本发明涉及刀具罩。
背景技术：
对于在正面上形成有ic等器件的半导体晶片或树脂密封有多个器件芯片的封装基板等被加工物，例如利用具有进行旋转的圆环状的切削刀具的切削装置(划片装置)进行切削并分割成多个芯片。该切削装置的对切削刀具进行覆盖的刀具罩具有提供切削水的喷嘴，该切削水用于对被加工物或切削刀具进行冷却和清洗。
但是，在对封装基板进行分割时，例如，高效的做法是：利用卡盘工作台仅对相当于分割后的芯片的区域进行吸引保持，在切削的同时将不需要的边角料等去除。因此，公知如下的刀具罩：为了能够防止芯片与因切削而产生并飞散的边角料等接触，具有提供切削水的喷嘴(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2015-145046号公报
由于专利文献1所记载的技术是从切削水喷出口和辅助切削水喷出口向切削刀具的外周端面喷射切削水，所以需要大量的切削水。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种刀具罩，能够通过少量的切削水将边角料等去除。
为了解决上述的课题并达到目的，本发明的刀具罩配设在将主轴支承为旋转自如的主轴外壳的前端，并对借助凸缘而安装在该主轴上的切削刀具进行覆盖，其中，该刀具罩具有喷嘴块，该喷嘴块配设在与提供给该切削刀具的切削水因该切削刀具的旋转而飞散的一侧相反的一侧，并与该切削刀具的两个侧面相对地喷射切削水，该喷嘴块具有：内壁，其沿着安装该切削刀具的该凸缘和该切削刀具的两个侧面的形状而具有间隙地形成；多个切削水喷射口，它们形成在该内壁上并朝向该凸缘的两个侧面喷射切削水；圆环状的槽，其在该切削刀具的径向外侧与该内壁连通而沿着该切削刀具的外周形状形成；以及高压空气喷射口，其与该槽连通而朝向形成于该切削刀具的旋转方向下游侧的端部的该切削刀具的两个侧面喷射空气，当从该切削水喷射口提供切削水时，随着该切削刀具的旋转而在与该内壁之间的该间隙和该槽中充满切削水，并通过由该主轴的旋转而产生的离心力从该槽高速地喷射切削水，并且与从该高压空气喷射口喷射的高压空气混合而喷射出两种流体。
根据本申请发明的刀具罩，能够通过少量的切削水将边角料等去除。
附图说明
图1是示出具有实施方式的刀具罩的切削装置的立体图。
图2是示出实施方式的刀具罩的立体图。
图3是示出实施方式的刀具罩的主视图。
图4是示出实施方式的刀具罩的侧视图。
图5是示出实施方式的刀具罩的立体图。
图6是示出实施方式的刀具罩的内壁的主视图。
图7是示出实施方式的刀具罩的内壁的部分放大主视图。
图8是示出实施方式的刀具罩的部分放大剖视图。
图9是示出实施方式的刀具罩的高压空气喷射口的其他例的部分放大图。
标号说明
1：切削装置；10：保持部；20：切削单元；21：主轴；22：切削刀具；221：凸缘；222：切削刃；222a：刃尖；23：凸缘；60：刀具罩；61：支承部；62：喷嘴块；63：主体部；632：内壁；64：切削水喷射口；65：槽；66：高压空气喷射口；67：切削水提供口；68：高压空气提供口；f1：切削水；f2：高压空气；f3：混合流体；r：旋转方向；w：被加工物。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行详细地说明。本发明并不仅限于以下的实施方式所记载的内容。并且，在以下所记载的构成要素中包含有本技术领域人员所容易想到的、实际上相同的构成要素。进而，能够对以下所记载的结构进行适当组合。并且，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构的各种省略、置换或变更。
图1是示出具有实施方式的刀具罩的切削装置的立体图。图2是示出实施方式的刀具罩的立体图。图3是示出实施方式的刀具罩的主视图。图4是示出实施方式的刀具罩的侧视图。图5是示出实施方式的刀具罩的立体图。图6是示出实施方式的刀具罩的内壁的主视图。图7是示出实施方式的刀具罩的内壁的部分放大主视图。图8是示出实施方式的刀具罩的部分放大剖视图。图9是示出实施方式的刀具罩的高压空气喷射口的其他例的部分放大图。
被加工物w是通过切削装置1来进行加工的板状的加工对象。在本实施方式中，被加工物w为矩形的封装基板。被加工物w具有由多条分割预定线l划分出的多个器件d。
使用图1对具有本实施方式的刀具罩的切削装置1进行说明。通过使具有切削刀具22的切削单元20与保持着被加工物w的保持部10相对移动，切削装置1对被加工物w进行切削。切削装置1具有：保持部10，其利用正面11a对被加工物w进行吸引保持；切削单元20；x轴移动单元30，其使保持部10在x轴方向上移动；y轴移动单元40，其使切削单元20在与x轴方向垂直的y轴方向上移动；z轴移动单元50，其使切削单元20在与x轴方向和y轴方向垂直的z轴方向上移动；输入单元100；以及控制单元90。另外，在切削装置1的装置主体2上设置有门型的柱部3。
如图1所示，保持部10构成为包含有具有正面11a的保持工作台11和旋转工作台19。关于保持工作台11，将被加工物w载置在正面11a上，并通过设置在正面11a上的未图示的吸引孔来进行吸引，由此，通过负压对被加工物w进行吸引保持。吸引孔以与被加工物w的器件d一一对应的方式设置。在保持工作台11的正面11a上形成有与各分割预定线l对应的、切削单元20的切削刀具22用的未图示的退刀槽。在将被加工物w分割成各器件d时，切削刀具22插入到退刀槽中。旋转工作台19能够使保持工作台11绕与正面11a垂直且与z轴方向平行的未图示的轴线旋转。并且，保持部10通过x轴移动单元30以在x轴方向上自由移动的方式设置。利用控制单元90对保持部10的动作进行控制。
切削单元20利用切削刀具22对保持在保持部10上的被加工物w进行切削。切削单元20借助y轴移动单元40和z轴移动单元50等设置在柱部3上。切削单元20通过y轴移动单元40以在y轴方向上自由移动的方式设置，而且通过z轴移动单元50以在z轴方向上自由移动的方式设置。利用控制单元90对切削单元20的动作进行控制。
切削单元20具有中心轴线与y轴方向(相当于分度方向)一致的主轴21和安装在主轴21的前端的切削刀具22。主轴21被未图示的主轴外壳支承为能够旋转，并与收纳在主轴外壳中的未图示的刀具驱动源连结。刀具驱动源通过从未图示的电源提供的电力来使主轴21绕着中心轴线旋转。
图2所示的切削刀具22是具有大致环形的极薄的切削磨具，并以自由装拆的方式安装在主轴21上。切削刀具22通过由刀具驱动源产生的旋转力而旋转驱动。在本实施方式中，切削刀具22的旋转方向是图2所示的旋转方向r。在本实施方式中，切削刀具22中在圆盘状的凸缘221的外周部分固定有对被加工物w进行切削的环状的切削刃222。切削刀具22例如以电铸/电镀结合为结合剂而固定有金刚石等磨粒。切削刀具22也可以使用仅由切削刃构成的垫圈刀具。
回到图1，x轴移动单元30使保持部10相对于主轴21在与主轴21的中心轴线方向垂直且与保持部10的正面11a平行的方向上相对地移动。
输入单元100与控制单元90连接且配置在显示出加工动作的状态的显示单元101上。显示单元101例如由液晶显示器、有机el显示器等显示面板等构成。显示单元101根据从控制单元90输入的信号而显示出文字、图形、图像等信息。输入单元100供操作人员进行按键操作，并由设置在显示单元101的显示面整个面上的触摸面板等构成。输入单元100将与所接收的操作对应的信号输入到控制单元90中。
控制单元90分别对构成切削装置1的上述的构成要素进行控制。控制单元90使针对被加工物w的加工动作即切削动作在切削装置1中进行。另外，控制单元90例如以由cpu等构成的运算处理装置和具有rom、ram等的未图示的微处理器为主体构成。控制单元90与显示单元101和输入单元100等连接，该输入单元100在操作人员登记加工内容信息等时使用。
图2到图4所示的刀具罩60向切削刀具22提供切削水f1。刀具罩60配置在将切削单元20的主轴21支承为旋转自如的主轴外壳的前端，并对借助凸缘23安装在主轴21上的切削刀具22进行覆盖。刀具罩60固定在切削单元20的主轴外壳的前端部，并对切削刀具22的外周进行覆盖。刀具罩60具有固定在主轴外壳的前端部的支承部61和固定在支承部61的喷嘴块62。
支承部61固定在切削单元20的主轴外壳的前端部。支承部61具有沿着切削单元20的主轴外壳的前端部的板状的基座部611和对切削刀具22的外周的一部分进行覆盖的罩部612。在使贯通孔613与形成于切削单元20的主轴外壳的前端部并在内周形成有内螺纹的未图示的贯通孔重合的状态下贯穿插入外螺纹件614而将基座部611固定在切削单元20的主轴外壳上。罩部612从基座部611朝向y轴方向突出。罩部612配设在因切削刀具22的旋转而产生的切削水飞散的方向上。罩部612被配置成对切削刀具22的外周中的没有被喷嘴块62覆盖的部分进行覆盖。
喷嘴块62与切削单元20的切削刀具22的两个侧面相对地喷射切削水f1。喷嘴块62对切削刀具22的外周的一部分进行覆盖并向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a喷射切削水f1和高压空气f2。喷嘴块62借助支承部61而固定在主轴外壳上。喷嘴块62被配置在与切削水因切削刀具22向旋转方向r的旋转而主要飞散的一侧相反的一侧。更详细地说，喷嘴块62被配置在与切削水因切削刀具22向旋转方向r的旋转而从与被加工物w的接触部分主要飞散的一侧(图3中的左侧)相反的一侧(图3中的右侧)。如在图4中图示的那样，喷嘴块62具有：主体部63，其具有内壁632，该内壁632沿着安装有切削刀具22的凸缘23和切削刀具22的两个侧面的形状而具有间隙地形成；多个切削水喷射口64，它们形成在内壁632上并朝向切削刀具22的凸缘221的两个侧面喷射切削水f1；圆环状的槽65，其在切削刀具22的径向外侧与内壁632连通而沿着切削刀具22的外周形状形成；高压空气喷射口66，其与槽65连通而朝向形成在切削刀具22的旋转方向下游侧的端部的切削刀具22的两个侧面喷射高压空气f2；切削水提供口67，其提供从切削水喷射口64喷射的切削水f1；以及高压空气提供口68，其提供从高压空气喷射口66喷射的高压空气f2。
主体部63对切削刀具22的外周的一部分进行覆盖。主体部63具有一对壁部631，该一对壁部631夹着安装有切削刀具22的凸缘23和切削刀具22的两个侧面而定位。一对壁部631被相对配置成沿着安装有切削刀具22的凸缘23和切削刀具22的两个侧面的形状而具有间隙。一对壁部631按照以下方式进行组装：在使形成于壁部631的贯通孔633彼此重合的状态下贯穿插入外螺纹件69并使其紧固。内壁632是一对壁部631的内侧的壁部。在被加工物w的切削中，在一对壁部631与安装有切削刀具22的凸缘23和切削刀具22的两个侧面的间隙中充满切削水f1。更详细地说，随着切削刀具22向旋转方向r的旋转，在内壁632与安装有切削刀具22的凸缘23和切削刀具22的两个侧面的间隙中充满切削水f1。
图5到图7所示的切削水喷射口64是通过朝向切削刀具22的凸缘221提供切削水f1而朝向被加工物w提供切削水f1的切削水提供部。在内壁632上形成有多个切削水喷射口64。在本实施方式中，在内壁632上，距从主轴21的中心轴线等距离地、在周向上等间隔地配置有3个切削水喷射口64。切削水喷射口64朝向切削刀具22的凸缘221开口。切削水喷射口64被配置在与切削刀具22的凸缘221的上侧相对的位置。切削水喷射口64夹着切削刀具22的凸缘221配设在y轴方向的两侧。由此，切削水喷射口64对切削刀具22的两侧提供切削水f1。切削水喷射口64形成为圆形。在本实施方式中，例如将切削水喷射口64设为直径为1.5～2mm。切削水喷射口64经由形成在壁部631内的第一提供路641而与切削水提供口67连接。切削水喷射口64喷射从切削水提供口67提供的切削水f1。
图7、图8所示的槽65在切削刀具22的径向外侧收集从切削水喷射口64喷射并到达切削刀具22的凸缘221的切削水f1。槽65形成在内壁632的切削刀具22的径向外侧。关于槽65，在相对配置了一对壁部631的状态下，在切削刀具22的径向外侧，在一对壁部631之间形成间隙。槽65沿着切削刀具22的外周形状而形成为圆弧状。更详细地说，槽65形成为具有比切削刀具22的直径大的直径的圆弧状。槽65在切削刀具22的径向外侧具有朝向主轴21的中心轴线方向伸出的伸出部651。换言之，槽65在切削刀具22的径向外侧的端部形成得较深。这样的槽65形成为从各切削水喷射口64喷射而与凸缘23接触的切削水f1能够流入的大小和形状。在被加工物w的切削中，随着切削刀具22向旋转方向r的旋转，在槽65中充满切削水f1。在槽65中充满了的切削水f1通过由主轴21的旋转产生的离心力而从槽65高速地喷射。
图2、图4所示的高压空气喷射口66在被加工物w的切削中朝向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a(参照图2)提供高压空气f2。高压空气喷射口66经由形成在壁部631内的第二提供路661而与高压空气提供口68连接。并且，配置在高压空气喷射口66的上游侧的第二提供路661与槽65的下端连通。由此，高压空气喷射口66喷射出混合流体f3，该混合流体f3是混合了从槽65高速喷射的切削水f1和从高压空气提供口68提供的高压空气f2的、包含有两种流体的混合流体。高压空气喷射口66朝向切削刃222的刃尖222a将混合流体f3平行地吹送到切削刀具22的两个侧面。高压空气喷射口66向切削刃222的刃尖222a吹送混合流体f3，由此，将切削屑从刃尖222a去除。高压空气喷射口66与切削刃222的刃尖222a相对。高压空气喷射口66配置在喷嘴块62的下侧。高压空气喷射口66形成为长方形。高压空气喷射口66的y轴方向的宽度形成为比切削刀具22的厚度大的宽度。在本实施方式中，例如将高压空气喷射口66设为y轴方向的宽度为11mm、z轴方向的宽度为1.2mm。在本实施方式中，高压空气喷射口66形成为高压空气喷射口66的z轴方向的宽度比高压空气喷射口66的y轴方向的宽度小的扁平状。
另外，也可以如图9所示，形成在y轴方向上夹着切削刀具22的一对高压空气喷射口66。由此，能够朝向切削刀具22的两个侧面有效地喷射空气。
第二提供路661呈扁平状地形成在壁部631内并将高压空气喷射口66与高压空气提供口68连通。第二提供路661与槽65的下端连通。由此，在第二提供路661中，成为混合了从槽65流入的切削水f1和从高压空气提供口68提供的高压空气f2而成的混合流体f3。从槽65高速喷射出的切削水f1和从高压空气提供口68提供的高压空气f2混合而成为包含有两种流体的混合流体f3。通过使切削水f1和高压空气f2在扁平状的第二提供路661中混合，由此，混合流体f3比切削水f1和高压空气f2更高速。
切削水提供口67配置在喷嘴块62的上侧。切削水提供口67从未图示的切削水源提供切削水f1。在本实施方式中，使用加压后的例如2.5l/min～5l/min的切削水f1，优选使用3l/min的切削水f1。
高压空气提供口68配置在喷嘴块62的下侧。高压空气提供口68从未图示的空气提供源提供高压空气f2。在本实施方式中，使用加压后的例如0.2mpa(表压)～0.6mpa(表压)的高压空气f2，优选使用0.3mpa(表压)的高压空气f2。
接着，对本实施方式的切削装置1的加工动作进行说明。
首先，操作人员向控制单元90登记加工内容信息并将被加工物w载置在从切削单元20离开的保持部10上，在从操作人员那收到加工动作的开始指示的情况下，切削装置1开始加工动作。在加工动作中，控制单元90对载置在保持部10上的被加工物w进行吸引保持，并使吸引保持着被加工物w的保持部10移动至切削单元20的下方。
控制单元90在执行了对准之后，根据加工内容信息，一边使切削刀具22旋转一边使保持部10与切削刀具22沿着分割预定线l相对地移动而对被加工物w进行切削。在切削中，控制单元90使切削水源成为驱动状态，从切削水喷射口64向切削刀具22提供切削水f1。并且，在切削中，控制单元90使空气提供源成为驱动状态，从高压空气喷射口66向切削刀具22提供高压空气f2。
这样，在切削中，从切削水喷射口64向切削刀具22的凸缘221喷射切削水f1。然后，从切削水喷射口64提供给切削刀具22的凸缘221的切削水f1随着切削刀具22向旋转方向r的旋转而充满切削刀具22与内壁632之间的间隙和槽65。然后，通过由主轴21的旋转产生的离心力而从槽65高速地喷射切削水f1。然后，在第二提供路661中，从槽65高速喷射出的切削水f1与从高压空气提供口68提供的高压空气f2混合而成为包含有两种流体的混合流体f3，并从高压空气喷射口66喷射混合流体f3。然后，从高压空气喷射口66向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a吹送混合流体f3。然后，混合流体f3通过未图示的排出口而排出到切削装置1外。
当控制单元90判定为切削结束时，在通过z轴移动单元50使切削单元20从被加工物w离开之后，通过x轴移动单元30使保持部10从切削单元20的下方离开。当保持部10从切削单元20的下方离开时，控制单元90解除保持部10的吸引保持，操作人员将保持部10上的切削加工完的被加工物w移走并将切削加工前的被加工物w载置在保持部10上。重复这样的工序而使切削装置1对被加工物w进行切削。
如以上那样，根据本实施方式的刀具罩60，从切削水喷射口64向切削刀具22的凸缘221喷射切削水f1。进而，从切削水喷射口64提供给切削刀具22的凸缘221的切削水f1随着切削刀具22向旋转方向r的旋转而充满内壁632之间的间隙和槽65，并通过由主轴21的旋转产生的离心力而从槽65高速地喷射。在第二提供路661中，从槽65高速喷射出的切削水f1和从高压空气提供口68提供的高压空气f2混合而成为混合流体f3。从高压空气喷射口66向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a吹送混合流体f3。因此，比切削水f1和高压空气f2更高速的混合流体f3被吹送到切削刀具22的切削刃222的刃尖222a。也就是说，对于混合流体f3，即使通过少量的切削水f1也能够将切削时产生的边角料等去除。这样，刀具罩60不用增加切削水量便能通过少量的切削水f1将边角料等去除。
由于在刀具罩60上沿着切削刀具22的外周形状形成有槽65，所以从切削水喷射口64喷射而与凸缘23接触的切削水f1流入到槽65中。由此，能够将流入到槽65中的切削水f1与从高压空气提供口68提供的高压空气f2一起作为将边角料等吹飞的混合流体f3而进行再利用。这样，刀具罩60能够对切削水f1进行再利用，由此，能够得到省水效果。
而且，由于高压空气喷射口66形成为高压空气喷射口66的z轴方向的宽度比高压空气喷射口66的y轴方向的宽度小的扁平状，所以刀具罩60能够以更大的面积对产生切削屑的、切削刀具22与被加工物w的接触部分(切削部分)吹送混合流体f3。由此，刀具罩60能够通过少量的切削水f1将边角料等去除。
由于刀具罩60将混合流体f3从高压空气喷射口66吹送到切削刀具22的切削刃222的刃尖222a附近，所以能够通过少量的切削水f1对切削刀具22和被加工物w进行清洗。
刀具罩60使切削刀具22成为被切削水f1覆盖的状态，该切削水f1充满切削刀具22与内壁632的间隙和槽65并在槽65内高速流动，由此，能够得到较高的清洗力。由此，刀具罩60能够通过少量的切削水f1对切削刀具22进行清洗。
刀具罩60使切削刀具22成为被切削水f1覆盖的状态，该切削水f1充满切削刀具22与内壁632的间隙和槽65，由此，能够对切削刀具22进行冷却。这样，由于切削刀具22的外周的一部分成为被切削水f1覆盖的状态，所以与例如从喷嘴等向切削刀具22喷射冷却水的情况相比，能够得到更好的冷却效果。
这样，刀具罩60将从1个系统的切削水源提供的切削水f1使用于切削刀具22的冷却、边角料等的去除、以及切削刀具22与被加工物w的清洗中。这样，作为刀具罩60，与例如对切削刀具22的冷却、边角料等的去除、以及切削刀具22与被加工物w的清洗中分别提供切削水f1的结构相比，能够抑制切削水f1的使用量。
进而，由于能够如上述那样通过混合流体f3将边角料等去除，所以刀具罩60能够抑制因与边角料等的接触而产生的、刀具罩60自身的损伤、变形、位置偏移等缺陷的产生。这样，刀具罩60能够对随着飞散的边角料等接触而产生的缺陷进行抑制。
另外，本发明并不仅限于上述实施方式。即，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。例如，在上述实施方式中，虽然刀具罩60适用于对矩形的封装基板等进行切削的切削装置1，但刀具罩60也可以适用于对一般的半导体晶片等进行切削的切削装置。