(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、前記テーブルと前記切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、前記被切断物を切断線に沿って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切断装置であって、
前記切断機構に設けられた回転軸と、
前記切断機構に設けられ前記回転軸を回転可能に支持するスピンドル本体部と、
前記切断機構に設けられ前記回転軸を回転させる駆動機構と、
前記切断機構に設けられ前記回転軸の周囲に形成された冷却水通路と、
前記回転軸の先端部に装着された回転刃と、
前記先端部において前記回転刃を間に挟んで固定する一対の固定具と、
前記駆動機構に電流を供給する電流供給機構と、
前記切断機構に関する物理量を測定する測定手段と、
前記冷却水通路に接続され前記冷却水通路に供給する冷却水の流量を調整する流量調整手段と、
前記流量調整手段に前記冷却水を送出する冷却水送出機構と、
少なくとも前記流量調整手段に接続される制御手段とを備え、
前記制御手段が前記測定手段によって測定された物理量と予め記憶された物理量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記冷却水通路に供給される前記冷却水の流量を変更し、
前記測定手段は、前記駆動機構に供給される電流を測定する電流測定手段と、前記スピンドル本体部の前記回転刃側の先端に配置され、前記固定具との間の距離を測定する距離測定手段とを含み、
前記物理量は前記電流測定手段により測定された電流と前記距離とを含み、
前記制御手段は前記電流測定手段と前記距離測定手段とに接続され、
前記制御手段が、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように前記電流測定手段により測定された電流に基づいて前記冷却水の流量を設定し、更に前記距離の増減に応じて前記冷却水の流量を増減することを特徴とする切断装置。
【請求項２】
テーブルに載置された被切断物を複数の製品に切断する切断装置であって、
回転軸、前記回転軸を回転可能に支持するスピンドル本体部、前記回転軸を回転させる駆動機構、前記切断機構に設けられ前記回転軸の周囲に形成された冷却水通路、及び前記回転軸の先端部に装着された回転刃を含む切断機構と、
前記先端部において前記回転刃を間に挟んで固定する一対の固定具と、
前記切断機構に関する物理量を測定する測定手段と、
前記冷却水通路に接続され前記冷却水通路に供給する冷却水の流量を調整する流量調整手段と、
少なくとも前記流量調整手段に接続される制御手段とを備え、
前記制御手段が前記測定手段によって測定された物理量と予め記憶された物理量との比較を行い、前記比較の結果に基づいて前記冷却水通路に供給される前記冷却水の流量を変更し、
前記測定手段は、前記駆動機構に供給される電流を測定する電流測定手段と、前記スピンドル本体部の前記回転刃側の先端に配置され、前記固定具との間の距離を測定する距離測定手段とを含み、
前記物理量は前記電流測定手段により測定された電流と前記距離とを含み、
前記制御手段は前記電流測定手段と前記距離測定手段とに接続され、
前記制御手段が、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように前記電流測定手段により測定された電流に基づいて前記冷却水の流量を設定し、更に前記距離の増減に応じて前記冷却水の流量を増減することを特徴とする切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された切断装置において、
前記制御手段が、前記距離測定手段と前記固定具との間の予め記憶された距離と測定された前記距離との差を求め、前記差に基づいて前記回転刃の位置を、切断の際に用いられる前記被切断物の切断線の位置に合わせることを特徴とする切断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載された切断装置において、
前記距離測定手段は渦電流式変位センサ又は光学式変位センサを少なくとも含むことを特徴とする切断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載された切断装置において、
前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載された切断装置において、
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こまれた基板であることを特徴とする切断装置。
【請求項７】
テーブルに被切断物を載置する工程と、前記テーブルと切断機構とを相対的に移動させる工程と、前記テーブルと前記切断機構とを相対的に移動させることによって前記切断機構を使用して前記被切断物を切断線に沿って切断する工程とを備えた切断方法であって、
前記切断機構に設けられた駆動機構に電流を供給する工程と、
前記駆動機構によって、スピンドル本体部により回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の先端部において一対の固定具の間に挟まれて固定された回転刃とを回転させる工程と、
冷却水送出機構から流量調整手段に冷却水を送出する工程と、
前記流量調整手段から前記回転軸の周囲に形成された冷却水通路に前記冷却水を供給する工程と、
前記切断機構に関する物理量を測定する工程と、
測定された物理量と予め記憶された物理量とを比較する工程と、
前記比較する工程において比較した結果に基づいて前記冷却水通路に供給される前記冷却水の流量を変更する工程とを備え、
前記物理量は、前記電流と、前記スピンドル本体部の前記回転刃の先端に配置された距離測定手段により測定される前記固定具との距離とを含み、
前記流量を変更する工程においては、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように前記電流に基づいて前記冷却水の流量を設定し、更に前記距離の増減に応じて前記冷却水の流量を増減することを特徴とする切断方法。
【請求項８】
切断機構を使用してテーブルに載置された被切断物を複数の製品に切断する切断方法であって、
前記切断機構に設けられた駆動機構によって、スピンドル本体部により回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の先端部において一対の固定具の間に挟まれて固定された回転刃とを回転させる工程と、
前記切断機構に設けられ前記回転軸の周囲に形成された冷却水通路に冷却水を供給する工程と、
前記切断機構に関する物理量を測定する工程と、
測定された物理量と予め記憶された物理量とを比較する工程と、
前記比較する工程において比較した結果に基づいて前記冷却水通路に供給される前記冷却水の流量を変更する工程とを備え、
前記物理量は、前記電流と、前記スピンドル本体部の前記回転刃の先端に配置された距離測定手段により測定される前記固定具との距離とを含み、
前記流量を変更する工程においては、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように前記電流に基づいて前記冷却水の流量を設定し、更に前記距離の増減に応じて前記冷却水の流量を増減することを特徴とする切断方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載された切断方法において、
前記距離測定手段と前記固定具との間の予め記憶された距離と測定された前記距離との差を求める工程と、
前記差に基づいて、切断の際に用いられる前記被切断物の切断線の位置に前記回転刃の位置を合わせる工程とを備えることを特徴とする切断方法。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載された切断方法において、
前記距離測定手段は渦電流式変位センサ又は光学式変位センサを少なくとも含むことを特徴とする切断方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載された切断方法において、
前記被切断物は封止済基板であることを特徴とする切断方法。
【請求項１２】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載された切断方法において、
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こまれた基板であることを特徴とする切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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切断装置及び切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板やリードフレームなど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。回転刃など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となる。
【０００３】
従来から、切断装置において切断機構を用いて封止済基板の所定領域を回転刃などの切断手段によって切断している。まず、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。
【０００４】
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軸を高速回転させることによって封止済基板を切断している。回転軸が高速回転することによって、回転軸は発熱し熱膨張して回転軸の中心線に沿う方向（回転軸方向）に伸びる。回転軸が伸びると、回転軸の先端に装着された回転刃も回転軸方向に伸びる。したがって、回転軸が熱膨張することを抑えるために、回転軸の周囲には冷却水が供給される。回転軸の伸び量を極力抑えるために、駆動機構には定格電流が常時流れた場合を想定して大量の冷却水が切断機構に供給される。しかしながら、アイドリング状態など、実際には定格電流まで電流が流れない場合も多く、大量の冷却水を切断機構に供給することは経済的な負担が大きく無駄を発生させている。
【０００５】
切断機構に供給する冷却水の流量を少なくすると、回転軸の伸び量が増加する。また、切断機構に供給する冷却水の流量を変更すると、回転軸の伸び量が変化する。したがって、切断装置を動作中に冷却水の流量を変更すると回転軸の先端に装着された回転刃のずれ量が変化する。そのため、冷却水の流量を変更すると回転軸が伸びた量に対応して回転刃のずれ量を補正することが困難になる。したがって、無駄ではあるが、現状は切断機構に大量の冷却水を常時供給している。
【０００６】
水、エアー等の流体を経済的に使用する加工装置として、「（略）回転スピンドルと回転スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングとから構成されるスピンドルユニットと、被加工物の切削の際に使用または発生する流体とから少なくとも構成される加工装置であって、流体の流通経路には、流体の流量を調整する流量調整手段が配設され、回転スピンドルの稼働及び停止に連動して該流体の流量を調整する」加工装置が提案されている（例えば、特許文献１の段落〔００１０〕、図３〜図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２５９９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示された加工装置では、次のような課題が発生する。特許文献１の図４に示されるように、回転スピンドル２２が発熱してＹ軸方向（回転軸方向）に膨張することによりダイシングブレード１８に位置ずれが生じないように、回転スピンドル２２が回転している間は、冷却水供給経路３０に冷却水を流通させている。この間は、冷却水は冷却水生成手段３２から供給され、第一の制御手段３３によって指示されて開状態となった第一のコントロールバルブ３１を介して冷却水供給経路３０に流入し、スピンドルハウジング２３内を流通してからドレーンに排出される。
【０００９】
このような装置では、回転スピンドル２２が回転している間は、ずっと一定量の冷却水を流通させるようにしている。しかしながら、切断する被加工物によって大きさや厚さ、切断する材料などが異なる。したがって、切断する被加工物によって切断する際の切断負荷が異なる。切断負荷が大きくなると、回転スピンドル２２を回転させるための負荷電流が大きくなり発熱量が多くなる。また、ダイシングブレード１８が磨耗したり、ダイシングブレード１８の砥粒の欠落が発生したりすると、ダイシングブレード１８の切れが悪くなり切断負荷が大きくなる。このような場合には、熱膨張による回転スピンドル２２の伸び量が大きくなるので、大量の冷却水を供給しなければならない。回転スピンドル２２が回転している間は、例えば、切断をしていない状態で負荷電流が小さい場合であっても同じように大量の冷却水を供給している。そのため、過剰に冷却水を供給して無駄が発生しているので、切断装置の運用コストを低減できない。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するもので、切断装置において、回転軸が回転している間は常時切断機構に供給する冷却水の流量を調整することができる切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、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、テーブルと切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備え、被切断物を切断線に沿って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切断装置であって、切断機構に設けられた回転軸と、切断機構に設けられ回転軸を回転可能に支持するスピンドル本体部と、切断機構に設けられ回転軸を回転させる駆動機構と、切断機構に設けられ回転軸の周囲に形成された冷却水通路と、回転軸の先端部に装着された回転刃と、先端部において前記回転刃を間に挟んで固定する一対の固定具と、駆動機構に電流を供給する電流供給機構と、切断機構に関する物理量を測定する測定手段と、冷却水通路に接続され冷却水通路に供給する冷却水の流量を調整する流量調整手段と、流量調整手段に冷却水を送出する冷却水送出機構と、少なくとも流量調整手段に接続される制御手段とを備え、制御手段が測定手段によって測定された物理量と予め記憶された物理量との比較を行い、比較の結果に基づいて冷却水通路に供給される前記冷却水の流量を変更し、測定手段は、駆動機構に供給される電流を測定する電流測定手段と、スピンドル本体部の回転刃側の先端に配置され、固定具との間の距離を測定する距離測定手段とを含み、物理量は電流測定手段により測定された電流と距離とを含み、制御手段は電流測定手段と距離測定手段とに接続され、制御手段が、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように電流測定手段により測定された電流に基づいて冷却水の流量を設定し、更に距離の増減に応じて冷却水の流量を増減することを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る切断装置は、テーブルに載置された被切断物を複数の製品に切断する切断装置であって、回転軸、回転軸を回転可能に支持するスピンドル本体部、回転軸を回転させる駆動機構、切断機構に設けられ回転軸の周囲に形成された冷却水通路、及び回転軸の先端部に装着された回転刃を含む切断機構と、先端部において回転刃を間に挟んで固定する固定具と、切断機構に関する物理量を測定する測定手段と、冷却水通路に接続され冷却水通路に供給する冷却水の流量を調整する流量調整手段と、少なくとも流量調整手段に接続される制御手段とを備え、制御手段が測定手段によって測定された物理量と予め記憶された物理量との比較を行い、比較の結果に基づいて冷却水通路に供給される冷却水の流量を変更し、測定手段は、駆動機構に供給される電流を測定する電流測定手段と、スピンドル本体部の回転刃側の先端に配置され、固定具との間の距離を測定する距離測定手段とを含み、物理量は電流測定手段により測定された電流と距離とを含み、制御手段は電流測定手段と距離測定手段とに接続され、制御手段が、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように電流測定手段により測定された電流に基づいて冷却水の流量を設定し、更に距離の増減に応じて冷却水の流量を増減することを特徴とする切断装置。
また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、制御手段が、切断機構と固定具との間の予め記憶された距離と測定された距離との差を求め、差に基づいて回転刃の位置を、切断の際に用いられる被切断物の切断線の位置に合わせることを特徴とする。
また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、距離測定手段は渦電流式変位センサ又は光学式変位センサを少なくとも含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る切断装置は、上述の切断装置において、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こまれた基板であることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る切断方法は、テーブルに被切断物を載置する工程と、テーブルと切断機構とを相対的に移動させる工程と、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を使用して被切断物を切断線に沿って切断する工程とを備えた切断方法であって、切断機構に設けられた駆動機構に電流を供給する工程と、駆動機構によって、スピンドル本体部により回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の先端部において一対の固定具の間に挟まれて固定された回転刃とを回転させる工程と、冷却水送出機構から流量調整手段に冷却水を送出する工程と、流量調整手段から回転軸の周囲に形成された冷却水通路に冷却水を供給する工程と、切断機構に関する物理量を測定する工程と、測定された物理量と予め記憶された物理量とを比較する工程と、比較する工程において比較した結果に基づいて冷却水通路に供給される冷却水の流量を変更する工程とを備え、物理量は、電流と、スピンドル本体部の回転刃の先端に配置された距離測定手段により測定される固定具との距離とを含み、流量を変更する工程においては、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように電流に基づいて冷却水の流量を設定し、更に距離の増減に応じて冷却水の流量を増減することを特徴とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係る切断方法は、切断機構を使用してテーブルに載置された被切断物を複数の製品に切断する切断方法であって、切断機構に設けられた駆動機構によって、スピンドル本体部により回転可能に支持された回転軸と、該回転軸の先端部において一対の固定具の間に挟まれて固定された回転刃とを回転させる工程と、切断機構に設けられ回転軸の周囲に形成された冷却水通路に冷却水を供給する工程と、切断機構に関する物理量を測定する工程と、測定された物理量と予め記憶された物理量とを比較する工程と、比較する工程において比較した結果に基づいて冷却水通路に供給される冷却水の流量を変更する工程とを備え、物理量は、電流と、スピンドル本体部の回転刃の先端に配置された距離測定手段により測定される固定具との距離とを含み、流量を変更する工程においては、アイドリング後に複数の回転動作状態に対応するように電流に基づいて冷却水の流量を設定し、更に距離の増減に応じて冷却水の流量を増減することを特徴とする切断方法。
また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、切断機構において配置された距離測定手段を使用して切断機構と固定具との間の距離を測定する工程と、切断機構と前記固定具との間の予め記憶された距離と測定された距離との差を求める工程と、差に基づいて、切断の際に用いられる被切断物の切断線の位置に回転刃の位置を合わせる工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、距離測定手段は渦電流式変位センサ又は光学式変位センサを少なくとも含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、被切断物は封止済基板であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る切断方法は、上述の切断方法において、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こまれた基板であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、切断装置において、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、テーブルと切断機構とを相対的に移動させる移動機構とを備える。切断機構に、回転軸と、回転軸を回転させる駆動機構と、回転軸の周囲に形成された冷却水通路と、回転軸の先端部に装着された回転刃とを設ける。駆動機構に、電流を供給する電流供給機構と、切断機構に関する物理量を測定する測定手段と、冷却水を送出する冷却水送出機構と、冷却水の流量を調整する流量調整手段と、流量調整手段に接続される制御手段とを備える。制御手段が測定手段によって測定された物理量と予め記憶された物理量との比較を行い、比較の結果に基づいて冷却水通路に供給される冷却水の流量を変更する。したがって、測定された物理量に対応して冷却水の流量を変更することができるので、冷却水の使用量を削減して運用コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る切断装置の実施例１において、スピンドルの構成を示す概略図である。
【図２】図１で示したスピンドルにおいて、スピンドルモータの電流値に対応してスピンドルに供給する冷却水の流量を調整する過程を示すフローチャートである。
【図３】図１で示したスピンドルの変位を示す概略図であり、図３（ａ）は回転刃が初期の状態、図３（ｂ）は回転刃が回転軸方向に変位した状態を示す概略図である。
【図４】本発明に係る切断装置の実施例２において、切断装置の概要を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示されるように、切断装置において、スピンドル１に、スピンドルモータ３と、スピンドルモータ３に接続された回転軸４と、回転軸４の先端部に装着された回転刃８とを設ける。スピンドル本体部２において、回転軸４の周囲に冷却水を循環させる冷却水通路７とフランジ９に対向する位置に変位センサ１０とを設ける。スピンドルモータ３には回転軸４を駆動する電流を測定する電流測定手段１２を接続する。冷却水通路７に、冷却水の流量を調整する流量調整手段１５を接続する。電流測定手段１２によって測定した電流値Ｉ（ｔ）を予め記憶された電流値Ｉ０と比較する。電流値Ｉ（ｔ）が電流値Ｉ０より大きい場合には、当初設定した流量の冷却水を流量調整手段１５からスピンドル１に供給する。電流値Ｉ（ｔ）が電流値Ｉ０以下の場合には、流量を減らして流量調整手段１５からスピンドル１に冷却水を供給する。したがって、スピンドルモータ３の負荷電流の大きさに対応してスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整することができる。このことにより、封止済基板を切断する際の切断負荷、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流に対応した適切な流量の冷却水を、スピンドル１に供給することができる。
【実施例１】
【００３０】
本発明に係る切断装置の実施例１について、図１〜図３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。
【００３１】
図１に示されるように、切断機構であるスピンドル１は、スピンドル本体部２と駆動機構であるスピンドルモータ３とスピンドルモータ３に接続された回転軸４とを備える。回転軸４は、ラジアルエアベアリング５とアキシャルエアベアリング６とから吹き出される空気（エア）によって非接触の状態でスピンドル本体部２に回転可能に支持されている。高速回転する回転軸４の発熱による熱膨張を抑制するため、回転軸４の周囲には冷却水を流動させる冷却水通路７が設けられる。冷却水通路７は、回転軸４の周囲を取り囲むように螺旋状に形成されることが好ましい。回転軸４の先端部には封止済基板を切断する回転刃８が装着される。回転刃８は一対のフランジ９によって両側を挟まれ、回転軸４に固定される。回転刃８は着脱可能で交換することができる。フランジ９は、例えば、ステンレス鋼やクロム鋼などの導電性を有する金属から形成される。
【００３２】
スピンドル本体部２の先端から回転刃８の中心線までの距離を測定する手段として、スピンドル本体部２の先端に変位センサ１０が設けられる。変位センサ１０は、スピンドル本体部２に近い側に設けられたフランジ９（の一方の面）に対向するようにしてスピンドル本体部２に設けられる。変位センサ１０は、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの距離を測定する。変位センサ１０としては、例えば、渦電流の変化を利用した渦電流式変位センサやレーザの反射を利用した光学式変位センサなどを用いることが好ましい。
【００３３】
スピンドルモータ３を駆動するため、スピンドルモータ３には高周波電力を供給する電力供給機構１１が接続される。スピンドルモータ３としてはサーボモータを使用することが好ましい。サーボモータを使用することによって、切断状態において回転刃８の回転数が変化した場合であっても一定の回転数を維持するようにサーボドライバによって駆動電流を制御することができる。スピンドルモータ３を駆動した時の電流を測定する電流測定手段１２がスピンドルモータ３に接続される。
【００３４】
スピンドル１に設けられた冷却水通路７に供給する冷却水の流量を調整する流量調整手段１３が、スピンドル本体部２に設けられた冷却水供給口１４に接続される。所定の流量の冷却水を送出する冷却水送出機構１５が流量調整手段１３に接続される。スピンドル本体部２において、冷却水供給口１４と冷却水通路７と冷却水排出口１６とがつながる。冷却水は、冷却水供給口１４から冷却水通路７を経由して冷却水排出口１６から排出される。回転軸４の周囲を冷却水が流動することによって、回転軸４が熱膨張することが抑制される。冷却水排出口１６は冷却水循環機構１７に接続される。冷却水排出口１６から排出された冷却水は、冷却水循環機構１７によって再度冷却水送出機構１５に送られ再利用される。
【００３５】
変位センサ１０によって測定された変位は、変換器１８によって出力電圧と距離との関係にリニアライズ（直線化）される。横軸に距離、縦軸に出力電圧を示し、距離に比例した出力電圧が得られる。このことによって、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの距離が求められる。変位センサ１０の先端部からフランジ９までの距離を求めることによって、回転軸４の伸び量を常時正確に測定することができる。
【００３６】
制御機構１９は、切断装置及びスピンドル１の動作や条件などをすべて設定し制御する制御機構である。制御機構１９は、各種のデータを収集して記憶するメモリ部、各種のデータを加工したり分析したりするデータ処理部、切断装置の各構成要素と信号をやりとりする入出力部などを備えている（いずれも図示なし）。したがって、電力供給機構１１、電流測定手段１２、流量調整手段１３、冷却水送出機構１５、変換器１８など、スピンドル１を構成する構成要素はすべて独立して制御機構１９に接続されている。なお、図１においてはメモリ部、データ処理部、入出力部などがすべて制御機構１９に含まれる場合を示した。これに限らず、メモリ部とデータ処理部とを制御機構１９の外部に設けるようにしてもよい。
【００３７】
図１、図２を参照して、スピンドル１に供給する冷却水の流量を調整する動作を説明する。まず、切断装置を動作可能状態にする。次に、冷却水送出機構１５から流量調整手段１３に冷却水を送出する。冷却水送出機構１５には、工場の給水機構（図示なし）から最大で１５Ｌ／分の冷却水が供給される。例えば、切断装置の通常の動作状態においては、まず冷却水送出機構１５で工場から供給された冷却水の流量を１５Ｌ／分から５Ｌ／分にする。次に冷却水送出機構１５から流量調整手段１３に５Ｌ／分の冷却水を送出する。流量調整手段１３は、冷却水送出機構１５から供給された冷却水を更に必要な流量に調整する。例えば、冷却水送出機構１５から供給された冷却水の流量を５Ｌ／分から３Ｌ／分に調整して、流量調整手段１３からスピンドル１に３Ｌ／分の冷却水を供給する。スピンドル１において、冷却水を冷却水供給口１４から冷却水通路７に流動させることによって回転軸４を冷却する。このことによって回転軸４の熱膨張を抑制することができる。
【００３８】
次に、スピンドル１を慣らすためのアイドリングを行う。電力供給機構１１から所定の電力を供給してスピンドルモータ３を駆動させる。スピンドルモータ３が駆動することによって回転軸４と回転刃８とが高速回転する。アイドリング状態においては、実際に使用する回転数、あるいは、実際の回転数よりも少なくした条件で回転軸４を回転させて、回転軸４と冷却水とを馴染ませる。
【００３９】
次に、電流測定手段１２を用いてスピンドルモータ３を駆動させた時の電流値Ｉ（ｔ）を測定する。ここで、ｔは時間を表わす変数である。電流測定手段１２によって測定した電流値Ｉ（ｔ）を制御機構１９に設けられたメモリ部にデータとして蓄積する。制御機構１９に設けられたデータ処理部において、測定された電流値Ｉ（ｔ）と予め設定された電流値Ｉ０とを比較する。予め設定されたしきい値である電流値Ｉ０をデータ処理部に記憶しておく。この場合であれば、例えば、しきい値としてＩ０＝５Ａを予め記憶しておく。
【００４０】
データ処理部において、測定された電流値Ｉ（ｔ）と予め記憶された電流値Ｉ０とを比較する。Ｉ（ｔ）が５Ａより大きい場合には、引き続き流量３Ｌ／分の冷却水を流量調整手段１３からスピンドル１に供給する。Ｉ（ｔ）が５Ａ以下の場合には、例えば、冷却水の流量を３Ｌ／分から１Ｌ／分に少なくして流量調整手段１３からスピンドル１に冷却水を供給する。このことにより、スピンドルモータ３に印加される負荷電流の大きさに対応して、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整することができる。したがって、切断負荷が大きい場合、すなわち、負荷電流が大きい場合には、スピンドル１に大量の冷却水を供給して回転軸４の熱膨張を抑制する。逆に、切断負荷が小さい（負荷電流が小さい）場合には、冷却水の流量を少なくして流量調整手段１３からスピンドル１に冷却水を供給する。スピンドル１の回転刃８に加わる切断負荷、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流に対応して冷却水の流量を調整するので、冷却水の使用量を調整して削減することができる。
【００４１】
切断装置の動作状態において、回転軸４が回転している状態としては様々な状態が想定される。例えば、封止済基板を切断している状態、アイドリングをしている状態、切断の条件や回転刃８の補正値を設定している状態、回転刃８をドレッシングしている状態などがある。回転軸４を回転させている間は、電流測定手段１２によってスピンドルモータ３を駆動する電流値Ｉ（ｔ）を常時測定する。測定された電流値Ｉ（ｔ）の大きさをしきい値である電流値Ｉ０と比較することによって、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整する。回転軸４の回転状態に対応してスピンドル１に適切な流量の冷却水を供給することができる。したがって、切断装置が動作している間はどのような状態にあっても、その状態に対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。冷却水の使用量を削減できるので、切断装置の運用コストを低減することができる。
【００４２】
切断装置を使用して切断する被切断物としては、封止済基板や半導体ウェーハなど様々な対象物がある。これらの対象物はすべて構造や構成する材料、厚さなどが異なる。したがって、切断する際の切断負荷もすべて異なる。本実施例では、切断負荷の大きさに対応してスピンドル１に適切な流量の冷却水を供給するので、どのような被切断物であっても適切な流量の冷却水を供給することができる。
【００４３】
また、切断を継続していくと回転刃８は徐々に磨耗し、場合によっては回転刃８の砥粒の欠損が発生することがある。このような状態になると、初期（新品）の状態に比べて切断負荷が大きくなる。このような状態になっても、切断負荷に対応してスピンドル１に適切な流量の冷却水を常時供給するので、回転刃８がどのような状態であっても適切な流量の冷却水を供給することができる。
【００４４】
電流測定手段１２によって測定される電流値Ｉ（ｔ）の大きさに対応して、スピンドル１に供給する冷却水の流量を調整する。このことによって、回転軸４の回転軸方向への伸び量が冷却水の流量によって変化する。冷却水の流量によって回転軸４が回転軸方向へ伸びる量が変化しても、変位センサ１０を用いて回転軸４の伸び量を常時測定することができる。したがって、回転軸４の伸び量を正確に補正して、回転刃８の切断位置を封止済基板の切断線の位置に正しく合わせることができる。
【００４５】
図３を参照して、回転軸４の伸び量を補正して切断する動作を説明する。スピンドル１において、変位センサ１０として渦電流式変位センサ又は光学式変位センサを用いて、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの距離を測定する。例えば、図３（ａ）に示されるように、封止済基板の切断を開始する直前の状態において、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの測定距離がｄ０、スピンドル本体部２の先端から回転刃８の中心線までの距離をＬ０とする。初期状態では、Ｌ０＝ｄ０＋αの関係にあり、αの値は、変位センサ１０の寸法、フランジ９の厚さ、回転刃８の厚さなどから事前に求めることができる。αの値は、熱の影響をほとんど受けない固定値として表される。したがって、封止済基板の切断を開始した後に回転軸４が熱膨張によって回転軸方向に伸びた場合に、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの距離を測定することによって、スピンドル本体部２の先端から回転刃８の中心線までの距離を測定することができる。
【００４６】
スピンドルモータ３（図１参照）を駆動して回転刃８を高速回転させることによって封止済基板を切断する。図３（ｂ）に示されるように、封止済基板の切断を続けていくと、高速回転している回転軸４が発熱し、熱膨張によって回転軸方向（図においては＋Ｘ方向）に徐々に伸びていく。回転軸４が＋Ｘ方向に伸びるので、回転刃８も回転軸４が伸びた分だけ＋Ｘ方向に移動する。封止済基板の切断を開始してからある時点において、変位センサ１０の先端部からフランジ９までの測定距離がｄＸであったとすると、スピンドル本体部２の先端から回転刃８の中心線までの距離ＬＸは、ＬＸ＝ｄＸ＋αとなる。回転軸４が熱膨張することによって、回転軸４は（ｄＸ−ｄ０）だけＸ方向に伸びたことになる。したがって、封止済基板を切断する時には、この回転軸４が伸びた分に相当する距離の差、すなわち変位量（ｄＸ−ｄ０）だけ回転刃８の位置を補正する。具体的には、回転刃８の中心線の位置を−Ｘ方向に（ｄＸ−ｄ０）だけ移動させる。このことにより、封止済基板の切断線の位置に回転刃８の中心線の位置を正しく合わせて封止済基板を切断することができる。
【００４７】
本実施例によれば、切断装置において、スピンドル１に、スピンドルモータ３と、スピンドルモータ３に接続された回転軸４と、回転軸４の先端に装着された回転刃８とを設ける。スピンドル本体部２において、回転軸４の周囲に冷却水を循環させる冷却水通路７と、フランジ９に対向する位置に変位センサ１０とを設ける。スピンドルモータ３には回転軸４を駆動する電流を測定する電流測定手段１２を接続する。スピンドル１に設けられた冷却水通路７には冷却水の流量を調整する流量調整手段１３を接続する。電流測定手段１２によって測定した電流値Ｉ（ｔ）を予め記憶されたしきい値である電流値Ｉ０と比較する。電流値Ｉ（ｔ）が電流値Ｉ０より大きい場合には、当初設定した流量の３Ｌ／分の冷却水を流量調整手段１３からスピンドル１に供給する。電流値Ｉ（ｔ）が電流値Ｉ０以下の場合には、流量を３Ｌ／分から１Ｌ／分に減らして流量調整手段１３からスピンドル１に冷却水を供給する。したがって、スピンドルモータ３の負荷電流の大きさに対応してスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整することができる。このことにより、封止済基板を切断する際の切断負荷、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流に対応した適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。
【００４８】
また、本実施例によれば、スピンドル１の回転刃８に加わる切断負荷の大きさ、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流の大きさに対応して適切な流量の冷却水を流量調整手段１３からスピンドル１に供給することができる。したがって、封止済基板を切断している状態、回転軸４を回転させて待機している状態、ドレッシングをしている状態など、回転軸４が回転している状態であれば、どのような状態にも対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。したがって、回転軸４が受ける負荷に対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができるので、切断装置の運用コストを低減することができる。
【００４９】
また、本実施例によれば、スピンドル１の回転刃８に加わる切断負荷の大きさ、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流の大きさに対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。したがって、切断する被切断物として封止済基板や半導体ウェーハなど様々な対象物からなる被切断物を切断する際の切断負荷に対応して、適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。
【００５０】
また、本実施例によれば、スピンドル１の回転刃８に加わる切断負荷の大きさ、言い換えれば、スピンドルモータ３の負荷電流の大きさに対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。したがって、回転刃８に磨耗や砥粒の欠落があったとしても、その状態に対応して適切な流量の冷却水をスピンドル１に供給することができる。
【００５１】
また、本実施例によれば、電流測定手段１２によって測定される電流値Ｉ（ｔ）の大きさに対応して冷却水の流量を調整する。このことによって、回転軸４が回転軸方向へ伸びる伸び量が冷却水の流量によって変化する。回転軸４が回転軸方向へ伸びる量が変化しても、変位センサ１０を用いて回転軸４の伸び量を正確に測定することができる。したがって、スピンドル１に供給する冷却水の流量を削減しても回転軸４の伸び量を正確に測定することができる。熱膨張によって伸縮した回転軸４の変位量を補正して、封止済基板の切断線の位置に回転刃４の中心線の位置を正しく合わせて切断することができる。したがって、回転刃４の中心線の位置が封止済基板の切断線からずれた状態で切断することを防止して、歩留まりの向上や品質の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００５２】
本発明に係る切断装置の実施例２について、図４を参照して説明する。図４に示されるように、切断装置２０は、被切断物を複数の製品に個片化する装置である。切断装置２０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。
【００５３】
基板供給ユニットＡには基板供給機構２１が設けられる。被切断物に相当する封止済基板２２が、基板供給機構２１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、切断装置２０及びスピンドル１の動作や冷却水の流量などを制御する制御機構１９が設けられる。
【００５４】
図４に示される切断装置２０は、シングルカットテーブル方式の切断装置である。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２３が設けられる。切断用テーブル２３は、移動機構２４によって図のＹ方向に移動可能であり、かつ、回転機構２５によってθ方向に回動可能である。切断用テーブル２３の上には封止済基板２２が載置されて吸着される。
【００５５】
基板切断ユニットＢには、切断機構としてスピンドル１が設けられる。切断装置２０は、１個のスピンドル１が設けられるシングルスピンドル構成の切断装置である。スピンドル１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１には回転刃８が装着される。フランジ９（図１参照）に対向して変位センサ１０がスピンドル１に配置される。切断用テーブル２４とスピンドル１とを相対的に移動させることによって封止済基板２２を切断する。回転刃８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２２を切断する。
【００５６】
検査ユニットＣには検査用テーブル２６が設けられる。検査用テーブル２６には、封止済基板２２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２７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２８に収容される。
【００５７】
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切断装置２０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切断装置や、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切断装置などにおいても、本発明のスピンドル１を適用できる。
【００５８】
各実施例においては、電流測定手段１２によって測定される電流値Ｉ（ｔ）を予め記憶された電流値Ｉ０と比較することによって、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を２段階に調整した。これに限らず、測定される電流値Ｉ（ｔ）を予め記憶された複数の電流値と比較することができる。この場合には、冷却水の流量を複数の電流値に対応して多段階に調整し、流量調整手段１３からスピンドル１に適切な流量の冷却水を供給することができる。したがって、切断負荷の大きさ、言い換えれば、駆動電流の大きさに対応してスピンドル１に供給する冷却水の流量をより精密に調整することができる。
【００５９】
また、ここまでの説明においては電流測定手段１２によって測定される電流値Ｉ（ｔ）の大きさに基づいて、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整した。これに代えて、変位センサ１０によって測定した変位量（スピンドル本体部２の先端とフランジ９との間の距離の変化量）の大きさに基づいて、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整することもできる。この場合には、変位量が大きくなって所定のしきい値を超えると、流量調整手段１３から供給する冷却水の流量を増加させる。
【００６０】
電流測定手段１２によって測定される電流値Ｉ（ｔ）の大きさと、変位センサ１０によって測定した変位量の大きさとの双方に基づいて、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整することもできる。この場合には、例えば、電流値の大きさを電流量のしきい値に比較し、変位量の大きさを変位量のしきい値に比較する。比較した２つの結果の論理和によって、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量を調整する。具体的には、電流値の大きさと変位量の大きさとの少なくともいずれか一方がしきい値を下回った場合に、冷却水の流量を減らす。
【００６１】
ここまでの説明においては、測定された物理量として、電流値の大きさと変位量の大きさとの少なくとも一方に基づいて冷却水の流量を減らす場合を説明した。これに限らず、物理量が大きい場合に対応する第２のしきい値を設定して、電流値の大きさ又は変位量の大きさがそれらの第２のしきい値を超えた場合には、冷却効果を強めるために冷却水の流量を増やしてもよい。例えば、定常状態における冷却水の流量を５Ｌ／分にして、電流値の大きさ又は変位量の大きさの少なくともいずれか一方が第２のしきい値を超えた場合には、冷却効果を強めるための強化用の冷却水として冷却水の流量を５Ｌ／分から７Ｌ／分に増やす。このことにより、スピンドル１を冷却する効果が向上するので、電流値又は変位量を低減できる。
【００６２】
電流値の大きさを測定する電流測定手段１２と、スピンドル本体部２の先端とフランジ９との間の距離の変位量の大きさを測定する変位センサ１０とが、物理量を測定する測定手段として機能する。電流測定手段１２と変位センサ１０とがそれぞれ測定した物理量に基づいて、制御手段１９が電流値と変位量とを表示してもよい。したがって、電流測定手段１２と制御手段１９との組合せ及び変位センサ１０と制御手段１９との組合せは、それぞれ広義の測定手段に相当する。
【００６３】
異常時に対応する第３のしきい値を設定して、電流値の大きさ又は変位量の大きさが第３のしきい値を超えた場合には、強化用の冷却水の流量よりも多い流量の冷却水を、異常用の冷却水として供給してもよい。例えば、強化用の冷却水の流量を７Ｌ／分にした場合には、異常用の冷却水の流量を１０Ｌ／分にする。このことによって、スピンドルモータ３が異常に動作した場合などに、スピンドルモータ３の焼損などの被害を防止できる。この場合には、切断装置において、スピンドル１の待機位置への退避、スピンドルモータ３の停止、警告灯の点灯、警告音の発生などの動作を併せて行うことが好ましい。なお、測定された物理量としきい値との比較、冷却水送出機構１５から送出する冷却水の流量設定、流量調整手段１３からスピンドル１に供給する冷却水の流量設定などは、すべて制御機構１６によって行われる。
【００６４】
冷却水の流量を定める基準になる物理量である電流値の大きさ又は変位量の大きさとしては、絶対値又は変化率のいずれでもよい。例えば、スピンドル本体部２の先端から回転刃８の中心線までの距離ＬＸの変化率のしきい値として、Ｄμｍ／分という値を設定する。連続して測定された距離ＬＸの変化率がＤμｍ／分を超えると、通常の冷却水の流量から強化用の冷却水の流量（又は異常用の冷却水の流量）を供給することができる。
【００６５】
スピンドル本体部２において、フランジ９に対向する位置に変位センサ１０を設けた。これに限らず、適当な形状（例えば、アルファベットの「Ｌ」の形状）の取付板を使用して、変位センサ１０を様々な位置に設けることができる。例えば、上述した取付板の縦棒に相当する部分をスピンドル本体部２の端面（図１における右側面）に取り付けて、取付板の横棒に相当する部分に変位センサ１０を取り付ける。渦電流式変位センサからなる変位センサ１０は、フランジ９の稜線部（図１における左下の角）を対象にして渦電流の変化を測定する。これにより、変位センサ１０を使用して、スピンドル本体部２の右端とフランジ９の稜線部との間の距離を測定できる。同様に、変位センサ１０を、右側のフランジ（ナットなどの他の締結要素でもよく、図１においては符号なし）の稜線部（図１における右下の角）を対象にして渦電流の変化を測定する位置に設けてもよい。適当な形状を有する取付板を使用して、右側のフランジの頂面（図１における右側面）に対向する位置に変位センサ１０を設けてもよい。
【００６６】
各実施例においては、回転刃８として、ドーナツ状の形状（トロイダル形）を有するワッシャー式の回転刃を使用した場合を示した。これに限らず、基台に刃先部を装着したハブ式の回転刃を使用してもよい。
【００６７】
また、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２２を切断する場合を示した。これに限らず、封止済基板２２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）など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などの機能素子が作り込まれたセラミックス基板など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などの製品を製造する場合である。これら２つの場合には、半導体ウェーハ、セラミックス基板などが、複数の領域にそれぞれ対応する機能素子が作りこまれた基板に該当する。第３に、樹脂成形品を個片化して、レンズ、光学モジュール、導光板などの光学部品を製造する場合である。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。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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１    スピンドル（切断機構）
２    スピンドル本体部
３    スピンドルモータ（駆動機構）
４    回転軸
４    回転刃
５    ラジアルエアベアリング
６    アキシャルエアベアリング
７    冷却水通路
８    回転刃
９    フランジ（第１の固定具、第２の固定具）
１０  変位センサ（測定手段、距離測定手段）
１１  電力供給機構（電流供給機構）
１２  電流測定手段（測定手段）
１３  流量調整手段
１４  冷却水供給口
１５  冷却水送出機構
１６  冷却水排出口
１７  冷却水循環機構
１８  変換器
１９  制御手段
２０  切断装置
２１  基板供給機構
２２  封止済基板（被切断物）
２３  切断用テーブル（テーブル）
２４  移動機構
２５  回転機構
２６  検査用テーブル
２７  切断済基板
２８  トレイ
Ｉ（ｔ）  測定された電流値
Ｉ０  予め記憶された電流値
ｄ０、ｄＸ  変位センサの先端部からフランジまでの距離
Ｌ０、ＬＸ  スピンドル本体部の先端から回転刃の中心線までの距離
α    固定値
Ａ    基板供給ユニット
Ｂ    基板切断ユニット
Ｃ    検査ユニット
Ｐ    製品
【図１】
0006444717.tif 000002
【図２】
0006444717.tif 000003
【図３】
0006444717.tif 000004
【図４】
0006444717.tif 000005