专利名称：切割装置、切割装置组件和切割方法
技术领域：
本发明涉及切割装置、切割装置组件和切割方法，本发明特别是将半导体晶片等的工件切断分割为芯片的紧凑结构的切割装置、切割装置组件和切割方法。
背景技术：
在过去，为了将半导体晶片、电子部件材料等的工件分别切断分割为芯片，采用切 割装置。切割装置包括载置工件的工件台；切断该工件的刀片；使该工件相对上述刀片而 移动的工件台运送机构；以可旋转的方式安装上述刀片的主轴；以可移动的方式支承该主 轴的主轴移动机构。作为过去的切割装置，人们知道有日本特开2002-280328号文献(专利文献1)和 日本特开平11-77461号文献(专利文献2)所记载的技术。专利文献1的技术象图11所 示的那样，为了在不增加所占地面空间的情况下，确保安全的机械配置，在框架(切割装置 D的主体部)1的右侧后部，设置装载进出部(load port) 2,并且在该框架1的右侧前部设 置工件清洗部3。另外，在框架1的左侧中间部设置工件(晶片)切断加工部4，并且在框架1的右 侧中间部设置工件台5，由此，按照可接触装载进出部(load port) 2和工件清洗部3的方式 构成。另外，由于在框架1的前后方向中间部，设置工件台运送机构6，故工件W沿左右方 向在远离操作人员M的框架1的前后方向中间部行驶。此外，图中的标号7表示切断工件 W的刀片，标号8表示以可旋转的方式安装刀片7的主轴组件，标号9表示支承主轴组件8 的导轨(导轨机构)。此外，在专利文献2的技术中，导轨机构设置于方形框架的左侧，并且工件台按照 沿左右方向横切的方式设置方形框架。另外，主轴组件和导轨在方形框架的左侧交叉，在该 交叉部分，进行工件的切断加工。通常，在对工件进行切断加工时，由于要求所需要的工件定位精度，并且抑制在切 断加工时产生的振动，故特别是，按照支承工件切断加工部的部分具有足够的刚性的方式 构成。已有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2002-280328专利文献2 日本特开平11-7746
发明内容
上述专利文献1和2所述的技术具有下述这样的问题。即，由于在专利文献1所 述的技术中，工件沿左右方向在框架上行走，刀片位于远离操作人员的框架的前后方向中 间部，由此，具有在更换刀片时，难以进行刀片的更换作业的问题。此外，为了确认刀片相对工件台是否笔直，操作人员必须每次从切割装置的前侧面，转到右侧面或左侧面进行确认。另外，在刀片的直线度差的场合，必须一边确认刀片的 直线度，一边进行调整。此时，操作人员必须移动到刀片和导轨不妨碍的部位，比如，框架的右侧面，确认、 调整刀片的直线度。但是，如果从框架的右侧面，进行直线度的确认、调整作业，则从操作人 员到刀片的距离变远，这样，难以进行直线度的确认、调整作业。
另外，在安装刀片时，对构成刀片的基准面的主轴端面，进行用于调整平面度的端 面研磨，但是，在此场合，由于主轴端面大大影响刀片相对工件的直线度，故必须非常精密 地进行上述端面研磨。关于该端面研磨，采用砂轮，精密地对主轴端面进行研磨加工，获得 直线度。具体来说，将砂轮按压于主轴端面上，慢慢地使该主轴旋转，同时一边研磨去除主 轴端面的突起物，一边细心地提高主轴端面的直线度。在进行上述端面研磨时，比如，在具有图11所示的面对型的双主轴的切割装置 中，一个主轴端面从切割装置的前面侧观看到，而另一主轴端面朝向切割装置的背面侧，由 此，只能够从切割装置的前面，研磨一个主轴端面。另外，由于从切割装置的前面侧，到上述 主轴端面的接近距离长，故主轴端面的研磨作业非常难，要求高度的熟练。此外，在对另一个主轴端面进行研磨时，操作人员转到切割装置的背面侧，进行研 磨作业，但是在高精度的端面研磨方面，技术高度非常高。即，即使在刀片更换、刀片更换后 的精度确认中，不仅要从切割装置的前面，而且必须转到切割装置的背面侧或侧面侧等处， 进行精度确认。另一方面，在专利文献2的切割装置中，特别是，为了抑制在工件切断加工时产生 的振动，支承工件切断加工部的部分具有充分的刚性，但是，由于刚性高，故切割装置的重 量也因此增加。另外，由于上述重量大的部分相对切割装置的中心而偏于一侧，故整体的重 心位置也从切割装置的中心而发生位移，处于非平衡。其结果是，切割装置的整体平衡破 坏，容易振动，无法维持切割装置中预定的切断精度。还有，工件台运送机构和导轨机构必须安装于具有充分的刚性的台座上。比如，在 于分厚板上，安装工件台运送机构等的场合，切割装置的整体非常重。由此，在设置于框架 的4个角部的支柱之间架设梁，在该梁上设置导轨、工件台运送机构。在此场合，同样对于梁本身的刚性，要求可抑制导轨、工件台运送机构的振动的程 度的刚性，由此，架设于上述支柱之间的梁的板厚也必须充分大地设定，对应于此，切割装 置整体的重量进一步增加，于是，切割装置的制作成本非常高，并且强烈要求采用体积庞大 的过大的设备。此外，喷嘴位置的调整也是问题。在喷嘴中，具有用于沿刀片的旋转方向，提供润 滑作用的水；与用于提供冷却作用，以便从切断时的摩擦热，对刀片本身进行冷却的水的2 种的喷嘴。用于润滑作用的喷嘴通过1个喷嘴，沿刀片的旋转而供给，但是，用于冷却刀片 的喷嘴从刀片的左右两个方向供向刀片的侧面。这些喷嘴的朝向调整非常微妙，在没有正 确地设定朝向的场合，在切削点，无法获得所需要的润滑作用。由此，因切断加工时的摩擦 阻力，产生振动，或刀片本身过热，切断加工的阻力变大，其结果是，切断速度降低，或使切 断精度本身恶化。还有，由于在按照规定数量切断晶片后，还具有喷嘴位置多少发生变化的情况，故 必须随时精密地调整喷嘴的位置、朝向。关于该喷嘴调整，象图8所示的那样，在同轴一线上，2个刀片相互对峙而存在的场合，进行维护时的调整方向的数量全部为3个方向。在专利文献1所述的切割装置中，不但刀片更换，而且上述喷嘴的位置、朝向的调 整作业非常困难。另外，不得已，在进行这样的喷嘴的调整、前述的端面研磨等时，不仅从切 割装置的前面侧，而且转到切割装置的侧面侧、背面侧而进行调整。在如上所述，从切割装置的前面、侧面或背面，进行维护的场合，伴随产生下述的 问题。即，在同一种类的切割装置多个排列的量产方式的设备中，人们希望没有间隙地邻接 地设置切割装置。另外，还经常有1个操作人员在监视多个切割装置的同时，进行作业的情 况。在专利文献1所述的切割装置中，为了从切割装置的各个方向，进行维护，没有间 隙地邻接地设置切割装置这一点是困难的。为此，必须按照具有一定的间隔的方式设置邻 接的各个切割装置，于是，即使在设置多个切割装置的场合的所占地面空间的设计中，仍具 有1台装置的专门面积非常大的问题。另外，还具有切割装置单体的空间的问题。在专利文献1所述的切割装置中，在切 割装置的4个角部，产生死腔，由此，空间的有效灵活使用受到阻碍，其结果是，具有对于切 割装置的功能，必须要求过大的设备空间的问题。于是，产生为了可容易进行刀片的更换、直线度、同轴度确认和端面调整和喷嘴调 整等，并且提高维护的作业性，稳定切割装置的重心，并且缩小设置空间而应解决的技术课 题，这样，本发明的目的在于解决该课题。本发明是为了实现上述目的而提出的，技术方案1所述的发明涉及一种切割装 置，其包括装载工件的工件台；切断该工件的刀片；工件台运送机构，该机构使工件台上的 工件相对上述刀片而移动；主轴，其以可旋转的方式安装上述刀片；支承该主轴的主轴移 动机构，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设置，其特征在于，上述主轴 移动机构和上述工件台运送机构设置于呈方形的切割装置的方形框架的对角线上，并且在 上述切割装置的基本中间部设置工件切断加工部，而且在上述切割装置的前部设置工件更 换部。按照该方案，主轴移动机构和上述工件台运送机构设置于呈方形的切割装置的方 形框架的对角线上，并且在上述切割装置的基本中间部设置工件切断部，在上述切割装置 的前部设置工件更换部。S卩，由于具有在切断工件时，相对刀片而移动的工件台运送机构、支承主轴的导轨 机构，该工件台运送机构和导轨机构相互垂直，并且这些机构设置于方形的方形框架的对 角线上，而且工件切断加工部位于切割装置的基本中间部，故即使在工件切断加工部的刚 性高、重量大的情况下，重量大的部分与切割装置的中心部一致，由此，切割装置的整体的 重心的平衡稳定。其结果是，形成在加工时，振动难以传递到切割装置的结构，可在平时维 持在切割装置中设定的加工精度。总之，由于工件切断加工部位于切割装置内的基本中间处，这样，要求最高刚性和 精度的部分位于切割装置的基本中间处，于是，切割装置的重心位置与切割装置的中间位 置基本一致，切割装置整体的平衡稳定。由此，可极力地制止工件切断加工时的振动。此外，由于工件更换部位于切割装置的前部，故在更换刀片时，可从切割装置的前 面侧，对对峙的任何的刀片进行简单地更换。另外，关于刀片更换后的刀片的安装状态等的确认和调整，比如，刀片的同轴度调整和刀片相对工件的直线度的确认、调整，可从切割装 置的前面侧简单地进行作业。在此场合，刀片相对工件的直线度可从工件的切断方向的正 面侧而辨认。
另外，可与工件的切断方向相垂直地辨认刀片相对主轴的安装同轴度。进一步 说，可沿相对切割装置的前面侧，倾斜45度的方向观看到刀片的同轴度调整和刀片相对工 件的直线度的确认、调整这两者。由此，由于可仅仅在切割装置的前面侧，进行刀片的同轴 度和直线度的确认、调整作业，故操作人员不必象过去例那样，转到切割装置的侧面或背面 侧。还有，同样对于主轴的定期的端面调整，与上述情况相同，由于可仅仅在切割装置 的前面侧进行，故在不转到切割装置的侧面或背面侧的情况下，简单地进行作业。再有，同样对于用于供给润滑用的水的喷嘴的位置调整，以及用于供给冷却用的 水的喷嘴的位置调整，与上述相同，由于可仅仅在切割装置的前面侧而进行，故在不转到切 割装置的侧面或背面侧的情况下，简单地进行作业。在技术方案1所述的发明中，即使在工件切断加工部的刚性高，重量大的情况下， 由于重量大的部分与切割装置的中心部一致，故切割装置的整体的重心的平衡稳定。其结 果是，形成在加工时，振动难以传递到切割装置的结构，可在平时维持在切割装置中设定的 加工精度。总之，工件切断加工部位于切割装置内的基本中间处，这样要求最高刚性和精度 的部分位于切割装置的基本中间处，于是，切割装置的重心位置与切割装置的中间位置基 本一致，切割装置整体的平衡稳定。由此，可极力地抑止工件切断加工时的振动。另外，在进行刀片的更换、刀片的同轴度或直线度的确认、调整，主轴的端面调整 与喷嘴的位置调整时，操作人员在不移动到切割装置的背面侧的情况下，可在切割装置的 前面侧，简单地实施作业，由此，与过去例相比较，可提高它们的作业效率。技术方案2所述的发明提供一种切割装置，其包括装载工件的工件台；切断该工 件的刀片；工件台运送机构，该机构使工件相对上述刀片而移动；2个主轴，其以可旋转的 方式安装上述刀片；支承该主轴的主轴移动机构，上述2个主轴相互面对地设置于同一轴 线上，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设置，其特征在于上述主轴移 动机构和上述工件台运送机构设置于呈方形的切割装置的方形框架的对角线上，并且在上 述切割装置的基本中间部，设置工件切断加工部，而且在上述切割装置的前部设置工件更 换部。按照该方案，包括在切断工件时，相对刀片而移动的工件台运送机构、支承主轴的 导轨机构，工件台运送机构和导轨机构相互垂直，并且这些机构设置于方形的方形框架的 对角线上，并且工件切断加工部位于切割装置的基本中间部。于是，即使在工件切断加工部 的刚性高，重量大的情况下，重量大的部分与切割装置的中心部一致，由此，切割装置的整 体的重心的平衡稳定。此外，由于工件更换部位于切割装置的前部，故在更换刀片时，可从切割装置的前 面侧，简便地对对峙的任意的刀片进行更换。另外，刀片更换后的刀片的安装状态等的确认 和调整涉及比如，刀片的同轴度调整和刀片相对工件的直线度的确认、调整，可从切割装置 的前面侧简便地进行作业。在此场合，刀片相对工件的直线度可从工件的切断方向的正面侧而辨认。另外，刀片相对主轴的安装同轴度可与工件的切断方向垂直地辨认。还有，刀片的同轴度调整和刀片相对工件的直线度的确认、调整两者可沿相对切割装置的前面侧倾斜45度的方向看到，由此，可仅仅在切割装置的前面侧，实施刀片的同 轴度和直线度的确认、调整作业，这样，操作人员不必象过去那样，转到切割装置的侧面或 背面侧。另外，同样对于主轴的定期的端面调整，与上述相同，可仅仅在切割装置的前面侧 实施，这样，可在不转到切割装置的侧面或背面侧而简便地进行作业。此外，同样对于用于供给润滑用的水的喷嘴的位置调整，与用于供给冷却用的水 的喷嘴的位置调整，与上述情况相同，可仅仅在切割装置的前面侧进行，可在不转到切割装 置的侧面或背面侧的情况下，简便地进行作业。技术方案3所述的发明提供技术方案1或2所述的切割装置，其特征在于在上述 呈方形状的切割装置的方形框架中，其前部一侧倾斜地形成缺口，并且在该切割装置的前 部一侧，设置进行工件更换和维护用的开口部。按照该方案，呈方形的切割装置的方形框架在前部一侧，倾斜地形成缺口，并且在 该方形框架的前部一侧，设置进行工件更换和维护的开口部。于是，操作人员从该开口部到 刀片，喷嘴和主轴的接触距离变短。技术方案4所述的发明提供一种切割装置组件，其在2个一组而相互对接的状态 设置偶数组的技术方案3所述的切割装置，其特征在于设置于各组的切割装置的方形框架 的前部一侧的缺口部位之间按照相互邻接的方式设置。按照该方案，由于按照设置于各组的切割装置的方形框架的前部一侧的缺口部位 之间相互邻接的方式设置，故即使在并列地布置多组切割装置的情况下，操作人员从邻接 的缺口部位的开口部，到刀片、喷嘴和主轴的接触距离仍变短。技术方案5所述的发明提供一种切割方法，其为采用技术方案1 4所述的切割 装置，或切割装置组件的切割方法，其特征在于沿方形框架中的一个对角线方向运送工件， 使其停止在设置于方形框架的基本中间部的工件切断加工部，然后，将安装于上述主轴上 的上述刀片移动到工件切断位置，通过该刀片的旋转切断工件。按照该方法，沿方形的方形框架的一个对角线方向运送工件，停止在设置于方形 框架的基本中间部上的工件切断加工部，然后，将安装于上述主轴上的刀片移动到工件切 断位置，通过该刀片的旋转切断工件。在此场合，由于刚性最高的工件切断加工部分位于切 割装置的基本中间处，故切割装置整体的重心位置与切割装置的中间位置基本一致，切割 装置的平衡稳定，在难以产生振动的状态，对工件进行切断加工。在技术方案1所述的发明中，即使在工件切断加工部的刚性高，重量大的情况下， 由于重量大的部分与切割装置的中间部一致，故切割装置的整体的重心的平衡稳定。其结 果是，形成在加工时振动难以传递到切割装置的结构，可在平时维持在切割装置中设定的 加工精度。总之，工件切断加工部位于切割装置内的基本中间，由此，要求最高刚性和精度的 部分位于切割装置的基本中间处，这样，切割装置的重心位置与切割装置的中间位置基本 一致，切割装置整体的平衡稳定。由此，可极力地抑制工件切断加工时的振动。另外，在刀片的更换，刀片的同轴度或直线度的确认、调整、进行主轴的端面调整 和喷嘴的位置调整时，操作人员可在不移动到切割装置的背面侧的情况下，在切割装置的前面侧简便地实施作业，由此，可显著地提高这些作业效率。在技术方案2所述的发明中，由于要求最高刚性和精度的工件切断加工部分位于 切割装置的基本中间，故切割装置整体的重心位置与该切割装置的中间位置基本一致，切 割装置的平衡稳定。由此，形成在切断加工时切割装置的整体难以产生振动的结构，可在平 时维持在切割装置中设定的加工精度。此外，在进行刀片的更换、刀片的同轴度或直线度的确认、调整、主轴的端面调整 和喷嘴的位置调整时，操作人员可在不移动到切割装置的背面侧的情况下，在切割装置的 前面侧，简便地实施作业，这样，可大幅度地提高这些作业性。在技术方案3所述的发明中，由于操作人员到刀片、喷嘴和主轴的接触距离变短， 故不但具有技术方案1或2所述的发明的效果，而且即使在方形框架的外形尺寸大的情况 下，仍可进一步简便地进行刀片的更换、刀片的同轴度或直线度的确认、调整作业，主轴的 端面调整作业和喷嘴的位置调整作业。 在技术方案4所述的发明中，并列地设置多组的切割装置，由此，谋求工件的切断 加工的生产性的提高，并且可将邻接的切割装置之间紧密地设置，这样可有效灵活地使用 空间，每台切割装置的专有面积变小，可节省设备的空间。此外，在进行刀片的更换、刀片的同轴度或直线度的确认、调整，主轴的端面调整 和喷嘴的位置调整时，操作人员到刀片、喷嘴和主轴的接触距离变短，这样，即使在将多个 切割装置集中于一个部位的情况下，仍可更简便地进行刀片的更换、刀片的同轴度或直线 度的确认、调整作业、主轴的端面调整作业和喷嘴的位置调整作业。在技术方案5所述的发明中，由于在进行工件的切断加工时，难以产生振动，故可 稳定地确保在切割装置中设定的较高的加工精度。
图1为表示本发明的一个实施例，说明切割装置的各部分的布置的配置俯视图；图2为表示2个图1的切割装置并列的结构例的俯视图；图3为表示共用本实施例的切割装置的装料器而2个装置并列的结构例的俯视 图；图4为表示4个图1的切割装置并列的结构例的俯视图；图5为说明本实施例的刀片安装于主轴上时的状态的立体图；图6为说明使电子测微计的传感器接触图5的刀片外周的侧面，测定刀片的摆动 幅度时的状态的立体图；图7为说明使电子测微计的传感器接触图5的刀片的最外周部，测定刀片的圆度 时的状态的立体图；图8为用于说明在本实施例中的主轴更换等的图，图8 (a)为用于说明主轴A的更 换等的俯视图，图8(b)为用于说明主轴B的更换等的俯视图；图9为用于说明在本实施例中，外壳上的工件更换部位置侧为清洁区域，夹持主 轴移动机构，其相反侧为脏区域的俯视图；图10为表示外壳形状的变形例的图，图10(a)为八边形的场合的俯视图，图10(b) 为七边形的场合的俯视图11为表示已有例的，说明切割装置的各部分的布置的配置俯视图。
具体实施方式
为了实现可容易进行刀片的更换、圆度、同轴度确认和端面调整以及喷嘴调整等， 并且提高维护的作业性，使切割装置的重心稳定，同时缩小设置空间的目的，本发明通过下 述的方式实现，该方式为一种切割装置，其包括装载工件的工件台；切断工件台上的工件 的刀片；使该工件相对该刀片而移动的工件台运送机构；以可旋转的方式安装该刀片的主 轴；支承该主轴的主轴移动机构，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设 置，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构设置于呈方形的切割装置的方形框架的对角 线上，并且在上述切割装置的基本中间部，设置工件切断加工部，而且在上述切割装置的前 部设置工件更换部。实施例1下面根据图1 图7，对本发明的优选的实施例进行说明。图1为表示本实施例的 切割装置21的俯视图。象该图所示的那样，作为切割装置21的主体部的框架22的平面形 状呈方形，方形框架(在下面称为“方形框架”)22的右前侧角部的直角等腰三角形部分形 成缺口，形成相对切割装置21的前面成45度的角度的斜边缘部。在该斜边缘部，设置带有 开闭盖的开口部23，按照可从该开口部23到方形框架22，实施工件更换和维护作业的方式 构成。此外，在方形框架22上，设置载置作为工件的晶片W的可旋转的工件台24 ；切断 该晶片W的刀片25、25 ；工件台运送机构26，该机构使载置该晶片W的工件台24相对刀片 25,25而移动。该工件台运送机构26象图2所示的那样，设置于将方形框架22的右前侧角 部和左后侧角部连接的第1对角线上。还有，在方形框架22上设置主轴移动机构28，该主轴移动机构28包括导轨29。该 主轴移动机构28设置于将方形框架22的左前侧角部和右后侧角部连接的第2对角线上。 由此，主轴移动机构28按照与工件台运送机构26相垂直的方式设置。于是，主轴移动机构 28的导轨29垂直地与工件台运送机构26的工件运送方向交叉。在导轨29上以可移动的方式支承2个主轴30、30，该主轴30、30相互面对地设置 于同一轴线上。在各主轴30、30上以可旋转的方式安装刀片25、25。此外，在切割装置21的基本中间部，即，在方形框架22中的主轴移动机构28和工 件台运送机构26相垂直的部分，设置工件切断加工部32，在该工件切断加工部32中，按照 可通过刀片25、25对晶片W进行切断加工的方式构成。在本实施例的晶片切断加工部32中，由于可对应于对角线的长度，延长保持刀片 25,25的主轴30、30的移动距离，故即使为大直径的晶片的情况下，仍可以良好的效率将其 切断。另外，主轴移动机构28 (或导轨29)从强度上可呈门型结构，在本实施例中，支承主 轴移动机构28的门型的支柱按照可与切割装置21的方形框架22的支柱共用的方式构成。由此，即使在没有特别设置刚性高的主轴移动机构28用的门型的支柱的情况下， 仍可在切割装置21的内部，以良好的效率设置主轴移动机构28和导轨29，可构成高刚性并 且高精度的切割装置21。此外，在切割装置21的右前侧部分，设置工件更换部33，该工件更换部33接近设置于方形框架22的右前侧斜边缘部的开口部23而设置。在该工件更换部33中，可容易更 换载置于工件台24上的晶片W。图中的标号34为油盘，其接纳从工件切断加工部32流出的切削水、清洁水的废 液，油盘34按照包围工件台运送机构26的方式形成。还有，在方形框架22中的左后侧角部，设置具有排水口 35的排水机构36 ；具有排 气口 37的排气机构38。上述排水口 35设置于在通过高速旋转的刀片25、25而切断晶片W 时，沿该工件W的旋转方向切削水、清洁水飞散的方向的基本延伸线上。另外，上述排气口 37形成于与排水口 35相对应的正上部。另外，在切割装置21的规定位置设置操作显示部、 摄像机构、监视显示器、显示灯和控制器(图中未示出)等。下面对采用上述切割装置21的切割加工方法进行说明。首先，在主轴30、30上安 装刀片25、25，并且在工件台24上载置固定晶片W。接着，通过工件台运送机构26将工件 台24沿方形框架22的第1对角线方向，运送到方形框架22的基本中间部侧，按照规定的 移动速度将晶片W送入工件切断加工部32。然后，朝向工件切断加工部32的中心，使主轴30、30移动，在使安装于该主轴30、 30上的刀片25、25高速旋转的同时，进行晶片W的切断加工。在加工中，从设置于主轴30、 30的前端的切削水用喷嘴和清洁用喷嘴(图中未示出)，分别将切削水和清洁水供给到晶 片W的加工点。接着，已供给的切削水(包括清洁水。在下面相同)通过油盘34而接收，然后，流 到油盘34的下游侧，借助排水口 36而通过排水管排到外部。另外，在加工时，与切削水一 起，灰尘沿刀片25、25的旋转方向飞散，已飞散的灰尘一边上升，一边从工件切断加工部32 朝向方形框架22的左后侧角部流动。流到方形框架22的左后侧角部的灰尘借助设置于排 水口 35的上方的排气口 37，通过排气管排到外部。还有，如果沿对晶片W的1个切断线的切割加工结束，则刀片25、25通过索引而运 送到下一加工的邻接的切断线，进行定位，按照与上述相同的加工顺序，实施沿该切断线的 切割加工。之后，如果通过反复进行上述切割加工，沿规定数量的切断线的切割加工完全结 束，则将晶片W与工件台24 —起旋转90度，按照与上述相同的加工顺序，沿与上述切断线 相垂直的方向的切断线，进行切割加工。接着，如果沿该切断线的切割加工完全结束，则晶片W按照多个芯片而切断分割。 然后，载置工件W的工件台24通过工件台移动机构26，运送到工件更换部33，更换为应下 一加工的晶片W。然后，按照上述加工顺序，新实施该晶片W的切割加工。下面对本发明的切割加工的具体实施方式
进行补充说明。上述刀片25象图5所 示的那样，按照沿安装刀片25的刀片凸缘50的方式安装。接着，在刀片凸缘50的端面上， 嵌入刀片25，从其上紧固螺母51，将刀片25固定。由于刀片凸缘50的直线度充分，故几乎 没有直线度走样的情况，但是，在刀片25和刀片凸缘50之间啮入异物，或螺母51的紧固不 充分的场合，具有直线度无法确保的情况。紧固上述刀片25的螺母51采用专用的扭力扳手，按照约40Kgf cm程度的转矩 而紧固。在安装刀片25之后，象图6所示的那样，使电子测微计52的传感器53接触刀片 25外周的侧面，在慢慢地使刀片25旋转的同时，测定刀片25的振幅。另外，将电子测微计52固定于上述工件台24上，使刀片25相对地慢慢地前后滑动，确认刀片25的直线度。在此场合，稍稍使刀片25旋转，与上述方式相同，相对地慢慢地使刀片25滑动。该 刀片25相对刀片凸缘50而倾斜地安装，在刀片25没有呈现直线度的场合，与刀片凸缘50 的端面的直线度相比较，相对地产生错位。通过确认该错位，可确认刀片25的直线度。在这样的测定中，要求正确地设定电子测微计52。为了正确地设定用于确认直线 度的电子测微计52，必须将电子测微计52的传感器53接触于刀片25的外周附近的规定的 场所，从刀片25的基本正面和刀片25的侧面，即，刀片25看上去呈线状的方向的两方，进 行观看而确认。按照本发明的上述方案，即使在刀片25和主轴30的端面为面对型的情况 下，仍可同样地对两者进行确认，由此，可适合地实施这样的维护。通常，在该直线度的调整 中，其振幅的范围抑制在1 3 ym以下的范围内而进行调整。另外，在刀片25的同轴度的确认中，象图7所示的那样，将电子测微计52的传感 器53接触于刀片25的最外周部而进行测定。刀片25的单体的圆度依赖于刀片25本身的 检查。另一方面，对于同轴度，在刀片25的中心和主轴30的中心不一致的场合是不好的， 其在刀片25的更换的维护时产生。由此，最好在更换刀片25，安装新的刀片时，还可尽可能 地进行该同轴度的调整。在没有确保该同轴度的场合，在将被加工物切断时，刀片25间歇地与被加工物接 触，刀片25的外周在一侧减少。另外，在极端的场合，还具有诱发振动，无法以良好的精度 进行切断的情况。在这样的同轴度的测定中，使电子测微计52的传感器53与主轴30和刀 片25的外周接触，在慢慢地使主轴30和刀片25旋转的同时，观看该振幅。对应于一次旋 转，振动者周期性呈现，但是，该振幅的一半相当于同轴度。最好，该同轴度也在1 3i!m 以下程度的范围内。同样针对这样的同轴度，从切断方向观看刀片25，在刀片25看上去呈线状的部 位，确认刀片25和电子测微计52的传感器53的位置，在该状态，使电子测微计52的传感 器53与刀片25的最外周部的前端接触。如果该位置错动，尽管同轴度良好，还具有产生振 幅差的结果的情况，由此，必须充分地注意，从适合的方向进行调整。在本发明的方案中，由 于可从适合的方向进行该调整，故可正确地确认安装刀片25后的精度确认。作为这样的刀片25，比如，最好使用三菱“r 'J r义制MD325-50KM050的旋转刃 等。在刀片25的前端部，通过金属电沉积方式设置金刚石磨粒。另外，最好还可使用通过 陶瓷结合剂(Vitrifiedbond)等烧结的刀片25。如果利用这样的刀片25在切断时产生阻 塞(目潰&)，同时金刚石脱落，新的磨粒从中出现的磨粒的自生作用，则可较长地使用刀 片25。作为所切削的被加工物，通常，硅片、半导体器件用的硅片等较多，但是，并不限于 此。可适用于氧化铝等的陶瓷、石英玻璃，另外可适用于蓝宝石衬底上的GaN，AlTiC衬底等 的各种被加工物的切断加工。此外，同样对于被加工物的形状，晶片为圆盘状，但是，同样对 于方形衬底等，可通过改变工件台24的形式的方式应对。作为被加工物的切断条件，可采用比如，下述的条件。主轴转数lOOOOrpm 30000rpm工件(被加工物)的运送速度50 100mm/sec润滑用纯水1 2L/min，冷却用纯水0. 5L/min 2L/min
在润滑用纯水特别是一边在切削时伴随刀片25的切入而移动，一边通过刀片25 的旋转卷入的同时，一边使纯水运动，一边将其供给到切削点。另外，按照从刀片25的侧 面，刀片25本身不保持热量的方式供给冷却用的水。其也可为0. 5 2L/min的供给量。
另外，根据工件(被加工物)的材质、厚度等，对这样的条件进行最佳处理，上述到 底是一个例子。工件(被加工物)的切断方向为一个方向，刀片25旋转，沿未切断部分通 过刀片25的旋转，自然地卷入的方向，运送工件。在一次的工件的这一侧，使刀片25下降， 切断工件，使工件越过，此时，使主轴30按照1个间距错开，移动到下一切断位置。另外，与 此同时，将刀片25暂时上抬，在工件上移动，再次在工件的前方，使刀片25下降，呈一条直 线而将工件切断。反复进行该动作，每次切断时，依次移动工件，按照相同间隔，呈一条直线 而切断。如果一个方向的切断完成，则使工件台24旋转90度，再次相对工件，使主轴移动， 在一条直线上依次切断。如果全部结束该动作，则将1个工件划分为多个较小的方片(称 为芯片或与裸片)，切断加工完成。这样的切断加工也可进行到可通过单主轴，即具有1个 刀片的主轴而完全切断的程度，但是，作为再一方式，也可为双主轴。在双主轴的场合，多采 用面对型的主轴。在面对型主轴的场合，使一个主轴的刀片进行初始切断，另一刀片进行最 终切断，刀片本身也可对应于工件的状态而划分。首先，在初始切断中，不将被加工物完全切断，在表面附近开设切缝。接着，如果按 照1个间距运送主轴，则最终切断用的刀片与上述线相对应，在运送工件的同时，最终切断 用的刀片在同一线上行驶，完全将工件切断。这样的工件(被加工物)的切断方法比如，可 最好用于在工件的表面和内部组成变化的场合等。比如，在表面为氧化膜，内部为硅等的场合，初始切断可选择切断较硬的工件的刀 片，最终切断可采用能切断较柔软的材料的刀片。通过划分这样的切断方法，通过量也提 高，并且可实现对应于材料的特性的效率良好的切断加工。另外，在面对的2个刀片的间隔 可对应于所切断的裸片(芯片)的间隔为好。在芯片尺寸小的场合，也可按照2个裸片(芯 片)的间隔而设定面对的刀片的间隔。如果对规定数量的晶片W进行切割加工，则在设置于油盘34的最下游侧底部的排 水口 35的附近，堆积磨削屑(包括磨削粉)，由此，定期地停止切割装置21的操作，进行油 盘34的清扫。如果如上所述，采用本发明，工件台运送机构26设置于方形框架22的第1对角线 上，并且主轴移动机构28设置于方形框架22的第2对角线上，在方形框架22的基本中间 部，设置工件切断加工部32。于是，即使在要求最高刚性和精度的工件切断加工部32，即，最大重量部分的重量 大的情况下，其重心位置与切割装置21的中间位置基本一致，由此，切割装置21的整体的 平衡稳定。这样，在工件切断加工时，极力地抑制切割装置21的重心的非平衡造成的振动 的发生，由此，稳定地维持在切割装置21中设定的加工精度。另外，由于在方形框架22的右前侧角部，设置工件更换部33，故在更换刀片25、25 时，操作人员可从切割装置21的右前侧角部，对2个刀片25、25中的任意者简单地进行更 换。此外，更换后的刀片25、25的安装状态等的确认、调整，比如刀片25、25的同轴度调整、 确认和刀片25、25相对晶片W的直线度的确认、调整作业均可从切割装置21的右前侧角部简单地实施。在此场合，刀片25、25相对晶片W的直线度可从晶片W的切断方向的正面侧 正确而容易辨认。
此外，刀片25、25相对主轴30、30的安装的同轴度可从与晶片W的切断方向相垂 直的方向辨认。另外，刀片25、25的同轴度调整和刀片25、25相对晶片W的直线度的确认 与调整两者均可沿相对切割装置21的前右侧角部，倾斜45度的方向观看。其结果是，在进 行刀片25、25的同轴度和直线度的确认、调整作业时，操作人员M可在切割装置21的前右 侧角部实施，这样，不必象过去那样，绕回到切割装置21的侧面或背面侧。还有，同样对于主轴30、30的定期的端面调整，与上述相同，可仅仅在切割装置21 的前面侧而实施，在不象过去例那样，绕回到切割装置21的侧面或背面侧的情况下，简单 地进行作业。还有，用于供给润滑用的水的喷嘴的位置调整，以及用于供给冷却用的水的喷嘴 的位置调整，与上述的顺序相同，在切割装置21的前右侧角部，简单地进行作业。在本实施例中，方形框架22的右前侧角部沿45度的右斜方向形成缺口，在缺口的 斜边缘部，设置进行工件更换和维护用的开口部23。于是，由于对于操作人员，从该开口部 23到刀片25、25、主轴30、30和上述喷嘴的接近距离变短，故即使在方形框架22的外形尺 寸大的情况下，仍可容易而快速地进行刀片25、25的更换作业、刀片25、25的同轴度或直线 度的确认、调整作业，主轴30、30的端面调整作业和喷嘴的位置调整作业，这些作业性与已 有例相比较，大幅度地提高。本发明的切割装置21象图2 图4所示的那样，按照2个一组而相互对合的方式 设置偶数组，这样，可构成切割装置组件40。在此场合，在各组的切割装置21、21的方形框 架的前部一侧形成缺口的斜边缘部(开口部23、23)之间按照相互邻对的方式设置。按照该切割装置组件40，2个或4个切割装置21对接地并列设置，由此，即使在晶 片W的个数为多个的情况下，仍可提高切割加工的生产性。在本发明中，象图3所示的那样，在2个切割装置21、21之间，可共同地设置装料 器41。如果象这样构成，2个切割装置21、21可共同装料器41，可减低设备成本。另外，象 图4所示的那样，在切割装置21、21之间的邻接部外侧，可共用具有排气管和排水管的管区 域42。如果象这样构成，伴随管区域42的共用，可实现切割设备的空间的节省和管成本的 降低。此外，邻接的4个切割装置21、21、21、21之间按照相互对准的方式设置，由此，可 实现设置空间的进一步的有效的灵活运用，这样，每1个切割装置21的专有面积减小，可实 现设备的大幅度的空间的节省。即使在将偶数个切割装置21、21并列设置于1个部位的情况下，对于操作人员M, 邻接的缺口部位的空间增加，这样，作业性提高，从左右两侧的开口部23、23，2个切割装置 21,21的两个刀片25、25，主轴30、30和相对上述喷嘴的接近距离缩短。于是，在进行刀片 25、25的更换，刀片25、25的同轴度或直线度的确认、调整，主轴30、30的端面调整和喷嘴的 位置调整时，可更简单地进行该确认、调整作业，端面调整作业和位置调整作业，可大幅度 地提高维护检查作业性。此外，对于维护提高性，在图8(a)、图8(b)所示那样的方法中，还可进行使刀片 25、25旋转的主轴等的更换。既可主轴的更换定期地进行，也可在更换前进行旋转精度检查等的各种作业。作为主轴更换位置，以工件更换部33的位置为边界，分别位于主轴移动机构28的 两端方向。通常在切割装置中，主轴为面对的类型，具有2个主轴。从工件更换部33的位 置看位于左侧的主轴为主轴A，而右侧的主轴为主轴B。为了更换主轴A，象图8(a)所示的那样，将主轴A、B移动而靠近工件更换部33的 位置的左侧。靠近该左侧的位置为主轴维护位置1 (SP -MTl)。主轴A的维护可仅仅通过打 开工件更换部33的位置的左侧的板而马上触及，主轴A内部的维护，主轴的更换等的作业 可象方向(3)所示的那样，可容易从装置外部而进行。另外，在主轴维护位置1(SP*MT1)中，可进行主轴B的刀片25的调整。特别是， 如果从主轴维护位置1(SP*MT1)的方向(1)所示的左侧观看主轴B，则可从基本正面观看 主轴B的刀片25。由此，可在主轴B的刀片25的圆度测定、刀片25相对主轴B的同轴度测 定和主轴B的端面研磨与测定等的通过目视而确认的同时，进行刀片安装调整和测定。此外，如果从主轴维护位置1 (SP MT1)的方向(2)所示的右侧观看主轴B，则可 从正横向观看主轴B的刀片25。由此，在主轴B的刀片25相对工件的垂直度的测定、调整 中，可在通过目视而确认的同时，进行刀片25的安装调整和垂直度、振动的测定。接着，在更换右侧的主轴B的场合，象图8(b)所示的那样，将主轴B、A移动而靠近 从工件更换部33的位置看的右侧。靠近该右侧的位置为主轴维护位置2(SP*MT2)。主轴 B的维护可仅仅通过打开工件更换部33的位置的右侧的板，马上触及，主轴B内部的维护、 主轴的更换等作业可象方向(6)所示的那样，容易从装置外部而进行。另外，在主轴维护位置2 (SP MT2)中，与前面相同，可进行主轴A的刀片25的调 整。特别是如果从主轴维护位置2(SP*MT2)的方向(4)所示的右侧观看主轴A，则可从基 本正面观看主轴A的刀片25。由此，可在主轴A的刀片25的圆度测定、刀片25相对主轴 A的同轴度测定和主轴A的端面研磨与测定等的，通过目视而确认的同时，进行刀片安装调 整和测定。还有，如果在主轴维护位置2 (SP -MT2)的方向(5)所示的左侧观看主轴A，则可正 横向看到主轴A的刀片25。由此，在主轴A的刀片25相对工件的垂直度的测定、调整中，可 在目视而确认的同时，进行刀片25的安装调整和垂直度、振动的测定。在已有装置的场合，同样在主轴更换中，由于从装置外侧到主轴位置的距离长，故 具有更换花费工夫，或一侧的主轴容易触及，另一方面，另一侧的主轴难以触及等的问题。 另外，如果相对面对的主轴和安装于该主轴上的刀片，通过刀片调整而从刀片的正面侧观 看，以及如果从刀片的侧面侧观看，则必须要求两者的动作，在已有装置中，必须要求至少 从3个方向进入装置内部，进行调整和测定。在本装置结构中，在面对的主轴A、B中，相对刀片25的调整、主轴A、B的调整，可 在上述仅仅2个主轴维护1、2的位置简单地进行调整。另外，由于在1个维护位置，可从2 个方向确认刀片，故可以良好的效率进行刀片安装和调整，该调整后的确认测定。另外，与刀片调整、主轴维护一起，将冷却水吹到刀片的喷嘴位置也可根据喷嘴朝 向、相对刀片的位置关系等，在面对的刀片中的相应的刀片中，从双向而确认。通过形成这 样的方案，可在从装置的外侧，非常接近的位置，进行主轴维护的作业，同时，可与过去相比 较，非常简便地进行精度调整作业。
在以上的方案中，在方形框架22的基本对角线上，具有主轴移动机构28，与其相垂直地具有工件台运送机构26，在工件台运送机构26的主轴移动机构28的靠近自己侧，具 有工件更换部33位置，在里侧，具有排水口、灰尘排气部。但是，针对这样的方案而换言之，严格地说，也可不为方形框架。即，从工件更换部 33位置到主轴移动机构28的部分也可为慢慢将装置框架宽度扩大的结构。其原因在于 如前面所述，主轴、刀片的维护、工件切断加工用的冷却水的喷嘴调整容易从各种角度而进 行。为了按照某种程度确保主轴移动机构28部分的进深，接着，提高切削水·切削屑的排 水排气效率，也可形成慢慢地使装置的框架宽度变窄的结构。通过象这样形成，因框架宽度变窄，从主轴移动机构28和工件台运送机构26交叉 的加工分飞散的切削水、切削水灰尘的流速增加，该灰尘可以良好的效率排除。其结果是，换言之，形成下述的方案。即，从工件更换部33位置到主轴移动机构 28，装置的框架宽度慢慢地增加，在主轴移动机构28的位置，最大宽度增加。从该主轴移动 机构28到位于与工件更换部33位置相反的一侧的排水排气机构36、38，按照装置的框架 宽度慢慢地变窄的方式构成。象图9所示的那样，装置的工件更换部33位置侧为清洁区域 CL-Z0维护区域也邻接。另一方面，夹持主轴移动机构28而相反侧为工件切断加工的工 件的污泥、切削水、切削水灰尘等飞散的脏区域DT · Z0为了进行这样的区域划分，工件更换部33位置和工件切断加工部32位置与排 水·排气机构36、38位置基本必须呈直线状设置，以工件切断加工部32位置为边界，工件 更换部33位置、排水·排气机构36、38位置设置于相反侧。如果象这样形成，严格地说，也可不为方形框架。比如，也可对框架角部分进行倒 角加工，象图10(a)所示的那样，为基本八边形的框架22a，象图10(b)所示的那样，基本七 边形的框架22b的装置。其结果是，上述显示的作用效果没有大变化。在框架22a基本为 八边形的场合，其中的各部分的方案可象下述那样给出。即，主轴移动机构28和工件台运 送机构26分别具有一定的宽度，它们相垂直地设置。在由主轴移动机构28的宽度的部分构成的两端面，形成八边形的2条边。在由工 件台运送机构26的宽度的部分构成的端面形成一条边，按照排水 排气机构36、38部分的 宽度构成的端面，形成一条边。剩余的4条边按照这些边连接的方式构成。八边形中的2 条边也可相当于主轴维护位置SP · MTl和SP · MT2。另外，在形成七边形的框架22b的场合，排水 排气机构36、38部分不是为了将切 削水汇集于中间部而特意形成边，而是作为顶点而构成，可与八边形的框架22a的场合相 同。产业上的利用可能性如果本发明为具有使工件相对刀片移动的工件台运送机构、支承主轴的主轴移动 机构的切割装置，则可完全适用。
权利要求
一种切割装置，其包括装载工件的工件台；切断该工件的刀片；工件台运送机构，该机构使工件台上的工件相对上述刀片而移动；主轴，其以可旋转的方式安装上述刀片；支承该主轴的主轴移动机构，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设置，其特征在于上述主轴移动机构和上述工件台运送机构设置于从平面看呈方形的切割装置的方形框架的对角线上，并且在上述切割装置的基本中间部设置工件切断加工部，而且在上述切割装置的前部设置工件更换部。
2.一种切割装置，其包括装载工件的工件台；切断该工件的刀片；工件台运送机构， 该机构使工件台上的工件相对上述刀片而移动；2个主轴，其以可旋转的方式安装上述刀 片；支承该主轴的主轴移动机构，上述2个主轴相互面对地设置于同一轴线上，上述主轴移 动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设置，其特征在于上述主轴移动机构和上述工件台运送机构设置于从平面看呈方形的切割装置的方形 框架的对角线上，并且在上述切割装置的基本中间部，设置工件切断加工部，而且在上述切 割装置的前部，设置工件更换部。
3.根据权利要求1或2所述的切割装置，其特征在于在从上述平面看呈方形状的切割 装置的方形框架中，其前部一侧倾斜地形成缺口，并且在该切割装置的前部一侧，设置进行 工件更换和维护用的开口部。
4.一种切割装置组件，其在2个一组而相互对接的状态设置偶数组的权利要求3所述 的切割装置，其特征在于设置于各组的切割装置的方形框架的前部一侧的缺口部位之间按 照相互邻接的方式设置。
5.一种切割方法，其为采用权利要求1 4所述的切割装置或切割装置组件的切割方 法，其特征在于沿方形框架中的一个对角线方向运送工件，使其停止于设置在方形框架的 基本中间部的工件切断加工部，然后，将安装于上述主轴上的上述刀片移动到工件切断位 置，通过该刀片的旋转，切断工件。
全文摘要
本发明涉及切割装置、切割装置组件和切割方法，可容易实施刀片的更换、直线度、同轴度确认和端面调整与喷嘴调整等，并且提高维护的作业性，使切割装置的重心稳定，而且缩小设置空间。所述的切割装置包括装载工件的工件台；切断该工件的刀片；工件台运送机构，该机构使工件台上的工件相对上述刀片而移动；主轴，其以可旋转的方式安装上述刀片；支承该主轴的主轴移动机构，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构相互垂直地设置，上述主轴移动机构和上述工件台运送机构设置于呈方形的切割装置的方形框架的对角线上，并且在上述切割装置的基本中间部，设置工件切断加工部，并且在上述切割装置的前部设置工件更换部。
文档编号B28D5/02GK101870142SQ20101015330
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月21日 优先权日2009年4月24日
发明者东正幸, 新井裕介, 藤田隆 申请人:株式会社东京精密