JP2017132023A

JP2017132023A - 排気機構

Info

Publication number: JP2017132023A
Application number: JP2016016398A
Authority: JP
Inventors: 惇八木原; Jun Yagihara
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03

Abstract

【課題】雰囲気の排出を適切に検出可能な新たな排気機構を提供する。
【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブル（８）と、砥石工具（１４）が装着される加工ユニット（１０）と、を備え、チャックテーブルに保持された被加工物に加工液を供給しながら、加工ユニットで被加工物を加工する加工装置（２）の排気機構（２０）であって、チャックテーブルと加工ユニットとを収容する加工室（６ａ）と、所定の吸引力を発生する吸引源と加工室とに接続され、加工室で発生する加工液のミストと加工屑とを含む雰囲気（１）を加工室から排出する排気路（２２，２４，２６，２８）と、加工室からの雰囲気の排出を検出する排気検出ユニット（３０）と、を備え、排気検出ユニットは、一端が加工室又は排気路に接続され、他端が大気に開放される気体流量計であり、雰囲気の排出に伴い加工室又は排気路に流入する大気（３）の流量を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を加工する加工装置が備える排気機構に関する。

半導体やセラミックス、樹脂等の材料でなる板状の被加工物を加工する際には、例えば、回転する砥石工具を備えるダイサー（切削装置）やグラインダー（研削装置）等の加工装置が使用される。これらの加工装置では、加工によって発生する加工屑等を装置外に飛散させないように、砥石工具が装着される加工ユニット等の構成要素を加工室内に収容している。

ところで、上述のような加工装置で被加工物を加工する際には、被加工物の冷却や加工屑の排出等を目的として、純水等の加工液を加工点の近傍に供給する。供給された加工液の一部は、加工時の熱や衝撃等の影響でミストに変化し、加工室内の雰囲気とともに排気管（排気路）等を通じて装置の外部へと排出される。排気管の中下流部には、この雰囲気を排出するための吸引源が接続されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２２７１２号公報

一方、吸引源の故障等によって雰囲気の排出が滞ると、加工室内に充満した加工屑やミストが各部（位置測定用のゲージ、電装部品等）に付着して、加工精度の低下や装置の破損等の問題を招く。そのため、例えば、排気管内に流量計等を設置して、排気の流量をモニタする方法が考えられている。

しかしながら、この方法では、加工屑やミストが流量計に付着し易いので、測定精度の低下や流量計の破損等が問題となる。本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、雰囲気の排出を適切に検出可能な新たな排気機構を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、砥石工具が装着される加工ユニットと、を備え、該チャックテーブルに保持された被加工物に加工液を供給しながら、該加工ユニットで被加工物を加工する加工装置の排気機構であって、該チャックテーブルと該加工ユニットとを収容する加工室と、所定の吸引力を発生する吸引源と該加工室とに接続され、該加工室で発生する該加工液のミストと加工屑とを含む雰囲気を該加工室から排出する排気路と、該加工室からの該雰囲気の排出を検出する排気検出ユニットと、を備え、該排気検出ユニットは、一端が該加工室又は該排気路に接続され、他端が大気に開放された気体流量計であり、該雰囲気の排出に伴い該加工室又は該排気路に流入する大気の流量を検出する排気機構が提供される。

本発明の一態様において、該気体流量計は、大気が流入する際の経路となる検出管を有し、該検出管の内径は、該排気路の内径より小さいことが好ましい。

本発明の一態様に係る排気機構には、加工室からの雰囲気の排出を検出するために、一端が加工室又は排気路に接続され、他端が大気に開放される気体流量計でなる排気検出ユニットが設けられている。この排気検出ユニットでは、雰囲気の排出に伴い加工室や排気路に流入する大気を測定の対象とするので、雰囲気に含まれるミストや加工屑が気体流量計に付着することはない。

つまり、ミストや加工屑の付着に起因する気体流量計の測定精度の低下や、気体流量計の破損等を防止できる。このように、本発明の一態様によれば、雰囲気の排出を適切に検出可能な新たな排気機構を提供できる。

排気機構を備える加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。排気機構の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図３（Ａ）は、第２の排気管に設けられた排気検出ユニットを模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、排気検出ユニットによって雰囲気の排出が検出される様子を模式的に示す一部断面側面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る排気機構を備える加工装置の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、本実施形態では、板状の被加工物を切削するダイサー（切削装置）を例に挙げて説明するが、本発明の加工装置は、グラインダー（研削装置）等でも良い。

図１に示すように、本実施形態に係る加工装置２は、各構成要素を支持する基台４を備えている。基台４の上方には、基台４の上部を覆う筐体６が設けられている。筐体６の内部には、加工室６ａが設けられており、板状の被加工物（不図示）を保持するためのチャックテーブル８や、被加工物を切削するための切削ユニット（加工ユニット、加工手段）１０等が収容されている。

被加工物は、例えば、半導体やセラミックス、樹脂等の材料で板状に形成されており、その表面側（上面側）には、ストリートと呼ばれる加工予定ラインが設定されている。本実施形態に係る加工装置２では、この加工予定ラインに沿って被加工物を切削する。ただし、被加工物の材質、形状等に制限はない。

筐体６の前面下部には、加工室６ａの内部と外部とを繋ぐ開口が形成されるとともに、この開口を閉じるための扉１２ａ，１２ｂが取り付けられている。被加工物は、例えば、開口を通じて加工室６ａの内部へと搬送され、チャックテーブル８に載せられる。チャックテーブル８の上面は、被加工物を吸引、保持する保持面となっている。この保持面は、チャックテーブル８の内部に形成された流路（不図示）等を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

チャックテーブル８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル８の下方には、加工送り機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル８は、この加工送り機構によって加工送り方向に移動する。

一方、切削ユニット１０は、割り出し送り機構（不図示）及び昇降機構（不図示）に支持されている。切削ユニット１０は、この割り出し送り機構によって加工送り方向に垂直な割り出し送り方向に移動するとともに、昇降機構によって鉛直方向に移動する。切削ユニット１０は、回転軸となるスピンドル（不図示）を備えている。スピンドルの先端側（前端側）には、円環状の切削ブレード（砥石工具）１４が装着されている。

スピンドルの基端側（後端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、切削ブレード１４は、この回転駆動源から伝達される回転力で回転する。切削ブレード１４は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をビトリファイド等の結合材で固定して形成される。ただし、切削ブレード１４の材質、形状等に制限はない。

切削ブレード１４の近傍には、被加工物や切削ブレード１４に純水等の加工液を供給するノズル１６が設置されている。ノズル１６から供給される加工液の一部は、加工点で発生する熱や衝撃等によってミストに変化し、加工室６ａ内に拡散する。加工室６ａを区画する壁面には、加工室６ａ内の雰囲気とともにミストや加工屑等を外部へと排出する排気口６ｂが形成されている。

筐体６の前面上部には、ユーザーインターフェースとなるタッチパネル式のモニタ１８が設けられている。このモニタ１８は、加工装置２の制御ユニット（不図示）に接続されている。制御ユニットは、チャックテーブル８、切削ユニット１０、回転駆動源、加工送り機構、割り出し送り機構、昇降機構等に接続されており、モニタ１８を通じて設定される加工条件等に基づいて、上述した各構成要素の動作を制御する。

図２は、排気機構の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図２に示すように、本実施形態に係る排気機構２０は、加工室６ａと、排気口６ｂに接続される第１の排気管（排気路）２２と、を含んでいる。第１の排気管２２の下流側には、第２の排気管（排気路）２４の上流側が接続されている。

また、第２の排気管２４の下流側には、ファン等でなる内部吸引源（排気路）２６が接続されている。内部吸引源２６によって吸引力を発生させれば、ミストや加工屑等を含む加工室６ａ内の雰囲気は、排気口６ｂ、第１の排気管２２、及び第２の排気管２４を通じて加工室６ａの外部へと排出される。なお、加工室６ａは完全に密閉されていないので、加工室６ａ内の雰囲気を排出すると、隙間等を通じて加工室６ａに大気（外気）が流入する。

内部吸引源２６の排気側には、筐体６の外壁６ｃに形成された排気口６ｄを介して、第３の排気管（排気路）２８の上流側が接続されている。すなわち、第３の排気管２８は、筐体６の外部に設けられている。一方で、第１の排気管２２、第２の排気管２４、及び内部吸引源２６は、筐体６の内部に配置されている。

第３の排気管２８の下流側には、ファン等でなる外部吸引源（不図示）が接続されている。つまり、加工室６ａは、第１の排気管２２、第２の排気管２４、内部吸引源２６、第３の排気管２８を介して、外部吸引源に接続されている。第１の排気管２２、第２の排気管２４、内部吸引源２６、第３の排気管２８は、いずれも、直接的又は間接的に、加工室６ａと外部吸引源とに接続されている。

よって、この外部吸引源で発生する吸引力によって、加工室６ａ、第１の排気管２２、第２の排気管２４、内部吸引源２６、第３の排気管２８内の雰囲気を外部へと排出できる。なお、本実施形態では、雰囲気の排出を促進させる内部吸引源２６を備えた加工装置２について例示しているが、この内部吸引源２６を省略することもできる。

加工室６ａ、第１の排気管２２、第２の排気管２４、内部吸引源２６、第３の排気管２８の少なくともいずれかには、加工室６ａからの雰囲気の排出を検出するための排気検出ユニット（排気検出手段、気体流量計）３０が設置されている。なお、図２では、加工室６ａ、第２の排気管２４、内部吸引源２６、及び第３の排気管２８に排気検出ユニット３０を設けているが、排気機構２０が備える排気検出ユニット３０は１つで良い。

図３（Ａ）は、第２の排気管２４に設けられた排気検出ユニット３０を模式的に示す一部断面側面図である。排気検出ユニット３０は、第２の排気管２４に一端側が接続された検出管３２を含んでいる。検出管３２の他端側は、大気に解放されている。検出管３２の中央部には、検出管３２内を流れる流体の流量を測定するための流量センサ３４が設けられている。

流量センサ３４としては、サーミスタ方式、ＭＥＭＳ方式等に代表される熱式の流量センサを用いることが好ましい。このような熱式流量センサは、比較的安価であり、排気機構２０のコストを低く抑えるのに向いている。ただし、排気検出ユニット３０に用いられる流量センサ３４の種類等に制限はない。

図３（Ｂ）は、排気検出ユニット３０によって雰囲気の排出が検出される様子を模式的に示す一部断面側面図である。図３（Ｂ）に示すように、加工室６ａ内の雰囲気１が外部へと排出される際には、例えば、第２の排気管２４の内外に気圧差が発生する。具体的には、第２の排気管２４の外部に比べて、第２の排気管２４の内部の気圧が低くなる。

よって、この雰囲気１が外部へと排出される際には、排気検出ユニット３０の検出管３２を介して第２の排気管２４内に大気（外気）３が流れ込む。検出管３２内を流れる大気３の流量は、第２の排気管２４内を流れる雰囲気１の流量とともに、第２の排気管２４の内外の気圧差等に応じて決定される。

つまり、検出管３２内を流れる大気３の流量は、第２の排気管２４内を流れる雰囲気１の流量に対応した値を取る。そのため、検出管３２内を流れる大気３の流量を流量センサ３４でモニタすることによって、例えば、第２の排気管２４内を流れる雰囲気１の流量を確認できる。すなわち、加工室６ａから雰囲気１が排出されているか否かを判定できる。

ここで、検出管３２の内径は、第２の排気管２４の内径よりも小さいことが好ましい。この場合、第２の排気管２４を流れる雰囲気１の流量よりも、検出管３２を流れる大気３の流量の方が小さくなるので、内部吸引源２６や外部吸引源にかかる負荷の増大を抑制できる。また、流量センサ３４で測定する大気３の流量が小さくなるので、流量センサ３４を更に小型化、低コスト化できる。

例えば、検出管３２を流れる大気３の流量が、第２の排気管２４を流れる雰囲気１の流量（排気量）の１％以下、好ましくは０．５％以下、より好ましくは、０．１％以下となるように検出管３２の内径を設計すると良い。本実施形態では、第２の排気管２４を流れる雰囲気１の流量（排気量）が５０００Ｌ／ｍｉｎ程度の場合に、検出管３２を流れる大気３の流量が１Ｌ／ｍｉｎ程度（０．０２％程度）となるように検出管３２の内径を設計している。

なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、第２の排気管２４に設けた排気検出ユニット３０を例示しているが、加工室６ａ、第１の排気管２２、内部吸引源２６、第３の排気管２８等に排気検出ユニット３０を設ける場合も同様である。流量センサ３４は、例えば、上述した制御ユニットに接続されており、流量センサ３４で測定された大気３の流量に関する情報は、加工室６ａから雰囲気１が排出されているか否かを判定する際に用いられる。

このように、本実施形態に係る排気機構２０には、加工室６ａからの雰囲気の排出を検出するために、一端が加工室６ａ、第１の排気管（排気路）２２、第２の排気管（排気路）２４、内部吸引源（排気路）２６、第３の排気管（排気路）２８のいずれかに接続され、他端が大気に開放される排気検出ユニット（気体流量計）３０が設けられている。

この排気検出ユニット３０では、雰囲気１の排出に伴い加工室６ａ、第１の排気管２２、第２の排気管２４、内部吸引源２６、第３の排気管２８に流入する大気３を測定の対象とするので、雰囲気１に含まれるミストや加工屑が排気検出ユニット３０の流量センサ３４に付着することはない。

つまり、ミストや加工屑の付着に起因する流量センサ３４の測定精度の低下や、流量センサ３４の破損等を防止できる。このように、本実施形態によれば、雰囲気１の排出を適切に検出可能な新たな排気機構２０を提供できる。

なお、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２加工装置
４基台
６筐体
６ａ加工室
６ｂ，６ｄ排気口
６ｃ外壁
８チャックテーブル
１０切削ユニット（加工ユニット、加工手段）
１２ａ，１２ｂ扉
１４切削ブレード（砥石工具）
１６ノズル
１８モニタ
２０排気機構
２２第１の排気管（排気路）
２４第２の排気管（排気路）
２６内部吸引源（排気路）
２８第３の排気管（排気路）
３０排気検出ユニット（排気検出手段、気体流量計）
３２検出管
３４流量センサ
１雰囲気
３大気（外気）

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、砥石工具が装着される加工ユニットと、を備え、該チャックテーブルに保持された被加工物に加工液を供給しながら、該加工ユニットで被加工物を加工する加工装置の排気機構であって、
該チャックテーブルと該加工ユニットとを収容する加工室と、
所定の吸引力を発生する吸引源と該加工室とに接続され、該加工室で発生する該加工液のミストと加工屑とを含む雰囲気を該加工室から排出する排気路と、
該加工室からの該雰囲気の排出を検出する排気検出ユニットと、を備え、
該排気検出ユニットは、一端が該加工室又は該排気路に接続され、他端が大気に開放された気体流量計であり、該雰囲気の排出に伴い該加工室又は該排気路に流入する大気の流量を検出することを特徴とする排気機構。
該気体流量計は、大気が流入する際の経路となる検出管を有し、
該検出管の内径は、該排気路の内径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の排気機構。