CN102079110B

CN102079110B - 切削装置

Info

Publication number: CN102079110B
Application number: CN201010557857.5A
Authority: CN
Inventors: 佐藤正视; 新田秀次
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2030-11-22
Also published as: JP5437034B2; CN102079110A; JP2011114220A

Abstract

本发明提供一种切削装置，其能够防止因固定螺钉放松而使切削液喷嘴与工件发生接触，并且能够进行高精度的高度调整。所述切削装置构成为具有：以使切削刀具(41)的一部分露出的方式包围该切削刀具(41)的刀具罩(43)；和用于支承隔着切削刀具(41)而对置的对置喷射喷嘴(47)的后方喷嘴支承块(48)，通过使后方喷嘴支承块(48)与能够旋转地支承于刀具罩(43)的进给螺钉(67)螺合，将后方喷嘴支承块(48)以能够沿铅直方向移动的方式连接至刀具罩(43)，通过紧固固定螺钉(82)来将后方喷嘴支承块(48)固定于刀具罩(43)。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及一种切削装置，特别涉及一种利用切削刀具沿着分割预定线切削半导体晶片的切削装置。

背景技术

在半导体器件的制造工序中，在大致圆板形状的半导体晶片的表面呈格子状形成有分割预定线，并在由分割预定线划分出的区域中形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(large scale integration：大规模集成电路)等电路。并且，利用切削装置沿着分割预定线对半导体晶片进行切削，将其分割成一个个半导体芯片。这样分割成的半导体芯片经封装后被广泛应用到便携式电话机、个人计算机等电气设备中。

一般来说，在这样分割半导体晶片的切削装置中，一边向半导体晶片的加工部分喷射切削液一边进行切削(例如参照专利文献1)。该切削装置构成为用固定螺钉将喷射切削液的多个喷嘴螺纹固定在覆盖切削刀具外周的刀具罩上。切削装置使切削刀具高速旋转，同时从多个喷嘴向半导体晶片的加工部分及切削刀具喷射切削液，以进行切屑的清洗、加工部分的冷却以及润滑等。并且，切削装置在使切削刀具以一定量切入半导体晶片中的状态下，沿着分割预定线进行切削进给，由此来切削半导体晶片。

专利文献1：日本特开平8-25209号公报

但是，在上述切削装置中，为了使多个喷嘴更容易对准半导体晶片的加工部分，将多个喷嘴以从半导体晶片的上表面隔开数毫米左右的间隔的方式固定于刀具罩。因此，当将多个喷嘴固定于刀具罩的固定螺钉因切削加工中的振动等而松弛时，则会出现多个喷嘴掉落或倾斜而接触到半导体晶片的问题。另外，在所述的切削装置中，凭操作者的感觉来进行多个喷嘴的高度调整，因此难以进行高精度的高度调整。

发明内容

本发明是鉴于这样的现状而提出的，其目的在于提供一种切削装置，该切削装置能够防止因固定螺钉的松开导致切削液喷嘴与工件发生接触，并且能够进行高精度的高度调整。

本发明的切削装置具有：保持工作台，该保持工作台具有用于保持工件的水平保持面；和切削加工单元，该切削加工单元包括切削刀具、切削液供给部、刀具罩以及主轴(spindle)，所述切削刀具对保持在所述保持工作台上的工件进行切削加工，所述切削液供给部向所述切削刀具供给切削液，所述刀具罩以使所述切削刀具的一部分露出的方式包围所述切削刀具，所述主轴支承所述切削刀具并使所述切削刀具能够旋转；所述切削装置的特征在于，

所述切削液供给部具有：切削液喷嘴，该切削液喷嘴以沿着所述切削刀具的表面和背面的方式沿水平方向延伸；和喷嘴支承块，该喷嘴支承块与所述切削液喷嘴相连接，在该喷嘴支承块形成有沿铅直方向贯通的第一螺纹孔以及沿水平方向延伸的第二螺纹孔，所述刀具罩具有刀具罩主体和保持块，在该保持块与所述第二螺纹孔相对应地形成有沿水平方向贯通的贯通孔，该保持块与所述刀具罩主体连接，并将所述喷嘴支承块保持成能够沿铅直方向滑动，在所述喷嘴支承块和所述保持块设有：贯通螺钉，该贯通螺钉螺合于所述第一螺纹孔中并贯通该第一螺纹孔，该贯通螺钉配置成能够以铅直方向为旋转轴进行旋转，该贯通螺钉通过以铅直方向为旋转轴进行旋转来使所述喷嘴支承块沿铅直方向滑动；和固定螺钉，该固定螺钉通过贯穿所述贯通孔并螺合插入到所述第二螺纹孔中，来将所述喷嘴支承块固定于所述保持块。

根据该构成，通过贯通螺钉绕铅直轴的旋转，来调整喷嘴支承块相对于保持块在铅直方向的高度，并利用固定螺钉将喷嘴支承块固定于保持块。因此，即使在因切削加工中的振动等使固定螺钉松动的情况下，贯通螺钉仍与喷嘴支承块螺合，因此抑制了喷嘴支承块的掉落或倾斜，从而防止了连接于喷嘴支承块相的切削液喷嘴与工件的接触。另外，由于通过贯通螺钉的旋转来对切削液喷嘴相对于工件的高度位置进行微调整，因此能够提高调整精度，并且能够提高作业性。

根据本发明，能够防止因固定螺钉松动而导致切削液喷嘴与工件发生接触，并能够进行高精度的高度调整。

附图说明

图1是表示本发明的切削装置的实施方式的图，其是切削装置的立体图。

图2是表示本发明的切削装置的实施方式的图，其是刀具单元的立体图。

图3是表示本发明的切削装置的实施方式的图，其是对置喷射喷嘴的高度调整机构的立体图。

图4是表示本发明的切削装置的实施方式的图，其是对置喷射喷嘴的高度调整的说明图。

图5是表示本发明的切削装置的实施方式的图，其是半导体晶片的立体图。

标号说明

1：切削装置；3：保持工作台；4：保持工作台移动机构；6：刀具单元(切削加工单元)；7：刀具单元移动机构；21：工件保持部；41：切削刀具；42：主轴；43：刀具罩；44：前方喷射喷嘴；45：外围喷射喷嘴；46：前方喷嘴支承块；47：对置喷射喷嘴(切削液喷嘴，切削液供给部)；48：后方喷嘴支承块(喷嘴支承块、切削液供给部)；57：刀具罩主体；58：保持块；61、62：引导部；63：下侧限制部；64：上侧限制部；65：滑动空间；67：进给螺钉(贯通螺钉)；81：长孔(贯通孔)；82：固定螺钉；83：滑动部；85：螺纹孔(第一螺纹孔)；86：螺纹孔(第二螺纹孔)；W：半导体晶片(工件)。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。最初，在对本发明的实施方式的切削装置进行说明之前，对作为切削对象的半导体晶片进行简单说明。图5是支承于环状框架的半导体晶片的立体图。

如图5所示，半导体晶片W形成为大致圆板状，在半导体晶片W的表面上，通过呈格子状排列的分割预定线91划分出多个区域。在该被划分出的区域中形成有IC、LSI等器件92。另外，半导体晶片W经由粘接带93而支承在环状框架94上，并向切削装置1进行搬入或从中搬出。

此外，在本实施方式中，作为工件，列举硅晶片、砷化镓等半导体晶片为例来进行说明，但并不仅限定于该构成。也可以将设置于半导体晶片背面的DAF(Die Attach Film：芯片粘结薄膜)等粘接部件、半导体产品的封装体、陶瓷、玻璃和蓝宝石(Al₂O₃)系的无机材料基板、各种电气部件以及要求微米级加工位置精度的各种加工材料作为工件。

接下来，参照图1以及图2，对本发明的实施方式的切削装置进行说明。图1是本发明的实施方式的切削装置的立体图。图2是本发明的实施方式的刀具单元的立体图。

如图1所示，切削装置1构成为，通过使具有切削刀具41的一对刀具单元(切削加工单元)6与保持有半导体晶片W的保持工作台3相对移动，来切削半导体晶片W。切削装置1具有基座2，在基座2上设置有用于使保持工作台3沿X轴方向移动的保持工作台移动机构4。另外，在基座2上设置有以跨越保持工作台移动机构4的方式竖立设置的门形的柱部5，在柱部5设置有在保持工作台3的上方使一对刀具单元6沿Y轴方向移动的刀具单元移动机构7。

保持工作台移动机构4具有：配置于基座2上并沿X轴方向延伸的一对导轨11；和以能够滑动的方式设置于一对导轨11的电动机驱动的X轴工作台(table)12。在X轴工作台12的上部设置有保持工作台3。在X轴工作台12的背面侧形成有未图示的螺母部，并在螺母部中螺合有滚珠丝杠13。并且，在滚珠丝杠13的一端部连接有驱动电动机14，滚珠丝杠13由该驱动电动机14来旋转驱动。

保持工作台3具有：固定在X轴工作台12的上表面并能够绕Z轴旋转的θ工作台16；和固定在θ工作台16上表面的工作台支承部17。另外，在工作台支承部17的上部支承有用于吸附保持半导体晶片W的工件保持部21。工件保持部21形成为具有预定厚度的圆盘状，在工件保持部21的上表面中央部分通过多孔质陶瓷材料形成了吸附面。吸附面为利用负压经由粘接带93来吸附半导体晶片W的面，吸附面经由工作台支承部17的内部的配管与吸引源相连接。

在工件保持部21的周围，经由从工作台支承部17的四个方向的位置向径向外侧延伸的一对支承臂设置有四个夹紧部24。该四个夹紧部24由空气致动器(air actuator)进行驱动，用于夹持固定半导体晶片W周围的环状框架94。

刀具单元移动机构7具有：配置于柱部5的前表面并沿Y轴方向延伸的一对导轨31；和可滑动地设置于一对导轨31的电动机驱动的一对Y轴工作台32。另外，刀具单元移动机构7具有：分别配置于各Y轴工作台32的前表面并沿Z轴方向延伸的一对导轨33；和分别可滑动地配置于各对导轨33上的电动机驱动的Z轴工作台34。在各Z轴工作台34上分别延伸设置有刀具单元6。

另外，在各Y轴工作台32、各Z轴工作台34的背面侧分别形成有未图示的螺母部，并在这些螺母部中螺合有滚珠丝杠36、37。并且，在Y轴工作台32用的滚珠丝杠36、Z轴工作台用的滚珠丝杠37的一端部，分别连接有驱动电动机38、39，由这些驱动电动机38、39来旋转驱动滚珠丝杠36、37。

如图2所示，刀具单元61具有：向箭头R方向旋转的圆板状切削刀具41；与切削刀具41相连接的主轴42；以及覆盖切削刀具41的外周的大致上半部的刀具罩43。在刀具罩43上，在切削方向上的前方设置有用于支承一对外围喷射喷嘴45的前方喷嘴支承块46，在切削方向上的后方设置有用于支承一对对置喷射喷嘴(切削液喷嘴)47的后方喷嘴支承块(喷嘴支承块)48。在刀具单元6中包括一对对置喷射喷嘴47和后方喷嘴支承块48，从而构成向切削刀具41供给切削液的切削液供给部。

在前方喷嘴支承块46的上部设置有与切削液的供给源相连接的连接部51、52。一个连接部51经由前方喷嘴支承块46内的流道与前方喷射喷嘴44(参照图4)连接，另一个连接部52经由前方喷嘴支承块46内的流道与一对外围喷射喷嘴45连接。前方喷射喷嘴44位于切削刀具41的前方，前方喷射喷嘴44使从前方喷射出的切削液被卷入切削刀具41以进行切削部分的冷却和清洗。一对外围喷射喷嘴45位于前方喷射喷嘴44的更前方，其向切削过程中的线的外围喷射切削液以进行线周边的清洗。

在后方喷嘴支承块48的上部设置有与切削液供给源连接的一对连接部53、54。一对连接部53、54分别经由后方喷嘴支承块48内的流道与一对对置喷射喷嘴47连接。一对对置喷射喷嘴47从后方喷嘴支承块48向下方延伸，并在中途部分弯曲，其末端侧沿水平方向延伸。另外，一对对置喷射喷嘴47的末端侧隔着切削刀具41的下部而对置，并向半导体晶片W的切削部分喷射切削液，以进行切削部分的冷却及清洗等。

这样构成的刀具单元6利用主轴42使切削刀具41高速旋转，并从各喷嘴向切削部分及切削刀具41喷射切削液来进行切削加工。此时，一对对置喷射喷嘴47从离半导体晶片W的表面数毫米的高度喷射切削液，并进行高度调整以便位于容易从侧方瞄准半导体晶片W的加工部分的位置。

在此，参照图3来说明对置喷射喷嘴的高度调整机构。图3是本发明的实施方式的对置喷射喷嘴的高度调整机构的立体图。此外，在图3中，其中，(a)图是高度调整机构的分解立体图，(b)图是高度调整机构组装后的立体图。

如图3的(a)所示，刀具罩43构成为包括刀具罩主体57和保持块58，该保持块58设置于刀具罩主体57的后部，将后方喷嘴支承块48保持为能够沿铅直方向滑动。保持块58在刀具罩主体57的后表面的宽度方向两端侧，具有沿铅直方向引导后方喷嘴支承块48的一对引导部61、62。一对引导部61、62的下端部与用于规定后方喷嘴支承块48的滑动范围下限的下侧限制部63相连，一对引导部61、62的下端部通过下侧限制部63进行连接。一对引导部61、62的上端部螺纹固定有用于规定后方喷嘴支承块48的滑动范围上限的上侧限制部64，一对引导部61、62的上端部通过上侧限制部64进行连接。

这样，保持块58利用一对引导部61、62的对置面、下侧限制部63的上表面、上侧限制部64的下表面形成了后方喷嘴支承块48的滑动空间65。在滑动空间65中，配置有用于使后方喷嘴支承块48沿铅直方向滑动的进给螺钉(贯通螺钉)67。进给螺钉67具有：与后方喷嘴支承块48螺合的螺钉部68、和与螺钉部68的上方相连的轴部69，进给螺钉67构成为通过旋转能够在铅直方向输送后方喷嘴支承块48。

另外，通过使螺钉部68的下端与形成于下侧限制部63的凹部71的底面抵接，并使轴部69贯穿插入到形成于上侧限制部64的支承孔72中，进给螺钉67以能够旋转的方式支承于保持块58。在轴部69的上端面形成有供一字型螺丝刀等工具插入的工具插入槽73，通过借助工具插入槽73使进给螺钉67转动，来进行后方喷嘴支承块48在铅直方向的高度调整。

另外，在上侧限制部64以夹着支承孔72的方式形成有一对贯穿孔75。通过将一对固定螺钉78经由一对贯穿孔75紧固在形成于一对引导部61、62的上表面的螺纹孔77中，上侧限制部64被固定于是一对引导部61、62。在一对引导部61、62中的单侧引导部62中，形成有从侧方向滑动空间贯通并在铅直方向延伸的长孔(贯通孔)81。在长孔81中贯穿插入有一对固定螺钉82，利用一对固定螺钉82将后方喷嘴支承块48固定于保持块58。

在后方喷嘴支承块48设置有在保持块58的滑动空间65中滑动的滑动部83。在滑动部83形成有：螺纹孔(第一螺纹孔)85，其沿铅直方向贯通，进给螺钉67的螺钉部68螺合并贯穿于该螺纹孔85中；和螺纹孔(第二螺纹孔)86，其与保持块58的长孔81相对应，一对固定螺钉82从侧方螺合于其中。通过将进给螺钉67螺合于螺纹孔85中，后方喷嘴支承块48将进给螺钉67的旋转转换为直线移动，能够对后方喷嘴支承块48进行高度调整。另外，在调整高度后通过将一对固定螺钉82紧固于螺纹孔86中，后方喷嘴支承块48被固定在所期望的高度上。

在将后方喷嘴支承块48安装至该刀具罩43上时，将进给螺钉67螺合并贯穿到滑动部83的螺纹孔85中后，滑动部83被配置于滑动空间65内。此时，滑动部83被一对引导部61、62的对置面引导，进给螺钉67的下端支承于下侧限制部63的凹部71。接着，将上侧限制部64载置于一对引导部61、62的上表面上，并使进给螺钉67的轴部69插入到上侧限制部64的支持孔72中。

接着，将一对固定螺钉78经由上侧限制部64的贯穿孔75而紧固在一对引导部61、62的螺纹孔77中，从而将上侧限制部64固定于一对引导部61、62。由此，后方喷嘴支承块48被连接至刀具罩43。接着，利用进给螺钉67来调整一对对置喷射喷嘴47的高度位置，在位置调整后将一对固定螺钉82经由引导部62的长孔81紧固到滑动部83的一对螺纹孔86中。这样，如图3(b)所示，后方喷嘴支承块48被安装于刀具罩43上。

以下，参照图4来说明对置喷射喷嘴的高度调整。图4是本实施方式的对置喷射喷嘴的高度调整的说明图。此外，在图4中，(a)表示已降低对置喷射喷嘴的状态，(b)表示已升高对置喷射喷嘴的状态。

对置喷射喷嘴47的高度调整这样进行：使将保持块58和后方喷嘴支承块48固定在一起的一对固定螺钉82松开，并利用工具使进给螺钉67转动。在该情况下，如图4(a)所示，当进给螺钉67向一个方向旋转时，滑动部83被向下方送出，对置喷射喷嘴47下移。另一方面，如图4(b)所示，当进给螺钉67向另一方向旋转时，则滑动部83向上方送出，对置喷射喷嘴47上移。并且，当对置喷射喷嘴47调整至所期望的位置时，利用一对固定螺钉82将保持块58与后方喷嘴支承块48固定起来。

因为这样利用进给螺钉67的旋转量来调整对置喷射喷嘴47的高度位置，所以与凭操作者的感觉来调整对置喷射喷嘴47的高度位置的结构相比，能提高调整精度，并且更容易进行调整作业。另外，即使因切削加工中的振动等而使一对固定螺钉82松动，也有进给螺钉67与后方喷嘴支承块48螺合，因此对置喷射喷嘴47不会下落。因此，能够防止因固定螺钉82放松而使对置喷射喷嘴47与半导体晶片W发生接触。另外，由于构成为使滑动部83沿着进给螺钉67在铅直方向直线运动，因此对置喷射喷嘴47不会相对于水平方向倾斜。因此，能够防止因对置喷射喷嘴47倾斜而使对置喷射喷嘴47与半导体晶片W发生接触。

在此，对切削装置1的切削加工动作进行说明。当切削装置1工作时，将半导体晶片W载置在保持工作台3上。接着，使保持工作台3在保持着半导体晶片W的状态下向面对着一对刀具单元6的加工位置移动。然后，使一对刀具单元6的切削刀具41的位置对准半导体晶片W的X轴方向的分割预定线91，并降低一对刀具单元6，由此利用高速旋转的切削刀具41切入半导体晶片W中。

当利用切削刀具41切入半导体晶片W中时，保持工作台3在X轴方向被进行切削进给，同时对半导体晶片W的2条分割预定线91进行加工。接着，使一对刀具单元6在Y轴方向移动数个间距(pitch)，使一对刀具单元6的切削刀具41的位置对准相邻的分割预定线91。然后，对保持工作台3在X轴方向进行切削进给，同时对半导体晶片W的2条分割预定线91进行加工。重复该动作，对半导体晶片W的X轴方向的所有分割预定线91进行加工。

接着，当对保持工作台3上的半导体晶片W的X轴方向的所有分割预定线91进行了加工时，使θ工作台16旋转90度，开始进行半导体晶片W的Y轴方向的分割预定线91的加工。当对保持工作台3上的半导体晶片W的所有分割预定线91进行了加工时，将半导体晶片W从保持工作台3搬出。并且，在保持工作台3载置新的半导体晶片W，并重复同样的动作。

如上所述，本实施方式的切削装置1，通过进给螺钉67的绕铅直轴的旋转，来进行后方喷嘴支承块48相对于保持块58的在铅直方向的高度调整，并利用固定螺钉78将后方喷嘴支承块48固定于保持块58。因此，即使在因切削加工中的振动等而导致固定螺钉78放松的情况下，由于有进给螺钉67与后方喷嘴支承块48螺合，因此能够抑制后方喷嘴支承块48的下落或倾斜，防止了连接于后方喷嘴支承块48的对置喷射喷嘴47与半导体晶片W的接触。另外，通过进给螺钉67的旋转，来调整对置喷射喷嘴47相对于半导体晶片W的高度位置，因而能够提高调整精度，并且能够提高作业性。

此外，在上述实施方式中，构成为使用工具使进给螺钉旋转，但并不限定于该构成。也可以构成为使进给螺钉通过包括驱动电动机等驱动源的驱动机构来进行动态旋转。

另外，在上述实施方式中，构成为后方喷嘴支承块经由借助于进给螺钉的旋转而滑动的滑动部与刀具罩连接，但并不限定于该构成。只要构成为后方喷嘴支承块经与进给螺钉螺合的螺母部与刀具罩连接，则可以是任何结构。

另外，在上述实施方式中，构成为后方喷嘴支承块通过一对固定螺钉而固定于刀具罩，但并不限定于该构成。只要构成为后方喷嘴支承块与刀具罩能够以所期望的位置关系固定，则可以是任何结构。

另外，此次公开的实施方式在所有的方面仅是进行了例示，但并不仅限定于该实施方式。本发明的范围并不仅仅是上述实施方式的说明所示的范围，而是通过权利要求书来示出，具有与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更都包括在本发明中。

产业上的可利用性

如上所述，本发明具有能够防止因固定螺钉的松开而使切削液喷嘴与工件发生接触的效果，特别对于利用切削刀具沿分割预定线来切削半导体晶片的切削装置来说具有实用性。

Claims

1.一种切削装置，该切削装置具有：保持工作台，该保持工作台具有用于保持工件的水平保持面；和切削加工单元，该切削加工单元包括切削刀具、切削液供给部、刀具罩以及主轴，所述切削刀具对保持在所述保持工作台上的工件进行切削加工，所述切削液供给部向所述切削刀具供给切削液，所述刀具罩以使所述切削刀具的一部分露出的方式包围所述切削刀具，所述主轴支承所述切削刀具并使所述切削刀具能够旋转；所述切削装置的特征在于，

所述切削液供给部具有：切削液喷嘴，该切削液喷嘴以沿着所述切削刀具的表面和背面的方式沿水平方向延伸；和喷嘴支承块，该喷嘴支承块与所述切削液喷嘴相连接，在该喷嘴支承块形成有沿铅直方向贯通的第一螺纹孔以及沿水平方向延伸的第二螺纹孔，

所述刀具罩具有刀具罩主体和保持块，在该保持块与所述第二螺纹孔相对应地形成有沿水平方向贯通的贯通孔，该保持块与所述刀具罩主体连接，并将所述喷嘴支承块保持成能够沿铅直方向滑动，该保持块具有规定喷嘴支承块的滑动范围下限的下侧限制部，并且在该保持块固定有规定喷嘴支承块的滑动范围上限的上侧限制部，

在所述喷嘴支承块和所述保持块设有：贯通螺钉，该贯通螺钉螺合于所述第一螺纹孔中并贯通该第一螺纹孔，该贯通螺钉配置成能够以铅直方向为旋转轴进行旋转，该贯通螺钉通过以铅直方向为旋转轴进行旋转来使所述喷嘴支承块沿铅直方向滑动，该贯通螺钉使螺钉部的下端与形成于下侧限制部的凹部的底面抵接，并使轴部插入到形成于上侧限制部的支承孔中，从而该贯通螺钉以能够旋转的方式支承于所述保持块；和固定螺钉，该固定螺钉通过贯穿所述贯通孔并螺合插入到所述第二螺纹孔中，来将所述喷嘴支承块固定于所述保持块。