切削装置的制作方法

本发明涉及切削装置。

背景技术：

已知有利用切削刀具对半导体晶片或树脂封装基板、陶瓷或玻璃基板等各种板状的被加工物进行切削的切削装置(所谓的划片机)。在这种切削装置中，为了切削后的被加工物不散乱，通常在利用划片带将被加工物固定于环状框架的框架单元的状态下对被加工物进行切削。切削装置具有设置于工作台基座上的多孔卡盘工作台，利用该多孔卡盘工作台对被加工物整体进行均匀地吸引保持。

另一方面，上述的划片带是一次性的，因此成为成本增加的主要原因，在对作为被加工物的芯片单价较低的树脂封装基板等进行切削的情况下，有时使用将不使用划片带的治具卡盘工作台设置于工作台基座上的切削装置。治具卡盘工作台对芯片逐个地进行吸引保持，因此为了使各个芯片不飞散，需要强力的真空力，不使用以往所用的喷射器，而使用吸引泵这样的强力的吸引源。另外，通常多孔卡盘工作台和治具卡盘工作台这两种卡盘工作台分别在专用机中进行使用，但希望利用任意的卡盘工作台来实施加工。因此，以往提出了一种切削装置，其能够根据被加工物的种类而更换多孔卡盘工作台和治具卡盘工作台(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特许第4851282号公报

但是，在上述的切削装置中，进行如下的设置的作业：使切削刀具的刃尖与卡盘工作台的上表面接触而设定切削刀具的原点位置。在进行该设置的情况下，使用吸引源对卡盘工作台作用负压，根据该负压的强弱而进行对卡盘工作台上是否载置有被加工物进行判定的作业。即，当卡盘工作台上未载置被加工物时，通常即使作用负压，由于泄漏也会使将吸引源与卡盘工作台连接的配管内的负压较低(较弱)，在该负压较弱而未达到规定的基准值的情况下，能够判定为未载置被加工物。

但是，在上述那样的能够更换两个卡盘工作台的切削装置中，与治具卡盘工作台相比，多孔卡盘工作台在吸引时的流通阻力较大。因此，存在如下的课题：在使用吸引泵那样的强力的吸引源对多孔卡盘工作台作用负压的情况下，配管内的负压会变强而超过基准值，从而无法准确地判定卡盘工作台上是否载置有被加工物。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供切削装置，即使在能够更换多孔卡盘工作台和治具卡盘工作台的结构中，也能够准确地判定多孔卡盘工作台上是否载置有被加工物。

为了解决上述课题实现目的，本发明是切削装置，其具有：吸附单元，在该吸附单元中，对被加工物进行吸引保持的卡盘工作台以能够更换的方式被固定于工作台基座上；切削单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削；以及判定机构，其对该卡盘工作台上是否载置有被加工物进行判定，该卡盘工作台从利用多孔面对被加工物进行吸引保持的多孔卡盘工作台和利用形成于保持面的吸引开口对被加工物进行吸引保持的治具卡盘工作台中选择，其中，该吸附单元具有：吸引路，其一端与吸引源连接，另一端经由第1开闭阀而与分支点连接；第1分支路，其一端与该分支点连接，另一端与该工作台基座连接而对该卡盘工作台的保持面作用负压；以及第2分支路，其一端与该分支点连接，另一端与该工作台基座连接而对该卡盘工作台的保持面作用负压，该判定机构具有：第2开闭阀，其设置于该第1分支路；压力计，其设置于该第1分支路的该第2开闭阀与该工作台基座之间，对该第1分支路的压力进行测量；判定部，在将该第1开闭阀打开的状态下，在利用该压力计所测量的负压未达到基准值的情况下，该判定部判定为该卡盘工作台上未载置被加工物；以及开闭阀控制部，当在该多孔卡盘工作台被固定于该工作台基座的状态下利用该判定部进行判定时，该开闭阀控制部将该第2开闭阀关闭。

在该结构中，该吸引源可以是吸引泵。

根据本发明的切削装置，在将第2开闭阀关闭的状态下对第1分支路的压力进行测量，从而能够抑制要利用压力计进行测量的负压过度变强而超过基准值，因此能够准确地判定多孔卡盘工作台上是否载置有被加工物。

附图说明

图1是示出本实施方式的切削装置的立体图。

图2是示出使用治具卡盘工作台的情况下的吸附单元的内部结构和判定机构的概略结构图。

图3是示出使用多孔卡盘工作台的情况下的吸附单元的内部结构和判定机构的概略结构图。

标号说明

2：切削装置；17：吸附单元；18：工作台基座；19：吸引泵(吸引源)；20：卡盘工作台；60：切削单元；61：切削刀具；72：控制单元；73：开闭阀控制部；74：判定部；81：主吸引路(吸引路)；81a：一端；81b：另一端；82：分支点；83：第1分支路；83a：一端；83b：另一端；84：第2分支路；84a：一端；84b：另一端；85：第1开闭阀；86：第2开闭阀；87：压力传感器(压力计)；100：晶片(被加工物)；120：多孔卡盘工作台；121：工作台主体；122：吸附部；122a：保持面；150：判定机构；200：封装基板(被加工物)；220：治具卡盘工作台；221：保持治具；222：治具基座；223：树脂片；223a：保持面；224：退刀槽；225：吸引孔。

具体实施方式

参照附图，对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细说明。本发明并不被以下实施方式所记载的内容限定。另外，在以下所记载的构成要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容、实质上相同的内容。另外，以下所记载的结构可以适当组合。另外，可以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是示出本实施方式的切削装置的立体图。如图1所示，切削装置2具有搭载各构成要素的基台4。在基台4的上表面上设置有x轴移动机构(加工进给单元)6。x轴移动机构6具有与x轴方向(加工进给方向)大致平行的一对x轴导轨8，在x轴导轨8上以能够滑动的方式安装有x轴移动工作台10。

在x轴移动工作台10的下表面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与x轴导轨8平行的x轴滚珠丝杠12。在x轴滚珠丝杠12的一个端部连结有x轴脉冲电动机14。利用x轴脉冲电动机14使x轴滚珠丝杠12旋转，从而x轴移动工作台10沿着x轴导轨8在x轴方向上移动。

在x轴移动工作台10的上表面侧(正面侧)借助θ工作台16而设置有对作为加工对象的被加工物进行吸引保持的吸附单元17。另外，切削装置2上连接有将用于对被加工物进行吸引保持的负压作用于吸附单元17的吸引泵(吸引源)19。θ工作台16具有电动机等旋转驱动源(未图示)，使配置于该θ工作台16的上部的吸附单元17绕与z轴方向(切入进给方向)大致平行的旋转轴旋转。吸引泵19例如是水封式真空泵，其吸引力比喷射真空泵强，即使吸引了水其吸引力也不会降低。另外，通过上述的x轴移动机构6使x轴移动工作台10在x轴方向上移动，从而将吸附单元17进行加工进给。

吸附单元17具有：配置于θ工作台16的上部的工作台基座18；以及固定配置于该工作台基座18上的卡盘工作台20。卡盘工作台20构成为能够根据被加工物的种类而将多孔卡盘工作台120和治具卡盘工作台220更换配置于工作台基座18上。具体而言，在对作为被加工物的晶片100进行加工的情况下，将多孔卡盘工作台120配置于工作台基座18上。另外，在对作为被加工物的封装基板200进行加工的情况下，将治具卡盘工作台220配置于工作台基座18上。在无需区别多孔卡盘工作台120和治具卡盘工作台220的情况下，仅表述为卡盘工作台20，在后文中描述多孔卡盘工作台120和治具卡盘工作台220。

例如如图1中所示，晶片100是以硅、蓝宝石、镓等作为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片。在本实施方式中，晶片100在借助粘贴于背面上的划片带(粘接带)101而支承于环状的框架102的框架单元103上的状态下被保持于多孔卡盘工作台120而进行加工。另外，虽未图示详细情况，但在晶片100的正面上由呈格子状形成的多条分割预定线划分出多个区域，在该划分的区域中形成有ic、lsi等器件。

例如如图1中所示，封装基板200构成为具有：基板主体201，其由金属或陶瓷等材料形成为矩形的平板状；以及树脂层202，其层叠于该基板主体201的正面侧。另外，虽未图示详细情况，但在基板主体201上由呈格子状形成的多条分割预定线划分出多个区域，在该划分出的区域内搭载有ic、lsi等器件。另外，树脂层202由热塑性树脂构成，对搭载于基板主体201的正面的器件进行密封。

另外，如图1所示，在x轴移动工作台10的附近设置有水箱38，该水箱38对在切削加工时所使用的切削液(例如纯水等)的废液等进行临时贮存。贮存在水箱38内的废液经由排水管(未图示)等而排出到切削装置2的外部。在靠近卡盘工作台20的位置设置有将晶片100或封装基板200搬送至卡盘工作台20的搬送机构(未图示)。

在基台4的上表面上配置有跨越x轴移动机构6的门型的支承结构40。在支承结构40的前表面上部设置有两组切削单元移动机构(分度进给单元、切入进给单元)42。各切削单元移动机构42共同具有配置于支承结构40的前表面且与y轴方向(分度进给方向、左右方向)大致平行的一对y轴导轨44。在y轴导轨44上以能够滑动的方式安装有构成各切削单元移动机构42的y轴移动板46。

在各y轴移动板46的背面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中分别螺合有与y轴导轨44大致平行的y轴滚珠丝杠48。在各y轴滚珠丝杠48的一个端部连结有y轴脉冲电动机50。若利用y轴脉冲电动机50使y轴滚珠丝杠48旋转，则y轴移动板46沿着y轴导轨44在y轴方向上移动。

在各y轴移动板46的前表面(正面)上设置有与z轴方向大致平行的一对z轴导轨52。在z轴导轨52上以能够滑动的方式安装有z轴移动板54。

在各z轴移动板54的背面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中分别螺合有与z轴导轨52平行的z轴滚珠丝杠56。在各z轴滚珠丝杠56的一个端部连结有z轴脉冲电动机58。若利用z轴脉冲电动机58使z轴滚珠丝杠56旋转，则z轴移动板54沿着z轴导轨52在z轴方向上移动。

在各切削单元移动机构42设置有对y轴移动板46的y轴方向的位置进行测量的y轴测量单元(未图示)。另外，在各切削单元移动机构42设置有对z轴移动板54的z轴方向的位置进行测量的z轴测量单元(未图示)。

在各z轴移动板54的下部固定有用于对晶片100或封装基板200进行切削的切削单元60。另外，在与切削单元60相邻的位置设置有用于对晶片100或封装基板200进行拍摄的相机(拍摄单元)62。若利用各切削单元移动机构42使y轴移动板46在y轴方向上移动，则将切削单元60和相机62进行分度进给，若使z轴移动板54在z轴方向上移动，则将切削单元60和相机62进行切入进给。

切削单元60具有：切削刀具61，其安装于旋转驱动的未图示的旋转主轴；以及切削液提供喷嘴63，其对该切削刀具61提供切削液(例如水)。一边将切削液提供至旋转的切削刀具61一边使切削刀具61在z轴方向、y轴方向上移动，从而对晶片100或封装基板200进行切削而单片化成各芯片。

切削装置2具有控制单元72，该控制单元72根据被加工物(晶片100或封装基板200)的加工条件等而对上述的各构成要素进行控制。控制单元72具有开闭阀控制部73、判定部74以及未图示的输入输出接口装置。控制单元72具有cpu(centralprocessingunit：中央处理器)那样的微处理器，执行存储于rom的计算机程序，生成用于控制切削装置2的控制信号，所生成的控制信号经由输入输出接口装置而输出至切削装置2的各构成要素。

另外，切削装置2在进行切削加工之前进行如下的设置的作业：使沿z轴方向下降的切削刀具61的刃尖与卡盘工作台20(多孔卡盘工作台120或治具卡盘工作台220)的上表面接触，从而设定该切削刀具61在z轴方向上的原点位置。在进行该设置的情况下，当在被加工物(晶片100或封装基板200)载置于卡盘工作台20上的状态下使切削刀具61的刃尖接触时，有可能使刃尖发生破损、或由于错误地切入的切削刀具61而使被加工物损伤，因此进行对卡盘工作台20上是否载置有被加工物进行判定的作业。因此，切削装置2具有判定机构150，该判定机构150对卡盘工作台20上是否载置有被加工物进行判定。接着，对该判定机构150进行说明。图2是示出使用治具卡盘工作台的情况下的吸附单元的内部结构和判定机构的概略结构图。图3是示出使用多孔卡盘工作台的情况下的吸附单元的内部结构和判定机构的概略结构图。

如图2所示，治具卡盘工作台220设置于工作台基座18上。治具卡盘工作台220具有保持治具221和治具基座222。保持治具221由金属形成为矩形状，在保持治具221的上表面上配置有树脂片223，该树脂片223的上表面成为对封装基板200进行保持的保持面223a。另外，在保持治具221和树脂片223上，在与封装基板200的分割预定线对应的位置形成有多个退刀槽224，在由交叉的退刀槽224划分出的各区域内形成有从保持面223a贯通至背面的吸引孔225。治具基座222由金属形成为矩形状而与保持治具221连结。在治具基座222的上表面上形成有与保持治具221的吸引孔225对置的第1凹部226。另外，在治具基座222的下表面上形成有与设置于工作台基座18的吸引口229对置的第2凹部227。这些第1凹部226和第2凹部227通过连通孔228连通。

另外，吸附单元17具有治具卡盘工作台220和工作台基座18，并且具有将治具卡盘工作台220和吸引泵19连接的路径80。具体而言，上述的路径80具有：主吸引路(吸引路)81，其一端81a与吸引泵19连接，另一端81b与分支点82连接；第1分支路83，其一端83a与分支点82连接，另一端83b与工作台基座18的吸引口229连接；以及第2分支路84，其与该第1分支路83并列设置，一端84a与分支点82连接，另一端84b与工作台基座18的吸引口229连接。在本实施方式中，第2分支路84是并列设置有两条的结构，但不限于此，可以为一条，也可以为三条以上。

在主吸引路81上，在吸引泵19与分支点82之间设置有第1开闭阀85。另外，在第1分支路83上，在分支点82与吸引口229之间设置有第2开闭阀86，在该第2开闭阀86与吸引口229之间设置有对压力进行测量的压力传感器(压力计)87。第1开闭阀85是通过控制单元72的开闭阀控制部73进行控制而使主吸引路81全开或全闭的阀。第2开闭阀86是通过控制单元72的开闭阀控制部73进行控制而使第1分支路83全开或全闭的阀。压力传感器87对路径80(第1分支路83)内的负压(压力)进行测量并将该测量结果输出至控制单元72的判定部74。

当吸引泵19进行动作时，通过主吸引路81、第1分支路83以及第2分支路84将负压作用于治具卡盘工作台220。在治具卡盘工作台220上形成有第2凹部227、连通孔228、第1凹部226以及吸引孔225，因此该负压通过它们而作用于保持面223a所载置的封装基板200，从而对封装基板200进行吸引保持。

判定机构150构成为具有第2开闭阀86、压力传感器87、控制单元72的判定部74以及开闭阀控制部73。判定部74对所测量的负压与基准值进行比较，从而对治具卡盘工作台220上是否载置有封装基板200进行判定。即，例如在使用具有-90[kpa]的吸引力的吸引泵19对治具卡盘工作台220作用负压时，当治具卡盘工作台220上未载置封装基板200时，由于负压从开放的吸引孔225泄漏，压力传感器87所测量的负压(真空度)减弱(例如-20[kpa])。因此，在所测量的负压未达到规定的基准值(例如为-70[kpa])(比该基准值弱)的情况下，判定部74能够判定为治具卡盘工作台220上未载置封装基板200。

另一方面，如图3所示，多孔卡盘工作台120能够与治具卡盘工作台220进行更换而设置于工作台基座18上。多孔卡盘工作台120具有工作台主体121和吸附部122。工作台主体121由金属形成为圆板形状。吸附部122由多孔陶瓷等构成，配置于工作台主体121的上表面中央部。吸附部122的上表面成为对晶片100(框架单元103)进行吸引保持的保持面122a。在工作台主体121的上表面上形成有与吸附部122对置的第1凹部126。另外，在工作台主体121的下表面上形成有与设置于工作台基座18的吸引口229对置的第2凹部127。这些第1凹部126和第2凹部127通过连通孔128连通。关于吸附单元17的内部结构和判定机构150，是与前述相同的结构，因此省略了说明。

上述的吸附部122构成为具有多个孔，在整个保持面122a上对晶片100(框架单元103)进行吸引保持。与治具卡盘工作台220相比，多孔卡盘工作台120的吸附部122进行吸引时的流通阻力较大。因此，在利用吸引泵19那样的强力的吸引力(例如为-90[kpa])对多孔卡盘工作台120作用负压的情况下，即使多孔卡盘工作台120上未载置晶片100(框架单元103)，有时压力传感器87所测量的负压(真空度)也变强(例如为-75[kpa])而超过基准(例如为-70[kpa])，从而无法准确地判定多孔卡盘工作台120上是否载置有晶片100(框架单元103)。

因此，在本实施方式中，在将多孔卡盘工作台120设置于工作台基座18上的情况下，如图3所示，开闭阀控制部73将第2开闭阀86全闭。然后，判定部74在该状态下获取压力传感器87所测量的负压(真空度)，对该负压和基准值进行比较。通过将第2开闭阀86全闭，从而第1分支路83被阻隔，因此有助于吸引的分支管的条数减少。另外，将第2开闭阀86配置于压力传感器87与分支点82(吸引泵19)之间，从而能够降低吸引泵19的吸引力的影响。因此，能够使压力传感器87所测量的负压(真空度)变弱(例如为-50[kpa])而达不到基准值(例如为-70[kpa])，即使在能够更换多孔卡盘工作台120和治具卡盘工作台220的结构中，也能够准确地判定多孔卡盘工作台120上是否载置有晶片100(框架单元103)。

另外，在本实施方式中，设置有吸引泵19作为吸引源，因此能够可靠地对治具卡盘工作台220上的封装基板200进行吸引保持。

另外，本发明不限于上述实施方式等的记载，可以进行各种变更并实施。例如多孔卡盘工作台120和治具卡盘工作台220的结构并不限于图2和图3所记载的结构，可以采用现有的多孔卡盘工作台和治具卡盘工作台的结构。另外，在本实施方式中，采用了通过开闭阀控制部73将第2开闭阀86控制成全开或全闭的结构，但也可以采用由操作者通过手动的方式使第2开闭阀86全开或全闭的结构。