CN109148367B - 被加工物的切削方法 - Google Patents

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Abstract

提供被加工物的切削方法，抑制正面缺损的产生，防止在外周剩余区域形成端材芯片。板状的被加工物在正面上具有在由交叉的多条分割预定线划分的多个区域分别形成有器件的器件区域和围绕器件区域的外周剩余区域，该方法在被加工物的器件区域形成期望深度的切削槽，具有如下步骤：引导槽形成步骤，使切削刀具从被加工物的外周沿着分割预定线切入至卡盘工作台所保持的被加工物，在从外周到器件区域的一部分的范围内形成比期望深度浅的引导槽；和器件区域加工步骤，使切削刀具朝向器件区域的引导槽下降而切入引导槽，将切削刀具的刃尖定位于期望深度，然后沿着分割预定线超过器件区域的相反侧的端部而在外周剩余区域的一部分的范围内形成期望深度的槽。

Description

被加工物的切削方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片、贴合晶片、封装晶片等被加工物的切削方法。
背景技术
公知有利用切削刀具对形成有各种器件的半导体晶片、形成有LED等光器件的光器件晶片、将多个器件芯片用树脂进行模制而成的封装基板等各种板状的被加工物进行切削而分割成各个器件芯片的切削装置。
这样的被加工物在正面上具有形成有多个器件的器件区域和围绕器件区域的外周剩余区域，当利用切削刀具对器件区域进行分割时，有时一起被分割的外周剩余区域的端材芯片发生飞散而使切削刀具破损。
因此，为了确保端材芯片不飞散，在专利文献1或专利文献2中提出了如下的加工方法：在将端材芯片的面积维持得较大的状态下结束加工。
专利文献1：日本特开2014-204015号公报
专利文献2：日本特开2015-076561号公报
特别是在贴合了两张晶片而得的贴合晶片中，在外周的粘贴不充分的情况下，当外周被分割成芯片时，端材芯片容易飞散，因此有时实施仅对器件区域进行选择性地切割的加工方法。
在这样的加工方法的情况下，切削刀具利用所谓劈斩式切削而切入至被加工物从而实施加工，但与在水平方向上进行加工的横动切削相比，劈斩式切削的加工速率较高，因此存在形成在被加工物正面上的缺损(崩边)容易变大的课题。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供被加工物的加工方法，能够抑制劈斩式切削所导致的正面缺损的产生，并且能够防止在外周剩余区域形成端材芯片。
根据本发明，提供被加工物的切削方法，在板状的被加工物的器件区域形成期望的深度的切削槽，该板状的被加工物在正面上具有该器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域，该器件区域在由交叉的多条分割预定线划分的多个区域中分别形成有器件，该被加工物的切削方法的特征在于，具有如下的步骤：保持步骤，利用卡盘工作台的保持面对被加工物进行保持；引导槽形成步骤，使切削刀具从被加工物的外周沿着该分割预定线切入至该卡盘工作台所保持的被加工物，在从该外周到该器件区域的一部分的范围内形成比该期望的深度浅的引导槽；第一退避步骤，在形成了该引导槽之后，使该切削刀具上升而使该切削刀具从被加工物退避；器件区域加工步骤，在实施了该第一退避步骤之后，使该切削刀具朝向该器件区域的该引导槽下降而切入至该引导槽，将该切削刀具的刃尖定位于该期望的深度，然后沿着该分割预定线超过该器件区域的相反侧的端部而在该外周剩余区域的一部分的范围内形成该期望的深度的槽；以及第二退避步骤，在实施了该器件区域加工步骤之后，留出该外周剩余区域的一部分而使该切削刀具上升，从而使该切削刀具从被加工物退避，当在该器件区域加工步骤中使该切削刀具朝向被加工物下降而切入时，通过该引导槽来抑制在被加工物的正面上产生缺损。
优选本发明的被加工物的切削方法还具有如下的带粘贴步骤：在实施该保持步骤之前，在被加工物的背面侧粘贴划片带，在该保持步骤中，利用该卡盘工作台的保持面隔着该划片带对被加工物进行保持，在该器件区域加工步骤中，使该切削刀具的刃尖切入至该划片带而形成该期望的深度的槽从而将被加工物完全切断。
根据本发明的被加工物的切削方法，在切削刀具进行劈斩式切削的外周剩余区域以及与外周剩余区域连续的器件区域的一部分，预先利用横动切削形成较浅的引导槽，因此能够抑制劈斩式切削所导致的特别是器件区域的正面缺损的产生，能够防止在外周剩余区域形成端材芯片。
附图说明
图1是切削装置的立体图。
图2的(A)是借助划片带而利用环状框架对贴合了两张晶片而得的贴合晶片进行了支承的形态的俯视图，图2的(B)是图2的(A)的局部放大剖视图。
图3的(A)是示出引导槽形成步骤和第一退避步骤的局部剖视侧视图，图3的(B)是形成有引导槽的贴合晶片的剖视图，图3的(C)是紧接着引导槽的形成而在一部分的分割预定线上形成了期望的深度的切削槽的状态的贴合晶片的俯视图。
图4的(A)是示出器件区域加工步骤的局部剖视侧视图，图4的(B)是在一部分的分割预定线上实施了器件区域加工步骤的状态的贴合晶片的俯视图。
图5的(A)是在沿第一方向延伸的所有分割预定线上形成了引导槽的状态的贴合晶片的俯视图，图5的(B)是实施劈斩式切削而形成了期望的深度的切削槽的状态的贴合晶片的俯视图。
标号说明
10：卡盘工作台；11：贴合晶片；14：切削单元；17：分割预定线；19：器件；21：器件区域；23：外周剩余区域；25：引导槽；27：切削槽；31：框架单元；50：切削刀具。
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。参照图1，示出了切削装置的立体图，该切削装置适合实施本发明实施方式的被加工物的切削方法。切削装置2具有支承基台4，在支承基台4的上表面上形成有在X轴方向(加工进给方向)上较长的矩形状的开口4a。
在该开口4a内设置有：X轴移动工作台6；使该X轴移动工作台6在X轴方向上移动的X轴移动机构(未图示)；以及覆盖X轴移动机构的防尘防滴罩8。该X轴移动机构具有与X轴方向平行的一对X轴导轨(未图示)，在X轴导轨上以能够滑动的方式安装有X轴移动工作台6。
在X轴移动工作台6的下表面侧设置有螺母部(未图示)，与X轴导轨平行的X轴滚珠丝杠(未图示)螺合于该螺母部。在X轴滚珠丝杠的一个端部连结有X轴脉冲电动机(未图示)。当利用X轴脉冲电动机使X轴滚珠丝杠旋转时，移动工作台6沿着X轴导轨在X轴方向上移动。
在X轴移动工作台6上设置有用于对被加工物进行吸引、保持的卡盘工作台10。卡盘工作台10与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与Z轴方向(铅垂方向)大致平行的旋转轴旋转。另外，卡盘工作台10利用上述的X轴移动机构在X轴方向上加工进给。
卡盘工作台10的正面(上表面)作为对被加工物进行吸引、保持的保持面10a。该保持面10a通过形成在卡盘工作台10的内部的流路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。在卡盘工作台10的周围设置有用于固定被加工物的夹具10b。
被加工物例如是贴合了两张晶片而得的贴合晶片，其粘贴在环状框架所保持的划片带上，与环状框架一体地进行操作。当使用环状框架和划片带对被加工物进行操作时，能够保护该被加工物免受搬送时所产生的冲击等。
在远离开口4a的装置基台4的前方的角部，设置有从装置基台4向侧方突出的突出部12。在突出部12的内部形成有空间，在该空间中设置有能够升降的盒升降机16。在盒升降机16的上表面上载置有能够收纳多个被加工物的盒18。
在靠近开口4a的位置，设置有将上述的被加工物搬送至卡盘工作台10的搬送单元(未图示)。将利用搬送单元而从盒18中被拉出的被加工物载置于卡盘工作台10的保持面10a上。
在装置基台4的上表面上，对切削被加工物的切削单元14进行支承的支承构造20配置成向开口4a的上方伸出。在支承构造20的前表面上部，设置有使切削单元14在Y轴方向(分度进给方向)和Z轴方向上移动的切削单元移动机构22。
切削单元移动机构22具有配置在支承构造20的前表面上且与Y轴方向平行的一对Y轴导轨24。在Y轴导轨24上以能够滑动的方式安装有构成切削单元移动机构22的Y轴移动板26。在Y轴移动板26的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，与Y轴导轨24平行的Y轴滚珠丝杠28螺合于该螺母部。
在Y轴滚珠丝杠28的一个端部连结有Y轴脉冲电动机(未图示)。当利用Y轴脉冲电动机使Y轴滚珠丝杠28旋转时，Y轴移动板26沿着Y轴导轨24在Y轴方向上移动。
在Y轴移动板26的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨30。在Z轴导轨30上以能够滑动的方式安装有Z轴移动板32。
在Z轴移动板32的背面侧(后面侧)设置有螺母部(未图示)，与Z轴导轨30平行的Z轴滚珠丝杠34螺合于该螺母部。在Z轴滚珠丝杠34的一个端部连结有Z轴脉冲电动机36。若利用Z轴脉冲电动机36使Z轴滚珠丝杠34旋转，则Z轴移动板32沿着Z轴导轨30在Z轴方向上移动。
在Z轴移动板32的下部，固定有对被加工物进行加工的切削单元14和拍摄单元38。若利用切削单元移动机构22使Y轴移动板26在Y轴方向上移动，则将切削单元14和拍摄单元38进行分度进给，若使Z轴移动板32在Z轴方向上移动，则切削单元14和拍摄单元38进行升降。
标号40是清洗单元，利用切削单元14实施了切削加工的被加工物通过搬送机构(未图示)从卡盘工作台10被搬送至清洗单元40。清洗单元40具有在筒状的清洗空间内对被加工物进行吸引保持的旋转工作台42。在旋转工作台42的下部连结有以规定的速度使旋转工作台42旋转的电动机等旋转驱动源。
在旋转工作台42的上方配设有朝向被加工物喷射清洗用的流体(典型地为将水与空气混合而成的二流体)的喷射喷嘴44。当使保持着被加工物的旋转工作台42旋转并从喷射喷嘴44喷射清洗用的流体时，能够对切削加工后的被加工物进行清洗。利用清洗单元40进行了清洗的被加工物利用搬送机构(未图示)被收纳于盒18内。
参照图2的(A)，示出了框架单元31的俯视图，该框架单元31是借助划片带T而利用环状框架F对作为适合应用本发明的切削方法的被加工物的贴合晶片11进行支承而得的。图2的(B)是粘贴在划片带T上的贴合晶片11的剖视图。
贴合晶片11是利用粘接剂将第一晶片13和第二晶片15贴合而构成的，第一晶片13在正面上具有在由相互垂直的多条分割预定线17划分的多个区域分别形成有器件19的器件区域21和围绕器件区域21的外周剩余区域23。
当实施本实施方式的切削方法时，采用如下的框架单元31的形态，该框架单元31是将贴合晶片11的第二晶片15的背面粘贴在外周部安装于环状框架F的划片带T上，并借助划片带T而利用环状框架F对贴合晶片11进行支承而得的。
在形成了框架单元31之后，在本发明实施方式的贴合晶片11的切削方法中，将框架单元31搬送至卡盘工作台10，利用卡盘工作台10的保持面10b隔着划片带T对贴合晶片11进行吸引保持(保持步骤)。
在实施了保持步骤之后，如图3的(A)所示，使切削单元14的切削刀具50从贴合晶片11的外周沿着分割预定线17切入至卡盘工作台10所保持的贴合晶片11，在从贴合晶片11的外周到器件区域21的一部分的范围内形成第一深度的引导槽25(引导槽形成步骤)，接着使切削刀具50上升而使切削刀具50从贴合晶片11退避(第一退避步骤)。
在实施了第一退避步骤之后，如图4的(A)所示，使切削刀具50从退避的位置朝向器件区域21的引导槽25下降，在将切削刀具50的刃尖定位于比第一深度深的第二深度之后，将保持着贴合晶片11的卡盘工作台10在箭头X1方向上进行加工进给，从而至少沿着分割预定线17形成第二深度的切削槽直至器件区域21的相反侧的端部(器件区域加工步骤)。
在实施了器件区域加工步骤之后，留出与器件区域21的端部连接的外周剩余区域23的一部分，如图4的(A)所示那样使切削刀具50上升而使切削刀具50从贴合晶片11退避(第二退避步骤)。在图4的(A)中，箭头X2表示加工方向。
沿着同一分割预定线17连续地实施引导槽形成步骤、第一退避步骤、器件区域加工步骤和第二退避步骤。接着，在图1中将切削单元14在Y轴方向上按照分割预定线17的间隔进行分度进给，沿着相邻的分割预定线17连续地实施引导槽形成步骤、第一退避步骤、器件区域加工步骤和第二退避步骤。
在图3的(C)中，对于形成在最下侧的引导槽25，示出了引导槽形成步骤结束时的状态，在图4的(B)中，示出了紧接着引导槽形成步骤而沿着同一分割预定线形成了第二深度的切削槽27的器件区域加工步骤结束时的状态。
接着，参照图5对本发明第二实施方式的切削方法进行说明。在第二实施方式的切削方法中，首先如图5的(A)所示，实施引导槽形成步骤，沿着在第一方向上延伸的所有分割预定线17形成第一深度的引导槽25。
接着，如图5的(B)所示，沿着已形成有第一深度的引导槽25的在第一方向上延伸的所有分割预定线17，利用劈斩式切削使切削刀具50的刃尖切入至贴合晶片11的第二深度，并将卡盘工作台10进行加工进给，从而形成比第一深度深的第二深度的切削槽(器件区域加工步骤)。一边在图1中将切削单元14在Y轴方向上进行分度进给一边相继实施该器件区域加工步骤。
即，在该第二实施方式的切削方法中，首先沿着在第一方向上延伸的所有分割预定线17形成引导槽25，接着利用劈斩式切削使切削刀具50通过引导槽25而切入至第二深度，重复进行卡盘工作台10的加工进给和切削单元14的分度进给，从而沿着在第一方向上延伸的所有分割预定线17相继形成切削槽27。
优选在器件区域加工步骤中，使切削刀具50的刃尖切入至划片带T而形成第二深度的切削槽27，从而沿着分割预定线17将贴合晶片11完全切断。
根据上述的实施方式的切削方法，在切削刀具50进行劈斩式切削的外周剩余区域和与外周剩余区域连续的器件区域，预先利用横动切削形成较浅的引导槽25，从而在利用劈斩式切削实施器件区域加工步骤时能够抑制正面缺损的产生，能够防止在贴合晶片11的外周剩余区域23形成端材芯片。
另外，在上述的实施方式中，对沿着在第一方向上延伸的分割预定线17实施引导槽形成步骤和器件区域加工步骤的例子进行了说明，当然在将保持着贴合晶片11的卡盘工作台10旋转90°之后，沿着在与第一方向垂直的第二方向上延伸的分割预定线17也实施同样的引导槽形成步骤和器件区域加工步骤。
当沿着在第一方向和第二方向上延伸的所有分割预定线17实施引导槽形成步骤和器件区域加工步骤时，器件区域21的所有器件19被分割成器件芯片，在贴合晶片11的外周剩余区域23残留有环状的切削残留部。
在上述的实施方式中，说明了对贴合晶片11实施本发明的切削方法的例子，但被加工物并不限于贴合晶片，本发明对于一张晶片或封装基板也能够同样地应用。

Claims (2)

1.一种被加工物的切削方法，在板状的被加工物的器件区域形成期望的深度的切削槽，该板状的被加工物在正面上具有该器件区域和围绕该器件区域的外周剩余区域，该器件区域在由交叉的多条分割预定线划分的多个区域中分别形成有器件，该被加工物的切削方法的特征在于，具有如下的步骤：
保持步骤，利用卡盘工作台的保持面对被加工物进行保持；
引导槽形成步骤，使切削刀具在该外周剩余区域的一端从被加工物的外周沿着该分割预定线切入至该卡盘工作台所保持的被加工物，在从该外周到该器件区域的一部分的范围内形成比该期望的深度浅的引导槽；
第一退避步骤，在形成了该引导槽之后，使该切削刀具上升而使该切削刀具从被加工物退避；
器件区域加工步骤，在实施了该第一退避步骤之后，使该切削刀具朝向该器件区域的该引导槽下降而切入至该引导槽，将该切削刀具的刃尖定位于该期望的深度，然后沿着该分割预定线超过该器件区域的相反侧的端部而在该外周剩余区域的一部分的范围内形成该期望的深度的槽；以及
第二退避步骤，在实施了该器件区域加工步骤之后，仅在该外周剩余区域的另一端留出该外周剩余区域的一部分而使该切削刀具上升，从而使该切削刀具从被加工物退避，
当在该器件区域加工步骤中使该切削刀具朝向被加工物下降而切入时，通过该引导槽来抑制在被加工物的正面上产生缺损。
2.根据权利要求1所述的被加工物的切削方法，其中，
该切削方法还具有如下的带粘贴步骤：在实施该保持步骤之前，在被加工物的背面侧粘贴划片带，
在该保持步骤中，利用该卡盘工作台的保持面隔着该划片带对被加工物进行保持，
在该器件区域加工步骤中，使该切削刀具的刃尖切入至该划片带而形成该期望的深度的槽从而将被加工物完全切断。
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