CN103311114A

CN103311114A - 切削装置

Info

Publication number: CN103311114A
Application number: CN2013100704325A
Authority: CN
Inventors: 谷本亮治; 松田智人
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-09-18
Also published as: JP2013184277A; KR20130103367A

Abstract

本发明提供一种切削装置，不会误检测被加工物的上表面高度位置，能够将被加工物减薄至预定的厚度。一种切削装置，其特征在于，该切削装置具备：卡盘工作台，其具有用于保持被加工物的保持面；刀具切削单元，其用于对保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面进行切削，以将该被加工物减薄至预定的厚度；高度位置检测构件，其用于检测被保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面高度位置；以及清洗流体供给构件，其用于将清洗流体供给到通过该高度位置检测构件检测上表面高度位置的、保持在该卡盘工作台上的被加工物的区域。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及利用刀具（切削工具，cutting tool）对晶片等被加工物进行回转切削的切削装置。

背景技术

在用于实现半导体器件的轻薄短小化的技术中有各种各样的技术。作为一个示例，在形成于半导体晶片的器件表面形成多个高度大约10～100μm的被称为凸点的金属凸起物，使这些凸点与形成于配线基板上的电极相对而直接进行接合，这被称为倒装焊接（flip chip bonding）的安装技术已实用化。

形成于半导体晶片的器件表面的凸点通过电镀或钉头凸点（stud bump）这样的方法而形成。因此，各个凸点的高度不均一，这样很难直接将多个凸点全部均一地与配线基板的电极接合。

此外，为了实现高密度配线，存在一种在凸点与配线基板之间夹着各向异性导电性薄膜（ACF）而进行接合的集成电路安装技术。采用该安装技术的情况下，若凸点的高度不够，则导致接合不良，因此需要一定以上的凸点高度。

因此，优选将形成于半导体晶片的表面的多个凸点切削成所希望的高度。作为将凸点切削成所希望的高度的方法，在例如日本特开2004-319697号公报中提出了采用刀轮来削取凸点的方法。

刀轮具备轮基座和刀具单元，所述刀具单元包括配设于轮基座的切削刃，一边使刀轮旋转一边在切削刃与被加工物抵接的状态下使刀轮和被加工物滑动，从而完成切削。

切削装置具备接触式的高度位置检测器，该接触式的高度位置检测器用于检测被保持在卡盘工作台上的晶片等被加工物的上表面高度位置，根据检测出的被加工物的上表面高度位置对被加工物进行切削，而将其减薄至预定的厚度。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2004-319697号公报

专利文献2：日本特开2009-172723号公报

发明内容

另外，在被加工物的上表面上有灰尘等异物的情况下，高度位置检测器的接触针有可能接触到灰尘而将灰尘的上表面作为被加工物的上表面来检测高度位置。若将灰尘的上表面作为被加工物的上表面而进行误检测，则切削后的被加工物不能被减薄至预定厚度而出现问题。

此外，在切削被加工物时的最终的除去量多于切削刃一次切入于被加工物的切入量的情况下，在利用定位在预定高度的刀具切削单元对被加工物进行切削后，将刀具切削单元定位在更下方的位置来对被加工物进行切削，反复进行该动作，分成多径地切削掉最终的除去量。

在通过多径进行加工时，有时在以最终路径进行切削加工前利用接触式的高度位置检测器对被加工物的上表面高度位置进行一次检测，通过以最终路径切削除去相当于预定厚度的量，从而高精度地控制最终的完成厚度。

由于在以最终路径进行切削加工前的被加工物上表面附着有在前面的切削加工中产生的切削屑，因此很有可能在利用高度位置检测器对被加工物的上表面高度位置进行检测时将附着物上表面误检测成被加工物上表面高度位置。

本发明正是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种切削装置，其不会误检测被加工物的上表面高度位置，能够将被加工物减薄至预定的厚度。

根据第一方面的发明，提供一种切削装置，其特征在于，该切削装置具备：卡盘工作台，其具有用于保持被加工物的保持面；刀具切削单元，其用于对保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面进行切削，以将被加工物减薄至预定的厚度；高度位置检测构件，其用于检测被保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面高度位置；以及清洗流体供给构件，其用于将清洗流体供给到通过该高度位置检测构件检测上表面高度位置的、保持在该卡盘工作台上的被加工物的区域。

根据第二方面的发明，提供一种切削装置，其中，高度位置检测构件具有与被加工物的上表面接触的接触针，清洗流体供给构件朝向接触针供给清洗流体。

根据第三方面的发明，提供一种切削装置，其中，清洗流体由液体与气体的混合流体构成。

发明效果

根据第一方面的发明，由于从清洗流体供给构件将清洗流体供给到通过高度位置检测构件检测上表面高度位置的被加工物的区域，因此能够在不会误检测被加工物的上表面高度位置的情况下将被加工物减薄至预定的厚度。

根据第二方面的发明，在上表面高度位置检测构件是具有接触针的接触式的情况下，即使异物附着在上表面高度位置检测构件的接触针上，也能够利用清洗流体进行清洗，因此能够准确地检测被加工物的高度位置。

根据第三方面的发明，通过使清洗液为液体与气体的混合流体，从而即使在例如被加工物的被切削面由金属或树脂等韧性材料构成的情况下，也能够有效地除去由于切削而产生的被加工物的切削屑，能够准确地检测被加工物的上表面高度位置。

附图说明

图1是本发明实施方式的切削装置的立体图。

图2是沿图1的箭头A方向的视图。

标号说明

2：切削装置；

16：刀具切削单元；

30：刀轮；

32：刀具；

40：卡盘工作台；

72：第一高度位置检测器；

74：第二高度位置检测器；

74a：接触针；

76、78：清洗流体供给喷嘴；

80：液体供给源；

82：气体供给源。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。参照图1，示出了本发明实施方式的切削装置2的立体图。切削装置2的外壳4由水平外壳部分6和垂直外壳部分8构成。

在垂直外壳部分8固定有沿上下方向延伸的一对导轨12、14。刀具切削单元16安装成能够沿着该一对导轨12、14在上下方向移动。刀具切削单元16经支承部20而安装于沿着一对导轨12、14在上下方向移动的移动基座18。

刀具切削单元16包括：主轴箱22，其安装于支承部20；主轴24，其能够旋转地容纳在主轴箱22中；以及伺服马达26，其用于旋转驱动主轴24。

在主轴24的末端部固定有轮座28，具有刀具32的刀轮30安装于该轮座28。在刀具32的末端具有由金刚石形成的切削刃。

切削装置2具备刀具切削单元进给机构34，该刀具切削单元进给机构34用于沿着一对导轨12、14而在上下方向移动刀具切削单元16。刀具切削单元进给机构34由滚珠丝杠36和固定于滚珠丝杠36的一端部的脉冲马达38构成。当脉冲驱动脉冲马达38时，滚珠丝杠36进行旋转，移动基座18经容纳在移动基座18的内部的滚珠丝杠36的螺母而沿上下方向移动。

在水平外壳部分6的凹部10中配设有卡盘工作台40。卡盘工作台40借助于未图示的卡盘工作台移动机构而在Y轴方向移动。标号44、46是波纹管。与卡盘工作台40相邻地配设有切削液供给喷嘴42，该切削液供给喷嘴42用于朝向切削中的被加工物和刀轮30供给切削液。

在外壳4的水平外壳部分6配设有：第一盒48；第二盒50；被加工物搬送机械手52；具有多个定位销56的临时放置工作台54；用于将被加工物从临时放置工作台54搬入到卡盘工作台40上的被加工物搬入构件58；用于将被加工物从卡盘工作台40搬出的被加工物搬出构件60；以及清洗单元62。并且，在外壳4的前方设置有供操作员输入切削加工条件等的操作面板64。

在水平外壳部分6跨过凹部10地配设有门型框架70，卡盘工作台40能够通过门型框架70的下方的空间。

在门型框架70安装有第一高度位置检测器72和第二高度位置检测器74。在第一和第二高度位置检测器72、74的末端分别具有接触针，例如利用第一高度位置检测器72检测卡盘工作台40的保持面的高度位置，利用第二高度位置检测器74检测被保持在卡盘工作台40上的被加工物的上表面高度位置。

如图1和图2所示，在门型框架70安装有清洗流体供给喷嘴78，该清洗流体供给喷嘴78用于朝向被加工物11的上表面11a和第二高度位置检测器74的接触针74a供给清洗流体。

同样地，与第一高度位置检测器72相邻地配设有清洗流体供给喷嘴76，该清洗流体供给喷嘴76用于朝向被加工物11的上表面11a和第一高度位置检测器72的接触针供给清洗流体。

清洗流体供给喷嘴76、78经未图示的电磁切换阀而与液体供给源80和气体供给源82连接。从液体供给源80例如按0.25升/分钟的比例提供纯净水，从气体供给源82例如按0.3MPa的压力提供空气。

下面，对如上述那样构成的切削装置2的切削作业进行说明。通过被加工物搬送机械手52的上下动作和进退动作来搬送容纳在第一盒48中的被加工物，并将其放置在临时放置工作台54上。

利用多个定位销56对放置在临时放置工作台54上的被加工物进行中心找正后，通过被加工物搬入构件58的回转动作将该被加工物放置在定位于被加工物搬入搬出区域的卡盘工作台40上，并利用卡盘工作台40对其进行吸引保持。

然后，将卡盘工作台40移动到第一和第二高度位置检测器72、74的下方，利用第一高度位置检测器72检测与卡盘工作台40的保持面的高度位置处于同一平面的框体的上表面位置，并且利用第二高度位置检测器74检测被加工物的上表面高度位置。

并且，通过从被加工物的上表面高度位置减去卡盘工作台40的保持面的上表面高度位置，从而计算出被加工物的厚度。另外，关于对卡盘工作台的保持面的高度位置的检测，只要在建立时实施一次即可，无需针对每件被加工物都实施。

在对卡盘工作台的保持面和被加工物11的上表面11a的高度位置进行检测时，如图2所示，一边从清洗流体供给喷嘴76、78向第一和第二高度位置检测器72、74提供由纯水和空气构成的混合流体，一边对高度位置实施检测。

由此，能够冲洗掉在卡盘工作台40的框体上表面和保持于卡盘工作台40的被加工物11的上表面11a上附着的灰尘等异物，能够对卡盘工作台40的框体上表面的高度位置和被加工物11的上表面11a的高度位置准确地实施检测。

通过从被加工物的上表面高度位置减去卡盘工作台40的保持面的高度位置而计算出被加工物11的厚度，根据计算出的被加工物的厚度来设定保持在卡盘工作台40上的被加工物11的目标切削高度。

设定目标切削高度后，在图1中驱动卡盘工作台移动机构而在Y轴方向上将卡盘工作台40移动到里侧（右侧）后，驱动刀具切削单元进给机构34而将刀具32的切削刃下降到所设定的目标切削高度，使其切入被加工物。

然后，一边将卡盘工作台40拉到Y轴方向近前侧，一边对被保持在卡盘工作台40上的被加工物11实施回转切削。一边从切削液供给喷嘴42供给切削液一边实施切削加工。

在切削被加工物11时的最终的除去量多于刀具32的切削刃一次切入于被加工物11的切入量的情况下，作为第一路径，利用定位于预定高度的刀具切削单元16对被加工物11进行切削后，作为第二路径，将刀具切削单元16向下方切入进给预定量，并对被加工物11进行回转切削，反复进行该动作，分成多径（path）地对被加工物11进行切削。

在进行多径的切削加工时，在以最终路径进行切削加工前使卡盘工作台40回到第一和第二高度位置检测器72、74的下方，利用第二高度位置检测器74对被加工物11的上表面高度位置进行检测。在该情况下，优选在被加工物11的多处位置对其上表面高度位置进行检测。

在以最终路径进行切削加工前，虽然在前面的切削加工中产生的切削屑附着于被加工物11的上表面11a上的情况较多，但由于一边从清洗流体供给喷嘴78向被加工物11的上表面11a供给清洗流体一边利用第二高度位置检测器74检测被加工物11的上表面高度位置，因此即使在前面的切削加工中产生的切削屑附着于被加工物上表面，也能够将其冲洗掉，能够准确地检测出被加工物11的上表面高度位置。

这样，在以最终路径进行切削加工前准确地检测出被加工物11的上表面高度位置，在使卡盘工作台40回到刀具切削区域后，根据被加工物11的上表面高度位置而通过最终路径切削除去预定厚度部分，从而能够高精度地控制最终的完成厚度。

Claims

1.一种切削装置，其特征在于，

该切削装置具备：

卡盘工作台，其具有用于保持被加工物的保持面；

刀具切削单元，其用于对保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面进行切削，以将该被加工物减薄至预定的厚度；

高度位置检测构件，其用于检测被保持在该卡盘工作台上的被加工物的上表面高度位置；以及

清洗流体供给构件，其用于将清洗流体供给到通过该高度位置检测构件检测上表面高度位置的、保持在该卡盘工作台上的被加工物的区域。

2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，

所述高度位置检测构件具有与被加工物的上表面接触的接触针，

所述清洗流体供给构件朝向该接触针供给清洗流体。

3.根据权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，

所述清洗流体由液体与气体的混合流体构成。