JP2016221629A - 製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１個のセンサ機構と切断機構を昇降させる１個の駆動機構とを使用して、回転刃の破損と磨耗との双方を検知する。
【解決手段】切断機構１に、センサ機構１３と回転部材１４と回転軸１５と押し下げ部材１７とを有する回転刃検知機構１２を設け、Ｚ軸用の駆動機構４がセンサ機構１３を実質的に昇降させ、回転刃１０の下端が所定の切断位置に位置した状態のセンサ機構１３の位置と、センサ機構１３の光軸ＡＸが所定の待機位置に位置した状態のセンサ機構１３の位置とを選択する。封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態で回転刃１０の破損を検知し、封止済基板１１が切断されない場合における所定の待機位置に光軸ＡＸが位置した状態で回転刃１０の磨耗を検知する。センサ機構１３とＺ軸用の駆動機構４とを使用して回転刃１０の磨耗と破損とを検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被切断物を切断して個片化された複数の製品を製造する製造装置及び製造方法に関するものである。

プリント基板やリードフレーム等からなる基板を格子状の複数の領域に仮想的に区画して、それぞれの領域にチップ状の素子（例えば、半導体チップ）を装着した後、基板全体を樹脂封止したものを封止済基板という。回転刃等を使用した切断機構によって封止済基板を切断し、それぞれの領域単位に個片化したものが製品になる。

従来から、製造装置において切断機構を使用して封止済基板の所定領域を回転刃等の切断手段によって切断している。まず、被切断物である封止済基板を切断用テーブルの上に載置して吸着する。次に、封止済基板をアライメント（位置合わせ）する。アライメントすることによって、複数の領域を区切る仮想的な切断線の位置を設定する。次に、封止済基板を吸着した切断用テーブルと切断機構とを相対的に移動させる。切削水を封止済基板の切断箇所に噴射するとともに、切断機構によって封止済基板に設定された切断線に沿って封止済基板を切断する。封止済基板を切断することによって個片化された製品が製造される。

切断機構において、回転刃と駆動機構とは回転軸を介して接続される。切断機構は駆動機構により回転刃を高速回転させることによって封止済基板を切断する。回転刃は切断を繰り返すことによって徐々に磨耗する。回転刃が磨耗すると回転刃の直径が小さくなるので、磨耗量に対応して切り込み深さを深くする必要がある。したがって、回転刃の磨耗量を常に検知して切り込み深さを調整することが要求される。「切り込み深さ」とは、被切断物に対して回転刃が切り込んだ（厚さ方向に入り込んだ）深さをいう。「所定の切り込み深さ」とは、被切断物の下面から回転刃の外縁における最下端がわずかにはみ出す程度の深さをいう。

封止済基板の切断を続けていくと、回転刃の砥粒の目詰まり又は目つぶれ、切断負荷等の影響によって回転刃の刃先に破損（欠け、チッピング）が生じることがある。破損が生じると正常な切断ができなくなり切断の品質が劣化する。破損が発生した場合には、回転刃を交換しないと不良品を発生させてしまうおそれがある。したがって、破損が生じてないかどうかを常に把握することが要求される。回転刃を使用した切断においては、回転刃の磨耗と回転刃の破損との双方を常に把握することが要求される。

切削ブレードの破損検出と磨耗検出の双方を正確に行うことを可能とした切削装置として、「被切削物を切削する切削ブレードと，切削ブレードの状態を光学的に検知するブレード検知センサと，ブレード検知センサを切削ブレードの外周部に対して接近または離隔させる移動手段と，ブレード検知センサの検知結果に基づいて切削ブレードの破損および磨耗を検出するブレード状態検出部とを備える」切削装置が提案されている（例えば、特許文献１の段落〔００１２〕、図４〜図６参照）。

特開２００６−２８７１１１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された切削装置によれば次の課題が発生する。特許文献１の図４〜図６に示されるように、切削ブレードの破損検出は、被切削物を切削している間に行われる。切削ブレードの破損検出を行う場合には、磨耗検出位置に位置していたブレード検知センサ３０を、移動手段によって破損検出位置に移動させる。ブレード状態検出部４０を破損検出部５０に切り換え、切削ブレード２２が被加工物を切削している間に、破損検出部５０が切削ブレード２２の破損検出を行う。切削ブレードの磨耗検出は、被切削物を切削していない間に行われる。切削ブレードの磨耗検出を行う場合には、破損検出位置に位置していたブレード検知センサ３０を、移動手段によって磨耗検出位置に移動させる。ブレード状態検出部４０を磨耗検出部６０に切り換え、切削ブレード２２が被加工物を切削していない間に（例えば定期的に）、磨耗検出部６０が切削ブレード２２の磨耗検出を行う。

従来の切削装置によれば、１個のブレード検知センサ３０によって切削ブレード２２の破損と磨耗との双方を検出できる。しかし、独立した専用の移動手段７０によって、ブレード検知センサ３０を破損検出位置と磨耗検出位置とにそれぞれ移動手段７０によって移動させる必要がある。加えて、ブレード検知センサ３０の位置に対応して、ブレード状態検出部４０を破損検出部５０と磨耗検出部６０とに、電気的に（電気回路として）切り換える必要がある。したがって、ブレード検知センサ３０を移動させる専用の移動手段７０と、ブレード状態検出部４０の切り換え手段とを設ける必要がある。これらのことは、切削装置の構成を複雑にするので、切削装置の製造原価を上昇させる。

本発明は上記の課題を解決するもので、回転刃の破損と磨耗との双方を検知することができるとともに、製造原価が抑制される製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る製造装置は、被切断物が載置されるテーブルと、被切断物を切断する切断機構と、切断機構に設けられた回転刃と、テーブルと切断機構とを相対的に移動させる第１の移動機構と、テーブルと切断機構とを相対的に昇降させる第２の移動機構とを備え、第１の移動機構を使用して回転刃が被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される製造装置であって、切断機構に設けられ、回転刃の外周部の状態を検知するセンサ機構と、切断機構に設けられ、一方の端部にセンサ機構が固定された回転部材と、切断機構に固定され、回転部材に取り付けられ回転部材を回転可能にする回転軸と、切断機構に固定され、回転部材の他方の端部に接触できるように設けられた押し下げ部材と、切断機構に固定され、回転部材が一定の位置よりも被切断物に近づかないように回転部材を停止させる停止部材と、センサ機構に含まれ、回転刃の外周部において回転刃の一方の側に配置されて設けられ、照射光を照射する発光手段と、センサ機構に含まれ、回転刃の外周部において回転刃の他方の側に配置されて設けられ、照射光の少なくとも一部からなる入射光を受光する受光手段と、発光手段と受光手段とが共通して有する光軸と、少なくとも回転刃の昇降を制御する制御部とを備え、第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、被切断物が切断される場合における所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において、回転刃によって遮られなかった第１の入射光を受光手段が受光し、第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に上昇させることによって、被切断物が切断されない場合における所定の待機位置に光軸が位置した状態において、回転刃によって遮られなかった第２の入射光を受光手段が受光し、第１の入射光に基づく受光量が第２の入射光に基づく受光量よりも少なくなるように光軸の位置が調整され、第１の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の破損が検知され、第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の磨耗が検知されることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、発光手段と受光手段とが回転刃の上部に設けられることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、回転刃の下端が所定の切断位置に位置し、回転部材の他方の端部と押し下げ部材とが離れ、停止部材によって回転部材が停止している状態において、第１の入射光が受光され、回転部材の他方の端部と押し下げ部材とが接触することによって回転部材が回転して、光軸が所定の待機位置まで移動した状態において、第２の入射光が受光されることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、所定の待機位置に光軸が位置した状態において、受光量に基づいて受光手段が発生させる光電流の変化と光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は中央部から受光量が増える所定の部分に、光軸が位置することを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって、制御部が回転刃の磨耗量を算出し、制御部が、算出された磨耗量に等しい長さだけ、テーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、回転刃の下端を所定の切断位置まで下降させることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、発光手段と回転刃との間、又は、受光手段と回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを備えることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る製造装置は、上述の製造装置において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材であることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る製造方法は、テーブルに被切断物を載置する工程と、第１の移動機構を使用してテーブルと切断機構とを相対的に移動させることによって切断機構が有する回転刃を使用して被切断物を切断する工程と、第２の移動機構を使用してテーブルと切断機構とを相対的に昇降させる工程とを備え、回転刃が被切断物を切断することによって複数の製品を製造する製造方法であって、切断機構にそれぞれ設けられた、共通する光軸を持つ発光手段と受光手段とを有するセンサ機構と、一方の端部にセンサ機構が固定された回転部材と、回転部材の他方の端部に接触できる押し下げ部材と、回転部材が一定の位置よりも被切断物に近づかないように回転部材を停止させる停止部材とを準備する工程と、発光手段と受光手段とを回転刃の外周部を挟むようにして配置する工程と、発光手段から回転刃に向かって照射光を照射する工程と、回転刃によって遮られなかった照射光を受光手段によって受光する工程と、第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、被切断物が切断される場合における所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において、回転刃を使用して被切断物を切断する工程とを備え、受光する工程は、所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において、受光手段が、回転刃によって遮られなかった第１の入射光を受光する工程と、第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に上昇させることによって、被切断物が切断されない場合における所定の待機位置に光軸が位置した状態において、受光手段が、回転刃によって遮られなかった第２の入射光を受光する工程と、第１の入射光に基づく受光量が第２の入射光に基づく受光量よりも少なくなるように光軸の位置をそれぞれ調整する工程とを有し、第１の入射光を受光する工程において、第１の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の破損を検知し、第２の入射光を受光する工程において、第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の磨耗を検知することを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、準備する工程において、発光手段と受光手段とを回転刃の上部に設けることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、受光する工程は、テーブルに対して切断機構を相対的に下降させ、回転部材の他方の端部と押し下げ部材とを引き離すことによって、回転刃の下端が所定の切断位置に位置する状態において停止部材によって回転部材を停止させる工程と、テーブルに対して切断機構を相対的に上昇させ、回転部材の他方の端部と押し下げ部材とを接触させた状態で回転部材を回転させることによって、所定の待機位置まで光軸を移動させる工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、所定の待機位置に光軸が位置した状態において、受光量に基づいて受光手段が発生させる光電流の変化と光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は中央部から受光量が増える所定の部分に、光軸が位置することを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、第２の入射光を受光する工程において、第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の磨耗量を算出し、算出された磨耗量に等しい長さだけ、テーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、回転刃の下端を所定の切断位置まで下降させる工程を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、準備する工程において、発光手段と回転刃との間、又は、受光手段と回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを準備することを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。

本発明に係る製造方法は、上述の製造方法において、被切断物は、複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材であることを特徴とする。

本発明によれば、製造装置において、切断機構に設けられた、回転刃の外周部の状態を検知するセンサ機構を備える。センサ機構は、共通する光軸を持つ発光手段と受光手段とを有する。第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に下降させることによって、被切断物が切断される場合における所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において、回転刃によって遮られなかった第１の入射光を受光手段が受光する。第２の移動機構を使用してテーブルに対して切断機構を相対的に上昇させることによって、被切断物が切断されない場合における所定の待機位置に光軸が位置した状態において、回転刃によって遮られなかった第２の入射光を受光手段が受光する。第２の入射光に基づく受光量よりも少ない第１の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって、回転刃の破損を検知する。第１の入射光に基づく受光量よりも多い第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって回転刃の磨耗を検知する。１個のセンサ機構と１個の第２の移動機構とを使用することによって、回転刃の破損と回転刃の磨耗とを検知できる。したがって、製造装置の構成を簡略化できるので、装置の製造原価を抑制できる。

切断機構によって封止済基板が切断される場合における所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において回転刃の破損を検知している状態を示す概略図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は回転刃側から見た側面図である。 図１に示された切断機構において、封止済基板を切断しない所定の待機位置に光軸が位置した状態において回転刃の磨耗を検知している状態を示す概略図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は回転刃側から見た側面図である。 図１に示された切断機構において、回転刃が磨耗した状態を対象にして、図３（ａ）は封止済基板が切断されない場合における所定の待機位置に光軸が位置した状態を、図３（ｂ）は回転刃の磨耗を検知している状態を、それぞれ示す概略図である。 図１に示された切断機構において、回転刃が破損した状態を対象にして、図４（ａ）は封止済基板が切断される場合における所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態を、図４（ｂ）は、回転刃の破損を検知している状態を、それぞれ示す概略図である。 図１で示した切断機構においてセンサ機構の構成を示す概略図である。 本発明に係る製造装置の概要を示す平面図である。

図１に示されるように、切断機構１に、センサ機構１３と回転部材１４と回転軸１５と押し下げ部材１７とを有する回転刃検知機構１２を設ける。Ｚ軸用の駆動機構４を使用してセンサ機構１３を実質的に昇降させることによって、所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態におけるセンサ機構１３の位置と、所定の待機位置にセンサ機構１３の光軸ＡＸが位置した状態におけるセンサ機構１３の位置とを、選択する。封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態において回転刃１０の破損を検知する。封止済基板１１が切断されない場合における所定の待機位置に光軸ＡＸが位置した状態において回転刃１０の磨耗を検知する。１個のセンサ機構１３と１個のＺ軸用の駆動機構４とを使用することによって回転刃１０の磨耗と破損との双方を検知する。

本発明に係る製造装置の例として、封止済基板を切断する切断機構について図１〜図４を参照して説明する。本出願書類におけるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

図１に示されるように、製造装置が有する切断機構１は固定板２を備える。固定板２がＸ軸用のガイドレール（図示なし）に沿ってＸ方向に移動することによって、切断機構１がＸ方向に移動する。固定板２には、Ｚ軸用のガイドレール３とＺ軸用の駆動機構４とが設けられる。駆動機構４として、例えば、サーボモータやステッピングモータ等が固定板２に固定される。駆動機構４は、ボールねじ５を介して昇降部材６を昇降させる。昇降部材６にはスピンドル本体部７が固定される。駆動機構４がボールねじ５を回転させることによって、昇降部材６に固定されたスピンドル本体部７をＺ軸用のガイドレール３に沿って昇降させることができる。

スピンドル本体部７の内部には、スピンドル８が取り付けられる。スピンドル８が有する回転軸９の先端部には、回転刃１０が取り付けられる。回転刃１０は、回転軸９に対して着脱可能であって、交換することができる。スピンドルモータ（図示なし）が回転刃１０を高速回転させることによって、被切断物である封止済基板１１が切断される。図１においては、スピンドル本体部７が有する回転軸刃１０の下端が所定の切断位置まで下降して、回転刃１０によって封止済基板１１を切断している状態が示される。所定の切断位置とは、回転刃１０の外縁における下端が所定の切り込み深さに位置するまで回転刃１０が下降した状態における、回転軸刃１０の下端の位置をいう。

図１（ａ）に示されるように、切断機構１には、回転刃１０の磨耗と破損とを検知するための回転刃検知機構１２が設けられる。回転刃検知機構１２は、光学的な検知手段として、スピンドル本体部７における前側（回転刃１０が取り付けられた側）に設けられたセンサ機構１３を有する。回転刃検知機構１２は、機械的な構成要素として、センサ機構１３が固定された回転部材１４を有する。回転部材１４は、例えば、棒状などの形状を有する。回転部材１４の中間部には回転軸１５が設けられる。回転部材１４は、回転軸１５を中心にして部分的に回転する。回転部材１４の下方には、センサ機構１３の下側の位置を規制するためのストッパ１６が、スピンドル本体部７における前側に取り付けられる。センサ機構１３は、回転部材１４の一方の端部（図では左側の端部）に固定される。

固定盤２には、回転部材１４の他方の端部（図では右側の端部）に相対向する押し下げ部材１７が取り付けられる。押し下げ部材１７は、例えば、カムフォロア、ローラフォロア等である。押し下げ部材１７によって回転部材１４の右側の端部が下方に押されることによって、回転部材１４は、回転軸１５を中心にして時計回りに部分的に回転する。回転部材１４の右側の端部が押し下げ部材１７に接触していない状態、言い換えれば、右側の端部が押し下げ部材１７によって下方に押されていない状態において、回転部材１４はストッパ１６に接触する。この状態において回転部材１４がほぼ水平になるようにして、回転部材１４の位置が調整される。言い換えれば、回転部材１４がほぼ水平になる一定の位置において、回転部材１４はストッパ１６に接触して停止する。

図１（ｂ）に示されるように、回転部材１４の左側の端部に固定されたセンサ機構１３は、回転部材１４が伸びる方向とは直交する方向（図では−Ｚ方向）に伸びるようにして設けられる。図１（ａ）に示されるように、センサ機構１３は、発光手段１８と受光手段１９とを備えた光学的な非接触センサである。発光手段１８と受光手段１９とは同一の光軸（共通する光軸）ＡＸを有する。発光手段１８から受光手段１９に向かって照射光２０が照射される。発光手段１８の発光領域と受光手段１９の受光領域との形状は、同一の光軸ＡＸを中心にする同一の有効直径Ｄ（図１（ｃ）参照）を有する円形である。それぞれ有効直径Ｄを有する発光領域と受光領域とを、照射範囲Ｓと呼ぶ。回転刃１０に向かって照射光２０が照射される範囲と照射範囲Ｓとは同一である。

例えば、発光手段１８は発光ダイオード（light emitting diode：LED ）であり、受光手段１９はフォトダイオード（photodiode；PD）である。発光手段１８と受光手段１９とは、回転刃１０の外縁における上部を挟むようにして配置されることが好ましい。発光手段１８と受光手段１９とは、回転刃１０の外縁における最上端を挟むようにして配置されることがいっそう好ましい。これらのことによって、被切断物が切断される部分付近に供給される切削水、冷却水等に起因する液滴が発光手段１８と受光手段１９とに付着することが抑制される。

図１（ａ）に示されるように、発光手段１８と受光手段１９との間には回転刃１０が存在する。回転刃１０に向かって照射された照射光２０のうち一部分は回転刃１０によって遮られる。照射光２０のうち、回転刃１０によって遮られなかった照射光２０が、受光手段１９に到達する。受光手段１９に到達した照射光２０を、受光手段１９が入射光２１として受光する。受光手段１９は、受光した入射光２１の強さ（受光量）に応じた値の光電流を発生させる。このことによって、受光手段１９は入射光２１の強さを検出する。受光手段１９において発生した光電流が大きければ、照射光２０が回転刃１０によって遮られる程度が小さい。受光手段１９において発生した光電流が小さければ、照射光２０が回転刃１０によって遮られる程度が大きい。

センサ機構１３において、発光手段１８から照射される照射光２０の位置をＺ方向に沿って調整することを説明する。言い換えれば、発光手段１８と受光手段１９とが有する同一の光軸ＡＸの位置をＺ方向に沿って調整することを説明する。

図２（ｂ）に示されるように、スピンドル本体部７を上昇させていくと、ある高さ位置（Ｚ方向に沿う位置）において、回転部材１４における右側の端部の上面が押し下げ部材１７の下面に接触する。引き続きスピンドル本体部７を上昇させることによって、押し下げ部材１７が回転部材１４の右側の端部を相対的に押し下げる。これにより、回転刃検知機構１２において回転軸１５を中心にして回転部材１４が時計回りに回転し始める。ほぼ水平に調整された回転部材１４が回転することに伴って、−Ｚ方向に沿って伸びるセンサ機構１３全体が時計回りに回転する。これにより、発光手段１８と受光手段１９とが有する同一の光軸ＡＸが、回転軸１５を中心とする円弧に沿って回転する。

押し下げ部材１７が回転部材１４の右側の端部を相対的に押し下げる量が小さい場合には、−Ｚ方向に沿って伸びるセンサ機構１３が有する光軸ＡＸの回転運動は、＋Ｚ方向に沿って伸びる短い線分に沿う直線運動に近似される。したがって、回転部材１４における右側の端部の上面が押し下げ部材１７の下面に接触した時点を基点とする接触スピンドル本体部７の上昇量が光軸ＡＸの上昇量に等しいと、近似される。言い換えれば、スピンドル本体部７を上昇させて押し下げ部材１７が回転部材１４を相対的に押し下げることによって、光軸ＡＸを実質的に上昇させる。スピンドル本体部７を下降させて押し下げ部材１７から見て回転軸１５が下降することによって、光軸ＡＸを実質的に下降させる。

発光手段１８から照射される照射光２０の高さ位置を調整することによって、回転刃１０によって遮られなかった照射光２０の量を調整できる。言い換えれば、受光手段１９が入射光２１として受光する受光量を、調整できる。したがって、センサ機構１３の高さ位置、厳密に言えば、センサ機構１３が有する光軸ＡＸの高さ位置を調整することにより、受光手段１９が受光する受光量を調整できる。センサ機構１３が有する光軸ＡＸの高さ位置を調整することによって、回転刃１０をＺ方向に沿って移動させるための１個のＺ軸用の駆動機構４と、１個のセンサ機構１３とを使用して、回転刃１０の磨耗と破損との双方を検知することができる（後述）。

図１を参照して、第１の動作として、回転刃１０の破損を検知する動作を説明する。回転刃検知機構１２に設けられたセンサ機構１３を使用して回転刃１０の破損を検知する。まず、封止済基板１１の外側において、回転刃１０を回転させた状態で、スピンドル本体部７を、回転刃１０の下端が所定の切断位置に位置するまで下降させる。言い換えれば、回転刃１０の外縁における最下端が所定の切り込み深さに位置するまで、スピンドル本体部７を下降させる。次に、回転刃１０を、例えば、３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ程度でもって高速回転させる。回転刃１０と切断用テーブル（図示なし）に載置された封止済基板１１とを相対的に移動させることによって（図１（ｂ）では封止済基板１１を＋Ｙ方向に移動させることによって）、封止済基板１１を切断線に沿って切断する。

封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態において、発光手段１８から照射光２０が対向する受光手段１９に向かって照射される。図１（ｂ）、（ｃ）に示されるように、発光手段１８が照射した照射光２０は、有効直径Ｄｍｍの円形の照射範囲Ｓを有する。回転刃１０が封止済基板１１を切断する場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態において、センサ機構１３における光軸ＡＸ（図１（ａ）参照）の高さ位置が、次のようにして予め調整されている。光軸ＡＸの高さ位置は、発光手段１８から照射された照射光２０が有する照射範囲Ｓの大半が回転刃１０によって遮られるように、予め調整されている。例えば、回転刃１０が新品で磨耗のない状態において、回転刃１０によって遮られることなく受光手段１９に入射する入射光２１が、照射光２０の照射範囲Ｓのうち５％程度の面積を占めるように、光軸ＡＸの高さ位置を予め調整しておく。言い換えれば、照射光２０の照射範囲Ｓのうち９５％程度が回転刃１０によって遮られるように、光軸ＡＸの高さ位置を予め設定する。

回転刃１０が磨耗するに伴って、照射光２０の照射範囲Ｓのうち回転刃１０によって遮られる面積が減少する。例として、照射光２０の有効直径Ｄが１ｍｍである場合を想定する。回転刃１０がある程度まで磨耗した場合においては、有効直径１ｍｍのうち回転刃１０によって遮られる面積がわずかになる。したがって、回転刃１０の破損を検知することが困難になる。このことから、センサ機構１３の照射範囲Ｓはある程度の大きさであることが、好ましい。したがって、照射範囲Ｓの有効直径Ｄはある程度の大きさであることが、好ましい。具体的には、発光面積と受光面積との有効直径Ｄは３ｍｍ以上であることが好ましく、４ｍｍ以上であることがいっそう好ましい。

一方で、発光面積と受光面積との有効直径Ｄが大きくなりすぎると、有効直径Ｄに相当する面積に対する回転刃１０の破損の面積の比率が低下する。したがって、回転刃１０の破損を検知する感度が低下する。回転刃１０の破損を検知する感度を一定以上に保つという観点から、有効直径Ｄは６ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがいっそう好ましい。

回転刃１０が新品であって全く破損していない状態を想定する。予め設定されたように、受光手段１９に入射する入射光２１は、発光手段１８から照射された照射光２０の５％程度である。入射光２１は、回転刃１０が摩耗していくに伴って緩やかに増加する。回転刃１０の外周部に破損が発生した場合には、この破損した部分から受光手段１９に入射光２１が入射する。このことによって、破損した部分において受光手段１９が検知する受光量が、短時間の間だけパルス的に増加する。したがって、回転刃１０を通過した入射光２１の変化（増加）を受光手段１９が受光量の変化として検知することによって、回転刃１０の破損を検知できる。このことによって、工程を追加することなく、通常の生産状態において、回転刃検知機構１２を使用して回転刃１０の破損を検知できる。

照射範囲Ｓの有効直径Ｄと、回転刃１０の破損を検知できる摩耗量の範囲との関係を、説明する。摩耗量という用語は、回転刃１０が新品の状態における直径と摩耗後における直径との差を意味する。

回転刃１０の破損を検知できる摩耗量の範囲は、回転刃１０の破損の寸法、形状、回転刃１０の回転数、直径等のような様々な条件に依存する。例えば、回転刃１０が新品の状態から、照射光２０の照射範囲Ｓのうち２５％程度が回転刃１０によって遮られるまで、回転刃１０の破損を検知できる。言い換えれば、回転刃１０が新品の状態から、磨耗が進行するに伴って入射光２１が徐々に増加して照射光２０の７５％程度になるまで、回転刃１０の破損を検知できる。回転刃１０が新品の状態においては、照射光２０の照射範囲Ｓのうち９５％程度が回転刃１０によって遮られるように（照射光２０のうち５％程度が受光されるように）、光軸ＡＸの高さ位置が予め設定される。これによって、回転刃１０の破損を検知できる範囲は、入射光２１が照射光２０の５〜７５％程度に相当する範囲である。したがって、回転刃１０の破損を検知できる範囲は、幅としては有効直径Ｄの７０％（＝７５％−５％）程度である。

照射範囲Ｓの有効直径Ｄが４ｍｍであるセンサ機構１３を使用した場合においては、４ｍｍの有効直径Ｄの７０％（＝７５％−５％）に相当する量である２．８ｍｍ程度の摩耗量に至るまで、回転刃１０の破損を検知できる。したがって、回転刃１０が新品の状態から２．８ｍｍ程度の摩耗量に至るまで、光軸ＡＸの高さ位置を変えることなく、回転刃１０の破損を検知できる。照射範囲Ｓの有効直径Ｄが５ｍｍであるセンサ機構１３を使用した場合においては、５ｍｍの有効直径Ｄの７０％に相当する量である３．５ｍｍ程度の摩耗量に至るまで、回転刃１０の破損を検知できる。

上述した例では、回転部材１４がストッパ１６に接触することによってほぼ水平になった状態で、回転刃１０が新品の状態から磨耗し始めて磨耗量が２．８ｍｍ程度になるまでの間において、回転刃１０の破損を検知できる。これにより、回転刃１０が新品の状態から２．８ｍｍ程度の摩耗量まで磨耗する間における回転刃１０の破損を、光軸ＡＸの高さ位置を変えることなく検知できる。したがって、センサ機構１３を移動させるための専用の駆動機構を設けることなく、摩耗量がある程度の値（例えば、２．８ｍｍ）になるまでの間に回転刃１０の破損を検知できる。

図２を参照して、第２の動作として、回転刃１０の磨耗を検知する動作を説明する。回転刃検知機構１２に設けられたセンサ機構１３を使用して回転刃１０の磨耗を検知する。封止済基板１１の切断が完了した後は、光軸ＡＸが所定の待機位置に位置するまで、Ｚ軸用の駆動機構４を使用してスピンドル本体部７を上昇させる。図２（ｂ）に示されるように、スピンドル本体部７を上昇させていくと、ある位置において回転部材１４における右側の端部の上面が押し下げ部材１７の下面に接触する。引き続いてスピンドル本体部７をわずかに上昇させることによって、回転軸１５を中心にして回転部材１４が時計回りにわずかに回転する。回転部材１４がわずかに回転することによって、センサ機構１３の光軸ＡＸがわずかに上方に（＋Ｚ方向に）移動する。光軸ＡＸが所定の待機位置に到達した時点において、スピンドル本体部７の上昇を停止させる。

所定の待機位置とは、例えば、図２（ｂ）、（ｃ）に示されるように、センサ機構１３の発光手段１８から照射される照射光２０のうち５０％が受光手段１９に到達することができる、高さ方向における光軸ＡＸの位置を意味する。言い換えれば、照射光２０のうち５０％が回転刃１０によって遮られるようにして、光軸ＡＸをこの所定の待機位置に一致させる。スピンドル本体部７が封止済基板１１を切断しない場合には、光軸ＡＸが所定の待機位置になるようにして、センサ機構１３を停止させる。以下、このことを「センサ機構１３を所定の待機位置に停止させる。」という。

所定の待機位置においては、照射光２０のうち５０％を受光手段１９が受光する。このことによって、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部において、回転刃１０の磨耗を検知する。言い換えれば、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲の中央部において、回転刃１０の磨耗を検知する。したがって、回転刃１０の磨耗を安定して精度よく検知できる。

「照射光２０のうち５０％」という文言は、受光手段１９が受光する受光量が照射光２０の５０％である場合を意味する。加えて、「照射光２０のうち５０％」という文言は、受光手段１９が受光する受光量が、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部付近にある場合を含む。「所定の待機位置」という文言は、光軸ＡＸの高さ位置と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲の中央部（中央部付近を含む）における光軸ＡＸの高さ位置を意味する。

回転刃１０の磨耗を検知する動作を、順に説明する。まず、回転刃１０によって封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態において、センサ機構１３を使用して回転刃１０に破損がないことを確認する。

次に、封止済基板１１の切断が完了した後に、スピンドル本体部７を所定の待機位置まで上昇させる。封止済基板１１を切断しない所定の待機位置においても、切断する時と同じ回転数又は切断する時よりも少ない回転数でもって、回転刃１０を回転させる。

次に、所定の待機位置において、発光手段１８から照射される照射光２０のうち回転刃１０によって遮られなかった光を、受光手段１９が入射光２１として受光する。新品で磨耗がない回転刃１０が回転軸９に取り付けられた状態において、受光手段１９が受光する受光量が照射光２０の５０％程度になるようにして、スピンドル本体部７の待機位置が予め決められる。

スピンドル本体部７が所定の待機位置に停止している状態においては、切断機構１においてセンサ機構１３の光軸ＡＸは常に同じ高さ位置に維持される。回転刃１０が磨耗することによって回転刃１０の直径が小さくなると、照射光２０のうちで回転刃１０によって遮られなかった光、すなわち入射光２１が増加する。したがって、受光手段１９が受光する入射光２１の受光量が増加する。回転刃１０の磨耗量との変化と入射光２１の受光量の変化との関係を予め調べて、その関係を制御部（図示なし）に記憶する。記憶された関係と、受光量の増加量とを、制御部が比較する。このことによって、回転刃１０の磨耗量を検知できる。したがって、工程を追加することなく、回転刃検知機構１２を使用して通常の生産状態において回転刃１０の磨耗を検知できる。

切断機構１に回転刃検知機構１２を設けることによって、封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態において破損を検知し、封止済基板１１が切断されない場合における所定の待機位置において磨耗を検知できる。したがって、回転刃１０の破損と磨耗とを検知するための工程を追加することなく、通常の生産を行う過程において、回転刃１０の破損と磨耗との双方を検知できる。加えて、１個のセンサ機構１３と１個のＺ軸用の駆動機構４とを使用することによって、回転刃１０の磨耗と破損との双方を検知できる。

図３に示されるように、封止済基板１１の切断を複数枚にわたって続けていくと、回転刃１０は徐々に磨耗して回転刃１０の直径が小さくなる。図３においては、回転刃１０が新品であって磨耗していない状態の回転刃を新品の回転刃１０ａ、磨耗した回転刃を回転刃１０ｂとして、それぞれ示す。新品の回転刃１０ａが磨耗して回転刃１０ｂの状態になると、照射光２０のうちで回転刃１０ｂによって遮られなかった光、すなわち入射光２１が増加する。したがって、受光手段１９が受光する入射光２１の受光量が増加する。この受光量の変化（増加）を検知することによって、回転刃１０の磨耗量を算出できる。

回転刃１０の磨耗を検知する動作を、具体的に説明する。まず、磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係を、実験によって予め求める。例えば、回転刃１０が新品の場合の受光量、０．１ｍｍ磨耗した時に受光した受光量、０．２ｍｍ磨耗した時に受光した受光量、０．３ｍｍ磨耗した時に受光した受光量、・・・Ｘｍｍ磨耗した時に受光した受光量を、予め実験によって測定する。実験によって得られた受光量と照射光２０の発光量との比率が、上述した順にａ０％、ａ１％、ａ２％、ａ３％、・・・ａｘ％であったと仮定する。それぞれの磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係を、数式化して関係式を得る。得られた関係式を制御部（図示なし）に記憶する。それぞれの磨耗量と受光量の発光量に対する比率との関係をルックアップテーブル（Lookup Table：LUT ）にして、そのLUT を制御部に記憶してもよい。受光手段１９が検知した受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、回転刃１０の磨耗量を算出できる。

次に、図３（ａ）に示されるように、センサ機構１３が所定の待機位置に停止して、回転刃１０が回転している状態において、回転刃１０の磨耗が検知される。この状態において、まず、発光手段１８から照射された照射光２０のうち、新品の回転刃１０ａによって遮られなかった光、すなわち入射光２１の受光量が５０％になるようにして、センサ機構１３の高さ位置を予め調整する。これにより、センサ機構１３を所定の待機位置に停止させる。

次に、図４（ａ）に示されるように、磨耗した回転刃１０ｂを使用して封止済基板１１を切断する場合を説明する。この場合には、磨耗した回転刃１０ｂの最下端が封止済基板１１の下面よりも深くなる位置（所定の切り込み深さに相当する位置）まで、スピンドル本体部７を下降させる必要がある。磨耗した回転刃１０ｂを使用する場合には、新品の回転刃１０ａを使用する場合における切込み深さに比較して、磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量の分だけスピンドル本体部７を下降させる必要がある。本実施例においては、封止済基板１１が切断されない場合における所定の待機位置にセンサ機構１３が停止している状態において、受光手段１９を使用して受光量を測定する。

受光手段１９を使用して受光量を測定することによって磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量を算出するためには、次の２つの方法のいずれかを使用する。第１の方法は、測定された受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量を算出する方法である。測定された受光量と、制御部に記憶された関係式又はLUT とを対比することによって、磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量を算出できる。

第２の方法は、所定の待機位置に光軸ＡＸが位置する状態から、測定された受光量が５０％にほぼ等しくなるまでに、Ｚ軸用の駆動機構４を使用してスピンドル本体部７を下降させる方法である。スピンドル本体部７を下降させた距離が、センサ機構１３の光軸ＡＸを下降させた距離に近似される。Ｚ軸用の駆動機構４を使用してスピンドル本体部７を下降させた距離（≒光軸ＡＸを下降させた距離）を算出することによって、磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量を算出できる。所定の待機位置に光軸ＡＸが位置する状態からスピンドル本体部７を下降させた距離が回転刃１０ｂの磨耗量に等しいと、近似できる。

第１の方法と第２の方法とを組み合わせてもよい。第２の方法を使用して回転刃１０ｂの磨耗量を算出する場合において、回転刃１０ｂの磨耗が進行すると、次の状態になることがある。それは、スピンドル本体部７を下降させて回転部材１４がほぼ水平になる一定の位置において（図１（ｂ）参照）、測定された受光量が５０％を上回ってしまい５０％に到達しない状態である。この状態になった場合には、回転刃１０ｂの磨耗量を算出する方法を、第２の方法から第１の方法に変更する。これにより、受光量が５０％を上回った状態においても、第１の方法を使用して、磨耗した回転刃１０ｂの磨耗量を引き続き算出できる。

所定の待機位置に光軸ＡＸが位置する状態において、照射光２０のうち５０％を受光手段１９が受光することとした。これに代えて、所定の待機位置に光軸ＡＸが位置する状態において、照射光２０のうち受光手段１９が受光する比率を５０％よりも大きい値（例えば７５％）にしてもよい。所定の待機位置に光軸ＡＸが位置する状態において、照射光２０のうち受光手段１９が受光する比率は、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲における中央値又は中央値を超える所定の値であればよい。言い換えれば、受光量の変化と光電流の変化との関係が線形性を有する範囲において、中央部又は中央部から受光量が増える所定の部分に、光軸ＡＸが位置すればよい。これによって、回転刃１０ｂの磨耗が進行した場合において、上述した第２の方法を使用して検知できる磨耗量の幅（測定レンジ）を大きくすることができる。

算出された磨耗量に等しい長さだけ、スピンドル本体部７を下降させる。磨耗量に応じた補正が行われ、磨耗した回転刃１０ｂの最下端が所定の切り込み深さに到達する。これにより、磨耗した回転刃１０ｂの最下端を所定の切り込み深さまで到達させた状態で、封止済基板１１を切断する。したがって、工程を追加することなく、通常の生産状態において、封止済基板１１を切断する際に磨耗した回転刃１０ｂの切り込み深さを制御できる。回転刃１０の切り込み深さを一定に維持することができるので、封止済基板１１を切断する際の切断品質を安定して維持することができる。

図５を参照して、図１で示されたセンサ機構１３の構成について説明する。センサ機構１３において、発光手段１８は、発光素子２２と光ファイバ束２３と集光レンズ２４とプリズム２５と透過窓２６とを有する。受光手段１９は、受光素子２７と光ファイバ束２８と集光レンズ２９とプリズム３０と受光窓３１とを有する。発光素子２２としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等が使用される。受光素子２７としては、フォトダイオード（ＰＤ）等が使用される。光ファイバ束２３、２８は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の直径を有する複数のプラスチック光ファイバが束ねられて構成される。

図５に示されるように、発光手段１８は発光素子２２を、受光手段１９は受光素子２７を、それぞれ有する。発光手段１８と回転刃１０との間には、スリットＳＬ１を設けることが好ましい。受光手段１９と回転刃１０との間には、スリットＳＬ２を設けることが好ましい。スリットＳＬ１は、発光手段１８と回転刃１０との間であって透過窓２６のすぐ近くに設けられる。スリットＳＬ２は、受光手段１９と回転刃１０との間であって受光窓３１のすぐ近くに設けられる。スリットＳＬ１は、発光手段１８の本体に取り付けられてもよい。スリットＳＬ２は、受光手段１９の本体に取り付けられてもよい。スリットＳＬ１とスリットＳＬ２とのうちどちらか一方が設けられてもよい。

スリットＳＬ１とスリットＳＬ２とは、それぞれＺ方向に沿って伸びる細長い隙間を有する。これらの隙間の幅（Ｙ方向の寸法）は最適な値に定められる。例えば、これらの隙間の幅は、０．５ｍｍ〜１．２ｍｍであることが好ましい。隙間の幅が大きすぎる場合には、回転刃１０の破損を検知する分解能が低下する。隙間の幅が小さすぎる場合には、受光量が減少するので、回転刃１０の破損を検知する際にノイズによる悪影響を受けやすくなる。

図５に示されるように、発光手段１８において、発光素子２２から照射された光は、光ファイバ束２３を経由して集光レンズ２４によって集光される。集光された光は、プリズム２５に向かって進行しプリズム２５によって９０度反射することによって、−Ｘ方向に進む照射光２０になる。照射光２０は、発光手段１８の透過窓２６とスリットＳＬ１の隙間とを、順次通過する。照射光２０の一部分が回転刃１０によって遮られる。回転刃１０によって遮られなかった照射光２０の残りの部分が、入射光２１として、スリットＳＬ２の隙間と受光手段１９の受光窓３１とを、順次通過する。受光手段１９において、入射光２１は、プリズム３０によって９０度反射して、＋Ｚ方向に進む。反射した入射光２１は集光レンズ２９によって集光される。集光された光は、光ファイバ束２８を経由して受光素子２７に到達する。

受光素子２７によって受光された光は光電変換され、受光量に応じた受光信号が電気信号として制御部３２に送られる。制御部３２に送られた受光信号は、適宜増幅されてＡＤ変換されて、回転刃１０の破損の検出と摩耗の検出とに利用される。受光信号は、増幅されてモニタ部３３に表示される。なお、制御部３２は、回転刃１０の破損や磨耗を検知機能に加えて、製造装置の動作、切断条件等の設定、制御等を行う機能を有する。

発光素子２２と受光素子２７とを、制御部３２の内部に設けてもよい。この場合においては、長い光ファイバ束２３を使用して、制御部３２の内部の発光素子２２が発光した光を発光手段１８内まで導いて、照射光２０として照射する。長い光ファイバ束２８を使用して、受光手段１９内において受光した入射光２１を制御部３２の内部の受光素子２７まで導く。

センサ機構１３において、発光手段１８に設けられた透過窓２６と受光窓３１に設けられた受光窓３１とは、相対向する位置に円形の窓として設けられる。したがって、発光手段１８から照射される照射光２０は円形の照射範囲Ｓを有する。スリットＳＬ１とスリットＳＬ２とのうち少なくとも一方を設けた場合には、受光手段１９が受光する入射光２１は、Ｚ方向に沿って伸びる細長い形状を有する。センサ機構１３を昇降させて透過窓２６と受光窓３１とを昇降させることによって、センサ機構１３が有する光軸ＡＸの位置が調整される。回転刃１０に向かって照射される照射光の照射量を、光軸ＡＸの位置と透過窓２６の大きさとによって調整することができる。回転刃１０によって遮られなかった照射光２０の光量を、すなわち受光手段１９が受光する入射光２１の受光量を、光軸ＡＸの位置と受光窓３１の位置とによって調整することができる。したがって、センサ機構１３が有する光軸ＡＸの高さ位置を調整することによって、回転刃１０の磨耗と破損との双方を検知することができる。

本実施例によれば、次の効果が得られる。第１に、１個のセンサ機構１３を使用することによって回転刃１０の磨耗と破損との双方を検知することができるので、製造装置の構成を簡略化できる。したがって、製造装置のコストを抑制できる。

第２に、回転刃１０を下降させるためのＺ軸用の駆動機構４を使用して、センサ機構１３が有する光軸ＡＸの位置を実質的に昇降させる。これにより、センサ機構１３が有する光軸ＡＸの位置を昇降させる専用の駆動機構を設ける必要がない。したがって、製造装置のコストを抑制できる。

第３に、回転刃１０が封止済基板１１を切断する期間に破損を、切断していない期間に磨耗を、それぞれ検知する。これにより、工程を追加することなく、回転刃検知機構１２を使用して、通常の生産状態において回転刃１０の破損と磨耗との双方を検知できる。したがって、製造装置の生産性が低下することを防止できる。

第４に、光学センサ１３が有する発光手段１８と受光手段１９とが回転刃１０の最上端を挟むようにして、発光手段１８と受光手段１９とが設けられる。これにより、封止済基板１１を切断している時に切削水や冷却水による飛沫等がセンサ機構１３に付着することを防止できる。光学センサ１３が液滴等による悪影響を受けにくい。したがって、光学センサ１３が、回転刃１０の破損と磨耗との双方を、安定して精度よく検知できる。

第５に、回転刃１０が封止済基板１１を切断していない期間に、回転刃１０の磨耗量を検知して算出する。算出された磨耗量に等しい長さだけスピンドル本体部７を下降させることによって、回転刃１０の最下端を封止済基板１１の所定の切り込み深さまで下降させる。回転刃１０の最下端が所定の切り込み深さに位置する状態において、回転刃１０が封止済基板１１を切断する。したがって、封止済基板１１の切断品質を常に一定の状態に安定させることができる。

第６に、回転刃１０が封止済基板１１を切断していない期間に、回転刃１０の磨耗量を検知する場合には、照射光２０のうち５０％を受光手段１９が受光する。このことによって、受光量の変化と光電流の変化とが比例する範囲の中央部において、回転刃１０の磨耗を検知する。言い換えれば、受光量に基づいて受光手段が発生させる光電流の変化と光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部において、回転刃１０の磨耗を検知する。したがって、光学センサ１３が、回転刃１０の磨耗を安定して精度よく検知できる。

異なる複数の直径を有する回転刃１０を使用することが想定される場合には、回転刃検知機構１２に、回転軸１５が設けられる軸用穴と例えばピン状のストッパ１６が設けられるピン用穴との組合せを、複数組設ければよい。軸用穴には軸受を設けてもよい。複数の異なる直径を有する回転刃１０を使用する場合には、使用する回転刃１０の直径に対応する軸用穴とピン用穴との組合せを選ぶ。選ばれた軸用穴に回転軸１５を挿入して固定し、選ばれたピン用穴にピン状のストッパ１６を挿入する。したがって、複数の異なる直径を有する回転刃１０を対象にして、１個の光学センサ１３を使用して回転刃１０の破損と磨耗との双方を検知できる。異なる複数の直径を有する回転刃１０に対応するために、ねじを利用した機構に光学センサ１３を取り付けてもよい。この場合においては、図１に示された状態において回転部材１４に対して光学センサ１３がＺ方向に動くことができるようにして、回転部材１４に対して光学センサ１３を固定する。例えば、送りねじ、マイクロメータヘッドなどに光学センサ１３を取り付けて、ねじを回転させることによって光学センサ１３を昇降させることができる。

本実施例に係る製造装置について、図６を参照して説明する。図６に示されるように、製造装置３４は、被切断物を複数の製品に個片化する装置である。製造装置３４は、基板供給ユニットＡと基板切断ユニットＢと検査ユニットＣとを、それぞれ構成要素として備える。各構成要素（各ユニットＡ〜Ｃ）は、それぞれ他の構成要素に対して着脱可能かつ交換可能である。

基板供給ユニットＡには基板供給機構３５が設けられる。被切断物に相当する封止済基板１１が、基板供給機構３５から搬出され、移送機構（図示なし）によって基板切断ユニットＢに移送される。基板供給ユニットＡには、製造装置３４、切断機構１、回転刃検知機構１２、センサ機構１３等の動作や制御を行う制御部３２が設けられる。

図６に示される製造装置３４は、シングルカットテーブル方式の製造装置である。したがって、基板切断ユニットＢには、１個の切断用テーブル３６が設けられる。切断用テーブル３６は、移動機構３７によって図のＹ方向に移動可能であり、かつ、回転機構３８によってθ方向に回動可能である。切断用テーブル３６の上には封止済基板１１が載置されて吸着される。

基板切断ユニットＢには、スピンドル本体部７を備えた切断機構１（図１、図２参照）が設けられる。製造装置３４は、１個のスピンドル本体部７を備えたシングルスピンドル構成の製造装置である。スピンドル本体部７は、独立してＸ方向とＺ方向とに移動可能である。スピンドル本体部７には回転刃１０が装着される。切断用テーブル３７とスピンドル本体部７とを相対的に移動させることによって封止済基板１１を切断する。回転刃１０は、Ｙ方向とＺ方向とを含む面内において回転することによって封止済基板１１を切断する。

センサ機構１３を有する回転刃検知機構１２（図１〜図２参照）を、切断機構１に設ける。このことによって、封止済基板１１が切断される場合における所定の切断位置に回転刃１０の下端が位置した状態では、回転刃１０の破損が検知される。封止済基板１１が切断されない場合における所定の待機位置に光軸ＡＸが位置した状態では、回転刃１０の磨耗が検知される。

検査ユニットＣには検査用テーブル３９が設けられる。検査用テーブル３９には、封止済基板１１を切断して個片化された複数の製品Ｐからなる集合体、すなわち、切断済基板４０が載置される。複数の製品Ｐは、検査用のカメラ（図示なし）によって検査されて、良品と不良品とに選別される。良品はトレイ４１に収容される。

本実施例においては、シングルカットテーブル方式であって、シングルスピンドル構成の製造装置３４を説明した。これに限らず、シングルカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置や、ツインカットテーブル方式であって、ツインスピンドル構成の製造装置等においても、本発明の切断機構１を適用できる。

各実施例においては、被切断物としてチップ状の素子を含む封止済基板１１を切断する場合を示した。これに限らず、封止済基板１１以外の被切断物として、次の被切断物を切断して個片化する場合に本発明を適用できる。第１に、シリコン、化合物半導体からなり回路素子、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の機能素子が作り込まれた半導体ウェーハ（semiconductor wafer ）を個片化する場合である。第２に、抵抗体、コンデンサ、センサ、表面弾性波デバイス等の機能素子が作り込まれたセラミックス基板等を個片化してチップ抵抗、チップコンデンサ、チップ型のセンサ、表面弾性波デバイス等の製品を製造する場合である。これらの２つの場合には、半導体ウェーハ、セラミックス基板等が、複数の領域にそれぞれ対応する機能素子が作り込まれた板状部材に該当する。第３に、板状部材である樹脂成形品を個片化して、レンズ、光学モジュール、導光板等の光学部品を製造する場合である。この場合には、レンズ、光学モジュール、導光板等が機能素子に該当する。第４に、樹脂成形品を個片化して、一般的な成形製品を製造する場合である。この場合には、成形製品が機能素子に該当する。上述した４つの場合を含む様々な場合において、ここまで説明した内容を適用できる。

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。

１ 切断機構
２ 固定板
３ Ｚ軸用のガイドレール
４ Ｚ軸用の駆動機構（第２の移動機構）
５ ボールねじ
６ 昇降部材
７ スピンドル本体部
８ スピンドル
９ 回転軸
１０ 回転刃
１０ａ 新品の回転刃
１０ｂ 磨耗した回転刃
１１ 封止済基板（被切断物）
１２ 回転刃検知機構
１３ センサ機構
１４ 回転部材
１５ 回転軸
１６ ストッパ（停止部材）
１７ 押し下げ部材
１８ 発光手段
１９ 受光手段
２０ 照射光
２１ 入射光
２２ 発光素子
２３、２８ 光ファイバ束
２４、２９ 集光レンズ
２５、３０ プリズム
２６ 透過窓
２７ 受光素子
３１ 受光窓
３２ 制御部
３３ モニタ部
３４ 製造装置
３５ 基板供給機構
３６ 切断用テーブル（テーブル）
３７ 移動機構（第１の移動機構）
３８ 回転機構
３９ 検査用テーブル
４０ 切断済基板
４１ トレイ
Ａ 基板供給ユニット
ＡＸ 光軸
Ｂ 基板切断ユニット
Ｃ 検査ユニット
Ｄ 有効直径
Ｐ 製品
Ｓ 照射範囲
ＳＬ１、ＳＬ２ スリット

Claims (16)

1. 被切断物が載置されるテーブルと、前記被切断物を切断する切断機構と、前記切断機構に設けられた回転刃と、前記テーブルと前記切断機構とを相対的に移動させる第１の移動機構と、前記テーブルと前記切断機構とを相対的に昇降させる第２の移動機構とを備え、前記第１の移動機構を使用して前記回転刃が前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する際に使用される製造装置であって、
   前記切断機構に設けられ、前記回転刃の外周部の状態を検知するセンサ機構と、
   前記切断機構に設けられ、一方の端部に前記センサ機構が固定された回転部材と、
   前記切断機構に固定され、前記回転部材に取り付けられ前記回転部材を回転可能にする回転軸と、
   前記切断機構に固定され、前記回転部材の他方の端部に接触できるように設けられた押し下げ部材と、
   前記切断機構に固定され、前記回転部材が一定の位置よりも前記被切断物に近づかないように前記回転部材を停止させる停止部材と、
   前記センサ機構に含まれ、前記回転刃の外周部において前記回転刃の一方の側に配置されて設けられ、照射光を照射する発光手段と、
   前記センサ機構に含まれ、前記回転刃の外周部において前記回転刃の他方の側に配置されて設けられ、前記照射光の少なくとも一部からなる入射光を受光する受光手段と、
   前記発光手段と前記受光手段とが共通して有する光軸と、
   少なくとも前記回転刃の昇降を制御する制御部とを備え、
   前記第２の移動機構を使用して前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させることによって、前記被切断物が切断される場合における所定の切断位置に前記回転刃の下端が位置した状態において、前記回転刃によって遮られなかった第１の入射光を前記受光手段が受光し、
   前記第２の移動機構を使用して前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に上昇させることによって、前記被切断物が切断されない場合における所定の待機位置に前記光軸が位置した状態において、前記回転刃によって遮られなかった第２の入射光を前記受光手段が受光し、
   前記第１の入射光に基づく受光量が前記第２の入射光に基づく受光量よりも少なくなるように前記光軸の位置が調整され、
   前記第１の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって前記回転刃の破損が検知され、
   前記第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって前記回転刃の磨耗が検知されることを特徴とする製造装置。
2. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記発光手段と前記受光手段とが前記回転刃の上部に設けられることを特徴とする製造装置。
3. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記回転刃の下端が前記所定の切断位置に位置し、前記回転部材の前記他方の端部と前記押し下げ部材とが離れ、前記停止部材によって前記回転部材が停止している状態において、前記第１の入射光が受光され、
   前記回転部材の前記他方の端部と前記押し下げ部材とが接触することによって前記回転部材が回転して、前記光軸が前記所定の待機位置まで移動した状態において、前記第２の入射光が受光されることを特徴とする製造装置。
4. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記所定の待機位置に前記光軸が位置した状態において、前記受光量に基づいて前記受光手段が発生させる光電流の変化と前記光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は前記中央部から受光量が増える所定の部分に、前記光軸が位置することを特徴とする製造装置。
5. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって、前記制御部が前記回転刃の磨耗量を算出し、
   前記制御部が、算出された前記磨耗量に等しい長さだけ、前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させることによって、前記回転刃の下端を前記所定の切断位置まで下降させることを特徴とする製造装置。
6. 請求項１に記載された製造装置において、
   前記発光手段と前記回転刃との間、又は、前記受光手段と前記回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを備えることを特徴とする製造装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載された製造装置において、
   前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする製造装置。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載された製造装置において、
   前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材であることを特徴とする製造装置。
9. テーブルに被切断物を載置する工程と、第１の移動機構を使用して前記テーブルと前記切断機構とを相対的に移動させることによって前記切断機構が有する回転刃を使用して前記被切断物を切断する工程と、第２の移動機構を使用して前記テーブルと切断機構とを相対的に昇降させる工程とを備え、前記回転刃が前記被切断物を切断することによって複数の製品を製造する製造方法であって、
   前記切断機構にそれぞれ設けられた、共通する光軸を持つ発光手段と受光手段とを有するセンサ機構と、一方の端部に前記センサ機構が固定された回転部材と、前記回転部材の他方の端部に接触できる押し下げ部材と、前記回転部材が一定の位置よりも前記被切断物に近づかないように前記回転部材を停止させる停止部材とを準備する工程と、
   前記発光手段と前記受光手段とを前記回転刃の外周部を挟むようにして配置する工程と、
   前記発光手段から前記回転刃に向かって照射光を照射する工程と、
   前記回転刃によって遮られなかった照射光を前記受光手段によって受光する工程と、
   前記第２の移動機構を使用して前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させることによって、前記被切断物が切断される場合における所定の切断位置に前記回転刃の下端が位置した状態において、前記回転刃を使用して前記被切断物を切断する工程とを備え、
   前記受光する工程は、
   前記所定の切断位置に回転刃の下端が位置した状態において、前記受光手段が、前記回転刃によって遮られなかった第１の入射光を受光する工程と、
   前記第２の移動機構を使用して前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に上昇させることによって、前記被切断物が切断されない場合における所定の待機位置に前記光軸が位置した状態において、前記受光手段が、前記回転刃によって遮られなかった第２の入射光を受光する工程と、
   前記第１の入射光に基づく受光量が前記第２の入射光に基づく受光量よりも少なくなるように前記光軸の位置をそれぞれ調整する工程とを有し、
   前記第１の入射光を受光する工程において、前記第１の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって前記回転刃の破損を検知し、
   前記第２の入射光を受光する工程において、前記第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって前記回転刃の磨耗を検知することを特徴とする製造方法。
10. 請求項９に記載された製造方法において、
    前記準備する工程において、前記発光手段と前記受光手段とを前記回転刃の上部に設けることを特徴とする製造方法。
11. 請求項９に記載された製造方法において、
    前記受光する工程は、
    前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させ、前記回転部材の前記他方の端部と前記押し下げ部材とを引き離すことによって、前記回転刃の下端が前記所定の切断位置に位置する状態において前記停止部材によって前記回転部材を停止させる工程と、
    前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に上昇させ、前記回転部材の前記他方の端部と前記押し下げ部材とを接触させた状態で前記回転部材を回転させることによって、前記所定の待機位置まで前記光軸を移動させる工程とを有することを特徴とする製造方法。
12. 請求項９に記載された製造方法において、
    前記所定の待機位置に前記光軸が位置した状態において、前記受光量に基づいて前記受光手段が発生させる光電流の変化と前記光軸の位置との関係が線形性を有する範囲の中央部又は前記中央部から受光量が増える所定の部分に、前記光軸が位置することを特徴とする製造方法。
13. 請求項９に記載された製造方法において、
    前記第２の入射光を受光する工程において、前記第２の入射光に基づく受光量の変化を検知することによって前記回転刃の磨耗量を算出し、
    算出された前記磨耗量に等しい長さだけ、前記テーブルに対して前記切断機構を相対的に下降させることによって、前記回転刃の下端を前記所定の切断位置まで下降させる工程を更に備えることを特徴とする製造方法。
14. 請求項９に記載された製造方法において、
    前記準備する工程において、前記発光手段と前記回転刃との間、又は、前記受光手段と前記回転刃との間の少なくとも一方に設けられたスリットを準備することを特徴とする製造方法。
15. 請求項８〜１４のいずれかに記載された製造方法において、
    前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする製造方法。
16. 請求項８〜１４のいずれかに記載された製造方法において、
    前記被切断物は、前記複数の製品にそれぞれ対応する複数の領域において機能素子が作り込まれた板状部材であることを特徴とする製造方法。

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