(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層ワークの加工予定ラインを検出するアライメント方法であって、
積層ワーク表面の加工方向に互いに対向する端部に第１及び第２の溝を形成して、該第１及び第２の溝中に加工予定ラインが伸長する加工方向に交差する方向に伸長する複数の棒状積層物を露出させ、該棒状積層物を一対のアライメントマークとするアライメントマーク形成ステップと、
該加工方向に直交する割り出し送り方向における該一対のアライメントマークの中心位置をそれぞれ検出する中心検出ステップと、
該一対のアライメントマークの該中心位置を結んだ直線が加工送り方向と平行となるように、積層ワークと加工手段との平行出しを行う平行出しステップと、
該平行出しステップ実施後、該アライメントマークの割り出し送り方向における中心位置から所定距離割り出し送り方向に離れた加工予定ラインを検出する加工予定ライン検出ステップとを備え、
該中心検出ステップは、該アライメントマークを撮像手段で撮像した撮像画像をマトリックス状に複数の画素に分割して、複数の画素が該加工方向に並んだ画素の行が該割り出し送り方向に複数連なるようにする画像分割ステップと、
該複数の画素のうち該棒状積層物を示す画素を該行毎に該加工方向にカウントするカウントステップと、
該カウントステップでのカウント数に基づいて、割り出し送り方向位置を横軸とし該棒状積層物を示す画素が並ぶ方向を縦軸としたヒストグラムを作成するヒストグラム作成ステップと、
該ヒストグラムの重心を算出して該アライメントマークの中心位置とする重心算出ステップと、
を含むことを特徴するアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ワークの加工予定ラインを検出するアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生セラミック層と電極層が交互に積層された積層ワークであるセラミックチップコンデンサシートは、切削装置、レーザ加工装置等の加工装置によって加工が施されて分割された後、焼結されてセラミックチップコンデンサーが形成される。
【０００３】
これらの加工装置で被加工物の加工を行う際には、予め被加工物の加工予定ライン（加工位置）を検出するアライメント作業が行われる。ところがセラミックチップコンデンサシートのような積層ワークでは表面に加工予定ラインが形成されていない。
【０００４】
そこで、このような積層ワークの加工を行う際には、積層ワークの一部に例えばＶ溝や溝側面の一方のみが斜面となる片Ｖ溝等の溝を形成することで積層物を溝中に露出させて、これらの積層物をアライメントマークとして利用している。
【０００５】
そして、これらのアライメントマークをもとに加工手段と積層ワークとの平行出しを実施し、加工予定ラインを検出するアライメント作業を実施している（例えば、特開２０００−２５２２４１号公報及び特開２００４−３９９０６号公報参照）。
【０００６】
近年では、加工装置が自動でアライメント作業を行う所謂オートアライメントが主流となっている。オートアライメントの実施に際しては、事前に加工装置にアライメントマークを記憶させておくと同時に、アライメントマークから加工予定ラインまでの距離を記憶させておく。
【０００７】
そして被加工物の加工時には、加工装置の撮像手段で被加工物上を撮像してアライメントマークを検出するとともに、該アライメントマークと事前に記憶した距離にもとづいて加工予定ラインを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２５２２４１号公報
【特許文献２】特開２００４−３９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、積層物を露出させてなるアライメントマークでは、積層ワークの部位によってアライメントマークの形状にばらつきが生じる。従って、予め記憶させておいたアライメントマークと加工しようとする積層ワーク上のアライメントマークが同じアライメントマークであると加工装置に認識させるために、認識の閾値を低く設定する必要がある。
【００１０】
しかし、認識の閾値を低く設定すると、例えば、誤ってアライメントマークの一部分のみをアライメントマークとして認識してしまうことがある。アライメントマークの一部分のみをアライメントマークとして認識してしまうと、誤った位置を加工予定ラインとして検出して誤った位置に加工を施し、被加工物を破損させてしまうことになる。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工予定ラインを正確に検出して被加工物を破損させることのないアライメント方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、積層ワークの加工予定ラインを検出するアライメント方法であって、積層ワーク表面の加工方向に互いに対向する端部に第１及び第２の溝を形成して、該第１及び第２の溝中に加工予定ラインが伸長する加工方向に交差する方向に伸長する複数の棒状積層物を露出させ、該棒状積層物を一対のアライメントマークとするアライメントマーク形成ステップと、該加工方向に直交する割り出し送り方向における該一対のアライメントマークの中心位置をそれぞれ検出する中心検出ステップと、該一対のアライメントマークの該中心位置を結んだ直線か加工送り方向と平行となるように、積層ワークと加工手段との平行出しを行う平行出しステップと、該平行出しステップ実施後、該アライメントマークの割り出し送り方向における中心位置から所定距離割り出し送り方向に離れた加工予定ラインを検出する加工予定ライン検出ステップとを備え、該中心検出ステップは、該アライメントマークを撮像手段で撮像した撮像画像をマトリックス状に複数の画素に分割して、複数の画素が該加工方向に並んだ画素の行が該割り出し送り方向に複数連なるようにする画像分割ステップと、該複数の画素のうち該棒状積層物を示す画素を該行毎に該加工方向にカウントするカウントステップと、該カウントステップでのカウント数に基づいて、割り出し送り方向位置を横軸とし該棒状積層物を示す画素が並ぶ方向を縦軸としたヒストグラムを作成するヒストグラム作成ステップと、該ヒストグラムの重心を算出して該アライメントマークの中心位置とする重心算出ステップと、を含むことを特徴するアライメント方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、複数の棒状積層物からなる一対のアライメントマークの中心位置をそれぞれ検出し、中心位置に基づいて積層ワークと加工手段との平行出しをした後、中心位置に基づいて加工予定ラインを検出する。従って、加工予定ラインを誤検出することがないため、誤った位置を加工して被加工物を破損させることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のアライメント方法を適用するのに適した切削装置の斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は第１の切削手段の切削ブレードを示す側面図、図２（Ｂ）は第２の切削手段の切削ブレードを示す側面図である。
【図３】図３（Ａ）は被加工物の一例であるセラミックチップコンデンサシートの平面図、図３（Ｂ）は４辺に沿ってＶ溝を形成した状態のセラミックチップコンデンサシートの平面図である。
【図４】ダイシングテープを介して環状フレームに支持された状態のセラミックチップコンデンサシートの一部断面側面図である。
【図５】中心位置検出ステップの説明図である。
【図６】切削加工ステップを示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のアライメント方法を適用するのに適した切削装置（ダイシング装置）２の斜視図が示されている。
【００１６】
切削装置２は２スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル４において被加工物を吸引保持し、チャックテーブル４が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動する第１の切削手段６及び第２の切削手段８の作用により被加工物が切削される構成となっている。
【００１７】
例えば、セラミックチップコンデンサシート７０をダイシングする場合は、図１に示すように、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦで支持されたセラミックチップコンデンサシート７０が、チャックテーブル４に載置されて吸引保持される。
【００１８】
セラミックチップコンデンサシート７０は、生セラミック層と、パラジウム等の金属から形成された電極層を交互に例えば２００層程度積層し、最上位層に生セラミック層を積層して構成されている。
【００１９】
チャックテーブル４は切削送り手段１０によってＸ軸方向に移動可能となっており、第１の切削手段６と一体に形成された第１撮像手段１３を有する第１のアライメント手段１２及び第２の切削手段８と一体に形成された第２撮像手段１５を有する第２のアライメント手段１４によって、チャックテーブル４に吸引保持されたセラミックチップコンデンサシート７０の切削すべき領域である分割予定ラインが検出され、その分割予定ラインと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が行われる。第１撮像手段１３及び第２撮像手段１５とも、それぞれ顕微鏡と顕微鏡で拡大した像を撮像するＣＣＤカメラから構成されている。
【００２０】
切削送り手段１０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール１６と、Ｘ軸ガイドレール１６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台１８と、Ｘ軸移動基台１８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ２０と、Ｘ軸ボールねじ２０を回転駆動するＸ軸パルスモータ２２とから構成される。
【００２１】
チャックテーブル４を回転可能に支持する支持基台２４はＸ軸移動基台１８に固定されており、Ｘ軸パルスモータ２２に駆動されてＸ軸ボールねじ２０が回転することによって、チャックテーブル４がＸ軸方向に移動される。
【００２２】
一方、第１の切削手段６及び第２の切削手段８は、ガイド手段２６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段２６は、チャックテーブル４の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム２８と、垂直コラム２８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール３０と、Ｙ軸ガイドレール３０と平行に配設された第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４と、第１のボールねじ３２に連結された第１のＹ軸パルスモータ３６と、第２のボールねじ３４に連結された第２のＹ軸パルスモータ３８とから構成される。
【００２３】
Ｙ軸ガイドレール３０は、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２に備えたナット（図示せず）が第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４にそれぞれ螺合している。
【００２４】
第１のＹ軸パルスモータ３６および第２のＹ軸パルスモータ３８に駆動されて第１のボールねじ３２及び第２のボールねじ３４がそれぞれ回転することにより、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２がそれぞれ独立してＹ軸方向に移動される。
【００２５】
第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２のＹ軸方向の位置はリニアスケール４４によって計測され、Ｙ軸方向の位置の精密制御に供される。なお、リニアスケールを各支持部材ごとに別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール４４で第１の支持部材４０及び第２の支持部材４２の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。
【００２６】
第１の支持部材４０には、第１の切削手段６が取り付けられた第１の移動部材４６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第１のＺ軸パルスモータ４８を駆動すると、第１の移動部材４６がＺ軸方向に移動される。
【００２７】
同様に、第２の支持部材４２には、第２の切削手段８が取り付けられた第２の移動部材５０が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第２のＺ軸パルスモータ５２を駆動することにより、第２の移動部材５０がＺ軸方向に移動される。
【００２８】
次に、図２を参照して、第１の切削手段６及び第２の切削手段８の構成について説明する。図２（Ａ）に示すように、第１の切削手段６のスピンドルハウジング５４中にはスピンドル５６が回転可能に収容されており、スピンドル５６の先端部には外周部にＶ形状６０を有する第１切削ブレード５８が着脱可能に装着されている。
【００２９】
一方、第２の切削手段８は、図２（Ｂ）に示すように、スピンドルハウジング６２中にスピンドル６４が回転可能に収容されており、スピンドル６４の先端部に第２切削ブレード６６が着脱可能に装着されている。
【００３０】
本実施形態ではこのように、第１の切削手段６のスピンドル５６に先端Ｖ形状６０を有する第１切削ブレード５８を装着し、第２の切削手段８のスピンドル６４に第２切削ブレード６６を装着しているが、第１の切削手段６に第２切削ブレード６６を装着し、第２の切削手段８に第１切削ブレード５８を装着するようにしてもよい。
【００３１】
図３（Ａ）を参照すると、本実施形態の加工対象物であるセラミックチップコンデンサシート７０の平面図が示されている。上述したように、セラミックチップコンデンサシート７０は、焼結前の生セラミック層と電極層を交互に例えば２００層程度積層し、最上位層に生セラミック層を積層して構成されている。電極層は、生セラミック層の表面に例えばパラジウム等の金属をスクリーン印刷して厚さ１μｍ程度の電極層として形成される。
【００３２】
セラミックチップコンデンサシート７０の最上位層は生セラミック層から形成されるため、一般にセラミックチップコンデンサシート７０上にはアライメントマークが形成されていない。
【００３３】
そこで、第１の切削手段６の先端Ｖ形状６０を有する切削ブレード５８により、図３（Ｂ）に示すように、セラミックチップコンデンサシート７０の４辺近傍に各辺に平行なＶ溝７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄを形成する。
【００３４】
そして、図３（Ｂ）の拡大図に示すように、Ｖ溝７２ａの傾斜面に露出した電極７４をアライメントマークとして利用する。７３はＶ溝７２ａの最下点である。これらのＶ溝７２ａ〜７２ｄ形成時には、図４に示すようにセラミックチップコンデンサシート７０をダイシングテープ７６に貼着し、ダイシングテープ７６の外周部を環状フレーム７８に貼着することにより、セラミックチップコンデンサシート７０を環状フレーム７８で支持した状態で切削ブレード５８によるＶ溝７２ａ〜７２ｄの切削加工を実施する。
【００３５】
代替案として、ダイシングテープの使用量を減らすため、セラミックチップコンデンサシート７０と同サイズのダイシングテープをセラミックチップコンデンサシート７０の裏面に貼着するようにしてもよい。
【００３６】
この場合には、図１に示すチャックテーブル４に換えてセラミックチップコンデンサシート７０と同サイズの吸引領域を有するチャックテーブルでセラミックチップコンデンサシート７０を吸引保持して切削加工を実施する。
【００３７】
尚、図１に示した切削装置２では、セラミックチップコンデンサシート７０をチャックテーブル４で吸引保持した後に、環状フレーム７８をクランプするクランパが省略されている。
【００３８】
セラミックチップコンデンサシート７０の分割予定ラインを検出するアライメントを実施するためには、事前に切削装置２に第１の方向に対向する２辺近傍に形成したＶ溝７２ａ，７２ｂの傾斜面に露出した複数の電極７４からなる対向する一対の電極群７５をアライメントマーク７５として切削装置２のコントローラのメモリに記憶させておく。同時に、アライメントマーク７５から分割予定ラインまでの距離もコントローラのメモリに記憶させておく。
【００３９】
そして、アライメント実施時に、第２のアライメント手段１４の第２撮像手段１５でＶ溝７２ａ，７２ｂ中の一対のアライメントマーク７５を含む領域を撮像し、第２切削ブレード６６で切削する切削方向に直交する割り出し送り方向における一対のアライメントマーク７５の中心位置を検出する。
【００４０】
次いで、一対のアライメントマーク７５を結んだ直線が第２切削ブレード６６の切削方向と平行となるようにチャックテーブル４を回転し、予め記憶しているアライメントマーク７５の中心から所定距離離れたラインを分割予定ラインとして検出する。第１の方向に伸長する他の分割予定ラインは設計データに基づいた分割予定ラインのピッチに基づいて設定する。
【００４１】
第１の方向の分割予定ラインの設定が終了したならば、チャックテーブル４を９０度回転して、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ラインを検出する。この第２の方向に伸長する分割予定ラインの検出は、第２の方向に対向するＶ溝７２ｃ，７２ｄの傾斜面に露出する複数の電極７４からなる電極群７５を一対のアライメントマーク７５として利用して、第１の方向と同様に検出する。検出又は設定した分割予定ラインは切削装置２のメモリに記憶する。
【００４２】
ところが、Ｖ溝７２ａ〜７２ｄ中に露出させた棒状積層物である電極７４はセラミックチップコンデンサシート７０の部分によってその形状にばらつきが生じる。そこで、本発明ではアライメントマーク７５の割り出し送り方向における中心位置を検出し、この中心位置をアライメントマークとして利用することにより形状のばらつきに起因する問題を解決している。
【００４３】
即ち、第２のアライメント手段１４の第２撮像手段１５で第１の方向に対向するＶ溝７２ａ，７２ｂの傾斜面に露出した一対のアライメントマーク７５を含む領域を撮像し、図５（Ａ）に示すようなアライメントマーク像７５ａを取得する。アライメントマーク像７５ａは、分割予定ラインが伸長する切削方向（Ｘ軸方向）に交差するＹ軸方向に伸長する複数の電極像７４ａから構成される。
【００４４】
次いで、アライメントマーク像７５ａの割り出し送り方向における中心位置を検出する中心位置検出ステップを実施する。この中心位置検出ステップでは、アライメントマーク像７５ａをマトリックス状に複数の画素に分割する。即ち、複数の画素が加工方向（Ｘ軸方向）に並んだ画素の行が割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に複数連なるようにアライメントマーク像７５ａをマトリックス状に分割する。
【００４５】
そして、複数の画素のうち電極像７４ａを示す画素を行毎に加工方向にカウントし、このカウント数を基に割り出し送り方向（Ｙ軸方向）の位置を横軸とし、電極像７４ａが示す画素が並ぶ方向を縦軸とした図５（Ｂ）に示すようなヒストグラム８０を作成する。
【００４６】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、ヒストグラム８０の頂点をつないで多角形８２を形成し、この多角形８２の重心位置Ｇをアライメントマーク７５の割り出し送り方向（Ｙ軸方向）におけるアライメントマーク７５の中心位置とする。多角形８２の重心位置の検出は、従来公知の方法を利用する。
【００４７】
このように本発明のアライメント方法では、形状にばらつきがある複数の棒状積層物からなるアライメントマークの割り出し送り方向における中心位置を正確に検出することができるため、アライメントマークの一部分を誤ってアライメントマークとして認識することを防止でき、誤った位置を分割予定ラインとして検出することを防止できる。
【００４８】
アライメント作業終了後、図６に示すように第２の切削手段８の第２切削ブレード６６を使用してセラミックチップコンデンサシート７０の分割予定ラインを切削し、セラミックチップコンデンサシート７０を個々のセラミックチップコンデンサーに分割する。
【００４９】
即ち、図６に示すように、本発明のアライメント方法により検出された切削しようとする分割予定ラインと第２切削ブレード６６との位置合わせを行い、位置合わせされた状態でチャックテーブル４をＸ１方向に移動させるとともに、第２切削ブレード６６をＡ方向に高速回転させながら第２の切削手段８を下降させると、位置合わせされた分割予定ラインが切削される。
【００５０】
メモリに記憶された分割予定ラインのピッチずつ第２の切削手段８をＹ軸方向にインデックス送りしながら切削を行うことにより、同方向の分割予定ラインが全て切削される。更にチャックテーブル４を９０度回転させてから、上記と同様の切削を行うと、第２の方向に伸長する分割予定ラインも全て切削され、セラミックチップコンデンサシート７０が個々のセラミックチップコンデンサーに分割される。
【００５１】
上述した実施形態では、被加工物としてセラミックチップコンデンサシート７０を採用した例について説明したが、本発明のアライメント方法はこれに限定されるものではなく、複数層の積層物を積層させてなる一般的な積層ワークの加工予定ラインの検出にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２    切削装置
４    チャックテーブル
６    第１の切削手段
８    第２の切削手段
１３    第１撮像手段
１５    第２撮像手段
５８    先端Ｖ形状を有する切削ブレード
６６    第２切削ブレード
７０    セラミックチップコンデンサシート
７２ａ〜７２ｄ    Ｖ溝
７４    電極
７４ａ    電極像
７５    アライメントマーク（電極群）
７５ａ    アライメントマーク像
８０    ヒストグラム
８２    多角形
【図１】
0005430359.tif 000002
【図２】
0005430359.tif 000003
【図３】
0005430359.tif 000004
【図４】
0005430359.tif 000005
【図５】
0005430359.tif 000006
【図６】
0005430359.tif 000007