JP2024068982A - Cutting blade detection mechanism - Google Patents
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Abstract
【課題】切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができる切削ブレード検出機構を提供すること。【解決手段】切削ブレード検出機構1は、複数の発光体10と、複数の受光体20と、発光体10と受光体20の間に形成されたブレード侵入部5と、受光体20がそれぞれ受光した光13を光量に対応した電圧値に変換する光電変換器30と、光電変換器30から出力された電圧値を調整するアンプ40と、制御ユニット170と、を有し、制御ユニット170は、ブレード侵入部5内に切削ブレード121が無い状態で光電変換器30から出力された電圧値の中から最も高い電圧値を特定する高電圧値特定部172と、電圧値が高電圧値特定部172により特定された最も高い電圧値になるようにアンプ40を調整するアンプ調整部173とを備える。【選択図】図5[Problem] To provide a cutting blade detection mechanism capable of suppressing a decrease in detection accuracy of the state of a cutting blade. [Solution] The cutting blade detection mechanism 1 has a plurality of light emitters 10, a plurality of light receivers 20, a blade entry section 5 formed between the light emitters 10 and the light receivers 20, a photoelectric converter 30 that converts light 13 received by each of the light receivers 20 into a voltage value corresponding to the amount of light, an amplifier 40 that adjusts the voltage value output from the photoelectric converter 30, and a control unit 170, the control unit 170 including a high voltage value specifying section 172 that specifies the highest voltage value among the voltage values output from the photoelectric converter 30 when the cutting blade 121 is not present in the blade entry section 5, and an amplifier adjustment section 173 that adjusts the amplifier 40 so that the voltage value becomes the highest voltage value specified by the high voltage value specifying section 172. [Selected Figure] Figure 5
Description
本発明は、半導体ウェーハ等のウェーハを切削する切削装置に装備される切削ブレードの状態を検出する為の切削ブレード検出機構に関する。 The present invention relates to a cutting blade detection mechanism for detecting the state of a cutting blade installed in a cutting device that cuts wafers such as semiconductor wafers.
半導体ウェーハをチップ状に個片化するには、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置が使用される。この切削装置は、摩耗して直径が減少した切削ブレードの環状の切れ刃の交換時期及び環状の切れ刃の欠けを検出する為の切削ブレード検出機構を備えている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
A cutting device called a dicer is usually used to separate semiconductor wafers into chips. This cutting device is equipped with a cutting blade detection mechanism to detect when the annular cutting edge of the cutting blade needs to be replaced if the cutting blade's diameter has decreased due to wear, and to detect when the annular cutting edge is chipped (see, for example,
上記切削ブレード検出機構は、切削ブレードの環状の切れ刃が侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部に対向して配列される複数の発光体及び受光体(共に光ファイバー)を備えている。この切削ブレード検出機構は、発光体が発光する光を受光体が受光し、受光体が受光した光の光量に対応した電圧に変換することにより、発光体と受光体との間のブレード侵入部に位置する切削ブレードの環状の切れ刃の状態を検出する。 The cutting blade detection mechanism includes a blade entry section where the annular cutting edge of the cutting blade enters, and multiple light emitters and light receivers (both made of optical fibers) arranged opposite the blade entry section. This cutting blade detection mechanism detects the state of the annular cutting edge of the cutting blade located in the blade entry section between the light emitters and the light receiver by receiving the light emitted by the light emitters and converting it into a voltage corresponding to the amount of light received by the light receiver.
上記特許文献1及び特許文献2等に記載された切削ブレード検出機構の複数の受光体がそれぞれ受光する受光量は受光体毎に異なる。これは上記発光体が発行する光が直進ではなく散乱する為、一列に配列された受光体の内、内側に位置する受光体の受光量は多く、逆に外側に位置する受光体の受光量は逃げた光の分少なる為である。
The amount of light received by each of the multiple light receivers in the cutting blade detection mechanism described in
複数の受光体の受光量がバラつくと、切削ブレードの状態を検出する精度の低下に繋がる為、このバラつきを抑える方法が求められていた。 Variations in the amount of light received by multiple light receivers lead to a decrease in the accuracy of detecting the condition of the cutting blade, so a method to reduce this variation was needed.
本発明の目的は、切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができる切削ブレード検出機構を提供することである。 The object of the present invention is to provide a cutting blade detection mechanism that can suppress a decrease in the detection accuracy of the cutting blade condition.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削ブレード検出機構は、被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に該切削ブレードの径方向に直列に互いに隣接して配列された複数の発光手段と、切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該複数の発光手段と対向して配設され該発光手段によって照射された光を受光する複数の受光手段と、該複数の発光手段及び該複数の受光手段との間に形成されたブレード侵入部と、該複数の受光手段がそれぞれ受光した光を光量に対応した電圧値に変換する光電変換器と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構であって、該光電変換器から出力された電圧値を調整するアンプと、制御手段と、を有し、該制御手段は、該ブレード侵入部内に該切削ブレードが無い状態で該光電変換器から出力されたそれぞれの電圧値の中から最も高い電圧値を特定する高電圧値特定部と、該それぞれの電圧値が該高電圧値特定部により特定された最も高い電圧値に基づいて均一となるように該アンプを調整するアンプ調整部と、を、備え、該複数の受光手段毎の受光量によるバラつきの影響を低減し、高精度で切削ブレードの検出が可能なことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the cutting blade detection mechanism of the present invention comprises a plurality of light emitting means arranged adjacent to each other in series in the radial direction of the cutting blade on one side in the rotational axis direction of the cutting blade having an annular cutting edge for cutting a workpiece held on a chuck table that holds the workpiece, a plurality of light receiving means arranged opposite the plurality of light emitting means on the other side in the rotational axis direction of the cutting blade and receiving light irradiated by the light emitting means, a blade penetration portion formed between the plurality of light emitting means and the plurality of light receiving means, and a plurality of light receiving means for converting the light received by each of the plurality of light receiving means into a voltage value corresponding to the amount of light. A cutting blade detection mechanism for a cutting device having a photoelectric converter, an amplifier that adjusts the voltage value output from the photoelectric converter, and a control means, the control means having a high voltage value determination unit that determines the highest voltage value from among the voltage values output from the photoelectric converter when the cutting blade is not in the blade entry section, and an amplifier adjustment unit that adjusts the amplifier so that the respective voltage values are uniform based on the highest voltage value determined by the high voltage value determination unit, and is characterized in that it is possible to detect the cutting blade with high accuracy by reducing the effect of variations due to the amount of light received by each of the multiple light receiving means.
本発明は、切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。 The present invention has the effect of suppressing a decrease in the accuracy of detecting the state of the cutting blade.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 The following describes in detail the form (embodiment) for carrying out the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiment. The components described below include those that a person skilled in the art can easily imagine and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. Various omissions, substitutions, or modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る切削装置の切削ブレード検出機構を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る切削装置の切削ブレード検出機構を備える切削装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された切削装置の切削ユニットの斜視図である。図3は、図1に示された切削装置の切削ブレード検出機構の構成を示す一部断面で示す正面図である。図4は、図3に示された切削ブレード検出機構の発光体及び受光体を示す図である。図5は、図3に示された切削ブレード検出機構の構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
A cutting blade detection mechanism of a cutting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a perspective view showing a configuration example of a cutting device equipped with the cutting blade detection mechanism of the cutting device according to the first embodiment. Fig. 2 is a perspective view of a cutting unit of the cutting device shown in Fig. 1. Fig. 3 is a front view, partially in cross section, showing the configuration of the cutting blade detection mechanism of the cutting device shown in Fig. 1. Fig. 4 is a diagram showing a light emitter and a light receiver of the cutting blade detection mechanism shown in Fig. 3. Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of the cutting blade detection mechanism shown in Fig. 3.
(被加工物)
実施形態1に係る切削装置の切削ブレード検出機構1は、図1に示す切削装置100を構成する。図1に示された切削装置100は、被加工物200を切削する加工装置である。実施形態1では、切削装置100の加工対象の被加工物200は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素、又はSiC(炭化ケイ素)等などを基板とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハである。被加工物200は、表面201に互いに格子状に形成された複数の分割予定ライン202によって格子状に区画された領域にデバイス203が形成されている。
(Workpiece)
The cutting
デバイス203は、例えば、IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)又はメモリ(半導体記憶装置)である。
The
実施形態1では、被加工物200は、表面201の裏側の裏面204に被加工物200よりも大径な円板状の粘着テープ205が貼着され、粘着テープ205の外縁部に円環状の環状フレーム206が貼着されて、環状フレーム206に支持される。
In the first embodiment, the
なお、実施形態1では、被加工物200は、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハであるが、本発明では、ウェーハに限らず、例えば、セラミックスコンデンサ基板、CSP(チップサイズパッケージ)基板等のパッケージ基板等の種々の被加工物でも良い。
In the first embodiment, the
(切削装置)
図1に示された切削装置100は、被加工物200をチャックテーブル110で保持し分割予定ライン202に沿って切削ブレード121で切削する加工装置である。切削装置100は、図1に示すように、被加工物200を保持面111で吸引保持するチャックテーブル110と、チャックテーブル110で保持された被加工物200を切削ブレード121で切削する切削ユニット120と、チャックテーブル110に保持された被加工物200を撮像する撮像ユニット130と、制御手段である制御ユニット170とを備える。
(Cutting device)
1 is a processing device that holds a
また、切削装置100は、チャックテーブル110を切削ユニット120に対して相対的に移動させる移動ユニット140を備える。移動ユニット140は、チャックテーブル110を水平方向と平行なX軸方向に加工送りするX軸移動ユニット141と、切削ユニット120を水平方向と平行でかつX軸方向に直交するY軸方向に割り出し送りするY軸移動ユニット142と、切削ユニット120をX軸方向とY軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なZ軸方向に切り込み送りするZ軸移動ユニット143と、チャックテーブル110をZ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット144とを備える。
The
X軸移動ユニット141は、切削装置100の装置本体101に設置されている。X軸移動ユニット141は、チャックテーブル110を加工送り方向であるX軸方向に移動させることで、チャックテーブル110と切削ユニット120とを相対的にX軸方向に沿って加工送りするものである。Y軸移動ユニット142及びZ軸移動ユニット143は、装置本体101から立設した支持フレーム102に設置されている。Y軸移動ユニット142は、切削ユニット120を割り出し送り方向であるY軸方向に移動させることで、チャックテーブル110と切削ユニット120とを相対的にY軸方向に沿って割り出し送りするものである。Z軸移動ユニット143は、切削ユニット120を切り込み送り方向であるZ軸方向に移動させることで、チャックテーブル110と切削ユニット120とを相対的にZ軸方向に沿って切り込み送りするものである。回転移動ユニット144はX軸移動ユニット141によりチャックテーブル110とともにX軸方向に移動される。
The
X軸移動ユニット141、Y軸移動ユニット142及びZ軸移動ユニット143は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させてチャックテーブル110又は切削ユニット120をX軸方向、Y軸方向又はZ軸方向に移動させる周知のモータと、チャックテーブル110又は切削ユニット120をX軸方向、Y軸方向又はZ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールとを備える。回転移動ユニット144は、チャックテーブル110を軸心回りに回転する周知のモータ等を備える。
The
チャックテーブル110は、円盤形状であり、被加工物200を保持する保持面111がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル110は、X軸移動ユニット141により切削ユニット120の下方の加工領域と、切削ユニット120の下方から離間して被加工物200が搬入出される搬入出領域とに亘ってX軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転移動ユニット144によりZ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。
The chuck table 110 is disk-shaped, and the
チャックテーブル110は、保持面111が図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、保持面111に載置された被加工物200を吸引保持する。実施形態1では、チャックテーブル110は、粘着テープ205を介して被加工物200の裏面204側を吸引保持する。また、チャックテーブル110の周囲には、図1に示すように、環状フレーム206をクランプするクランプ部112が複数設けられている。
The
切削ユニット120は、スピンドル123の先端に円環状の切削ブレード121を装着可能な加工ユニットである。切削ユニット120は、チャックテーブル110に保持された被加工物200に対して、Y軸移動ユニット142によりY軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Z軸移動ユニット143によりZ軸方向に移動自在に設けられている。切削ユニット120は、X軸移動ユニット141、Y軸移動ユニット142及びZ軸移動ユニット143により、チャックテーブル110の保持面111の任意の位置に切削ブレード121を位置付け可能となっている。
The
切削ユニット120は、図1に示すように、切削ブレード121と、Y軸移動ユニット142及びZ軸移動ユニット143によりY軸方向及びZ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング122と、スピンドルハウジング122に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル123と、スピンドル123を軸心回りに回転する図示しないスピンドルモータとを有する。
As shown in FIG. 1, the
切削ブレード121は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。実施形態1において、切削ブレード121は、図2及び図3に示すように、チャックテーブル110に保持された被加工物200を切削する円環状の切れ刃124と、切れ刃124を外縁に支持しかつスピンドル123に着脱自在に装着される円環状の環状基台125とを備えている。切れ刃124は、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材(結合材)とからなり所定厚みに形成されている。なお、本発明では、切削ブレード121は、切れ刃124のみからなる所謂ワッシャーブレードでも良い。切削ブレード121は、被加工物200の切削中に切れ刃124の一部が欠けることがある。
The
スピンドルハウジング122は、Z軸移動ユニット143によりZ軸方向に移動自在に支持され、Z軸移動ユニット143を介してY軸移動ユニット142によりY軸方向に移動自在に支持されている。スピンドルハウジング122は、スピンドル123の先端部を除く部分及び図示しないスピンドルモータ等を収容し、スピンドル123を軸心回りに回転可能に支持する。
The
スピンドル123は、切削ブレード121が先端部に装着されるものである。スピンドル123は、図示しないスピンドルモータにより軸心回りに回転されるとともに、先端部がスピンドルハウジング122の先端面より突出している。スピンドル123の先端部は、先端に向かうにしたがって徐々に細く形成されており、切削ブレード121が装着される。切削ユニット120のスピンドル123及び切削ブレード121の軸心は、Y軸方向と平行である。即ち、切削ユニット120の切削ブレード121は、スピンドルモータにより軸心回りに回転される。
The
また、切削ユニット120は、図2に示すように、スピンドル123の先端面に装着されたブレードカバー126と、切削ブレード121に切削水を供給する切削水ノズル127とを有する。
As shown in FIG. 2, the
ブレードカバー126は、切削ブレード121の少なくとも上方を覆うものである。ブレードカバー126は、スピンドルハウジング122の先端面に固定されている。
The
切削水ノズル127は、チャックテーブル110の保持面111で保持された被加工物200を切削ブレード121が切削する際に、切削ブレード121に切削水を供給するものである。切削水ノズル127は、図2に示すように、シャワーノズル128と、一対のブレードノズル129とを備える。
The cutting
ノズル128,129は、ブレードカバー126に取り付けられ、図示しない切削水供給源から切削水が供給される。シャワーノズル128は、切削ブレード121の切れ刃124の先端とX軸方向に対面する噴射口を備え、切削中に切削ブレード121の切れ刃124の先端に噴射口から切削水を供給する。
The
ブレードノズル129は、X軸方向と平行に延在し、互いにY軸方向に間隔をあけて配置されている。ブレードノズル129は、互いの間に切削ブレード121の切れ刃124の下端部を位置づけており、切削ブレード121の切れ刃124の下端部に対面する図示しない噴射口を備えている。ブレードノズル129は、切削中に切削ブレード121の切れ刃124の下端部に噴射口から切削水を供給する。
The blade nozzles 129 extend parallel to the X-axis direction and are spaced apart from one another in the Y-axis direction. The blade nozzles 129 position the lower end of the
撮像ユニット130は、切削ユニット120と一体的に移動するように、切削ユニット120に固定されている。撮像ユニット130は、チャックテーブル110に保持された切削前の被加工物200の分割すべき領域を撮影する撮像素子を含む。撮像素子は、例えば、複数の画素を有するCCD(Charge-Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子である。撮像ユニット130は、チャックテーブル110に保持された被加工物200の表面201を対物レンズを通して撮像素子で撮像する。
The
撮像ユニット130は、チャックテーブル110に保持された被加工物200を撮影して、被加工物200と切削ブレード121との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を取得し、取得した画像を制御ユニット170に出力する。
The
また、切削装置100は、チャックテーブル110のX軸方向の位置を検出するため図示しないX軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット120のY軸方向の位置を検出するための図示しないY軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット120のZ軸方向の位置を検出するためのZ軸方向位置検出ユニットと、チャックテーブル110の軸心回りに角度を検出する角度検出ユニットとを備える。X軸方向位置検出ユニット及びY軸方向位置検出ユニットは、X軸方向、又はY軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Z軸方向位置検出ユニットは、モータのパルスで切削ユニット120のZ軸方向の位置を検出する。角度検出ユニットは、周知のロータリエンコーダ等により構成される。
The
X軸方向位置検出ユニット、Y軸方向位置検出ユニット及びZ軸方向位置検出ユニットは、チャックテーブル110のX軸方向、切削ユニット120のY軸方向又はZ軸方向の位置を制御ユニット170に出力する。角度検出ユニットは、チャックテーブル110の軸心回りの基準位置からの角度を制御ユニット170に出力する。なお、実施形態1では、切削装置100の各構成要素のX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置を基準とした位置で定められる。
The X-axis position detection unit, the Y-axis position detection unit, and the Z-axis position detection unit output the position of the chuck table 110 in the X-axis direction and the
また、切削装置100は、切削前後の被加工物200を収容するカセット151が載置されかつカセット151をZ軸方向に移動させるカセットエレベータ150と、洗浄ユニット160と、図示しない搬送ユニットとを備える。カセット151は、被加工物200をZ軸方向に間隔をあけて複数収容可能な収容容器であり、被加工物200を出し入れ可能とする出し入れ口152を備えている。カセットエレベータ150は、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル110のY軸方向の一方側の隣に配置され、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル110側に出し入れ口152を位置付けて、カセット151が載置される。
The
洗浄ユニット160は、切削後の被加工物200を洗浄するものである。洗浄ユニットは、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル110のY軸方向の他方側の隣に配置され、カセット151及び搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル110とY軸方向に並ぶ位置に配置されている。洗浄ユニット160は、被加工物を吸引保持するスピンナテーブル161と、スピンナテーブル161に吸引保持された被加工物200の表面201に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル162とを備える。
The
搬送ユニットは、カセット151内とチャックテーブル110上と洗浄ユニット160のスピンナテーブル161上に亘って被加工物200を搬送するものである。
The transport unit transports the
制御ユニット170は、切削装置100の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を切削装置100に実施させるものでもある。なお、制御ユニット170は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット170の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置100を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置100の各構成要素に出力する。
The
制御ユニット170は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工条件などを登録する際に用いる入力ユニットと、報知ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。報知ユニットは、音と光の少なくとも一方を発して、オペレータに報知するものである。
The
また、制御ユニット170は、加工制御部171を備える。加工制御部171は、切削装置100の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を切削装置100の各構成要素に実施させるものである。加工制御部171の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施することにより実現される。
The
また、切削装置100は、図3に示す一部を示す切削ブレード検出機構1を備える。切削ブレード検出機構1は、切削ブレード121の切れ刃124の状態を検出するものである。なお、本発明では、切削ブレード検出機構1は、切削ブレード121の切れ刃124の状態として、切れ刃124の欠けの有無、切れ刃124の摩耗状態を示す切れ刃124の先端の位置、及び切れ刃124が全周に亘って欠けたか否かを検出する。
The
(切削ブレード検出機構)
切削ブレード検出機構1は、図3に示すように、機構本体2と、複数の発光手段である発光体10と、複数の受光手段である受光体20とを具備する。機構本体2は、ブレードカバー126に取り付けられて、切削ブレード121の上方に配置されている。機構本体2は、Y軸方向に沿って間隔をあけ、かつそれぞれがZ軸方向に延在しているとともに、互いの間に切削ブレード121の切れ刃124を位置付ける一対の垂直部3と、垂直部3の上端同士を連結した連結部4とを有している。機構本体2は、一対の垂直部3間に切削ブレード121の切れ刃124を侵入させるブレード侵入部5を形成している。即ち、切削ブレード検出機構1は、ブレード侵入部5を具備している。
(Cutting blade detection mechanism)
As shown in Fig. 3, the cutting
機構本体2は、ブレードカバー126のねじ孔に螺合した調整ねじ6が連結部4に取り付けられている。機構本体2は、調整ねじ6がオペレータ等に軸心回りに回転されることで、Z軸方向に沿ってブレードカバー126に対して移動されて、ブレードカバー126に対する切削ブレード121の切れ刃124の径方向の位置が調整される。
The
複数の発光体10は、切削ブレード121の回転軸であるY軸方向の一方の側の垂直部3(以下、符号3-1で示す)に配設されている。複数の発光体10は、図3及び図4に示すように、切削ブレード121の切れ刃124の径方向に直列に互いに隣接して配列されている。複数の発光体10は、他方側の垂直部3(以下、符号3-2で示す)に対面し、Z軸方向即ち切削ブレード121の切れ刃124の径方向に沿う直線上に配列されている。発光体10は、図5に示された発光素子11に接続された光ファイバ12の端部であって、発光素子11が発した光13を他方側の垂直部3-2に向けて照射する。なお、発光素子11は、例えば、LED(Light-Emitting Diode)又はLD(Laser Diode)である。
The
複数の受光体20は、切削ブレード121の回転軸であるY軸方向の他方の側の垂直部3-2に配設されている。複数の受光体20は、図3及び図4に示すように、切削ブレード121の切れ刃124の径方向に直列に互いに隣接して他方の側の垂直部3-2に配列されている。複数の受光体20は、他方の側の垂直部3-2に一方側の垂直部3-1に対面して配設され、Z軸方向即ち切削ブレード121の切れ刃124の径方向に沿って直線上に配列されて、複数の発光体10と対向している。
The
受光体20は、それぞれ、発光体10と1対1で対応しており、対応する発光体10と切削ブレード121の回転軸であるY軸方向に沿って対向する。受光体20は、光ファイバ22の端部であって、それぞれ、少なくとも対応する発光体10が照射した光13を受光する。なお、実施形態では、受光体20は、対応する発光体10以外の発光体10からの光13も受光する。実施形態1では、配列された複数のうち端の受光体20が受光する光13の光量は、中央の受光体20が受光する光13の光量よりも少ない。
The
なお、実施形態1では、発光体10及び受光体20は、それぞれ、各垂直部3-1,3-2に16個配設されている。また、実施形態1では、発光体10及び受光体20は、それぞれ、垂直部3-1,3-2に配設されているので、ブレード侵入部5は、複数の発光体10と、複数の受光体20との間に形成されている。
In the first embodiment, 16
また、切削ブレード検出機構1は、図5に示すように、光電変換器30と、アンプ40と、制御手段である制御ユニット170を備えている。このように、実施形態1では、制御ユニット170は、切削装置100全体の加工動作を制御するとともに、切削ブレード検出機構1を構成する。しかしながら、本発明では、切削ブレード検出機構1を構成する制御手段を、切削装置100全体の加工動作を制御する制御ユニット170と別に設けても良い。
As shown in FIG. 5, the cutting
光電変換器30は、複数の受光体20がそれぞれ受光した光13を光13の光量に対応した電圧値の信号31に変換するものである。実施形態1では、光電変換器30は、受光体20と1対1で対応して、複数設けられている。光電変換器30は、端部が受光体20である光ファイバ22の他端部に接続して、対応した受光体20と接続している。即ち、実施形態1では、光電変換器30は、発光体10と同数設けられている。光電変換器30は、対応した受光体20が受光した光13が光ファイバ22により伝達され、対応した受光体20が受光した光13を光量に対応した電圧値の信号31に変換し、変換した信号31をアンプ40に向けて出力する。
The
アンプ40は、光電変換器30から出力された信号31の電圧値を調整するものである。アンプ40は、受光体20及び光電変換器30と1対1で対応して、複数設けられている。即ち、実施形態1では、アンプ40は、発光体10、受光体20及び光電変換器30と同数設けられている。アンプ40は、対応した光電変換器30から出力された信号31の電圧値を調整し、調整後の信号41を制御ユニット170の透過率算出部174に向けて出力する。
The
なお、実施形態1において、光電変換器30及びアンプ40の機能は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、又は並列プログラム化したプロセッサー等の専用の処理回路(ハードウェア)により実現される。
In addition, in the first embodiment, the functions of the
また、実施形態1において、切削ブレード検出機構1を構成する制御ユニット170は、図5に示すように、高電圧値特定部172と、アンプ調整部173と、透過率算出部174とを備える。
In addition, in
高電圧値特定部172は、ブレード侵入部5内に切削ブレード121の切れ刃124が無い状態で、光電変換器30から出力された信号31それぞれの電圧値の中から最も高い電圧値を特定するものである。高電圧値特定部172は、ブレード侵入部5外に切削ブレード121の切れ刃124が位置した状態で、光電変換器30から出力された信号31の電圧値の中から最も高い電圧値を特定する。
The high voltage
アンプ調整部173は、信号41それぞれの電圧値が高電圧値特定部172により特定された最も高い電圧値に基づいて均一となるようにアンプ40を調整するものである。アンプ調整部は、電圧値の調整後の信号41の電圧値が、高電圧値特定部172により特定された最も高い電圧値となるように、アンプ40を制御するもの、即ち、アンプ40に高電圧値特定部172により特定された最も高い電圧値に各信号41の電圧値を調整させるものである。
The
透過率算出部174は、全てのアンプ40から出力された信号41の電圧値を合算して、合算した電圧値に基づいて、受光体20が受光した光13の透過率を算出し、切削ブレード121の切れ刃124の状態を検出するものである。なお、透過率とは、全ての受光体20が光13を受光した場合を100パーセントとし、全ての受光体20が光13を受光しない場合0パーセントとした値、即ち、複数の発光体10が照射した光13がブレード侵入部5を透過した割合を示す値である。要するに、透過率は、ブレード侵入部5に侵入した切削ブレード121の切れ刃124が摩耗するにしたがって増加し、ブレード侵入部5に侵入した切削ブレード121の切れ刃124の一部が欠けると周期的に増加する値である。
The
なお、高電圧値特定部172、アンプ調整部173及び透過率算出部174の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施することにより実現される。
The functions of the high voltage
前述した構成の切削装置100は、工場出荷時、定期メンテナンス時等において、以下に示すように、切削ブレード検出機構1の各アンプ40が出力する信号41の電圧値が調整される。電圧値の調整時には、切削装置100は、切削ブレード121がスピンドル123に装着されることなく、複数の発光体10から複数の受光体20に向けて光13を照射する。切削装置100は、各光電変換器30が各受光体20が受光した発光体10からの光13を信号31に変換して、変換した信号31をアンプ40に出力する。
When the
なお、実施形態1では、光電変換器30は、例えば、複数の受光体20のうち両端に位置する受光体20(以下、符号20-1で示す)が受光した光13を電圧値が10mVの信号31に変換して、アンプ40に出力する。また、実施形態1では、光電変換器30は、例えば、複数の受光体20のうち受光体20-1の隣りの受光体20(以下、符号20-2で示す)が受光した光13を電圧値が12mVの信号31に変換して、アンプ40に出力する。実施形態1では、光電変換器30は、例えば、残りの受光体20が受光した光13を電圧値が13mVの信号31に変換して、アンプ40に出力する。
In the first embodiment, the
すると、切削装置100は、高電圧値特定部172が光電変換器30が変換した信号31の電圧値のうち最も高い電圧値を特定する。実施形態1では、高電圧値特定部172は、最も高い電圧値が13mVであると特定する。
Then, in the
切削装置100は、アンプ調整部173がアンプ40が出力する全ての信号41の電圧値を高電圧値特定部172が特定した最も高い電圧値に調整する。実施形態1では、アンプ調整部173は、アンプ40が出力する全ての信号41の電圧値を13mVに調整する。こうして、切削装置100は、切削ブレード検出機構1のアンプ40が出力する信号41の電圧値が調整される。
In the
また、切削装置100は、加工制御部171が切削装置100の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、チャックテーブル110に保持した被加工物200を切削水を供給しながら切削ブレード121で切削する加工動作中に、切削ブレード検出機構1の複数の発光体10が複数の受光体20に向けて光13を照射して、透過率算出部174が、切削ブレード121の切れ刃124の状態を検出する。例えば、切削装置100は、切削ブレード121の切れ刃124の一部又は全体が欠けたことを切削ブレード検出機構1が検出すると、制御ユニット170の加工制御部171が加工動作を停止し、報知ユニットを動作させて、オペレータに報知する。
In addition, in the
以上説明したように、実施形態1に係る切削ブレード検出機構1は、高電圧値特定部172が光電変換器30が変換した信号31の電圧値のうち最も高い電圧値を特定し、アンプ調整部173がアンプ40が出力する全ての信号41の電圧値を高電圧値特定部172が特定した最も高い電圧値に調整する。このように、実施形態1に係る切削ブレード検出機構1は、アンプ調整部173がそれぞれの信号41の電圧値が高電圧値特定部172により特定された最も高い電圧値に基づいて均一となるようにアンプ40を調整して、透過率算出部174に入力される信号41の電圧値の均一化を図ることとなるので、透過率算出部174に入力した全ての信号41の電圧値を合計した値が、ブレード侵入部42内の切削ブレード121の切れ刃124の先端の位置に応じた値に近づけることができる。
As described above, in the cutting
その結果、実施形態1に係る切削ブレード検出機構1は、複数の受光体20毎の受光した光13の光量のバラつきの影響を低減して、高精度で切削ブレード121の検出が可能になるという効果即ち切削ブレード121の切れ刃124の状態の検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。
As a result, the cutting
なお、本発明は、上記実施形態等に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. In other words, the present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.
1 切削ブレード検出機構
5 ブレード侵入部
10 発光体(発光手段)
13 光
20 受光体(受光手段)
30 光電変換器
40 アンプ
100 切削装置
110 チャックテーブル
121 切削ブレード
124 切れ刃
170 制御ユニット(制御手段)
172 高電圧値特定部
173 アンプ調整部
200 被加工物
1 Cutting
13
30
172 High voltage
Claims (1)
該光電変換器から出力された電圧値を調整するアンプと、
制御手段と、を有し、
該制御手段は、
該ブレード侵入部内に該切削ブレードが無い状態で該光電変換器から出力されたそれぞれの電圧値の中から最も高い電圧値を特定する高電圧値特定部と、
該それぞれの電圧値が該高電圧値特定部により特定された最も高い電圧値に基づいて均一となるように該アンプを調整するアンプ調整部と、
を、備え、該複数の受光手段毎の受光量によるバラつきの影響を低減し、高精度で切削ブレードの検出が可能な切削ブレード検出機構。 A cutting blade detection mechanism for a cutting machine, comprising: a plurality of light emitting means arranged adjacent to each other in series in a radial direction of a cutting blade on one side in a rotation axis direction of the cutting blade, the cutting blade having an annular cutting edge for cutting a workpiece held on a chuck table that holds the workpiece; a plurality of light receiving means arranged opposite to the plurality of light emitting means on the other side in the rotation axis direction of the cutting blade and receiving light irradiated by the light emitting means; a blade entry portion formed between the plurality of light emitting means and the plurality of light receiving means; and a photoelectric converter that converts light respectively received by the plurality of light receiving means into a voltage value corresponding to an amount of light,
an amplifier that adjusts the voltage value output from the photoelectric converter;
A control means,
The control means
a high voltage value identifying unit that identifies the highest voltage value from among the voltage values output from the photoelectric converter when the cutting blade is not present within the blade entry portion;
an amplifier adjustment unit that adjusts the amplifier so that the respective voltage values are uniform based on the highest voltage value specified by the high voltage value specifying unit;
A cutting blade detection mechanism that is equipped with the above-mentioned and that reduces the influence of variations in the amount of light received by each of the multiple light receiving means and is capable of detecting the cutting blade with high accuracy.
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