TWI669201B - Cutting device - Google Patents

Abstract

縮短切削加工及毛邊去除所需之時間。

切削裝置(1)具備；保持板狀工作物(W)之挾盤載置台(4)；利用切削刀具(31)切削板狀工作物之切削手段(3)；使挾盤載置台和切削手段相對性地在X方向切削進給之切削進給手段(15)；和除去形成板狀工作物之切削溝(G)之毛邊的毛邊去除手段(5)。毛邊去除手段具有對切削刀具通過之後的板狀工作物之上面噴射高壓水之毛邊去除噴嘴(51)。毛邊去除噴嘴係一面與切削刀具同時對挾盤載置台做相對性移動，一面朝向該切削溝噴射高壓水。

Description

切削裝置

本發明係關於利用切削刀具切削板狀工作物之切削裝置，尤其關於利用切削刀具切削封裝基板之切削裝置。

封裝基板等之板狀工作物係在以樹脂基板所構成之基材上模塑樹脂而形成。在利用切削刀具切削如此之板狀工作物後的切削溝產生毛邊。為了除去該毛邊，提案有與切削板狀工作物之切削裝置不同，另外設置毛邊去除專用的裝置(例如，專利文獻1)。再者，作為毛邊去除之另外的方法，也提案於利用切削刀具切削板狀工作物而形成切削溝之後，使切削刀具之旋轉方向成為相反，跟蹤該切削溝而除去毛邊的方法(例如，專利文獻2或專利文獻3)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平09-193099號公報

[專利文獻2]日本專利第4394210號公報

[專利文獻3]日本專利第4540421號公報

但是，在專利文獻1所記載之毛邊去除裝置中，因利用切削裝置對板狀工作物進行切削加工之後，需要將板狀工作物搬運至毛邊去除裝置，故有至完成毛邊去除為止需要時間之問題。再者，因在專利文獻2及專利文獻3所記載之毛邊去除方法中，也於對板狀工作物進行切削加工之後產生毛邊去除用之工程，故有至完成毛邊去除為止需要時間之問題。

本發明係鑒於如此之問題點而創作出，以提供可以縮短切削加工及毛邊去除所需之時間的切削裝置為目的。

本發明之切削裝置具備：挾盤載置台，其具備與具有複數凸部和圍繞該凸部之剩餘區域的板狀工作物之該凸部對應的複數凹部，在該凹部之底面吸引保持板狀工作物之該凸部，並且吸引保持該剩餘區域；切削手段，其係利用切削刀具切削該挾盤載置台所保持之板狀工作物；切削進給手段，其係使該挾盤載置台和該切削手段相 對性地在X方向切削進給；分度進給手段，其係使該挾盤載置台和該切削手段相對性地在Y方向分度進給；及毛邊去除手段，其係從利用該切削手段切削該挾盤載置台所保持之板狀工作物之切削溝去除被形成在板狀工作物的毛邊，該切削裝置之特徵在於：該切削手段具備：轉軸，其係將該切削刀具安裝成能夠旋轉；和刀具蓋，其係覆蓋被安裝於該轉軸之該切削刀具，該毛邊去除手段具備：毛邊去除噴嘴，其具有在垂直方向延伸，從下端朝向該切削刀具通過後之板狀工作物之上面噴射高壓水之噴射口；和高壓水供給手段，其係對該毛邊去除噴嘴供給高壓水，該噴射口較該切削溝之寬度更寬廣，該毛邊去除噴嘴係一面與該切削手段同時對該挾盤載置台做相對移動，一面從該噴射口朝向該切削溝，噴射較該切削溝更寬廣的高壓水而將板狀工作物推壓至該挾盤載置台，並且去除被形成在板狀工作物之毛邊。

若藉由該構成時，毛邊去除噴嘴與切削刀具同時對板狀工作物被切削進給，毛邊去除噴嘴從噴射口對切削刀具通過後之板狀工作物之上面噴射高壓水。依此，朝向藉由切削刀具被切削之切削溝噴射高壓水之結果，可以一面進行切削加工一面實施毛邊去除。依此，不需要毛邊去除用之時間，可以縮短切削加工及毛邊去除所需之時間。其結果，可以提高切削加工之效率。

再者，在本發明之上述切削裝置中，該毛邊去除噴嘴朝向與該切削刀具切削的該切削溝鄰接之切削溝 噴射高壓水。

若藉由本發明時，毛邊去除噴嘴與切削刀具同時切削進給，對切削刀具通過後之板狀工作物噴射高壓水，依此可以縮短切削加工及毛邊去除所需之時間。

W‧‧‧板狀工作物

G‧‧‧切削溝

1‧‧‧切削裝置

15‧‧‧切削進給手段

20‧‧‧分度進給手段

3‧‧‧切削手段

31‧‧‧切削刀具

32‧‧‧轉軸

33‧‧‧刀具蓋

4‧‧‧挾盤載置台

5‧‧‧毛邊去除手段

51‧‧‧毛邊去除噴嘴

52‧‧‧高壓水供給手段

53‧‧‧噴射口

圖1為與本實施型態有關之切削裝置之斜視圖。

圖2為與本實施型態有關之切削裝置之側面圖。

圖3為與本實施型態有關之切削裝置之加工動作的側面圖。

圖4為與本實施型態有關之切削裝置之加工動作的側面圖。

圖5為與本實施型態有關之切削裝置之加工動作的上視圖。

以下，參照附件圖面，針對與本實施型態有關之切削裝置予以說明。圖1為與本實施型態有關之切削裝置之斜視圖。圖2為與本實施型態有關之切削裝置之側面圖。並且，在以下中，雖然說明切削裝置之一例，但是與本實施型態有關之切削裝置之構成並不限定於此。若能 夠切削板狀工作物時，即使使切削裝置成為任何構成亦可。再者，在圖1中，相對於挾盤載置台誇張表示板狀工作物之大小。

如圖1及圖2所示般，切削裝置1被構成藉由使挾盤載置台4對切削手段3做相對移動，將被保持於挾盤載置台4之板狀工作物W分割成各個晶片。板狀工作物W係由在長方形之樹脂基板60之表面於長邊方向排列複數(在本實施型態中為3個)的樹脂製的凸部61而設置的封裝基板所構成。樹脂基板60例如為PCB基板。板狀工作物W被分成配置有複數凸部61且在內部配設電極的半導體裝置用之複數裝置區域A1，和裝置區域A1之周圍的剩餘區域A2。各裝置區域A1藉由格子狀之分割預定線L被區劃成複數區域，在各區域配設半導體裝置(無圖示)。

該板狀工作物W中，剩餘區域A2當作端材被除去，裝置區域A1沿著分割預定線L1被分割成各個晶片。並且，板狀工作物W並不限定於半導體裝置用之基板，即使為LED裝置用之金屬基板亦可。再者，並不限定於晶片搭載後之基板，即使為晶片搭載前之基板亦可。板狀工作物W之凸部61雖然由例如環氧樹脂、聚矽氧樹脂所形成，但是若能夠在樹脂基板60形成凸部61，即使為任何樹脂亦可。

在殼體11之上面形成有在X軸方向(切削方向)延伸之長方形狀之開口部(無圖示)。該開口部係與挾盤 載置台4同時藉由能移動之X軸載置台12及蛇腹狀之防水蓋13而被覆蓋。在防水蓋13之下方設置有使挾盤載置台4在X軸方向移動的滾珠螺桿式之切削進給手段15(參照圖2)。

在X軸載置台12上，設置有旋轉手段14能夠旋轉的上視長方形狀的挾盤載置台4。挾盤載置台4具有保持板狀載置台W之吸引面41。在挾盤載置台4之吸引面41上於長邊方向排列形成有與板狀工作物W之複數凸部61對應的複數凹部42。挾盤載置台4之各凹部42具有與板狀工作物W之各凸部61之高度一致之深度，被形成能夠收容板狀工作物W之各凸部61。在各凹部42之周圍形成有支撐面43，以支撐板狀工作物W之凸部61之周圍之剩餘區域A2。

再者，在挾盤載置台4之吸引面41，形成有切削刀具31與板狀工作物W之分割預定線L對應而進入的進入溝44(參照圖2)。在挾盤載置台4之凹部42之底面(吸引面)41，在藉由進入溝44被區劃成格子狀之區域，形成有吸引保持板狀工作物W之分割後之各個晶片的複數吸引孔(無圖示)。再者，在凹部42之周圍之支撐面43(吸引面41)，形成有吸引保持板狀工作物W之剩餘區域A2的複數吸引孔(無圖示)。各吸引孔分別通過挾盤載置台4內之流路而與吸引源(無圖示)連接。

挾盤載置台4係在裝置中央之收授位置和臨著切削手段3之加工位置之間往返移動。並且，圖1表示 挾盤載置台4在收授位置待機之狀態。在殼體11中，在與該收授位置相鄰接之一個角部之深側，設置有與Y軸方向平行之一對導軌16。一對導軌16進行板狀工作物W之X軸方向之定位。

在一對導軌16之附近，設置有在導軌16和挾盤載置台4之間搬運板狀工作物W之第1搬運臂17。藉由第1搬運臂17之上視L字狀之臂部17a旋轉，搬運板狀工作物W。再者，在收授位置之挾盤載置台4之後方，設置有旋轉器式之洗淨機構18。在洗淨機構18中，於洗淨水朝向旋轉中之旋轉載置台18a噴射而洗淨板狀工作物W之後，噴吹乾燥氣體使得板狀工作物W乾燥。

在殼體11上設置有支撐切削手段3之支撐台19。切削手段3被定位在加工位置之挾盤載置台4之上方，構成使切削刀具31從板狀工作物W之表面切入而切削板狀工作物W。切削手段3係將切削板狀工作物W之切削刀具31安裝成能夠旋轉。切削手段3係藉由基於分度進給手段20在Y軸方向進行分度進給，使得切削手段3和挾盤載置台4在Y軸方向相對性移動。再者，切削手段3係藉由升降手段(無圖示)在Z軸方向移動。分度進給手段20及升降手段係以例如滾珠螺桿式之移動機構而被構成。

切削手段3被構成在轉軸32之前端安裝切削刀具31，且以覆蓋切削刀具31之外周之方式，設置刀具蓋33。切削刀具31係由例如環狀之墊圈型刀具所構成， 以結合材料結合金剛石等之磨料而形成。刀具蓋33被形成覆蓋切削刀具31之略上半部之箱型。在刀具蓋33設置有朝向切削部分噴射切削水之切削水噴嘴34。在此，相對於加工位置將收授位置側視為前方，相對於收授位置將加工位置側視為後方予以說明。

切削水噴嘴34被形成從刀具蓋33之後方下端朝向前方延伸之略L字狀，切削水噴嘴34之前端被定位在切削刀具31之略下半部。在切削水噴嘴34之前端形成有複數槽縫35(參照圖2)。切削水從該槽縫35朝向切削刀具31被噴射。藉由一面供給切削水，一面以高速旋轉之切削刀具31切入板狀工作物W，板狀工作物W沿著分割預定線L被切削。

再者，切削裝置1具備去除形成在板狀工作物W之上面的毛邊之毛邊去除手段5。毛邊去除手段5具有朝向板狀工作物W噴射高壓水之複數毛邊去除噴嘴51，和對毛邊去除噴嘴51供給高壓水之高壓水供給手段52。毛邊去除噴嘴51被形成在垂直方向延伸之圓柱狀。在毛邊去除噴嘴51之下端形成有朝向切削刀具31通過之後的板狀工作物W之上面噴射高壓水之噴射口53(參照圖2)。

詳細於後述，噴射口53被形成例如圓形狀，具有較藉由切削刀具31而被形成之切削溝之寬度(劃痕寬度)大的直徑。再者，噴射口53與被形成在毛邊去除噴嘴51之內部的流路(無圖示)連通，在該流路經閥54連接有 高壓水供給手段52。高壓水供給手段52係藉由壓縮機(無圖示)將壓力變高之流體(高壓水)供給至各毛邊去除噴嘴51。

構成如此之毛邊去除噴嘴51被配設在刀具蓋33之後方(圖2之紙張左側)，構成毛邊去除噴嘴51和切削手段3能夠一體移動。更具體而言，毛邊去除噴嘴51係在切削手段3對板狀工作物W的切削進給方向之上游側，沿著切削刀具31之徑向，被配設成可以除去被形成在利用切削刀具31切削之後的切削溝上的毛邊。再者，也能夠將毛邊去除噴嘴51配設成切削刀具31可以對現在進行切削之切削溝除去被形成在先前切削之切削溝上的毛邊。此時，藉由在切削刀具31切入之側(前側(圖2之紙張右側))配設毛邊去除噴嘴51，可以防止藉由切削刀具31之旋轉而被捲起之切削水的阻抗而進行毛邊去除。

在支撐台19之側面19a，設置有在導軌4和洗淨機構18之間搬運板狀工作物W之第2搬運臂21。第2搬運臂21之臂部21a傾斜延伸，藉由該臂部21a在Y軸方向移動，搬運板狀工作物W。再者，在支撐台19，以橫越挾盤載置台4之移動路徑(X軸方向)之上方之方式，設置有支撐攝影部22之懸臂支撐部23。攝影部22係從懸臂支撐部23之下方突出，藉由攝影部22攝影板狀工作物W。藉由攝影部22所形成的攝影畫像被利用切削手段3和挾盤載置台4之對準。

在殼體11之角部，設置有接受對裝置各部之 指示的輸入手段24。再者，在支撐台19之上面配置有監視器25。在監視器25表示以攝影部22所攝影到的畫像、板狀工作物W之加工條件等。再者，在切削裝置1設置有統籌控制裝置各部之控制手段26。控制手段26係藉由實行各種處理之處理器或記憶體等所構成。記憶體係因應用途而由ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等之一個或複數之記憶媒體所構成。

在構成如此之切削裝置1中，如圖2所示般，在使板狀工作物W朝下之狀態下被載置在挾盤載置台4，裝置區域A1被吸引保持在凹部42之底面(吸引面41)，剩餘區域A2被吸引保持在支撐面43(吸引面41)。切削手段3係對分割預定線L被位置對準之後，下降至利用切削刀具31切入板狀工作物W之高度。而且，藉由一面使切削刀具31高速旋轉，一面使板狀工作物W切削進給，在板狀工作物W形成切削溝。切削加工中，因一面形成切削溝一面朝向切削溝噴射高壓水，故可以一面進行切削加工一面實施毛邊去除。

以下，參照圖2至圖5，針對與本實施型態有關之切削裝置之加工動作予以說明。圖3及圖4為與本實施型態有關之切削裝置之加工動作的側面圖。圖5為與本實施型態有關之切削裝置之加工動作的上視圖。

首先，針對板狀工作物W之保持動作進行說明。如在圖2中說明般，板狀工作物W在使形成複數凸部61之表面側朝下之狀態下被載置在挾盤載置台4上。 此時，板狀工作物W之各凸部61被收容在挾盤載置台4之各凹部42，裝置區域A1與凹部42之底面接觸，另外剩餘區域A2與支撐面43接觸。而且，藉由在吸引面41產生之負壓，板狀工作物W被吸引保持在挾盤載置台4(吸引面41)。

接著，針對切削板狀工作物W之短邊方向之分割預定線L的動作進行說明。在板狀工作物W被吸引保持在挾盤載置台4之狀態下，藉由旋轉手段14，挾盤載置台4旋轉，如圖3所示般，切削進給手段15之切削進給方向(X軸方向)和板狀工作物W之短邊方向一致。而且，切削手段3藉由分度進給手段20(參照圖1)在Y軸方向移動，進行切削手段3之位置調整，以使切削刀具31被定位在板狀工作物W之分割預定線L上。

接著，切削手段3藉由無圖示之升降手段在Z軸方向移動，切削刀具31下降至能全切割板狀工作物W之高度。而且，一面從毛邊去除噴嘴51朝向板狀工作物W噴射高壓水，一面使挾盤載置台4對高速旋轉之切削刀具31在X軸方向移動(切削進給)。切削刀具31係侵入進入溝44沿著分割預定線L切削板狀工作物W。依此，在板狀工作物W形成沿著分割預定線L之切削溝G。此時，在切削溝G(樹脂基板60)之邊緣部分，產生沿著切削刀具31之旋轉方向而捲起的毛邊(無圖示)。

如上述般，在切削刀具31之後方(相對於板狀工作物W之切削進給方向之上游側)且板狀工作物W之 上面，從毛邊去除噴嘴51之噴射口53噴射高壓水。藉由該高壓水衝突至板狀工作物W之上面，將板狀工作物W推壓至夾盤載置台4側，同時藉由衝突至藉由切削刀具31所形成之切削溝G，吹散產生在切削溝G的毛邊。

如此一來，可以一面利用切削刀具31在板狀工作物W形成切削溝G，一面朝向該切削溝G噴射高壓水而除去毛邊，並可以一面進行切削加工一面實施毛邊去除。即是，可以以一次切削進給實施切削溝G之形成和毛邊去除之雙方。依此，比起於形成切削溝G之後需要毛邊去除用之工程的構成，可以縮短加工時間，可以提高加工效率。

當一列之分割預定線L之切削結束時，切削手段3藉由分度進給手段20在Y軸方向移動，切削刀具31被定位在相鄰接之分割預定線L上。而且，沿著新的分割預定線L實施切削加工。當沿著一方向(短邊方向)之所有分割預定線L結束切削加工時，實施與一方向之分割預定線L正交之其他方向(長邊方向)之分割預定線L之切削加工。

參照圖4及圖5，針對切削板狀工作物W之長邊方向之分割預定線L的動作進行說明。並且，針對圖4省略與圖3相同之動作的一部分說明，在圖5以重點性地說明從上方觀看切削加工動作之時的樣子。再者，在圖5中，為了說明方便，不圖示刀具蓋33及分割預定線L，以虛線表示切削溝G。

如上述般，當短邊方向之切削加工結束時，挾盤載置台4藉由旋轉手段14旋轉90度，如圖4及圖5所示般，切削進給手段15之切削進給方向(X軸方向)和板狀工作物W之長邊方向一致。而且，切削手段3藉由分度進給手段20在Y軸方向移動，進行切削手段3之位置調整，以使切削刀具31被定位在板狀工作物W之分割預定線L上。

而且，與在圖3中說明之動作相同，切削手段3在Z軸方向上移動，於切削刀具31之高度被調整之後，一面從毛邊去除噴嘴51朝向板狀工作物W噴射高壓水，一面使挾盤載置台4相對於高速旋轉之切削刀具31在X軸方向移動(切削進給)。依此，即使在長邊方向，可以一面在分割預定線L形成切削溝G，一面除去毛邊。

並且，如圖5所示般，比起藉由切削刀具31所形成之切削溝G之寬度(切削刀具31之厚度)，毛邊去除噴嘴51之噴射口53之直徑被形成較大。依此，從噴射口53被噴射之高壓水，也在持有較切削溝G之寬度或切削刀具31之厚度大的寬度之狀態下，衝突至板狀工作物W之上面。依此，高壓水衝突成不僅切削溝G，也與切削溝G之邊緣部分或切削溝G周邊之板狀工作物W重疊。如此一來，藉由高壓水也衝突至切削溝G之外側，板狀工作物W朝向挾盤載置台4被推壓至下方。再者，在切削溝G之邊緣部分形成毛邊，藉由高壓水衝突至切削溝G之邊緣部分，可以有效果地除去毛邊。

如上述般，若藉由與本實施型態有關之切削裝置1時，毛邊去除噴嘴51與切削刀具31同時對板狀工作物W被切削進給，毛邊去除噴嘴51從噴射口53對切削刀具31通過後之板狀工作物W之上面噴射高壓水。依此，朝向藉由切削刀具31被切削之切削溝G噴射高壓水之結果，可以一面進行切削加工一面實施毛邊去除。依此，不需要毛邊去除用的時間，可以提高切削加工之效率。再者，藉由高壓水被噴射在板狀工作物W之上面，不僅取得毛邊去除之效果，也可以取得板狀工作物W之洗淨或冷卻之效果。因此，即使在無具備例如旋轉器式之洗淨機構的切削裝置中，也可以實施板狀工作物W之洗淨。

並且，本發明並不限定於上述實施型態，能夠做各種變更而加以實施。在上述實施型態中，針對在附件圖面上表示的大小或形狀等，並不限定於此，能夠在發揮本發明之效果的範圍內做適當變更。另外，只要在不脫離本發明之目的範圍內，可適當變更而加以實施。

例如，在上述實施型態中，毛邊去除噴嘴51設成被配設在刀具蓋33之後部(切削手段3對板狀工作物W之切削進給方向的上游側)之構成，但並不限定於該構成。例如，例如即使設成毛邊去除噴嘴51被配設在刀具蓋33之側面，於切削加工時，朝向相鄰接之切削溝G(分割預定線L)噴射高壓水之構成亦可。此時，可以不受藉由切削刀具31之旋轉而被捲起的切削水之阻抗，進行毛 邊去除。

再者，在上述實施型態中，設成噴射口53被形成圓形狀的構成，但是並不限定於該構成。噴射口53即使被形成例如較劃痕寬度寬的長方形狀亦可。

再者，在上述實施型態中，雖然設成藉由使切削刀具31旋轉至與挾盤載置台4之切削進給方向相同方向而進行切削的所謂下切，形成切削溝G之構成，但是並不限定於該構成。即使藉由使切削刀具31旋轉至與挾盤載置台4之切削進給方向相反方向而進行切削之上切，形成切削溝G亦可。

[產業上之利用可能性]

如上述說明般，本發明具有如可以縮短切削加工及毛邊去除所需之時間的效果，尤其對利用切削刀具切削封裝基板之切削裝置有效用。

Claims (2)

1. 一種切削裝置，具備：挾盤載置台，其具備與具有複數凸部和圍繞該凸部之剩餘區域的板狀工作物之該凸部對應的複數凹部，在該凹部之底面吸引保持板狀工作物之該凸部，並且吸引保持該剩餘區域；切削手段，其係利用切削刀具切削該挾盤載置台所保持之板狀工作物；切削進給手段，其係使該挾盤載置台和該切削手段相對性地在X方向切削進給；分度進給手段，其係使該挾盤載置台和該切削手段相對性地在Y方向分度進給；及毛邊去除手段，其係從利用該切削手段切削該挾盤載置台所保持之板狀工作物之切削溝去除被形成在板狀工作物的毛邊，該切削裝置之特徵在於：該切削手段具備：轉軸，其係將該切削刀具安裝成能夠旋轉；和刀具蓋，其係覆蓋被安裝於該轉軸之該切削刀具，該毛邊去除手段具備：毛邊去除噴嘴，其具有在垂直方向延伸，從下端朝向該切削刀具通過後之板狀工作物之上面噴射高壓水之噴射口；和高壓水供給手段，其係對該毛邊去除噴嘴供給高壓水， 該噴射口較該切削溝之寬度更寬廣，該毛邊去除噴嘴係一面與該切削手段同時對該挾盤載置台做相對移動，一面從該噴射口朝向該切削溝，噴射較該切削溝更寬廣的高壓水而將板狀工作物推壓至該挾盤載置台，並且去除被形成在板狀工作物之毛邊。
2. 如請求項1所記載之切削裝置，其中該毛邊去除噴嘴朝向與該切削刀具切削的該切削溝鄰接之切削溝噴射高壓水。