刀具罩的製作方法

2023-05-06 09:23:36 2

本發明涉及刀具罩。

背景技術：

對於在正面上形成有ic等器件的半導體晶片或樹脂密封有多個器件晶片的封裝基板等被加工物，例如利用具有進行旋轉的圓環狀的切削刀具的切削裝置(劃片裝置)進行切削並分割成多個晶片。該切削裝置的對切削刀具進行覆蓋的刀具罩具有提供切削水的噴嘴，該切削水用於對被加工物或切削刀具進行冷卻和清洗。

但是，在對封裝基板進行分割時，例如，高效的做法是：利用卡盤工作檯僅對相當於分割後的晶片的區域進行吸引保持，在切削的同時將不需要的邊角料等去除。因此，公知如下的刀具罩：為了能夠防止晶片與因切削而產生並飛散的邊角料等接觸，具有提供切削水的噴嘴(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2015-145046號公報

由於專利文獻1所記載的技術是從切削水噴出口和輔助切削水噴出口向切削刀具的外周端面噴射切削水，所以需要大量的切削水。

技術實現要素：

本發明是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種刀具罩，能夠通過少量的切削水將邊角料等去除。

為了解決上述的課題並達到目的，本發明的刀具罩配設在將主軸支承為旋轉自如的主軸外殼的前端，並對藉助凸緣而安裝在該主軸上的切削刀具進行覆蓋，其中，該刀具罩具有噴嘴塊，該噴嘴塊配設在與提供給該切削刀具的切削水因該切削刀具的旋轉而飛散的一側相反的一側，並與該切削刀具的兩個側面相對地噴射切削水，該噴嘴塊具有：內壁，其沿著安裝該切削刀具的該凸緣和該切削刀具的兩個側面的形狀而具有間隙地形成；多個切削水噴射口，它們形成在該內壁上並朝向該凸緣的兩個側面噴射切削水；圓環狀的槽，其在該切削刀具的徑向外側與該內壁連通而沿著該切削刀具的外周形狀形成；以及高壓空氣噴射口，其與該槽連通而朝向形成於該切削刀具的旋轉方向下遊側的端部的該切削刀具的兩個側面噴射空氣，當從該切削水噴射口提供切削水時，隨著該切削刀具的旋轉而在與該內壁之間的該間隙和該槽中充滿切削水，並通過由該主軸的旋轉而產生的離心力從該槽高速地噴射切削水，並且與從該高壓空氣噴射口噴射的高壓空氣混合而噴射出兩種流體。

根據本申請發明的刀具罩，能夠通過少量的切削水將邊角料等去除。

附圖說明

圖1是示出具有實施方式的刀具罩的切削裝置的立體圖。

圖2是示出實施方式的刀具罩的立體圖。

圖3是示出實施方式的刀具罩的主視圖。

圖4是示出實施方式的刀具罩的側視圖。

圖5是示出實施方式的刀具罩的立體圖。

圖6是示出實施方式的刀具罩的內壁的主視圖。

圖7是示出實施方式的刀具罩的內壁的部分放大主視圖。

圖8是示出實施方式的刀具罩的部分放大剖視圖。

圖9是示出實施方式的刀具罩的高壓空氣噴射口的其他例的部分放大圖。

標號說明

1：切削裝置；10：保持部；20：切削單元；21：主軸；22：切削刀具；221：凸緣；222：切削刃；222a：刃尖；23：凸緣；60：刀具罩；61：支承部；62：噴嘴塊；63：主體部；632：內壁；64：切削水噴射口；65：槽；66：高壓空氣噴射口；67：切削水提供口；68：高壓空氣提供口；f1：切削水；f2：高壓空氣；f3：混合流體；r：旋轉方向；w：被加工物。

具體實施方式

以下，一邊參照附圖一邊對本發明的實施方式進行詳細地說明。本發明並不僅限於以下的實施方式所記載的內容。並且，在以下所記載的構成要素中包含有本技術領域人員所容易想到的、實際上相同的構成要素。進而，能夠對以下所記載的結構進行適當組合。並且，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內進行結構的各種省略、置換或變更。

圖1是示出具有實施方式的刀具罩的切削裝置的立體圖。圖2是示出實施方式的刀具罩的立體圖。圖3是示出實施方式的刀具罩的主視圖。圖4是示出實施方式的刀具罩的側視圖。圖5是示出實施方式的刀具罩的立體圖。圖6是示出實施方式的刀具罩的內壁的主視圖。圖7是示出實施方式的刀具罩的內壁的部分放大主視圖。圖8是示出實施方式的刀具罩的部分放大剖視圖。圖9是示出實施方式的刀具罩的高壓空氣噴射口的其他例的部分放大圖。

被加工物w是通過切削裝置1來進行加工的板狀的加工對象。在本實施方式中，被加工物w為矩形的封裝基板。被加工物w具有由多條分割預定線l劃分出的多個器件d。

使用圖1對具有本實施方式的刀具罩的切削裝置1進行說明。通過使具有切削刀具22的切削單元20與保持著被加工物w的保持部10相對移動，切削裝置1對被加工物w進行切削。切削裝置1具有：保持部10，其利用正面11a對被加工物w進行吸引保持；切削單元20；x軸移動單元30，其使保持部10在x軸方向上移動；y軸移動單元40，其使切削單元20在與x軸方向垂直的y軸方向上移動；z軸移動單元50，其使切削單元20在與x軸方向和y軸方向垂直的z軸方向上移動；輸入單元100；以及控制單元90。另外，在切削裝置1的裝置主體2上設置有門型的柱部3。

如圖1所示，保持部10構成為包含有具有正面11a的保持工作檯11和旋轉工作檯19。關於保持工作檯11，將被加工物w載置在正面11a上，並通過設置在正面11a上的未圖示的吸引孔來進行吸引，由此，通過負壓對被加工物w進行吸引保持。吸引孔以與被加工物w的器件d一一對應的方式設置。在保持工作檯11的正面11a上形成有與各分割預定線l對應的、切削單元20的切削刀具22用的未圖示的退刀槽。在將被加工物w分割成各器件d時，切削刀具22插入到退刀槽中。旋轉工作檯19能夠使保持工作檯11繞與正面11a垂直且與z軸方向平行的未圖示的軸線旋轉。並且，保持部10通過x軸移動單元30以在x軸方向上自由移動的方式設置。利用控制單元90對保持部10的動作進行控制。

切削單元20利用切削刀具22對保持在保持部10上的被加工物w進行切削。切削單元20藉助y軸移動單元40和z軸移動單元50等設置在柱部3上。切削單元20通過y軸移動單元40以在y軸方向上自由移動的方式設置，而且通過z軸移動單元50以在z軸方向上自由移動的方式設置。利用控制單元90對切削單元20的動作進行控制。

切削單元20具有中心軸線與y軸方向(相當於分度方向)一致的主軸21和安裝在主軸21的前端的切削刀具22。主軸21被未圖示的主軸外殼支承為能夠旋轉，並與收納在主軸外殼中的未圖示的刀具驅動源連結。刀具驅動源通過從未圖示的電源提供的電力來使主軸21繞著中心軸線旋轉。

圖2所示的切削刀具22是具有大致環形的極薄的切削磨具，並以自由裝拆的方式安裝在主軸21上。切削刀具22通過由刀具驅動源產生的旋轉力而旋轉驅動。在本實施方式中，切削刀具22的旋轉方向是圖2所示的旋轉方向r。在本實施方式中，切削刀具22中在圓盤狀的凸緣221的外周部分固定有對被加工物w進行切削的環狀的切削刃222。切削刀具22例如以電鑄/電鍍結合為結合劑而固定有金剛石等磨粒。切削刀具22也可以使用僅由切削刃構成的墊圈刀具。

回到圖1，x軸移動單元30使保持部10相對於主軸21在與主軸21的中心軸線方向垂直且與保持部10的正面11a平行的方向上相對地移動。

輸入單元100與控制單元90連接且配置在顯示出加工動作的狀態的顯示單元101上。顯示單元101例如由液晶顯示器、有機el顯示器等顯示面板等構成。顯示單元101根據從控制單元90輸入的信號而顯示出文字、圖形、圖像等信息。輸入單元100供操作人員進行按鍵操作，並由設置在顯示單元101的顯示面整個面上的觸摸面板等構成。輸入單元100將與所接收的操作對應的信號輸入到控制單元90中。

控制單元90分別對構成切削裝置1的上述的構成要素進行控制。控制單元90使針對被加工物w的加工動作即切削動作在切削裝置1中進行。另外，控制單元90例如以由cpu等構成的運算處理裝置和具有rom、ram等的未圖示的微處理器為主體構成。控制單元90與顯示單元101和輸入單元100等連接，該輸入單元100在操作人員登記加工內容信息等時使用。

圖2到圖4所示的刀具罩60向切削刀具22提供切削水f1。刀具罩60配置在將切削單元20的主軸21支承為旋轉自如的主軸外殼的前端，並對藉助凸緣23安裝在主軸21上的切削刀具22進行覆蓋。刀具罩60固定在切削單元20的主軸外殼的前端部，並對切削刀具22的外周進行覆蓋。刀具罩60具有固定在主軸外殼的前端部的支承部61和固定在支承部61的噴嘴塊62。

支承部61固定在切削單元20的主軸外殼的前端部。支承部61具有沿著切削單元20的主軸外殼的前端部的板狀的基座部611和對切削刀具22的外周的一部分進行覆蓋的罩部612。在使貫通孔613與形成於切削單元20的主軸外殼的前端部並在內周形成有內螺紋的未圖示的貫通孔重合的狀態下貫穿插入外螺紋件614而將基座部611固定在切削單元20的主軸外殼上。罩部612從基座部611朝向y軸方向突出。罩部612配設在因切削刀具22的旋轉而產生的切削水飛散的方向上。罩部612被配置成對切削刀具22的外周中的沒有被噴嘴塊62覆蓋的部分進行覆蓋。

噴嘴塊62與切削單元20的切削刀具22的兩個側面相對地噴射切削水f1。噴嘴塊62對切削刀具22的外周的一部分進行覆蓋並向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a噴射切削水f1和高壓空氣f2。噴嘴塊62藉助支承部61而固定在主軸外殼上。噴嘴塊62被配置在與切削水因切削刀具22向旋轉方向r的旋轉而主要飛散的一側相反的一側。更詳細地說，噴嘴塊62被配置在與切削水因切削刀具22向旋轉方向r的旋轉而從與被加工物w的接觸部分主要飛散的一側(圖3中的左側)相反的一側(圖3中的右側)。如在圖4中圖示的那樣，噴嘴塊62具有：主體部63，其具有內壁632，該內壁632沿著安裝有切削刀具22的凸緣23和切削刀具22的兩個側面的形狀而具有間隙地形成；多個切削水噴射口64，它們形成在內壁632上並朝向切削刀具22的凸緣221的兩個側面噴射切削水f1；圓環狀的槽65，其在切削刀具22的徑向外側與內壁632連通而沿著切削刀具22的外周形狀形成；高壓空氣噴射口66，其與槽65連通而朝向形成在切削刀具22的旋轉方向下遊側的端部的切削刀具22的兩個側面噴射高壓空氣f2；切削水提供口67，其提供從切削水噴射口64噴射的切削水f1；以及高壓空氣提供口68，其提供從高壓空氣噴射口66噴射的高壓空氣f2。

主體部63對切削刀具22的外周的一部分進行覆蓋。主體部63具有一對壁部631，該一對壁部631夾著安裝有切削刀具22的凸緣23和切削刀具22的兩個側面而定位。一對壁部631被相對配置成沿著安裝有切削刀具22的凸緣23和切削刀具22的兩個側面的形狀而具有間隙。一對壁部631按照以下方式進行組裝：在使形成於壁部631的貫通孔633彼此重合的狀態下貫穿插入外螺紋件69並使其緊固。內壁632是一對壁部631的內側的壁部。在被加工物w的切削中，在一對壁部631與安裝有切削刀具22的凸緣23和切削刀具22的兩個側面的間隙中充滿切削水f1。更詳細地說，隨著切削刀具22向旋轉方向r的旋轉，在內壁632與安裝有切削刀具22的凸緣23和切削刀具22的兩個側面的間隙中充滿切削水f1。

圖5到圖7所示的切削水噴射口64是通過朝向切削刀具22的凸緣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。在內壁632上形成有多個切削水噴射口64。在本實施方式中，在內壁632上，距從主軸21的中心軸線等距離地、在周向上等間隔地配置有3個切削水噴射口64。切削水噴射口64朝向切削刀具22的凸緣221開口。切削水噴射口64被配置在與切削刀具22的凸緣221的上側相對的位置。切削水噴射口64夾著切削刀具22的凸緣221配設在y軸方向的兩側。由此，切削水噴射口64對切削刀具22的兩側提供切削水f1。切削水噴射口64形成為圓形。在本實施方式中，例如將切削水噴射口64設為直徑為1.5～2mm。切削水噴射口64經由形成在壁部631內的第一提供路641而與切削水提供口67連接。切削水噴射口64噴射從切削水提供口67提供的切削水f1。

圖7、圖8所示的槽65在切削刀具22的徑向外側收集從切削水噴射口64噴射併到達切削刀具22的凸緣221的切削水f1。槽65形成在內壁632的切削刀具22的徑向外側。關於槽65，在相對配置了一對壁部631的狀態下，在切削刀具22的徑向外側，在一對壁部631之間形成間隙。槽65沿著切削刀具22的外周形狀而形成為圓弧狀。更詳細地說，槽65形成為具有比切削刀具22的直徑大的直徑的圓弧狀。槽65在切削刀具22的徑向外側具有朝向主軸21的中心軸線方向伸出的伸出部651。換言之，槽65在切削刀具22的徑向外側的端部形成得較深。這樣的槽65形成為從各切削水噴射口64噴射而與凸緣23接觸的切削水f1能夠流入的大小和形狀。在被加工物w的切削中，隨著切削刀具22向旋轉方向r的旋轉，在槽65中充滿切削水f1。在槽65中充滿了的切削水f1通過由主軸21的旋轉產生的離心力而從槽65高速地噴射。

圖2、圖4所示的高壓空氣噴射口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(參照圖2)提供高壓空氣f2。高壓空氣噴射口66經由形成在壁部631內的第二提供路661而與高壓空氣提供口68連接。並且，配置在高壓空氣噴射口66的上遊側的第二提供路661與槽65的下端連通。由此，高壓空氣噴射口66噴射出混合流體f3，該混合流體f3是混合了從槽65高速噴射的切削水f1和從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2的、包含有兩種流體的混合流體。高壓空氣噴射口66朝向切削刃222的刃尖222a將混合流體f3平行地吹送到切削刀具22的兩個側面。高壓空氣噴射口66向切削刃222的刃尖222a吹送混合流體f3，由此，將切削屑從刃尖222a去除。高壓空氣噴射口66與切削刃222的刃尖222a相對。高壓空氣噴射口66配置在噴嘴塊62的下側。高壓空氣噴射口66形成為長方形。高壓空氣噴射口66的y軸方向的寬度形成為比切削刀具22的厚度大的寬度。在本實施方式中，例如將高壓空氣噴射口66設為y軸方向的寬度為11mm、z軸方向的寬度為1.2mm。在本實施方式中，高壓空氣噴射口66形成為高壓空氣噴射口66的z軸方向的寬度比高壓空氣噴射口66的y軸方向的寬度小的扁平狀。

另外，也可以如圖9所示，形成在y軸方向上夾著切削刀具22的一對高壓空氣噴射口66。由此，能夠朝向切削刀具22的兩個側面有效地噴射空氣。

第二提供路661呈扁平狀地形成在壁部631內並將高壓空氣噴射口66與高壓空氣提供口68連通。第二提供路661與槽65的下端連通。由此，在第二提供路661中，成為混合了從槽65流入的切削水f1和從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2而成的混合流體f3。從槽65高速噴射出的切削水f1和從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2混合而成為包含有兩種流體的混合流體f3。通過使切削水f1和高壓空氣f2在扁平狀的第二提供路661中混合，由此，混合流體f3比切削水f1和高壓空氣f2更高速。

切削水提供口67配置在噴嘴塊62的上側。切削水提供口67從未圖示的切削水源提供切削水f1。在本實施方式中，使用加壓後的例如2.5l/min～5l/min的切削水f1，優選使用3l/min的切削水f1。

高壓空氣提供口68配置在噴嘴塊62的下側。高壓空氣提供口68從未圖示的空氣提供源提供高壓空氣f2。在本實施方式中，使用加壓後的例如0.2mpa(表壓)～0.6mpa(表壓)的高壓空氣f2，優選使用0.3mpa(表壓)的高壓空氣f2。

接著，對本實施方式的切削裝置1的加工動作進行說明。

首先，操作人員向控制單元90登記加工內容信息並將被加工物w載置在從切削單元20離開的保持部10上，在從操作人員那收到加工動作的開始指示的情況下，切削裝置1開始加工動作。在加工動作中，控制單元90對載置在保持部10上的被加工物w進行吸引保持，並使吸引保持著被加工物w的保持部10移動至切削單元20的下方。

控制單元90在執行了對準之後，根據加工內容信息，一邊使切削刀具22旋轉一邊使保持部10與切削刀具22沿著分割預定線l相對地移動而對被加工物w進行切削。在切削中，控制單元90使切削水源成為驅動狀態，從切削水噴射口64向切削刀具22提供切削水f1。並且，在切削中，控制單元90使空氣提供源成為驅動狀態，從高壓空氣噴射口66向切削刀具22提供高壓空氣f2。

這樣，在切削中，從切削水噴射口64向切削刀具22的凸緣221噴射切削水f1。然後，從切削水噴射口64提供給切削刀具22的凸緣221的切削水f1隨著切削刀具22向旋轉方向r的旋轉而充滿切削刀具22與內壁632之間的間隙和槽65。然後，通過由主軸21的旋轉產生的離心力而從槽65高速地噴射切削水f1。然後，在第二提供路661中，從槽65高速噴射出的切削水f1與從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2混合而成為包含有兩種流體的混合流體f3，並從高壓空氣噴射口66噴射混合流體f3。然後，從高壓空氣噴射口66向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a吹送混合流體f3。然後，混合流體f3通過未圖示的排出口而排出到切削裝置1外。

當控制單元90判定為切削結束時，在通過z軸移動單元50使切削單元20從被加工物w離開之後，通過x軸移動單元30使保持部10從切削單元20的下方離開。當保持部10從切削單元20的下方離開時，控制單元90解除保持部10的吸引保持，操作人員將保持部10上的切削加工完的被加工物w移走並將切削加工前的被加工物w載置在保持部10上。重複這樣的工序而使切削裝置1對被加工物w進行切削。

如以上那樣，根據本實施方式的刀具罩60，從切削水噴射口64向切削刀具22的凸緣221噴射切削水f1。進而，從切削水噴射口64提供給切削刀具22的凸緣221的切削水f1隨著切削刀具22向旋轉方向r的旋轉而充滿內壁632之間的間隙和槽65，並通過由主軸21的旋轉產生的離心力而從槽65高速地噴射。在第二提供路661中，從槽65高速噴射出的切削水f1和從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2混合而成為混合流體f3。從高壓空氣噴射口66向切削刀具22的切削刃222的刃尖222a吹送混合流體f3。因此，比切削水f1和高壓空氣f2更高速的混合流體f3被吹送到切削刀具22的切削刃222的刃尖222a。也就是說，對於混合流體f3，即使通過少量的切削水f1也能夠將切削時產生的邊角料等去除。這樣，刀具罩60不用增加切削水量便能通過少量的切削水f1將邊角料等去除。

由於在刀具罩60上沿著切削刀具22的外周形狀形成有槽65，所以從切削水噴射口64噴射而與凸緣23接觸的切削水f1流入到槽65中。由此，能夠將流入到槽65中的切削水f1與從高壓空氣提供口68提供的高壓空氣f2一起作為將邊角料等吹飛的混合流體f3而進行再利用。這樣，刀具罩60能夠對切削水f1進行再利用，由此，能夠得到省水效果。

而且，由於高壓空氣噴射口66形成為高壓空氣噴射口66的z軸方向的寬度比高壓空氣噴射口66的y軸方向的寬度小的扁平狀，所以刀具罩60能夠以更大的面積對產生切削屑的、切削刀具22與被加工物w的接觸部分(切削部分)吹送混合流體f3。由此，刀具罩60能夠通過少量的切削水f1將邊角料等去除。

由於刀具罩60將混合流體f3從高壓空氣噴射口66吹送到切削刀具22的切削刃222的刃尖222a附近，所以能夠通過少量的切削水f1對切削刀具22和被加工物w進行清洗。

刀具罩60使切削刀具22成為被切削水f1覆蓋的狀態，該切削水f1充滿切削刀具22與內壁632的間隙和槽65並在槽65內高速流動，由此，能夠得到較高的清洗力。由此，刀具罩60能夠通過少量的切削水f1對切削刀具22進行清洗。

刀具罩60使切削刀具22成為被切削水f1覆蓋的狀態，該切削水f1充滿切削刀具22與內壁632的間隙和槽65，由此，能夠對切削刀具22進行冷卻。這樣，由於切削刀具22的外周的一部分成為被切削水f1覆蓋的狀態，所以與例如從噴嘴等向切削刀具22噴射冷卻水的情況相比，能夠得到更好的冷卻效果。

這樣，刀具罩60將從1個系統的切削水源提供的切削水f1使用於切削刀具22的冷卻、邊角料等的去除、以及切削刀具22與被加工物w的清洗中。這樣，作為刀具罩60，與例如對切削刀具22的冷卻、邊角料等的去除、以及切削刀具22與被加工物w的清洗中分別提供切削水f1的結構相比，能夠抑制切削水f1的使用量。

進而，由於能夠如上述那樣通過混合流體f3將邊角料等去除，所以刀具罩60能夠抑制因與邊角料等的接觸而產生的、刀具罩60自身的損傷、變形、位置偏移等缺陷的產生。這樣，刀具罩60能夠對隨著飛散的邊角料等接觸而產生的缺陷進行抑制。

另外，本發明並不僅限於上述實施方式。即，能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內實施各種變形。例如，在上述實施方式中，雖然刀具罩60適用於對矩形的封裝基板等進行切削的切削裝置1，但刀具罩60也可以適用於對一般的半導體晶片等進行切削的切削裝置。