其对吸附卡盘3a上的晶片W进行拍摄；以及省略图示的控制单元。盒5载置于配设成能够通过未图示的升降单元上下地移动的盒台5a上，在通过搬出搬入机构7从盒5搬出晶片W时，适当地调整盒5的高度。

在装置壳体2内配设有加工进给机构(省略图示)，该加工进给机构是将卡盘工作台机构3和切削单元4相对地进行加工进给的单元，使卡盘工作台机构3在作为切削进给方向的箭头X所示的X轴方向上移动。

参照图2、图3，对上述切削单元4进行更具体的说明。图2的(a)将切削单元4的主要部分放大而示出，图2的(b)示出将图2的(a)所示的切削单元4的一部分分解的立体图。另外，图3的(a)示出为了便于说明将图2所示的切削单元4的罩体42省略而进一步进行了分解的状态，图3的(b)示出将图3的(a)所示的切削单元4沿着主轴44的配设方向切断的剖视图。

由图2的(a)和图2的(b)可理解，切削单元4具有：主轴壳体41，其沿箭头Y所示的Y轴方向延伸；主轴44，其被主轴壳体41支承为旋转自如；环状的切削刀具45，其以装卸自如的方式支承于主轴44的端部；罩体42，其安装于主轴壳体41的前端，覆盖切削刀具45和后述的凸缘单元47；真空单元43，其配设于该罩体42，对在罩体42的内部飞散的粉尘进行吸引；以及螺母46，其用于与该凸缘单元47协作而将切削刀具45固定于主轴44的前端部。另外，主轴44通过省略图示的电动机在箭头R1所示的方向上进行旋转驱动。另外，切削单元4具有省略图示的移动机构，该移动机构具有：分度进给机构，其将切削单元4在箭头Y所示的Y轴方向上进行分度进给；以及切入进给机构，其能够使切削单元4在箭头Z所示的Z轴方向(上下方向)上移动，向下方移动而进行切入进给。

如图2的(b)所示，罩体42具有：第一罩部件42a，其固定于主轴壳体41；第二罩部件42b，其通过螺钉42e相对于第一罩部件42a的前表面的螺纹孔42h进行固定；以及刀具检测块42c，其通过螺钉42f从上方相对于第一罩部件42a的上表面的螺纹孔42i进行固定。在刀具检测块42c中配设有用于检测切削刀具45的外周端部侧的切刃45a部分的磨损或缺损的刀具传感器(省略图示)。在罩体42上配设有真空单元43。真空单元43配设于当切削刀具45例如在图2的(b)中箭头R1所示的方向上旋转时包含切削屑的粉尘在收纳有切削刀具45的罩体42的内部飞散的方向，对该粉尘进行吸引而排出到外部，该粉尘通过省略图示的过滤器等捕捉。真空单元43具有：排出口43a，其由与省略图示的吸引单元连接的柔性软管构成；以及吸入口43b，其在罩体42的内部开口，对该粉尘进行吸引。

由图3的(a)可理解，在主轴44的端部配设有凸缘单元47。凸缘单元47构成为包含固定凸缘471和装卸凸缘472。固定凸缘471固定于主轴44的端部，对切削刀具45进行支承，并且具有沿着构成切削刀具45的外周侧的切刃45a呈放射状喷出气体的多个气体喷出路471a。装卸凸缘472构成为能够相对于主轴44装卸，与固定凸缘471一起夹持切削刀具45，在外周具有沿着构成切削刀具45的外周侧的切刃45a呈放射状喷出气体的多个喷出路472a。另外，在图3的(a)中，看不到配设于装卸凸缘472的喷出路472a的全貌，但装卸凸缘472的喷出路472a以与装卸凸缘472对置而配设的固定凸缘471的喷出路471a同样的形态形成。

在主轴44的端部，在固定凸缘471的更前端侧的外周面上形成有外螺纹44a。另外，如图3的(a)、图3的(b)所示，在主轴壳体41上形成有气体导入口49。气体导入口49与省略图示的气体提供单元连接，从气体导入口49向主轴壳体41的内部导入高压(例如0.3MPa～0.5MPa)的气体。另外，导入至气体导入口49的气体优选空气、氮气(N

另外，在主轴44的端部，在固定凸缘471与内螺纹44a之间的外周面上形成有环状槽44e，在该环状槽44e的底部以均等间隔形成有多个(例如6个)将上述连通路44d和该环状槽44e连通的孔44f。另外，如图3的(a)所示，在该环状槽44e的底部，在相邻的孔44f、44f的中间位置，形成有以与该环状槽44e的深度对应的高度形成的凸部44g。该凸部44g在该环状槽44e中以均等间隔形成有多个，在本实施方式中，与孔44f形成为相同数量(6个)。如图3的(b)所示，为了在主轴44的端部固定切削刀具45，从主轴44的前端侧(图中左方侧)定位切削刀具45的开口部45b并向箭头R2所示的方向安装，使切削刀具45与固定凸缘471抵接，由此将切削刀具45定位于环状槽44e上(也一并参照图4的(a))。此时，切削刀具45的开口部45b与上述凸部44g抵接而被支承。另外，在主轴44的前端侧定位装卸凸缘472的开口部472b而进行安装，使螺母46的内螺纹46a与主轴44的外螺纹44a螺合而紧固。由此，通过固定凸缘471中形成有喷出路471a的面与装卸凸缘472中形成有喷出路472a的面夹持而固定切削刀具45。

在如上述那样构成的切削单元4中，如图4的(a)所示，从主轴壳体41的气体导入口49提供高压的气体G，由此该气体G经由主轴44的环状槽44b、孔44c、连通路44d、孔44f、环状槽44e，导入至固定凸缘471的喷出路471a与装卸凸缘472的喷出路472a，能够沿着切削刀具45的切刃45a呈放射状喷出该气体G。

本实施方式的切削装置1具有大致如上所述的结构，以下对其作用效果进行说明。

在根据图1进行了说明的切削装置1中，在实施对上述晶片W进行切削的切削工序时，将从盒5搬出的晶片W搬送而载置于卡盘工作台机构3的吸附卡盘3a上并进行吸引保持。若在吸附卡盘3a上吸引保持着晶片W，则使上述加工进给机构进行动作，将卡盘工作台机构3定位于上述拍摄单元12的正下方，对晶片W进行拍摄，实施对准工序。接着，根据通过该对准工序检测到的晶片W的要加工的位置例如分割预定线(省略图示)的位置信息，使卡盘工作台机构3移动而将晶片W定位于切削单元4的正下方。

若将晶片W定位于切削单元4的正下方，则使晶片W的沿第1方向延伸的规定的分割预定线与X轴方向对齐，并且实施与上述切削刀具45的对位。接着，相对于与X轴方向对齐的该分割预定线，如图4的(b)所示，将在箭头R1所示的方向上高速旋转的切削刀具45定位，从正面Wa侧切入规定的深度，使卡盘工作台机构3在箭头X所示的方向上移动，形成切削槽100。此时，从图4的(a)所示的气体导入口49导入的气体G经由主轴44的内部的连通路44d而导入，被引导至形成于固定凸缘471的喷出路471a和装卸凸缘472的喷出路472a，如图4的(b)所示，沿着切削刀具45的切刃45a呈放射状喷出。沿着切削刀具45的切刃45a呈放射状喷出的气体G与包含通过切削而产生的切削屑的粉尘D一起从真空单元43的吸入口43b进行吸引，从排出口43a向外部排出。从该排出口43a排出的粉尘D通过省略图示的过滤器等捕捉。

若如上述那样形成了切削槽100，则将切削单元4的切削刀具45分度进给至与该切削槽100相邻且未形成有切削槽100的沿第1方向延伸的分割预定线上，与上述同样地实施形成切削槽100的切削加工。通过重复上述过程，沿着沿第1方向延伸的所有分割预定线形成切削槽100。接着，使晶片W与卡盘工作台机构3一起旋转90度，使沿与之前形成有切削槽100的第1方向垂直的第2方向延伸的分割预定线与X轴方向对齐，对新与X轴方向对齐的所有分割预定线实施上述切削加工，沿着形成于晶片W的所有分割预定线形成切削槽100(切削工序)。

根据本实施方式的切削装置，通过不使用切削水的干式的系统，将在罩体42的内部飞散的粉尘D与上述气体G一起通过真空单元43从罩体42的内部进行吸引，并且将切削刀具45的切刃45a和作为被加工物的晶片W冷却，即使是如上述那样厌恶切削水的材质的被加工物，也能够适当地进行切削，能够维持加工品质。

另外，在本实施方式的切削装置1的切削单元4的罩体42上，如图4的(b)所示，配设有朝向切削刀具45切削晶片W的区域喷射气体G的气体喷射喷嘴42k。更具体而言，气体喷射喷嘴42k配设于隔着切削刀具45而与真空单元43对置的位置，与形成于第一罩部件42a的内部的气体导入路42j和形成于第一罩部件42a的上表面的气体导入口42d(也一并参照图2的(a)、图2的(b))连通，与省略图示的气体提供单元连接。从该气体提供单元提供的气体G从气体喷射喷嘴42k喷射，由此将实施切削工序时产生的粉尘D更有效地引导至真空单元43而进行吸引，并且将切削刀具45的切刃45a和作为被加工物的晶片W更有效地冷却。

另外，在上述实施方式中，作为从形成于第一罩部件42a的上表面的气体导入口42d导入的气体G，选择与从形成于上述主轴壳体41的气体导入口49导入的气体G相同的气体G。但是，本发明不限于此，也可以选择不同种类的气体。例如可以是，作为从形成于主轴壳体41的气体导入口49导入的气体G，选择干雾，沿着切削刀具45的切刃45a呈放射状喷出，另一方面，作为从气体喷射喷嘴42k喷射的气体G，选择氮气(N