CN103358412A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切削装置，其能够容易地从被加工物的上表面除去液体和边角料。切削装置（1）具备静止基座（2）和在静止基座（2）的上表面（2a）设置的切削单元（4）。切削单元（4）由卡盘工作台（10）、一边供给加工液一边进行切削加工的加工构件（20）、X轴移动构件（30）、Y轴移动构件（40）、Z轴移动构件（50）、拍摄构件（60）、覆盖X轴移动构件的褶皱部（13a、13b）和在X轴移动构件（30）的两侧配设的排水通路（15）构成。以静止基座（2）的边缘（2b）为中心，使静止基座以X（XA）轴方向为支点沿Y（YA）轴方向倾斜，以使切削单元（4）的卡盘工作台（10）处于低位。

Description

切削装置

技术领域

本发明涉及将板状的被加工物分割成一个个器件芯片的切削装置。

背景技术

在半导体装置制造工序和各种电子部件制造工序中，被称为切割机（dicing saw）的切削装置不可或缺，所述切削装置使极薄的切削刀具高速旋转以将被加工物分割成一个个产品或芯片。在这种切削装置中，切削刀具由粘接材料和在粘接材料中大量含有的微小的磨粒（金刚石或碳化硅（SiC）等）构成且刀刃的厚度为20～300μm，使所述切削刀具高速旋转，将被加工物（半导体晶片或玻璃、陶瓷等）的分割预定线粉碎至微米级并去除，从而将被加工物分割成一个个产品或芯片。

在该加工中，使用加工液等液体进行冷却和清洗，但在加工过程中利用显微镜观察以便确认上表面的状态时，或者在加工完成而将被加工物搬出时，由于液体会产生干扰因而不需要，所以需要用气枪等除去液体。而且，在直接抽吸保持被加工物并进行分割的情况下，产品芯片以外的区域（边角料部分）受到加工液的冲击而被冲开并从卡盘工作台去除，落到褶皱部上，接着随着加工液的流动，从褶皱部落下而被处理（参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2002-239888号公报

然而，在通常的切削装置中，以卡盘工作台的上表面成为水平的方式构成装置，因此载置于卡盘工作台的被加工物的上表面的水随着某个趋向被排出。因此，在不具有清洗和搬运功能的所谓手动型的切削装置中，操作者向位于加工完成后的被加工物的上表面的液体喷射来自气枪的高压空气来将液体去除。

而且，覆盖加工进给构件的褶皱部上的液体和切下的边角料也通过相同的方法去除。特别是在边角料的情况下，还存在着边角料卡在褶皱部而使褶皱部损坏、液体泄漏到加工进给构件的轴部从而导致装置损坏的可能性，因此需要注意。

发明内容

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够容易地从被加工物的上表面除去液体和边角料的切削装置。

为解决上述课题，达成目的，本发明的切削装置为在静止基座的平坦的上表面配设有切削单元的切削装置，所述切削单元由下述部件构成：卡盘工作台，所述卡盘工作台用于保持被加工物；加工构件，所述加工构件用于一边对在所述卡盘工作台保持的所述被加工物供给加工液一边进行切削加工；加工进给构件，所述加工进给构件用于使所述卡盘工作台沿加工进给方向移动；分度进给构件，所述分度进给构件用于使所述加工构件沿与所述加工进给方向垂直的分度进给方向移动；切深进给构件，所述切深进给构件用于使所述加工构件沿与所述加工进给方向和所述分度进给方向垂直的深度方向移动；拍摄构件，所述拍摄构件用于对保持于所述卡盘工作台的所述被加工物的应切削区域进行拍摄；褶皱部，所述褶皱部与所述卡盘工作台连接并且所述褶皱部覆盖所述加工进给构件；以及排水通路，所述排水通路沿着所述加工进给方向配设于所述加工进给构件的两侧，所述切削装置的特征在于，所述静止基座以所述加工进给方向为支点沿所述分度进给方向倾斜，以使所述切削单元的所述卡盘工作台处于低位。

因此，在本发明的切削装置中，静止基座以加工进给方向为支点沿分度进给方向倾斜，以使包含所有的加工进给构件、分度进给构件和切深进给构件的切削单元的卡盘工作台处于低位，因此利用重力自然地促进了加工液等液体和边角料从被加工物的表面的去除。而且，除此之外，由于加工进给方向、分度进给方向和切深进给方向相互垂直，所以加工进给构件、分度进给构件和切深进给构件的控制与倾斜前相比没有任何变化，起到了保证精度的效果。并且，由于使搬入搬出被加工物的卡盘工作台处于低位，所以还具有在将被加工物载置到卡盘工作台时，操作者容易处理的效果。

因此，在本发明的切削装置中，能够从被加工物的上表面容易地去除液体和边角料。

附图说明

图1是示出实施方式涉及的切削装置的整体的结构例的图。

图2是示出实施方式涉及的切削装置的切削单元的结构例的图。

图3是示出实施方式涉及的切削装置的侧面的图。

图4是示出作为实施方式涉及的被加工物的晶片等的立体图。

标号说明

1：切削装置；

2：静止基座；

2a：上表面；

4：切削单元；

10：卡盘工作台；

13a、13b：褶皱部；

15：排水通路；

20：加工构件；

30：X轴移动构件（加工进给构件）；

40：Y轴移动构件（分度进给构件）；

50：Z轴移动构件（切深进给构件）；

60：拍摄构件；

O：搬出搬入区域；

P：加工区域；

X、XA：加工进给方向；

YA：分度进给方向；

ZA：深度方向；

W：晶片（被加工物）。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方式（实施方式）详细地说明。并不由下述的实施方式所记载的内容来限定本发明。而且，在下面记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易地想到的要素和实质上相同的要素。并且，可以将下面记载的结构适当地组合。而且，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行结构的各种省略、置换或变更。

[实施方式]

图1是示出实施方式涉及的切削装置的整体的结构例的图。图2是示出实施方式涉及的切削装置的切削单元的结构例的图。图3是示出实施方式涉及的切削装置的侧面的图。图4是示出作为实施方式涉及的被加工物的晶片等的立体图。

图1所示的实施方式涉及的切削装置1是用于对保持于卡盘工作台10的晶片W（相当于被加工物）实施切削加工，并将其分割成一个个器件芯片的装置。

这里，作为被加工物的晶片W为切削加工的加工对象，其为以硅、蓝宝石、镓等为母材的圆板状的半导体晶片或光器件晶片。如图4所示，在晶片W的表面形成的多个器件D由多条间隔道S呈格子状地划分开。在晶片W的位于与表面相反的一侧的背面粘贴有粘接带T，在粘接带T粘贴有环状框架F，由此晶片W被固定于环状框架F，利用切削装置1对间隔道S实施切削加工但留下粘接带T，从而将晶片W分割成器件D。

如图1、图2及图3所示，切削装置1具备静止基座2等，在所述静止基座2的上表面2a设有卡盘工作台10和用于对晶片W实施切削加工的加工构件20等，在静止基座2的上表面2a设有搬出搬入区域O和加工区域P。另外，静止基座2设在台架部3上。在静止基座2的上表面2a设置的卡盘工作台10被设置成借助X轴移动构件30（相当于加工进给构件）而在静止基座2的搬出搬入区域O和加工区域P的范围移动自如。卡盘工作台10的构成表面的部分为由多孔质陶瓷等形成的圆盘形状，所述卡盘工作台10经由未图示的真空抽吸路径与未图示的真空抽吸源连接，在搬出搬入区域O对载置于表面的晶片W进行抽吸保持。

另外，X轴移动构件30用于使卡盘工作台10沿X（XA）轴方向（相当于加工进给方向）在搬出搬入区域O和加工区域P之间移动，并且支承工作台移动基座12，所述工作台移动基座12用于将卡盘工作台10支承成绕中心轴线（与ZA轴平行）旋转自如。

而且，在卡盘工作台10的周围设有用于夹持晶片W的周围的环状框架F的夹紧器11，在卡盘工作台10的X（XA）轴方向的两侧设有褶皱部13a、13b，所述褶皱部13a、13b与卡盘工作台10连接并覆盖X轴移动构件30。褶皱部13a、13b由布等折叠自如的适当材料构成，其伴随着卡盘工作台10的移动而伸缩，和卡盘工作台10一起覆盖X轴移动构件30，用于防止后述的加工液附着到X轴移动构件30。另外，在X轴移动构件30的两侧沿着X（XA）轴方向配设有排水通路15，所述排水通路15用于借助软管14将加工液排出。

而且，在静止基座2的上表面2a的加工区域P设有加工构件20，所述加工构件20位于在卡盘工作台10保持的晶片W的上方，用于一边对晶片W供给加工液一边进行切削加工。加工构件20利用Y轴移动构件40（相当于分度进给构件）相对于在卡盘工作台10保持的工件W沿与X（XA）轴方向垂直的YA轴方向（相当于分度进给方向）移动，并且利用Z轴移动构件50（相当于切深进给构件）相对于在卡盘工作台10保持的工件W沿与X（XA）轴方向及YA轴方向垂直的ZA轴方向（相当于深度方向）移动。

加工构件20具备由未图示的刀具驱动源旋转驱动的切削刀具21，切削刀具21是大致环状的极薄的切削磨具，所述切削刀具21通过旋转对晶片W实施切削加工。而且，加工构件20具备用于向切削刀具21供给加工液的喷嘴22，喷嘴22朝向切削刀具21和晶片W的由切削刀具21切削的切削部位喷射加工液。在加工区域P，加工构件20利用Y轴移动构件40和Z轴移动构件50沿YA轴方向及ZA轴方向移动，一边旋转切削刀具21一边从喷嘴22喷射加工液，由此对保持于卡盘工作台10的晶片W实施切削加工。此时，从喷嘴22喷出的加工液在冲击切削刀具21和晶片W的由切削刀具21切削的切削部位后，在卡盘工作台10、晶片W及褶皱部13a、13b上顺次流到排水通路15，经由软管14排出至切削装置1外。

而且，在加工构件20的附近设有拍摄构件60，所述拍摄构件60与加工构件20一体地利用Y轴移动构件40和Z轴移动构件50沿YA轴方向和ZA轴方向移动自如。拍摄构件60具备对在搬出搬入区域O的卡盘工作台10保持的切削加工前的晶片W的应切削区域进行拍摄的CCD摄像机，CCD摄像机对保持于卡盘工作台10的晶片W进行拍摄，得到用于执行校准的图像，所述校准用于进行晶片W和切削刀具21的对位，CCD摄像机将获得的图像的信息输出至在比加工构件20靠上方设置的控制构件70和显示构件80。

控制构件70例如以由CPU等构成的运算处理装置和具备ROM、RAM等的未图示的微处理器为主体构成，所述控制构件70在显示构件80显示由拍摄构件60获得的图像和加工动作的状态，并且与在操作者输入加工内容信息等时使用的未图示的操作构件连接。当搬出搬入区域O的卡盘工作台10抽吸保持切削加工前的晶片W时，控制构件70使X轴移动构件30朝向加工区域P移动卡盘工作台10。接着，在从拍摄构件60向控制构件70输入由CCD摄像机获得的切削加工前的晶片W的图像后，控制构件70基于所述图像进行图案匹配等图像处理，从而执行加工构件20的校准，所述图像处理用于进行晶片W和切削刀具21的对位。然后，控制构件70基于校准信息，一边从喷嘴22对加工构件20喷射加工液一边对晶片W的间隔道S进行切削加工，当对全部的间隔道S实施了切削加工后，停止加工构件20，将卡盘工作台10移动至搬出搬入区域O。这样，控制构件70控制构成切削装置1的结构要素，在切削装置1进行了对晶片W的加工动作。

在所述切削装置1中，由卡盘工作台10、加工构件20、X轴移动构件30、Y轴移动构件40、Z轴移动构件50、拍摄构件60、褶皱部13a、13b和排水通路15构成切削单元4，该切削单元4配设于静止基座2的平坦的上表面2a。而且，在上述切削装置1，与静止基座2的上表面2a垂直的ZA轴和平行于铅垂方向的Z轴之间形成角度θ，平行于静止基座2的上表面2a的XA轴与平行于水平方向的X轴一致，平行于静止基座2的上表面2a的YA轴和平行于水平方向的Ｙ轴之间形成角度θ。

在切削装置1中，以ZA轴与Z轴之间形成角度θ，XA轴与X轴一致，YA轴与Y轴之间形成角度θ的方式，静止基座2以X（XA）轴为支点沿Y（YA）轴方向倾斜（绕X（XA）轴倾斜），以使卡盘工作台10处于低位。在本实施方式中，切削装置1以静止基座2的靠卡盘工作台10侧的边缘2b为中心，使静止基座2绕X（XA）轴倾斜，以使卡盘工作台10处于低位。另外，角度θ优选处于3度～7度之间，进一步优选为大约5度。并且，在切削装置1中，即使静止基座2如前所述地倾斜，显示构件80的朝向也可以变更成操作者容易使用的朝向。

如上所述，根据实施方式涉及的切削装置1，包含X轴移动构件30、Y轴移动构件40和Z轴移动构件50的整体的切削单元4以使卡盘工作台10处于低位的方式，以X（XA）轴方向为支点沿Y（YA）轴方向倾斜，因此利用重力自然地促进了加工液和被加工物的边角料等从晶片W的表面的去除。而且，不仅自然地促进了加工液的去除，由于XA轴、YA轴和ZA轴相互垂直，所以X轴移动构件30、Y轴移动构件40和Z轴移动构件50的控制与倾斜前相比没有任何变化，起到了保证精度的效果。并且，为了如上所述地使静止基座2倾斜，使用于搬入搬出晶片W的卡盘工作台10处于低位，因此还具有在将晶片W载置于卡盘工作台10时，操作者容易处理的效果。因此，在切削装置1中，能够从晶片W的表面容易地去除加工液等液体和被加工物的边角料等。

在前述实施方式中，以使卡盘工作台10处于低位的方式，以静止基座2的靠近卡盘工作台10的边缘2b为中心倾斜静止基座2，但在本发明中，只要以X（XA）轴为中心倾斜静止基座2，以静止基座2的任意位置为中心倾斜静止基座2都可以。

而且，在本发明中，被加工物不限于晶片W，也可以是由玻璃、树脂等形成的板状部件或封装基板。而且，在本发明中，作为被加工物的封装基板也可以直接保持于卡盘工作台10而不借助粘接带T或环状框架F。在对作为被加工物的封装基板实施切削加工时，期望使用在表面设有用于避免与切削刀具21接触的退刀槽等的矩形形状的卡盘工作台。

另外，本发明不由上述实施方式限定。即，在不脱离本发明的精神的范围内能够实施各种变形。

Claims (1)

1.一种切削装置，所述切削装置在静止基座的平坦的上表面配设有切削单元，所述切削单元由下述部件构成：

卡盘工作台，所述卡盘工作台用于保持被加工物；

加工构件，所述加工构件用于一边对在所述卡盘工作台保持的所述被加工物供给加工液一边进行切削加工；

加工进给构件，所述加工进给构件用于使所述卡盘工作台沿加工进给方向移动；

分度进给构件，所述分度进给构件用于使所述加工构件沿与所述加工进给方向垂直的分度进给方向移动；

切深进给构件，所述切深进给构件用于使所述加工构件沿与所述加工进给方向和所述分度进给方向垂直的深度方向移动；

拍摄构件，所述拍摄构件用于对保持于所述卡盘工作台的所述被加工物的应切削区域进行拍摄；

褶皱部，所述褶皱部与所述卡盘工作台连接并且所述褶皱部覆盖所述加工进给构件；以及

排水通路，所述排水通路沿着所述加工进给方向配设于所述加工进给构件的两侧，

所述切削装置的特征在于，

所述静止基座以所述加工进给方向为支点沿所述分度进给方向倾斜，以使所述切削单元的所述卡盘工作台处于低位。

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