JP5009561B2 - 切断装置 - Google Patents

Description

本発明は切断装置に係り、更に詳しくは、カッター刃が着脱自在に設けられた切断装置に関する。

従来より、半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）等の板状部材には、その回路面を保護するための保護シートを貼付することが行われている。

このようなシートの貼付方法において、帯状の剥離シートに帯状のシートが仮着された原反を用いた場合には、そのシートを剥離シートから剥離してウエハに貼付した後に、ウエハ外周に沿って切断装置による切断を行うことが必要となる。特許文献１には、ロボットがカッター刃を装着し、所定動作を行う切断装置が開示されている。

特開平６−３３５８９３号公報

特許文献１は、ロボットの自由端側に設けられたチャックに位置合わせをして係合させる専用のカッター刃ホルダを設け、カッター刃の使用を終了したときに、カッター刃ホルダごとの自動交換が行える構成が採用されている。
しかしながら、特許文献１の構成にあっては、カッター刃のみの交換を自動で行うことができない。従って、カッター刃の交換は人手によらなければならないものとなり、作業に危険が伴う、という不都合がある。また、用いるシートの性状によりカッター刃を加熱する必要がある場合には、その温度が下がるまでカッター刃の交換を行うことができず、作業効率が低下する、という不都合もある。

［発明の目的］
本発明の目的は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、カッター刃ホルダに対してカッター刃を自動的に着脱することのできる切断装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、ロボット本体の自由端側に設けられたカッター刃ホルダと、このカッター刃ホルダに着脱自在に装着されたカッター刃と、当該カッター刃を供給するカッター刃供給装置とを含む切断装置において、
前記カッター刃供給装置は、多数のカッター刃を段積みして収容するケース本体と、当該ケース本体内に収容されたカッター刃のうち最下位に位置するカッター刃を支持して前記ケース本体の外部に繰り出す移動プレートとを備える、という構成を採っている。

本発明において、前記移動プレートは、前記カッター刃の全長よりも短い長さに設定された刃載置面を備え、当該刃載置面上に前記カッター刃を支持することで、当該カッター刃の基部側がはみ出して前記チャックに対する挿入代を形成可能に設けられている。

また、前記カッター刃ホルダは、先端部にチャックを備え、当該チャックは、前記カッター刃の相対する縁部を受容する溝を備えて相互に離間接近可能な一対の移動部材により構成されている。

更に、前記各移動部材における前記溝の相対する開口側は傾斜面とされている。

本発明によれば、カッター刃ホルダに対してカッター刃が着脱自在に設けられており、当該着脱がチャックを介して行われることにより、カッター刃の交換を容易且つ迅速に行うことができる。この際、カッター刃に作業者が直接触れる必要もないため、危険な作業から開放され、しかも、カッター刃が加熱される場合においても、当該カッター刃の交換作業を効率的に行うことが可能となる。
また、カッター刃の相対する縁部を保持することのできるチャックを採用することにより、カッター刃の幅が種々異なるものであってもこれに対応することができる。
更に、本発明の方法によれば、カッター刃の供給位置に対して切断ロボットの自由端側がアクセスできるように設定しておくだけで、カッター刃の自動的な装着が可能となる。
また、刃先検査を行う工程を含むことで、カッター刃の欠陥や、経時的な損傷等が生じても、常に正常なカッター刃を利用することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る概略斜視図が示されている。この図において、切断装置１０の近傍に、カッター刃供給装置１１と、ウエハＷを支持するテーブル１３と、カッター刃の刃先検査手段１４が配置されている。ここで、ウエハＷの上面（例えば、回路面）には、帯状をなす保護シートＳ（以下「シートＳ」と称す）が貼付されており、当該シートＳは、ウエハＷの外縁に沿って、前記切断装置１０により切断されるようになっている。

前記切断装置１０は、図２にも示されるように、ロボット本体２０と、当該ロボット本体２０の自由端側に支持されたカッター刃２１とを備えて構成されている。ロボット本体２０は、ベース部２３と、当該ベース２３部の上面側に配置されて矢印Ａ〜Ｆ方向に回転可能に設けられた第１アーム２３Ａ〜第６アーム２３Ｆと、第６アーム２３Ｆの先端側に取り付けられた工具保持チャック２９とを含む。第２、第３及び第５アーム２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｅは、図２中Ｙ×Ｚ面内で回転可能に設けられているとともに、第１、第４及び第６アーム２３Ａ、２３Ｄ、２３Ｆは、その軸周りに回転可能に設けられている。

前記工具保持チャック２９は、図３及び図４に示されるように、略円筒状をなす受容体３０と、当該受容体３０の周方向略１２０度間隔を隔てた位置に配置されるとともに、先端部にカッター刃２１が着脱自在に装着されるカッター刃ホルダ２２を着脱自在に保持する三つのチャック爪３１（図３参照）とを備えて構成されている。各チャック爪３１は、内方端が鋭角となる先尖形状部３１Ａとされており、空圧によって、受容体３０の中心に対して径方向に進退可能に設けられている。なお、切断装置１０は、図示しない制御装置によって制御され、この制御装置は、切断装置１０によって保護シートＳを切断する際の移動制御や、カッター刃２１の自動的な着脱動作を制御するように設けられている。

前記カッター刃ホルダ２２は略円柱状の基部領域と、当該基部領域から先端に向かって次第に扁平となる傾斜領域を含む形状に設けられている。このカッター刃ホルダ２２は、前記基部領域における外周面の周方向略１２０度間隔位置に設けられた図示しない長溝に前記チャック爪３１の先尖形状部３１Ａが係合することで、工具保持チャック２９に対する位置が一定に保たれるようになっている。

前記カッター刃ホルダ２２の先端側には、カッター刃２１を着脱自在とするチャック３５が設けられている。このチャック３５はカッター刃２１の相対する縁部を受容する溝３６を備えた一対の移動部材３７により構成されている。これら移動部材３７は、カッター刃ホルダ２２内に設けられた図示しない駆動機構を介して相互に離間、接近可能に設けられており、離間方向に移動した状態でカッター刃２１の基部側が挿入可能となる一方、接近方向に移動した状態で、カッター刃２１を挟み込んで当該カッター刃２１を固定的に支持するようになっている。なお、各移動部材３７において、溝３６の相対する開口側は傾斜面３６Ａとされており、これにより、カッター刃２１の挿入動作がスムースに行えるように構成されている。

本実施形態において、前記カッター刃ホルダ２２の内部には、図示しないコイルヒーター等の加熱手段が設けられており、当該コイルヒーターに通電することで、カッター刃２１を所定温度に加熱した状態に保つことができ、これにより、切断対象となるシートＳに応じてカッター刃２１を加熱できるようになっている。この際、カッター刃ホルダ２１は、放熱を防止するため、例えば、セラミックス等、保温特性を備えた材料で構成することが好ましい。また、本実施形態では、超音波振動等による図示しない振動付与手段がカッター刃ホルダ２２内に内蔵されており、当該振動付与手段によってカッター刃２１を振動させながら切断動作も行えるようになっている。

前記カッター刃供給装置１１は、図１及び図４に示されるように、ケース本体４０と、当該ケース本体４０内に収容された多数のカッター刃２１のうち、最下位に位置するカッター刃２１を支持して外部に繰り出す移動プレート４１とを備えて構成されている。ケース本体４０は、ボックス型をなし、その一側面に長溝状の窓穴４３が形成され、当該窓穴４３を通じて前記移動プレート４１が図示しない移動機構を介して出没自在に設けられている。移動プレート４１は、平面視略Ｌ字状の段部４１Ａを位置決め部とする刃載置面４１Ｂを備えた形状をなし、当該刃載置面４１Ｂは、カッター刃２１の全長よりも短い長さに設定され、これにより、カッター刃２２の基部側が刃載置面４１Ｂからはみ出して前記チャック３５に対する挿入代が形成される。

前記刃先検査手段１４は、カッター刃供給装置１１に併設されている。この刃先検査手段１４はカメラ５０により構成されており、撮像データを画像処理してカッター刃２１の異常を検出するようになっている。具体的には、刃縁に接着剤が許容範囲を超えて転着したり、一部が折損する等の異常を検出したときに、新たなカッター刃２１と交換するよう、図示しない制御装置に信号を出力することとなる。

次に、本実施形態の作用について説明する。

カッター刃２１を装着するときは、カッター刃供給装置１１の移動プレート４１がケース本体４０から突出した繰出位置となる。この状態で、ロボット本体２０が駆動して自由端側、すなわちカッター刃ホルダ２２がカッター刃２１に向かって移動し、予め離間状態に保たれている移動部材３７間にカッター刃２１の基部領域が挿入される。この挿入が所定深さまで行われると、前記移動部材３７が相互に接近する方向に移動してカッター刃２１の相対する縁部を挟み込んで固定保持することとなる。

カッター刃２１の保持が完了すると、当該カッター刃２１は、前記カメラ５０によって刃先検査を受けることとなり、異常の有無が予め検査され、異常がある場合には、図示しない回収容器にカッター刃２１を落とし込み、カッター刃供給装置１１から供給される次のカッター刃２１と交換される。なお、前記移動プレート４１は、カッター刃２１がロボット本体２０側に装着された後にケース本体４０内に後退し、当該ケース本体４０内における最下位のカッター刃２１が刃載置面４１Ｂ上に位置して次の繰り出しに備えるようになっている。

正常なカッター刃２１がカッター刃ホルダ２２に装着された切断装置１０は、図２に示されるように、テーブル１３上に支持されたウエハＷにシートＳが貼付された後に、シートＳを突き刺してウエハＷの外縁に沿って移動することによって、ウエハＷ形状に合わせたシートＳの切断が行えるようになっている。この切断に際し、常温でのシートＳの切断が困難な場合は、カッター刃ホルダ２２内のコイルヒーターを介してカッター刃２１を加熱してもよいし、超音波振動装置によって振動させてもよい。これにより、シートＳは、ウエハＷの外縁に一致する状態で、しかも、切断抵抗を非常に小さくした状態で切断することができる。

シートＳの切断が終了すると、カッター刃２１は、カメラ５０により再び刃先検査を受ける。この刃先検査において、カッター刃２１の折損や、接着剤の転着が許容範囲を超える等の異常が検出されると、当該カッター刃２１が図示しない回収容器に回収され、新たなカッター刃に交換される。

従って、このような実施形態によれば、ロボット本体２０の自由端側に装着されたカッター刃ホルダ２２に対してカッター刃２１を自動的且つ着脱自在に装着することができるため、カッター刃２１の装着や、交換作業に際して人手を全く必要とすることがない。従って、手作業による危険性を未然に回避することが可能となる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、カッター刃ホルダ２２に設けられたチャック３５は、カッター刃２１の相対する縁部を挟み込む一対の移動部材３７により構成された場合を図示説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カッター刃２１の面に対して進退可能な一対の移動部材等を採用することを妨げない。

本発明がシート切断装置に適用された実施形態を示す全体構成斜視図。 図１の側面図 切断装置の自由端側にカッター刃が装着された状態を拡大して示す要部概略斜視図。 図１の要部拡大概略斜視図。

符号の説明

１０ 切断装置
１１ カッター刃供給装置
１４ 刃先検査手段
２０ ロボット本体
２１ カッター刃
２２ カッター刃ホルダ
３５ チャック
３６ 溝
３７ 移動部材
５０ カメラ（刃先検査手段）
Ｓ 保護シート

Claims (4)

1. ロボット本体の自由端側に設けられたカッター刃ホルダと、このカッター刃ホルダに着脱自在に装着されたカッター刃と、当該カッター刃を供給するカッター刃供給装置とを含む切断装置において、
   前記カッター刃供給装置は、多数のカッター刃を段積みして収容するケース本体と、当該ケース本体内に収容されたカッター刃のうち最下位に位置するカッター刃を支持して前記ケース本体の外部に繰り出す移動プレートとを備えていることを特徴とする切断装置。
2. 前記移動プレートは、前記カッター刃の全長よりも短い長さに設定された刃載置面を備え、当該刃載置面上に前記カッター刃を支持することで、当該カッター刃の基部側がはみ出して前記チャックに対する挿入代を形成可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 前記カッター刃ホルダは、先端部にチャックを備え、当該チャックは、前記カッター刃の相対する縁部を受容する溝を備えて相互に離間接近可能な一対の移動部材により構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の切断装置。
4. 前記各移動部材における前記溝の相対する開口側は傾斜面とされていることを特徴とする請求項３記載の切断装置。

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