本發(fā)明涉及切削裝置，尤其涉及具有旋轉(zhuǎn)修整構(gòu)件的切削裝置。

背景技術(shù)：

在使切削刀具高速旋轉(zhuǎn)而對(duì)晶片等被加工物進(jìn)行切削的切削裝置中，存在如下的問題：當(dāng)持續(xù)進(jìn)行被加工物的切削時(shí)切削刀具的前端變得尖細(xì)，當(dāng)在該狀態(tài)下繼續(xù)進(jìn)行切削時(shí)會(huì)使器件芯片側(cè)面的形狀精度惡化。

為了防止該情況，需要定期性地使切削刀具切入修整用磨具而使其磨耗從而進(jìn)行修整。該修整是為了使在安裝于主軸的狀態(tài)下發(fā)生了偏芯的切削刀具成為正圓形，并且為了進(jìn)行因切削加工導(dǎo)致的磨平和堵塞的切削刀具的修銳。

關(guān)于切削刀具的修整，有時(shí)在切削加工的中途適當(dāng)實(shí)施，但通常從卡盤工作臺(tái)取下被加工物并利用卡盤工作臺(tái)對(duì)專用的修整板進(jìn)行吸引保持而實(shí)施修整。

然而，由于利用卡盤工作臺(tái)對(duì)修整板進(jìn)行吸引保持以及從卡盤工作臺(tái)取下的工序非常繁雜，因此提出在卡盤工作臺(tái)的附近設(shè)置修整板專用的子卡盤工作臺(tái)等對(duì)策(參照日本特開2010-87122號(hào)公報(bào))。

但是，在切削裝置是具有非常硬質(zhì)的切削刀具的切削裝置的情況下，當(dāng)利用修整板專用的子卡盤工作臺(tái)上所保持的修整板進(jìn)行修整時(shí)，存在切削量不充分的情況。因此，為了提高修整時(shí)的切削阻力，而使用借助旋轉(zhuǎn)的修整磨具來進(jìn)行修整的旋轉(zhuǎn)修整(rotary dressing)裝置。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-871225號(hào)公報(bào)

在旋轉(zhuǎn)修整裝置中，由于利用切削刀具對(duì)旋轉(zhuǎn)的修整磨具進(jìn)行切削，因此即使是硬質(zhì)的切削刀具也能夠磨耗。然而，存在如下的課題：由于修整用磨具也會(huì)磨耗并且直徑變小，因此切削刀具的切入量的調(diào)整很困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于這點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種切削裝置，能夠始終按照期望的切入量將切削刀具定位在修整用磨具的外周。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種切削裝置，其具有卡盤工作臺(tái)和切削構(gòu)件，該卡盤工作臺(tái)對(duì)被加工物進(jìn)行保持，該切削構(gòu)件一邊對(duì)安裝于主軸的切削刀具提供切削液一邊對(duì)該卡盤工作臺(tái)上所保持的被加工物進(jìn)行切削，該切削裝置的特征在于，該切削裝置具有：移動(dòng)構(gòu)件，其使該主軸移動(dòng)并對(duì)該切削刀具進(jìn)行定位；旋轉(zhuǎn)修整構(gòu)件，其使修整用磨具按照平行于該主軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及光傳感器，其對(duì)該修整用磨具的外周位置進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)由該光傳感器檢測(cè)出的該修整用磨具的外周位置而將該切削刀具相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)修整構(gòu)件進(jìn)行定位，并使該切削刀具按照期望的切入量對(duì)該修整用磨具進(jìn)行切削而對(duì)該切削刀具進(jìn)行修整。

優(yōu)選該光傳感器被定位為從該光傳感器朝向該修整用磨具的旋轉(zhuǎn)軸射出的檢查光被照射到該修整用磨具的外周面上，該切削裝置還具有運(yùn)算單元，該運(yùn)算單元根據(jù)該檢查光的來自該修整用磨具的外周面的反射光而對(duì)該修整用磨具的直徑進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)由該運(yùn)算單元所運(yùn)算的該修整用磨具的直徑而對(duì)該切削刀具進(jìn)行定位，并使該切削刀具按照該期望的切入量對(duì)該修整用磨具進(jìn)行切削。

優(yōu)選該切削裝置還具有：殼體，其對(duì)該光傳感器進(jìn)行收納，并且該殼體具有開口，該開口允許從該光傳感器射出的檢查光通過；以及氣簾形成構(gòu)件，其設(shè)置在該開口附近，利用由該氣簾形成構(gòu)件所形成的氣簾而防止切削屑和切削液從該開口侵入該殼體內(nèi)并且附著于該光傳感器。

在本發(fā)明的切削裝置中，由于利用光傳感器對(duì)修整用磨具的外周位置進(jìn)行檢測(cè)而計(jì)算修整用磨具的直徑，因此能夠始終按照期望的切入量將切削刀具定位在修整用磨具的外周。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的切削裝置的立體圖。

圖2是被加工物切削時(shí)的切削裝置主要部位的局部剖視側(cè)視圖。

圖3是利用旋轉(zhuǎn)修整磨具對(duì)切削刀具進(jìn)行修整的狀態(tài)下的切削裝置主要部位的局部剖視側(cè)視圖。

圖4是對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具的外周位置進(jìn)行檢測(cè)的狀態(tài)下的切削裝置主要部位的局部剖視側(cè)視圖。

圖5是對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具的外周位置進(jìn)行檢測(cè)的狀態(tài)下的切削單元部分的局部剖視主視圖。

標(biāo)號(hào)說明

6：卡盤工作臺(tái)；11：被加工物；14：切削單元；16：支承構(gòu)造；18：切削單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)；34：主軸；35：主軸機(jī)殼；36：切削刀具；38：刀具罩；40：切削液提供噴嘴；44：旋轉(zhuǎn)修整裝置；46：旋轉(zhuǎn)修整磨具；54：傳感器外殼；54a：開口；56：光傳感器；62：檢查光；64：反射光；67：氣簾。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。參照?qǐng)D1，示出本發(fā)明實(shí)施方式的切削裝置2的立體圖。4是切削裝置2的基座，在基座4上形成有沿X軸方向延伸的較長的矩形狀的開口4a。

在該開口4a內(nèi)，卡盤工作臺(tái)6被配設(shè)為能夠旋轉(zhuǎn)且能夠通過未圖示的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)而在X軸方向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該卡盤工作臺(tái)6具有由多孔性陶瓷等形成的吸引保持部6a。

在卡盤工作臺(tái)6的外周部分，配設(shè)有多個(gè)夾具8，該夾具8對(duì)支承著被加工物的框架單元的環(huán)狀框架進(jìn)行夾持。在卡盤工作臺(tái)6的周圍配設(shè)有防水罩10，折皺12連結(jié)在該防水罩10與基座4的之間。

對(duì)切削單元14進(jìn)行支承的門型的支承構(gòu)造16以跨越開口4a的方式配置于基座4的上表面上。在支承構(gòu)造16的前表面上部，設(shè)置有使切削單元14在Y軸方向和Z軸方向上移動(dòng)的切削單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)18。

切削單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)18具有固定于支承構(gòu)造16的前表面上的與Y軸方向平行的一對(duì)Y軸導(dǎo)軌20。構(gòu)成切削單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)18的Y軸移動(dòng)板22以能夠滑動(dòng)的方式配設(shè)于Y軸導(dǎo)軌20。

在Y軸移動(dòng)板22的背面?zhèn)仍O(shè)置有未圖示的螺母部，與Y軸導(dǎo)軌20平行的Y軸方向滾珠絲杠24與該螺母部螺合。未圖示的Y軸脈沖電動(dòng)機(jī)與Y軸滾珠絲杠24的一端部連結(jié)。如果利用Y軸脈沖電動(dòng)機(jī)使Y軸滾珠絲杠24旋轉(zhuǎn)，則Y軸移動(dòng)板22沿著Y軸導(dǎo)軌20在Y軸方向上移動(dòng)。

在Y軸移動(dòng)板22的前表面上固定有在Z軸方向上伸長的一對(duì)Z軸導(dǎo)軌20。Z軸移動(dòng)板28以能夠滑動(dòng)的方式配設(shè)于Z軸導(dǎo)軌26。

在Z軸移動(dòng)板28的背面?zhèn)仍O(shè)置有未圖示的螺母部，與Z軸導(dǎo)軌26平行的Z軸滾珠絲杠30與該螺母部螺合。Z軸脈沖電動(dòng)機(jī)32與Z軸滾珠絲杠30的一端部連結(jié)。如果利用Z軸脈沖電動(dòng)機(jī)32使Z軸滾珠絲杠30旋轉(zhuǎn)，則Z軸移動(dòng)板28沿著Z軸導(dǎo)軌26在Z軸方向上移動(dòng)。

在Z軸移動(dòng)板28的下部安裝有切削單元14，該切削單元14對(duì)卡盤工作臺(tái)6上所保持的被加工物進(jìn)行切削。并且，在與切削單元14相鄰的位置上配設(shè)有拍攝單元42，該拍攝單元42具有對(duì)卡盤工作臺(tái)6上所保持的被加工物的上表面進(jìn)行拍攝的顯微鏡和照相機(jī)。

切削單元14包含：圖2所示的主軸34，其被電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；切削刀具36，其安裝于主軸35的前端部；刀具罩38，其罩蓋切削刀具36的上半部分；以及一對(duì)(只圖示1個(gè))切削液提供噴嘴40，它們安裝于刀具罩38，并在切削刀具36的兩側(cè)沿X軸方向延伸。

如果借助切削單元移動(dòng)機(jī)構(gòu)18使Y軸移動(dòng)板22在Y軸方向上移動(dòng)，則在Y軸方向上對(duì)切削單元14和拍攝單元42進(jìn)行分度進(jìn)給，如果使Z軸移動(dòng)板28在Z軸方向上移動(dòng)，則切削單元14和拍攝單元42在上下方向上移動(dòng)。

在本實(shí)施方式的切削裝置2中，旋轉(zhuǎn)修整裝置(旋轉(zhuǎn)修整構(gòu)件)44以向開口4a內(nèi)突出的方式安裝于基座4的側(cè)面上。像圖2至圖4中最佳示出的那樣，旋轉(zhuǎn)修整裝置44由電動(dòng)機(jī)48、固定于電動(dòng)機(jī)48的輸出軸50的旋轉(zhuǎn)修整磨具(修整用磨具)46以及罩蓋修整磨具46的罩52構(gòu)成。

關(guān)于旋轉(zhuǎn)修整磨具46，例如在使由碳化硅(SiC)構(gòu)成的綠色金剛砂(GC)磨粒與由包含填料的酚醛樹脂構(gòu)成的樹脂結(jié)合劑混煉而成型為圓筒狀之后，在600℃～700℃左右的溫度下燒結(jié)而形成。優(yōu)選旋轉(zhuǎn)修整磨具46具有由酚醛樹脂構(gòu)成的組成成分，該酚醛樹脂包含質(zhì)量比為50～60％的超磨粒和質(zhì)量比為45～35％的填料。

本實(shí)施方式中所使用的旋轉(zhuǎn)修整磨具46為直徑為3英寸、寬度為1英寸、內(nèi)徑為0.5英寸，但旋轉(zhuǎn)修整磨具46不限于這些數(shù)值。

像圖5中最佳示出的那樣，在切削單元14的主軸機(jī)殼35上安裝有傳感器外殼54，在該傳感器外殼54內(nèi)配設(shè)有光傳感器56。

傳感器外殼54具有開口54a，從光傳感器56射出的檢查光62通過該開口54a，而從與旋轉(zhuǎn)修整磨具46的旋轉(zhuǎn)軸(電動(dòng)機(jī)48的輸出軸)50垂直的方向照射至旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周面。

此外，從光傳感器56射出的檢查光62朝向旋轉(zhuǎn)軸50的中心(軸心)50a照射。在旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周面上發(fā)生了漫反射的反射光64由光傳感器56的受光元件接受。

如圖2至圖4所示，傳感器外殼54經(jīng)由電磁切換閥58而與壓縮空氣源60連接，通過將電磁切換閥58切換到圖2所示的連通位置，而如圖5所示，壓縮空氣從設(shè)置于傳感器外殼54的空氣導(dǎo)入口55被導(dǎo)入傳感器外殼54內(nèi)，并從開口54a排出。

在開口54a附近配設(shè)有氣簾形成構(gòu)件66，通過該氣簾形成構(gòu)件66而在開口54a內(nèi)形成有氣簾67，防止切削屑和切削液侵入傳感器外殼54內(nèi)。

參照?qǐng)D2，示出了利用在箭頭A方向上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)的切削刀具36對(duì)卡盤工作臺(tái)6上的所保持被加工物11進(jìn)行切削時(shí)的實(shí)施方式的切削裝置主要部位的局部剖視側(cè)視圖。

在該切削步驟中，將在箭頭A方向上進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)(例如30000rpm)的切削刀具36切入劃片帶T，并通過在X軸方向上對(duì)卡盤工作臺(tái)6進(jìn)行加工進(jìn)給而對(duì)被加工物11進(jìn)行切削。

在進(jìn)行被加工物的切削時(shí)，將電磁切換閥58切換到連通位置，而從壓縮空氣源60對(duì)傳感器外殼54內(nèi)導(dǎo)入壓縮空氣，并從傳感器外殼54的開口54a排出壓縮空氣。與此同時(shí)，通過利用氣簾形成構(gòu)件66在開口54a內(nèi)形成氣簾67，而防止切削屑和切削液侵入傳感器外殼54內(nèi)，防止光傳感器56被切削屑或者切削液污染。

當(dāng)持續(xù)進(jìn)行對(duì)被加工物的切削時(shí)，切削刀具36的前端變得尖細(xì)，當(dāng)在該狀態(tài)下持續(xù)切削時(shí)，存在使芯片的形狀精度惡化這樣的問題。為了防止該情況，需要定期地實(shí)施對(duì)切削刀具36的外周進(jìn)行修正的外徑修正修整。并且，當(dāng)切削刀具36持續(xù)進(jìn)行切削時(shí)，由于產(chǎn)生磨平而導(dǎo)致切削能力降低，因此定期地實(shí)施修銳修整。

但是，要想實(shí)施切削刀具36的修整，需要利用切削刀具36按照規(guī)定的深度切入旋轉(zhuǎn)修整磨具46，因此需要準(zhǔn)確地了解旋轉(zhuǎn)修整磨具46的最外周的高度。

因此，優(yōu)選在實(shí)施切削刀具36的修整之前對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具46的直徑進(jìn)行測(cè)定。由于旋轉(zhuǎn)修整磨具46的旋轉(zhuǎn)軸(電動(dòng)機(jī)48的輸出軸)50配設(shè)在規(guī)定的高度，因此預(yù)先判明新的旋轉(zhuǎn)修整磨具46的最外周的高度，并將該高度位置保存在切削裝置2的控制器的存儲(chǔ)器中。并且，對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具46的能夠使用量即界限直徑進(jìn)行設(shè)定，并同樣將該界限直徑保存在控制器的存儲(chǔ)器中。

在定期性實(shí)施的旋轉(zhuǎn)修整磨具46的直徑測(cè)定時(shí)，如圖4和圖5所示，從光傳感器56對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周面照射檢查光64，并利用光傳感器56的受光元件接受來自外周面的漫反射光64。

通過對(duì)從光傳感器56射出檢查光62起直到借助光傳感器56的受光元件接受到反射光64為止的時(shí)間和受光位置進(jìn)行測(cè)定，能夠準(zhǔn)確地測(cè)定從光傳感器56到旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周面的距離。

在旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周位置的檢測(cè)中，使旋轉(zhuǎn)修整磨具46按照例如10000rpm旋轉(zhuǎn)并且使光傳感器46在磨具46的寬度方向(Y軸方向)上移動(dòng)，并在多個(gè)部位對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具46的外周位置進(jìn)行檢測(cè)。

例如，作為旋轉(zhuǎn)修整磨具46的直徑檢測(cè)出在多個(gè)部位測(cè)定得到的最大值。并且，利用控制器的運(yùn)算單元根據(jù)該直徑而運(yùn)算出旋轉(zhuǎn)修整磨具46的高度位置，將該高度位置保存在存儲(chǔ)器中。

這樣，在對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具46的最外周的當(dāng)前的高度位置進(jìn)行檢測(cè)之后，實(shí)施切削刀具36的修整。在切削刀具36的修整時(shí)，根據(jù)所測(cè)定的切削刀具36的最外周的高度位置而對(duì)切削刀具36的切入高度進(jìn)行設(shè)定。

并且，如圖3所示，一邊使切削刀具36在箭頭A方向上高速(例如30000rpm)旋轉(zhuǎn)，一邊按照所設(shè)定的切入高度切入在箭頭A方向上例如以10000rpm旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)修整磨具46，并且一邊使切削刀具36在Y軸方向上移動(dòng)一邊實(shí)施切削刀具36的修整。

另外，由于切削刀具36和旋轉(zhuǎn)修整磨具46都在A方向上旋轉(zhuǎn)，因此切削刀具36按照所謂的上切(up cut)對(duì)旋轉(zhuǎn)修整磨具進(jìn)行切削，因此切削阻力升高，并且一邊在Y軸方向上前后移動(dòng)一邊進(jìn)行切削，因此與在X軸方向上進(jìn)行加工進(jìn)給的情況相比，切削阻力進(jìn)一步升高，能夠非常高效地實(shí)施切削刀具36的修整。

在圖4所示的旋轉(zhuǎn)修整磨具46的直徑測(cè)定時(shí)，將電磁切換閥58切換到切斷位置，而中止壓縮空氣從傳感器外殼54的開口54a噴出。此時(shí)，氣簾形成構(gòu)件66所進(jìn)行的氣簾67的形成可以持續(xù)進(jìn)行，但也可以中止氣簾67的噴出。

在上述的實(shí)施方式中，對(duì)將光傳感器56安裝于主軸機(jī)殼35上的例子進(jìn)行了說明，但光傳感器56的安裝位置不限于此，也可以安裝于其他的位置。并且，關(guān)于旋轉(zhuǎn)修整磨具46的測(cè)定所用的檢查光64的反射光，也可以使用正反射光。