(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転刃によりワークテーブルに載置された半導体や電子部品材料のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置であって、前記ワークテーブルは前記回転刃に対して相対的にＸ方向の切削送りがなされ、前記回転刃が取付けられたスピンドルが前記ワークテーブルに対して相対的に、Ｘ方向と直交するＹ方向のインデックス送りと、Ｚ方向の切り込み送りとがなされる切削装置において、
前記ワークを撮像する顕微鏡がＺ方向スライド機構を介して前記スピンドルのホルダに昇降自在に取付けられており、前記回転刃の径に対応して前記Ｚ方向スライド機構によって前記顕微鏡を昇降し、位置決め手段によって前記顕微鏡とワークとを一定の距離に保持するものであり、
前記位置決め手段は、前記回転刃の径に対応して前記顕微鏡側又は前記ホルダのアーム側に設けられた複数の位置決め穴と、前記ホルダのアーム側又は顕微鏡側に設けられ前記位置決め穴に係合する位置決めピンとを有しており、
前記位置決め手段には、位置決め確認手段が設けられていることを特徴とする切削装置。
【請求項２】
前記位置決め確認手段は、発光素子と受光素子からなるフォトカプラと、位置決め穴に対応して設けられ光を遮断するスリット板から構成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
前記位置決め確認手段は、前記フォトカプラが発光した光を前記スリット板が遮ることにより、前記位置決め手段の位置決めピンが、どの位置決め穴の位置で保持されているか検知することにより確認を行うものであることを特徴とする請求項２に記載の切削装置。
【請求項４】
前記位置決め確認手段による検出信号が前記取付けられている回転刃の径と一致していない場合には、前記切削装置の動作を禁止するコントローラを有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切削装置に係り、特に半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体や電子部品材料等のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置においては、回転刃のスピンドルを取付けるホルダと顕微鏡を取付けるアームとが一体化して形成されている。また、ワークのパターンは顕微鏡で目視することにより確認する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の切削装置では、回転刃の径によりスピンドルを保持しているホルダの位置が上下に変化することにより、アームに取付けられる顕微鏡とワークとの距離が変化し、顕微鏡の焦点が合わなくなる。またワークテーブルと顕微鏡とが干渉する場合も生ずる。そのため、回転刃の径が変わる毎に顕微鏡の焦点と合うアームに交換する必要があり、手間が掛かるという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、回転刃の径が変化した場合でも部品交換等の手間を掛けずに、顕微鏡とワークとの距離を一定に保持し、顕微鏡の焦点を合わせることができる切削装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、回転刃によりワークテーブルに載置された半導体や電子部品材料のワークに溝加工や切断加工を行う切削装置であって、前記ワークテーブルは前記回転刃に対して相対的にＸ方向の切削送りがなされ、前記回転刃が取付けられたスピンドルが前記ワークテーブルに対して相対的に、Ｘ方向と直交するＹ方向のインデックス送りと、Ｚ方向の切り込み送りとがなされる切削装置において、前記ワークを撮像する顕微鏡がＺ方向スライド機構を介して前記スピンドルのホルダに昇降自在に取付けられており、前記回転刃の径に対応して前記Ｚ方向スライド機構によって前記顕微鏡を昇降し、位置決め手段によって前記顕微鏡とワークとを一定の距離に保持するものであり、前記位置決め手段は、前記回転刃の径に対応して前記顕微鏡側又は前記ホルダのアーム側に設けられた複数の位置決め穴と、前記ホルダのアーム側又は顕微鏡側に設けられ前記位置決め穴に係合する位置決めピンとを有しており、前記位置決め手段には、位置決め確認手段が設けられていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る切削装置は、前記位置決め確認手段は、発光素子と受光素子からなるフォトカプラと、位置決め穴に対応して設けられ光を遮断するスリット板から構成されるものであることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る切削装置は、前記位置決め確認手段は、前記フォトカプラが発光した光を前記スリット板が遮ることにより、前記位置決め手段の位置決めピンが、どの位置決め穴の位置で保持されているか検知することにより確認を行うものであることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る切削装置は、前記位置決め確認手段による検出信号が前記取付けられている回転刃の径と一致していない場合には、前記切削装置の動作を禁止するコントローラを有していることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、顕微鏡のスライド機構と位置決め手段とが設けられているので、回転刃の径の大きさに対応して、顕微鏡の上下位置を容易に調整でき、顕微鏡をワークと一定の距離で保持することができる。また、回転刃の径と顕微鏡の位置とが一致していない場合には、コントローラにより制御されて切削装置の動作を禁止するので、誤動作が防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る切削装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係る切削装置１０の外観斜視図である。図２は、切削装置１０の加工部２０の詳細を示す図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明に係る切削装置１０は、主として操作・表示部１１と、ＣＲＴモニタ１３と、コントローラ１５と、加工部２０と、ミストカバー４０と、顕微鏡５０等から構成されている。切削装置１０は、架台内部に格納されているコントローラ１５により、各動作は統括制御される。
【００１３】
ミストカバー４０は、加工部２０を覆うように設けられて、上端部がヒンジ手段（図示せず）を介して切削装置１０本体と回転自在に支持され、上下方向に回転して開閉される。
【００１４】
加工部２０は、図２に示すように、ワークＷの溝加工や切断加工を行う回転刃２１が、高周波モータ（図示せず）が内蔵されているエアベアリング構造のスピンドル２２に取付けられ、３０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍの高速で回転するとともに、送り機構（図示せず）により、Ｙ方向（紙面直交方向）のインデックス送りとＺ方向（上下方向）の切り込み送りとがされる。
【００１５】
回転刃２１は、薄い円盤状に形成され、手前側と下方が開口しているフランジカバー２３により周囲を覆われている。尚、回転刃２１は、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレード等が用いられる。切削水ノズル２４は、フランジカバー２３に設けられ、切削水を回転刃２１とワークＷとの加工ポイントに供給する。洗浄水ノズル２９は、回転刃２１の右側に設けられ、切削作業の際、洗浄水をワークＷに供給する。
【００１６】
Ｘテーブル２７は、Ｘガイド（図示せず）にガイドされて、駆動機構によりＸ方向に搬送される。Ｘテーブル２７に載置されているθテーブル２６は、上部にワークテーブル２５が連結され、時計回り及び反時計回り方向に回転するようになっている。加工部２０にて加工されるワークＷは、真空吸着等によりワークテーブル２５の上面に保持され、θテーブル２６によりθ方向に回転するとともに、Ｘテーブル２７によりＸ方向に切削送りされるようになっている。
【００１７】
図３は、顕微鏡５０を図２に示すＡ方向から見た図であり、図４は、顕微鏡５０をＢ方向から見た図である。
【００１８】
顕微鏡５０は、図３に示すように、加工部２０と隣接して設けられ、図示しない照明装置とＣＣＤカメラ等に接続される。また、顕微鏡５０を取付けるアーム５２は、スピンドル２２を取付けるホルダ２２Ａと一体化して形成される。オペレータは、顕微鏡５０の接眼レンズ５４を目視することにより、あるいはＣＲＴモニタ１３に写し出される画像を観察することにより、対物レンズ５６から入射するワークＷのパターンを確認して、ワークＷのアライメントを行ったり、加工後のワークＷを観察する。
【００１９】
図３、４に示すように、Ｚ方向スライド機構であるリニアガイド５８は、顕微鏡５０をＺ方向に案内するためのリニアガイドレール６０と、ボールホルダ６２等から構成され、顕微鏡５０をリニアガイド５８に沿って昇降自在に移動させる。
【００２０】
アーム５２には、複数の位置決め穴６８がリニアガイドレール６０と平行に、かつスピンドル２２に取付けられる回転刃２１の径（例えば、２、３、及び４インチ）に対応した位置に設けられ、対物レンズ５６とワークＷとを一定の距離で保持する。
【００２１】
位置決め手段６３は、前記位置決め穴６８と、顕微鏡５０に設けられた外側のツマミ６４と、内側の位置決めピン６６とから成り、間に設けられた圧縮バネ７０により矢印Ｃの左方向に付勢されている。この位置決め手段６３は、位置決め穴６８が設けられる位置で矢印Ｃの左方向に付勢されることにより、顕微鏡５０を位置決めする。
【００２２】
位置決め確認手段７２は、発光素子と受光素子とからなるフォトカプラ７４と、位置決め穴６８に対応して設けられ光を遮蔽するスリット板７６等から構成される。位置決め確認手段７２は、フォトカプラ７４が発光した光をスリット板７６が遮ることにより、位置決め手段６３の位置決めピン６６がどの位置決め穴６８の位置で保持されているかを検知する。
【００２３】
操作・表示部１１は、切削装置１０の各部の操作を行うスイッチや表示手段等が設けられている。ＣＲＴモニタ１３は、切削装置１０の上部に設置され、顕微鏡５０により撮像された画像を映し出すことにより、ワークＷのアライメントや加工状態の評価が行われる。表示灯１４は、オペレータが遠くから判明できるように高い位置に取付けられ、切削装置１０の稼動中、待機中、及び異常警告等を表示する。
【００２４】
前記のごとく構成された本実施の形態の切削装置１０の作用は次のとおりである。
【００２５】
まずオペレータがミストカバー４０を上方に回転させて開き、加工部２０のスピンドル２２に回転刃２１をセットし、ミストカバー４０を下方に回転させて閉じる。この時ワークテーブル２５は、回転刃２１の取付けの邪魔にならないように、顕微鏡５０の下に位置している。続いて、取付けられた回転刃２１の径に対応して顕微鏡５０の上下位置を調整する。この顕微鏡５０の上下位置調節については後に詳述する。次にワークＷがワークテーブル２５に載置され、真空吸着される。次いで顕微鏡５０により、ワークＷの表面に形成されているパターンが撮像され、その画像がＣＲＴモニタ１３に映し出される。ここでオペレータはＣＲＴモニタ１３に映し出された画像を見ながら操作・表示部１１のスイッチを操作して、ワークＷのアライメントを行う。アライメントが完了したワークＷは、Ｘテーブル２７の移動により加工部２０に搬入され、高速回転する回転刃２１とＸテーブル２７による切削移動とにより溝加工や切断加工がなされる。加工中、回転刃２１とワークＷとの加工ポイントに切削水ノズル２４から切削水が供給され、洗浄水ノズル２９からは洗浄水が供給される。ワークＷの加工が１ライン終了すると、回転刃２１はＹ方向にインデックス送りされて次の加工ラインに位置付けられ、Ｘテーブル２７の切削移動により次のラインも加工される。上記の動作が繰り返されてワークＷの加工が一方向の全ライン終了すると、θテーブル２６がワークＷを９０度回転させ、回転刃２１が先程加工されたラインと直交するラインに位置付けられて、そのラインの加工が行われる。全加工が終了するとワークＷは顕微鏡５０の位置まで搬送され、表示灯１４の加工完了を知らせるランプが点滅する。ここでオペレータは必要に応じ、顕微鏡５０でワークＷの加工部分を撮像して加工状態を観察する。
【００２６】
次に、顕微鏡５０の位置調整作用について説明する。
【００２７】
図３、４に示すように、顕微鏡５０によりワークＷの表面を撮像する際、径の大きさが異なる回転刃２１に交換した場合には、オペレータは顕微鏡５０の位置を調整するため、以下のような操作を行う。尚、本実施の形態では、固定焦点式顕微鏡を用いる。大きい径の回転刃２１に交換した場合は、スピンドル２２の位置と対応して顕微鏡５０の位置が上昇する。このため、オペレータはツマミ６４を矢印Ｃの右方向に加勢して、顕微鏡５０をリニアガイド５８に沿って矢印Ｄの下方向に移動する。この下方向の移動に伴って回転刃２１の径に対応する位置決め穴６８の位置に位置決めピン６６とが一致すると、圧縮バネ７０により位置決めピン６６が矢印Ｃの左方向に付勢されているので位置決めピン６６が位置決め穴６８に挿入され、顕微鏡５０が位置決めされる。尚、各位置決め穴６８の近傍には夫々対応する回転刃２１の径を示す印（図示せず）が印刷されている。
【００２８】
位置決めと同時に、顕微鏡５０が適切な位置決め穴６８の位置で保持されているか否かを位置決め確認手段７２により検知する。顕微鏡５０が適切な位置決め穴６８の位置で保持されていない場合は、切削装置１０はコントローラ１５に制御されてインターロックがなされ、オペレータに警告を行う。
【００２９】
尚、小さい径の回転刃２１に交換した場合は、顕微鏡５０をリニアガイド５８に沿って矢印Ｄの上方向に移動することにより、位置を調整する
更に、本実施の形態では、位置決め手段６３により、顕微鏡５０の位置を変える例を説明したが、モータにより顕微鏡５０の位置を変えてもよい。
【００３０】
更に、回転刃２１の径の大きさにより、顕微鏡５０の内部に設けられるレンズを上下方向に移動する機構を設け、ワークＷの焦点距離を変化させてもよい。
【００３１】
更に、顕微鏡５０の内部に厚さが異なるレンズを挿入することにより、ワークＷの焦点距離を変化させてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る切削装置によれば、顕微鏡のスライド機構と位置決め手段とが設けられているので、回転刃の径の大きさに対応して、顕微鏡の上下位置を容易に調整でき、顕微鏡をワークと一定の距離で保持することができる。また位置決め径の確認手段が設けられ、回転刃の径との一致を確認しているので、切削装置の誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削装置の外観斜視図
【図２】本発明に係る切削装置の加工部の詳細図
【図３】本発明に係る切削装置の顕微鏡の詳細図
【図４】本発明に係る切削装置の顕微鏡の側面図
【符号の説明】
Ｗ…ワーク、１０…切削装置、２０…加工部、２１…回転刃、２２…スピンドル、２２Ａ…ホルダ、２５…ワークテーブル、５０…顕微鏡、５２…アーム、５８…リニアガイド（Ｚ方向スライド機構）、６３…位置決め手段、６６…位置決めピン、６８…位置決め穴、７２…位置決め確認手段
【図１】
0003855123.tif 000002
【図２】
0003855123.tif 000003
【図３】
0003855123.tif 000004
【図４】
0003855123.tif 000005