CN108687979A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

提供切削装置，高效且低价地实施对准。切削装置具有：第一、第二卡盘工作台，它们在与保持面平行的第一方向上互相相邻地配设；第一、第二切削单元，它们配设在第一、第二卡盘工作台的上方，能够对第一、第二卡盘工作台各自的保持面上所保持的被加工物进行切削加工；第一、第二照相机，它们配设在第一、第二卡盘工作台的上方，能够对第一、第二卡盘工作台各自的保持面上所保持的被加工物进行拍摄；照相机基台，其对第一、第二照相机进行支承；以及照相机基台移动单元，其能够使照相机基台在第一方向上移动，第一照相机和第二照相机按照第一卡盘工作台的中心与第二卡盘工作台的中心在第一方向上的距离分开而固定在照相机基台上。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及切削装置，该切削装置具有对晶片等被加工物进行切削的两个切削单元。

背景技术

由半导体构成的晶片的正面被呈格子状排列的多条分割预定线划分，在划分出的各区域内形成有IC等器件。当该晶片被最终沿着该分割预定线分割时，形成各个器件芯片。

在该晶片的分割中，使用具有切削单元的切削装置。在该切削单元上安装有具有圆环状的切削刃的切削刀具。该切削刀具的该圆环状的切削刃例如是对分布有磨粒的结合材料进行烧结而形成的。

在切削加工时，在与被加工物的正面垂直的面内将旋转的该切削刀具定位在规定的高度，使该刀具和该被加工物在与被加工物的正面平行的切削进给方向上相对地移动。于是，对被加工物进行切削加工。

该切削装置在该切削单元的下方具有卡盘工作台。该卡盘工作台的上表面成为保持面，该被加工物被保持在该保持面上。该卡盘工作台能够在该切削进给方向上移动，并且，能够绕与该保持面垂直的轴进行旋转。该切削单元能够在与该卡盘工作台的该保持面平行且与该切削进给方向垂直的分度进给方向上移动。

在对被加工物进行切削加工之前，对该切削刀具与该被加工物的相对位置进行调整(对准)以便成为适合于加工的关系。即，使卡盘工作台绕与该保持面垂直的轴进行旋转而使被加工物的分割预定线与该切削进给方向对齐，使该切削单元在该分度进给方向上移动而将该切削刀具定位在该分割预定线的延长线的上方。然后，如上述那样实施对被加工物的切削加工。

该切削装置还具有在实施对准时使用的照相机或显微镜，在实施对准时利用该照相机等捕捉被加工物的分割预定线。

在该切削装置中，能够对各个种类的被加工物进行切削，例如，也可以对封装基板进行切削加工，该封装基板具有由金属等形成的框架，在该框架上搭载有器件芯片并通过树脂进行密封。该封装基板的分割预定线的位置有时会随着树脂的伸缩等而发生变化，因此在切削加工时，按照各个基板来适当捕捉分割预定线的位置并实施对准是特别重要的。

但是，近年来，正在广泛地进行生产性较高的切削装置的开发。例如，正在开发如下的切削装置(参照专利文献1)，该切削装置具有：两个切削单元，它们分别具有切削刀具；以及两个卡盘工作台，它们分别对被加工物进行保持。在该切削装置中，两个该切削单元所分别具有的切削刀具互相对置。当使用该切削装置时，由于能够对两个被加工物同时实施切削加工，所以切削加工的生产性提高。

专利文献1：日本特开2006-156809号公报

当在具有两个切削单元和两个卡盘工作台的切削装置中实施切削加工的情况下，使切削刀具和被加工物适当地对准也是很重要的。为了在该切削装置中适当且高效地实施对准，可以在该切削装置上安装两个照相机等，其中，该两个照相机能够分别独立地捕捉分别保持在两个卡盘工作台上的被加工物。

例如，当该切削装置所具有的照相机等为一个时，无法在两个切削单元和卡盘工作台中同时实施对准。并且，需要使该照相机等在两个卡盘工作台的上方空间移动，该移动会花费时间。另一方面，当将两个照相机等安装于该切削装置时，由于不需要等待照相机等的到达，所以能够实施精度和生产性较高的切削加工。

但是，如果仅为了实施对准便在该切削装置上设置供两个照相机等安装并使各个照相机等能够独立移动的机构，则该切削装置的结构变得复杂，成本变高。

发明内容

本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，提供切削装置，能够在具有两个切削单元和两个被加工物的切削装置中高效且低价地实施对准。

根据本发明的一个方式，提供切削装置，其特征在于，该切削装置具有：第一卡盘工作台和第二卡盘工作台，它们分别具有对被加工物进行保持的保持面，并且在与该保持面平行的第一方向上互相相邻地配设；第一切削进给单元和第二切削进给单元，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的下方，能够分别对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台在与该保持面平行并与该第一方向垂直的第二方向上进行切削进给；第一切削单元和第二切削单元，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台的上方，能够对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的该保持面上所保持的被加工物进行切削加工；第一照相机和第二照相机，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台的上方，能够对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的该保持面上所保持的被加工物进行拍摄；照相机基台，其对该第一照相机和该第二照相机进行支承；以及照相机基台移动单元，其能够使该照相机基台在该第一方向上移动，该第一照相机和该第二照相机按照该第一卡盘工作台的中心与该第二卡盘工作台的中心在该第一方向上的距离分开而固定在该照相机基台上。

本发明的一个方式的切削装置具有第一卡盘工作台和第二卡盘工作台，并且具有对各个卡盘工作台所保持的被加工物进行切削的第一切削单元和第二切削单元。并且，在各个卡盘工作台的上方具有第一照相机和第二照相机。

在实施该第一卡盘工作台与该第一切削单元的对准时，能够使用该第一照相机。并且，在实施该第二卡盘工作台与该第二切削单元的对准时，能够使用该第二照相机。在该切削装置中，第一照相机和第二照相机被支承在一个照相机基台上。

该第一照相机和第二照相机在按照该第一卡盘工作台的中心与该第二卡盘工作台的中心的距离分开的位置固定在该照相机基台上。因此，在该切削装置中，在将第一照相机定位在第一卡盘工作台上方的同时，将第二照相机定位在第二卡盘工作台的上方。因此，能够同时实施使用了第一照相机的对准和使用了第二照相机的对准。

在为了使第一照相机和第二照相机移动而在该切削装置上设置使各个照相机独立移动的两个移动机构的情况下，切削装置的结构和动作变得复杂，成本变高。因此，在本实施方式的切削装置中，将第一照相机和第二照相机支承在一个照相机基台上而共同化。于是，能够省略一个用于使照相机移动的移动单元。

因此，根据本发明的一个方式，提供切削装置，能够在具有两个切削单元和两个被加工物的切削装置中高效且低价地实施对准。

附图说明

图1是示意性地示出切削装置的立体图。

图2是示意性地示出对准时的切削装置的俯视图。

图3是示意性地示出切削加工时的切削装置的俯视图。

标号说明

1a、1b：被加工物；2：切削装置；4：装置基台；6a、6b：X轴移动工作台；8a、8b：X轴导轨；10a、10b：X轴滚珠丝杠；12a、12b：X轴脉冲电动机；14a、14b：卡盘工作台；16a、16b：保持面；18a、18b：切削单元；20：支承构造；22a、22b：Y轴移动板；22c：Y轴导轨；24a、24b：Y轴脉冲电动机；26a、26b：Z轴移动板；26c、26d：Z轴导轨；28a、28b：Z轴脉冲电动机；30：盒升降台；32：盒；34：清洗单元；36：照相机基台移动单元；38：照相机基台移动用导轨；40：照相机基台移动用滚珠丝杠；42：照相机基台移动用脉冲电动机；44：照相机基台；46a、46b：照相机；48a、48b：照相机移动机构；50a、50b：透镜。

具体实施方式

参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先，使用图1对本实施方式的切削装置进行说明。图1是示意性地示出该切削装置2的立体图。如图1所示，该切削装置2具有对各构成要素进行支承的装置基台4。

在切削装置2的装置基台4的前方的角部设置有能够升降的盒升降台30。在盒升降台30的上表面载置有能够收纳多个被加工物的盒32。在该盒升降台30的附近设置有将被加工物向卡盘工作台14a、14b(后述)搬送的搬送单元(未图示)。

在装置基台4上配设有：两个X轴移动工作台6a、6b，它们沿Y轴方向相邻；以及两对X轴导轨8a、8b，它们在X轴方向上延伸并将该X轴移动工作台6a、6b分别支承为能够在X轴方向上滑动。在该X轴移动工作台6a、6b的下表面侧分别设置有螺母部(未图示)，该螺母部分别与平行于X轴导轨8a、8b的X轴滚珠丝杠10a、10b螺合。

X轴滚珠丝杠10a、10b的一端部分别与X轴脉冲电动机12a、12b连结。当利用X轴脉冲电动机12a、12b使X轴滚珠丝杠10a、10b分别旋转时，X轴移动工作台6a、6b沿着X轴导轨8a、8b在X轴方向上移动。

在X轴移动工作台6a、6b上分别设置有用于对被加工物进行吸引、保持的卡盘工作台14a、14b。卡盘工作台14a、14b与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅直方向)大致平行的旋转轴进行旋转。并且，当使X轴脉冲电动机12a、12b进行动作时，卡盘工作台14a、14b分别独立地在X轴方向上被切削进给(加工进给)。

卡盘工作台14a、14b的正面(上表面)分别成为对被加工物1a、1b进行吸引、保持的保持面16a、16b。该保持面16a、16b通过分别形成于卡盘工作台14a、14b的内部的流路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。

对利用切削装置2加工的被加工物进行说明。该被加工物1a、1b例如是封装基板，该封装基板具有由金属等形成的框架，在该框架上搭载有器件芯片并通过树脂进行密封。该封装基板的正面被分别排列成格子状的多条分割预定线划分，在由该多条分割预定线划分的各区域内形成有IC等器件。通过最终沿着分割预定线对该封装基板进行分割，形成各个器件芯片。

在装置基台4的上表面上以横跨两对X轴导轨8a、8b的方式竖立设置有支承构造20。支承构造20对切削单元18a、18b(参照图2)进行支承，该切削单元18a、18b分别对被加工物1a、1b进行切削。在支承构造20的后表面上部配设有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨22c(参照图2)。在该Y轴导轨22c上以能够滑动的方式安装有两个Y轴移动板22a、22b。

在Y轴移动板22a的背面侧设置有螺母部(未图示)，该螺母部与平行于Y轴导轨22c的第一Y轴滚珠丝杠(未图示)螺合。并且，在Y轴移动板22b的背面侧设置有螺母部(未图示)，该螺母部与平行于Y轴导轨22c的第二Y轴滚珠丝杠(未图示)螺合。

该第一Y轴滚珠丝杠的一端部与Y轴脉冲电动机24a连结。该第二Y轴滚珠丝杠的一端部与Y轴脉冲电动机24b(参照图2)连结。当利用Y轴脉冲电动机24a使第一Y轴滚珠丝杠进行旋转时，Y轴移动板22a沿着Y轴导轨22c在Y轴方向上移动。并且，当利用Y轴脉冲电动机24b使第二Y轴滚珠丝杠进行旋转时，Y轴移动板22b沿着Y轴导轨22c在Y轴方向上移动。

在Y轴移动板22a、22b的各自的正面上分别设置有与Z轴方向平行的两对Z轴导轨26c、26d。在Z轴导轨26c、26d上分别以能够滑动的方式安装有Z轴移动板26a、26b。

在Z轴移动板26a的背面侧设置有螺母部(未图示)，该螺母部与平行于Z轴导轨26c的第一Z轴滚珠丝杠(未图示)螺合。该第一Z轴滚珠丝杠的一端部与Z轴脉冲电动机28a连结，当利用Z轴脉冲电动机28a使第一Z轴滚珠丝杠进行旋转时，能够使Z轴移动板26a沿着Z轴导轨26c在Z轴方向上移动。

在Z轴移动板26b的背面侧上设置有螺母部(未图示)，该螺母部与平行于Z轴导轨26d的第二Z轴滚珠丝杠(未图示)螺合。该第二Z轴滚珠丝杠的一端部与Z轴脉冲电动机28b连结，当利用Z轴脉冲电动机28b使第二Z轴滚珠丝杠进行旋转时，能够使Z轴移动板26b沿着Z轴导轨26d在Z轴方向上移动。

在Z轴移动板26a、26b的正面侧的下部，分别固定有对被加工物1a、1b进行加工的切削单元18a、18b。如果使Y轴移动板22a、22b在Y轴方向上移动，则切削单元18a、18b分别在Y轴方向上移动，如果使Z轴移动板26a、26b在Z轴方向上移动，则切削单元18a、18b分别升降。

切削单元18a、18b分别具有圆环状的切削刀具，该切削刀具安装在构成与Y轴方向平行的旋转轴的主轴的一端侧。在主轴的另一端侧连结有电动机等旋转驱动源，能够使安装于主轴的切削刀具进行旋转。切削刀具具有圆盘状的基台。在基台的中央部设置有将该基台贯通的大致圆形的安装孔。在基台的外周部固定有用于切入到被加工物中的环状的切削刃。

一边使安装于切削单元18a的切削刀具进行旋转，一边使其切入到保持于卡盘工作台14a的被加工物1a中，从而能够对被加工物1a进行切削。并且，一边使安装于切削单元18b的切削刀具进行旋转，一边使其切入到保持于卡盘工作台14b的被加工物1b中，从而能够对被加工物1b进行切削。由于本实施方式的切削装置2具有两个切削单元18a、18b，所以能够同时对两个被加工物1a、1b实施切削加工。

在支承构造20的前表面上部配设有：照相机基台44，其具有两个照相机(拍摄单元)46a、46b；以及照相机基台移动单元36，其使该照相机基台44移动。对该照相机基台移动单元36进行详述。

该照相机基台移动单元36在该支承构造20的前表面上部具有与Y轴方向平行的一对照相机基台移动用导轨38。在该照相机基台移动用导轨38上以能够滑动的方式安装照相机基台44。在照相机基台44的背面侧设置有螺母部(未图示)，该螺母部与平行于该照相机基台移动用导轨38的照相机基台移动用滚珠丝杠40螺合。

照相机基台移动用滚珠丝杠40的一端部与照相机基台移动用脉冲电动机42连结。当利用照相机基台移动用脉冲电动机42使照相机基台移动用滚珠丝杠40进行旋转时，照相机基台44沿着该照相机基台移动用导轨38在Y轴方向(分度进给方向)上移动。该照相机基台移动单元36如以上那样构成。另外，该照相机基台44的Y轴方向的宽度比该卡盘工作台14a的中心与该卡盘工作台14b的中心在Y轴方向上的距离大。

在照相机基台44的正面的下部，借助Z轴移动机构48a、48b配设有照相机46a、46b。该照相机46a和该照相机46b按照该卡盘工作台14a的中心与该卡盘工作台14b的中心在该Y轴方向上的距离分开而固定在该照相机基台44上。该照相机46a和该照相机46b分别在下方侧具有透镜50a、50b(参照图2)。

在对被加工物1a进行切削加工时，将切削单元18a的切削刀具与保持于卡盘工作台14a的该被加工物1a的相对位置调整(以下，称为对准)成适合于加工的关系。

在对准中，利用该照相机46a通过该透镜50a对被加工物1a的正面侧进行拍摄，从拍摄图像确定被加工物1a的分割预定线的位置。然后，沿着被加工物1a的该分割预定线将切削刀具定位成能够对被加工物1a进行分割。也同样实施切削单元18b的切削刀具与保持于卡盘工作台14b的被加工物1b的对准。

Z轴移动机构48a、48b分别使照相机46a、46b在Z轴方向上移动。在要使照相机46a、46b的焦距(焦点)对准被加工物时，使Z轴移动机构48a、48b进行动作。

在切削装置2中，能够同时实施切削单元18a的切削刀具与被加工物1a的对准以及切削单元18b的切削刀具与被加工物1b的对准。在实施对准时，能够通过使照相机基台移动单元36进行动作而使两个照相机46a、46b同时移动。

例如，当为了在实施对准时使要使用的两个照相机46a、46b移动而在切削装置中设置两个照相机移动单元的情况下，由于必须单独控制两个照相机移动单元，所以切削装置的动作变得复杂。与此相对，在本实施方式的切削装置2中，通过将两个照相机支承在一个照相机基台上，能够将用于使照相机移动的移动单元共同化而抑制成本，并且能够简化切削装置2的动作。

在装置基台4的前方的其他角部设置有清洗单元34。清洗单元34例如在内部具有清洗空间。通过搬送机构(未图示)将切削加工后的被加工物从卡盘工作台14a、14b搬送到该清洗空间内。该清洗单元34具有对切削加工后的被加工物进行清洗的功能。

在清洗单元34的内部配置有喷射喷嘴(未图示)，该喷射喷嘴朝向被加工物喷射清洗用的流体(代表性的是由水和空气混合而成的二流体)。当从喷射喷嘴喷射清洗用的流体时，能够对被加工物进行清洗。例如，利用搬送机构(未图示)将被清洗单元34清洗的被加工物收纳到盒32中。

接着，使用图2、图3对使用了切削装置2的切削加工进行说明。图2是示意性地示出实施对准时的切削装置2的俯视图，图3是示意性地示出实施切削加工时的切削装置2的俯视图。

首先，将利用搬送机构(未图示)从盒32搬出的被加工物1a载置在卡盘工作台14a的保持面16a上，使卡盘工作台14a吸引保持被加工物1a。同样，将从盒32搬出的被加工物1b载置在卡盘工作台14b的保持面16b上，使卡盘工作台14b吸引保持被加工物1b。

接着，如图2所示的那样实施对准。首先，使照相机基台移动用脉冲电动机42进行动作而使照相机基台移动用滚珠丝杠40旋转，从而使照相机基台44移动。然后，将照相机46a的透镜50a定位在保持于卡盘工作台14a的被加工物1a的上方，并且将照相机46b的透镜50b定位在保持于卡盘工作台14b的被加工物1b的上方。

之后，使照相机46a通过透镜50a对被加工物1a进行拍摄，使卡盘工作台14a绕与保持面16a垂直的轴进行旋转，使被加工物1a的分割预定线与X轴方向(切削进给方向)对齐。并且，使Y轴脉冲电动机24a进行动作而将切削单元18a定位，以使切削单元18a的切削刀具被配置在分割预定线的延长线的上方。

同时，使照相机46b通过透镜50b对被加工物1b进行拍摄，使卡盘工作台14b绕与保持面16b垂直的轴进行旋转，使被加工物1b的分割预定线与X轴方向(切削进给方向)对齐。并且，按照将切削单元18b的切削刀具配置在分割预定线的延长线的上方的方式使Y轴脉冲电动机24b进行动作而对切削单元18b进行定位。

由于分割预定线的位置有时随着树脂的伸缩等而发生变化，所以在对封装基板进行切削加工时，按照各个基板来适当捕捉分割预定线的位置而实施对准是特别重要的。

在对准完成之后，实施切削加工。首先，将切削单元18a、18b的分别旋转的该各切削刀具定位在规定的高度。接着，对卡盘工作台14a、14b在X轴方向上进行切削进给，使切削刀具沿着分割预定线切入到被加工物1a、1b中。在沿着1条分割预定线实施了切削加工之后，分别对切削单元18a、18b进行分度进给而沿着相邻的分割预定线实施切削加工。

在沿着被加工物1a、1b的在X轴方向上延伸的全部的分割预定线分别实施了切削加工之后，分别使卡盘工作台14a、14b绕与保持面16a、16b垂直的轴进行旋转而切换切削进给方向，并实施切削加工。当分别沿着全部的分割预定线对被加工物1a、1b进行切削时，切削加工完成。

利用搬送机构(未图示)将实施了切削加工的被加工物1a、1b搬送到清洗单元34中，分别实施清洗而将加工屑等附着物去除。完成了清洗的被加工物1a、1b被搬送机构(未图示)搬入到盒32中。

如以上那样，根据本实施方式的切削装置2，能够利用两个切削单元同时实施针对两个被加工物的切削加工。在该切削装置2中，照相机46a、46b在按照两个卡盘工作台14a、14b的中心间距离分开的位置固定在照相机基台44上。因此，在该切削装置2中，能够同时实施两个部位的对准。

在为了使两个照相机46a、46b移动而在该切削装置上设置使各个照相机独立移动的两个移动机构的情况下，切削装置的结构和动作变得复杂，成本变高。与此相对，在本实施方式的切削装置2中，通过将两个照相机46a、46b支承在一个照相机基台44上，用于使照相机移动的移动单元为一个即可。因此，在本实施方式的切削装置中，能够低价地实施高效的对准。

另外，在上述实施方式的切削装置中，两个照相机按照两个卡盘工作台的中心间距离分开而固定在照相机基台上，但本发明的一个方式并不限定于此。只要固定于照相机基台的两个照相机的距离是该两个照相机能够同时对作为各自的拍摄对象的被加工物进行拍摄的距离即可。

并且，在上述实施方式的切削装置中，两个照相机固定在一个照相机基台上，但本发明的一个方式并不限定于此。切削装置也可以具有分别支承两个照相机的两个照相机基台，两个该照相机基台的各个背面所具有的螺母部与1个滚珠丝杠螺合。在该情况下，当利用脉冲电动机使该滚珠丝杠进行旋转时，由于能够使两个该照相机基台同样地移动，所以滚珠丝杠和脉冲电动机为1组即可，切削装置变得低价。

并且，在本发明的一个方式中，切削装置所具有的两个照相机可以分别兼具高倍率透镜和低倍率透镜，也可以具有一个倍率可变的透镜。并且，在将能够伸缩的树脂封装基板等作为被加工物的情况下，照相机也可以设定为使被加工物的伸缩纳入照相机的拍摄视野内。

另外，上述实施方式的构造、方法等只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够适当变更而实施。

Claims (1)

1.一种切削装置，其特征在于，

该切削装置具有：

第一卡盘工作台和第二卡盘工作台，它们分别具有对被加工物进行保持的保持面，并且在与该保持面平行的第一方向上互相相邻地配设；

第一切削进给单元和第二切削进给单元，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的下方，能够分别对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台在与该保持面平行并与该第一方向垂直的第二方向上进行切削进给；

第一切削单元和第二切削单元，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台的上方，能够对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的该保持面上所保持的被加工物进行切削加工；

第一照相机和第二照相机，它们配设在该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台的上方，能够对该第一卡盘工作台和该第二卡盘工作台各自的该保持面上所保持的被加工物进行拍摄；

照相机基台，其对该第一照相机和该第二照相机进行支承；以及

照相机基台移动单元，其能够使该照相机基台在该第一方向上移动，

该第一照相机和该第二照相机按照该第一卡盘工作台的中心与该第二卡盘工作台的中心在该第一方向上的距离分开而固定在该照相机基台上。