JP2009090401A

JP2009090401A - 切削装置

Info

Publication number: JP2009090401A
Application number: JP2007262328A
Authority: JP
Inventors: Manpei Tanaka; 万平田中; Satoshi Ogawara; 聡大河原
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-05
Also published as: JP5096100B2; CN101402226A; CN101402226B

Abstract

【課題】被加工物の端材等の比較的大きな切断屑が飛散しても損傷を受けにくくチャックテーブル送り機構を保護し得る構造を備える切削装置を提供する。
【解決手段】チャックテーブル２に対して、切削ブレードの回転により切削水が飛散する方向に位置する下流側の加工送り手段の上部を板状カバー部材８で覆い、上流側の加工送り手段を蛇腹カバー部材９で覆うように構成することで、板状カバー部材８を金属等によって形成可能とし、よって、被加工物の端材等の比較的大きな切断屑が飛散しても板状カバー部材８は損傷を受けにくく加工送り手段を確実に保護できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、切削水を供給しながら被加工物を切削ブレードで切削加工する切削装置に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の半導体ウエーハの表面に格子状に配列された多数の領域に、ＩＣ，ＬＳＩ等の回路を形成し、この回路が形成された各領域を所定のストリートと称される切断ラインに沿ってダイシングすることにより、個々の半導体チップを製造している。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話、パソコン等の電子機器に広く利用されている。

携帯電話、パソコン等の電子機器は、より小型・軽量化が求められており、半導体チップのパッケージも、ＣＳＰ（Chip Size Package）やＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded Package）と称する小型化できるパッケージ技術が開発されている。このようなＣＳＰ基板やＱＦＮ基板の切断は、ダイシング装置によって施される。

このダイシング装置は、チャックテーブルに保持されたＣＳＰ基板等の被加工物を、切削水を供給しながら切削ブレードで切削する切削手段を備えている。ここで、チャックテーブルは、ボールねじ等を含む加工送り手段によって加工方向に加工送り可能に構成されている。そして、加工送り手段を構成する機械要素に切削水や切断屑等が入り込まないように、チャックテーブルの加工送り方向両側に、加工送り方向に伸縮自在な蛇腹機構を配設して加工送り手段を覆うようにしている。

特開２００４−１８６３６１号公報

ダイシング装置によってＣＳＰ基板等を切断する場合、ＣＳＰ基板等の縁部にはＣＳＰが形成されていない耳部等の端材が存在し、この端材が比較的大きな切断屑として、チャックテーブルの往復動方向に見て片側、例えば基板に作用する部位がチャックテーブルの往動方向に移動する方向に切削ブレードか回転する場合にはチャックテーブルの往動方向に見て下流側、に配置されている蛇腹機構上に飛散する。蛇腹機構上に飛散した比較的大きな端材等の切断屑は、蛇腹機構の円滑な収縮および伸張を阻害する傾向がある。蛇腹機構は、円滑に収縮および伸張することが必要であるため、通常、布または類似シート材料で形成されている。したがって、蛇腹機構上に飛散した比較的大きな切断屑によって、蛇腹機構の構成部材に穴等の損傷が生成されてしまうことも少なくない。

したがって、基板等の被加工物をダイシング加工する際のチャックテーブル送り機構を保護する蛇腹機構には、損傷を受けて劣化しやすく、チャックテーブル送り機構を保護する手段としては不十分な現状にある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物の端材等の比較的大きな切断屑が飛散しても損傷を受けにくくチャックテーブル送り機構を保護し得る構造を備える切削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を、切削水を供給しながら切削する切削ブレードを回転可能に装着したスピンドルを有する切削手段と、前記スピンドルの軸心方向に直交する方向に前記チャックテーブルを加工送りする加工送り手段と、前記チャックテーブルの加工送り方向に沿って両側に配設された排水路と、を備える切削装置であって、前記チャックテーブルに対して、前記切削ブレードの回転により切削水が飛散する方向に位置する下流側の前記加工送り手段の上部を覆う板状カバー部材と、上流側の前記加工送り手段の上部を覆う蛇腹カバー部材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、前記加工送り手段によって加工送り方向に駆動可能に配設されて前記チャックテーブルを支持するチャックテーブル支持基台と、前記加工送り手段の駆動で前記チャックテーブルが動く範囲に開口部を有して前記加工送り手段を覆うように配設され、加工送り方向に沿って両側に前記排水路を有するウォータケースと、該ウォータケース内で前記開口部の周囲を囲繞し、前記板状カバー部材と前記蛇腹機構とが加工送り方向に摺動するためのレールを外壁に備えた固定プレートと、を備え、前記板状カバー部材および前記蛇腹機構の両側は、前記固定プレートの外壁に沿うように垂下して前記開口部を覆うように配設され、前記板状カバー部材は、一端が前記チャックテーブル支持基台に連結され、他端が自由端とされ、前記固定プレートの前記レール上を摺動する摺動部を内面に有することを特徴とする。

また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、前記板状カバー部材は、加工送り方向の中心から両側の前記排水路側に向けて低くなるように傾斜していることを特徴とする。

また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、加工送り方向の最下流側位置に前記排水路に連通させて配設され、被加工物の加工により生ずる端材を回収する端材ボックスを備え、前記板状カバー部材は、前記加工送り手段によって前記切削手段が加工送り方向に往復動する際に、前記自由端が前記端材ボックスの上面を加工送り方向に往復動することを特徴とする。

また、本発明にかかる切削装置は、上記発明において、一端に開口を有する塵取り形状に形成され、前記開口側を前記板状カバー部材上にオーバラップさせて前記チャックテーブル支持基台上に設けられた端材受けプレートを備えることを特徴とする。

本発明にかかる切削装置は、チャックテーブルに対して、切削ブレードの回転により切削水が飛散する方向に位置する下流側の加工送り手段の上部を板状カバー部材で覆うようにしたので、板状カバー部材を金属等によって形成することができ、よって、被加工物の端材等の比較的大きな切断屑が飛散しても板状カバー部材は損傷を受けにくくチャックテーブル送り機構を確実に保護することができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態である切削装置について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の切削装置の一例を示す外観斜視図であり、図２は、チャックテーブル等の往動時の様子を示す概略斜視図であり、図３は、チャックテーブル等の復動時の様子を示す概略斜視図であり、図４は、図３中の○箇所を拡大して示す分解斜視図であり、図５は、加工送り手段等の構成を示す概略側面図である。本実施の形態で用いる切削装置１は、概略構成として、図１に示すように、パッケージ基板等の被加工物１０を保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持された被加工物１０に対して分割のための切削加工を施す切削手段３と、撮像手段４とを備える。

ここで、切削手段３は、一対の切削ブレード３１（一方のみ図示する図５参照）をＹ軸方向に互いに進退自在に対峙させて２つのスピンドル３２（一方のみ図示する図５参照）を配置させたフェイシングデュアルカット方式のものであり、一対の切削ブレード３１を用いて被加工物１０に対して２ライン分の同時カットが可能とされている。また、切削手段３は、図５に示すように、切削ブレード３１の加工点となる切刃外周部付近に両側から切削水を供給する表裏一対の噴射ノズル３３を有する切削水供給手段３４を備える。すなわち、切削手段３は、チャックテーブル２に保持された被加工物１０を、切削水を供給しながら切削する切削ブレード３１を回転可能に装着したスピンドル３２を有する。

また、切削装置１は、被加工物１０を保持したチャックテーブル２を切削手段３に対して相対的にＸ軸方向に加工送りする加工送り手段５や、切削手段３の一対の切削ブレード３１をそれぞれ独立してチャックテーブル２に対して相対的にＹ軸方向に割り出し送り（インデックス送り）する割り出し送り手段（図示せず）や、切削手段３の切削ブレード３１を独立してチャックテーブル２に保持された被加工物１０に対して相対的にＺ軸方向に切り込み送りする切込み送り手段（図示せず）を備える。加工送り手段５は、図５に示すように、基台５１上のＸ軸方向に離間した所定位置に配設された支持片５２により回転自在に支持されたボールねじ５３と、このボールねじ５３の一端に連結されてボールねじ５２を回転駆動するモータ５４と、ボールねじ５３に噛合する雌ねじ部を有してチャックテーブル２を支持したスライダ５５と、このスライダ５５のＸ軸方向の移動をガイドするガイドレール５６とを備え、チャックテーブル２をＸ軸方向に往復動させる。

また、被加工物１０を保持するチャックテーブル２は、加工送り手段５によってＸ軸方向に駆動可能に配設されたチャックテーブル支持基台２１上に設けられている。ここで、チャックテーブル支持基台２１とスライダ５４との間には、チャックテーブル２を水平面内で回転させるθ回転手段２２が設けられている。これにより、保持した被加工物１０のＸ軸方向に対する向きをＸＹ平面内で回動調整可能とされている。

また、撮像手段４は、チャックテーブル２に保持された被加工物１０の表面を撮像するＣＣＤカメラ等を搭載した顕微鏡であり、切削すべき分割予定ラインに対する切削ブレード３１の位置付けに供するアライメント用である。

また、本実施の形態の切削装置１は、加工送り手段５全体を覆うように配設されたウォータケース６を備える。このウォータケース６は、加工送り手段５の駆動に基づきチャックテーブル２（チャックテーブル支持基台２１およびθ回転手段２２）が動く範囲に亘って、その動きを阻害しないように開口された開口部６１を有する。また、ウォータケース６は、切削装置１の筐体の一部を利用して構成され、加工送り方向であるＸ軸方向に沿う両側には、切削水等を排水するための排水路６２が形成されている。ここで、開口部６１の周囲は、切削水等が侵入しにくくするため排水路６２よりも高い位置を取り得るように立上げ形成された矩形枠形状の固定プレート６３により囲繞されている。また、ウォータケース６内において、固定プレート６３の両側外壁には２本のレール６４を有する。これらレール６４は、ウォータケース６のほぼ全長に亘る長さを有する。

また、切削ブレード３１の回転により切削水が飛散する方向を、チャックテーブル２に対して下流側とする場合、ウォータケース６の最下流側には、被加工物１０を加工した際に発生する端材を収納するための端材ボックス７が配設されている。排水路６２の最下流側も端材ボックス７上に連通するように配設されている。

そして、ウォータケース６上には、開口部６１から露出する加工送り手段５の上部を覆うカバー部材として、板状カバー部材８と蛇腹カバー部材９とを備える。板状カバー部材８は、金属材からなり、チャックテーブル２に対して切削ブレード３１の回転により切削水が飛散する方向に位置する下流側の加工送り手段５の上部を覆うもので、チャックテーブル２側の一端は、チャックテーブル支持基台２１と一体で動くように防水カバー８１を介してチャックテーブル支持基台２１に連結され、下流側の他端は自由端とされている。この板状カバー部材８は、図５に実線で示すように、チャックテーブル支持基台２１等が開口部６１内で最上流側位置に位置するときに開口部６１の下流側を完全に塞ぐ長さを有する。このような長さの板状カバー部材８は、図５に仮想線で示すように、最下流側まで移動した際には端材ボックス７の上面を覆うように設定されている。また、板状カバー部材８の両側は、固定プレート６３の外壁に沿うように排水路６２上に垂下して開口部６１を覆うように配設されている。また、板状カバー部材８は、加工送り方向であるＸ軸方向の中心から両側の排水路６２側に向けて低くなるように傾斜させた傾斜面８２を両側に有する屋根型形状に形成されている。さらに、板状カバー部材８の内側にはレール６４に対向するレール部８３が設けられ、このレール部８３下面の数箇所には、レール６４上を摺動する摺動部８４が設けられている。摺動部８４は、滑りのよい樹脂等の緩衝部材により形成されている。

また、板状カバー部材８の両側および自由端には、排水路６２上やウォータケース６の底面上を摺接するブラシ部材８５が取付けられている。これらブラシ部材８５は、板状カバー部材８がチャックテーブル２等とともに下流側に向けて往動する際には排水路６２上やウォータケース６の底面上を摺接する摺接位置をとり、上流側に向けて復動する際には排水路６２上やウォータケース６の底面上から離反した退避位置をとるように、往復動作に連動するソレノイド等を利用した変位機構（図示せず）を介して取付けられている。

一方、蛇腹カバー部材９は、チャックテーブル２に対して上流側の加工送り手段５の上部を覆うもので、布等の材質により周知のように伸縮自在に構成され、チャックテーブル２側の一端は、チャックテーブル支持基台２１と一体で動くように防水カバー８１を介してチャックテーブル支持基台２１に連結され、上流側の他端はウォータケース６の内壁等の固定部に連結されている。この蛇腹カバー部材９も、固定プレート６３の外壁に沿うように排水路６２上に垂下して開口部６１を覆うように配設されている。さらに、蛇腹カバー部材９もレール６４上をＸ軸方向に沿って摺動自在に設けられている。これにより、チャックテーブル２が下流側に往動する際には蛇腹カバー部材９は伸張し、チャックテーブル２が上流側に復動する際には蛇腹カバー部材９は伸縮するように構成されている。

さらに、防水カバー８１（チャックテーブル支持基台２１）とチャックテーブル２との間には、端材受けプレート８６が設けられている。この端材受けプレート８６は、一端にテーパ状に絞り込んだ開口８６ａを有する塵取り形状に形成されたもので、開口８６ａ側が下流側の板状カバー部材８上に所定寸法オーバラップするように配設されている。

このような構成において、被加工物１０の切削加工時には、チャックテーブル２上に保持された被加工物１０に対して高速回転する切削ブレード３１を割り出し送り手段および切り込み送り手段によって被加工物１０の所望のストリートに位置付け、チャックテーブル２を加工送り手段５によってＸ軸方向に往動させることで行う。この切削の際、切削ブレード３１および被加工物１０に対して、切削水供給手段３４の噴射ノズル３３から切削水を供給しながら行う。この往動時には、板状カバー部材８は伸縮することなく摺動部８４がレール６４にガイドされつつチャックテーブル２と一体的に端材ボックス７上に向けてＸ軸方向に往動し、蛇腹部材９は伸張しながらレール６４にガイドされつつチャックテーブル２と一体的にＸ軸方向に往動し、加工送り手段５に対して開口部６１を閉塞状態に維持する。

そして、所望のストリートの切削が終了すると、切削ブレード３１をＺ軸方向に退避させ、切削水の供給を停止させつつ、チャックテーブル２を加工送り手段５によってＸ軸方向に復動させる。この復動時には、板状カバー部材８は伸縮することなく摺動部８４がレール６４にガイドされつつチャックテーブル２と一体的にＸ軸方向に復動し、蛇腹部材９は収縮しながらレール６４にガイドされつつチャックテーブル２と一体的にＸ軸方向に復動し、加工送り手段５に対して開口部６１を閉塞状態に維持する。この後、再び、被加工物１０に対して高速回転する切削ブレード３１を割り出し送り手段および切り込み送り手段によって被加工物１０の次の所望のストリートに位置付け、チャックテーブル２を加工送り手段５によってＸ軸方向に往動させて切削動作を行う。以下、このような動作を繰り返し、被加工物１０の全てのストリートを切削する。

ここで、チャックテーブル２が往動する切削加工時には、切削ブレード３１の回転により切削水は、主に下流側に位置する板状カバー部材８側に飛散する。よって、チップが形成されていない耳部等の端材部分の切削加工時に生ずる、端材等の比較的大きな切断屑も、チャックテーブル２の往復動方向に見て、下流側に位置する板状カバー部材８側に向けて飛散する。このような比較的大きな切断屑が飛散する板状カバー部材８は、金属等で形成されて十分な強度を有するので、比較的大きな切断屑が飛散しても損傷しにくい。そして、チャックテーブル２と一体で往復動し、常に、チャックテーブル２より下流側の開口部６１を覆っているので、加工送り手段５に対する防水機能を確実に発揮させることができる。チャックテーブル２より上流側の開口部６１は、蛇腹カバー部材９により常に覆われ、加工送り手段５に対する防水機能を確実に発揮させることができる。この蛇腹カバー部材９は、切削ブレード３１の回転による切削水の飛散がない（あるいは、殆どない）上流側に位置しているので、比較的大きな切断屑の飛散を受けることはない。

さらに、切削加工時にチャックテーブル２上で下流側に向けて飛散する切削水や切断屑は、図２中の端材受けプレート８６および板状カバー部材８上に矢印で示すように、塵取り形状の端材受けプレート８６によって飛散状態が抑制され、オーバラップさせた板状カバー部材８上に確実に誘導するように構成されているので、切削水や切断屑の飛散防止ないしは回収効率の向上に役立つ。そして、板状カバー部材８自身も中心から両側の排水路６２に向けて傾斜させた傾斜面８２を有するので、板状カバー部材８上に飛散した切削水や切断屑が板状カバー部材８上に留まることなく両側の排水路６２上に流れ落ちやすくすることができる。排水路６２やウォータケース６の底面上に流れ落ちた切削水や切断屑は、チャックテーブル２と一体で往動する板状カバー部材８に追従するブラシ部材８５が摺接しながら下流側に往動するので、排水路６２上に残留物が生じないように掃き出される。この際、排水路６２は、端材ボックス７の上面側に連通しているので、ブラシ部材８５の摺接により掃き出される切削水や切断屑は端材ボックス７内に確実に回収される。なお、ブラシ部材８５は、復動時には、図３に示すように排水路６２やウォータケース６の底面上に摺接しない退避位置に退避するので、排水路６２上の切削水や切断屑を上流側に引き戻すことはない。

また、チャックテーブル２と一体で移動する板状カバー部材８は蛇腹カバー部材９の如く伸縮しないため、Ｘ軸方向の長さを大型化させる一因となり得るが、本実施の形態では、パッケージ基板等の切削装置として既存の端材ボックス７の上空を利用し、板状カバー部材８の自由端が端材ボックス７の上空を往復動するようにしているので、従来の両側蛇腹機構方式と同様の装置サイズで実現することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、フェイシングデュアルカット方式の切削装置への適用例として説明したが、１つの切削ブレードを備えるシングルカット方式の切削装置でも同様に適用し得ることはもちろんである。

また、本実施の形態では、ブラシ部材８６を用いて排水路６１上の切削水や切断屑を端材ボックス７側に掃き出すようにしたが、排水路６１自体を端材ボックス７側に向けて傾斜させて設けたり、排水路６１上にベルトコンベア等の搬送部材を設けたりして、排水路６１上の切削水や切断屑を端材ボックス７側に回収させるようにしてもよい。

本発明の実施の形態の切削装置の一例を示す外観斜視図である。チャックテーブル等の往動時の様子を示す概略斜視図である。チャックテーブル等の復動時の様子を示す概略斜視図である。図３中の○箇所を拡大して示す分解斜視図である。加工送り手段等の構成を示す概略側面図である。

符号の説明

１切削装置
２チャックテーブル
３切削手段
５加工送り手段
６ウォータケース
７端材ボックス
８板状カバー部材
９蛇腹カバー部材
１０被加工物
２１チャックテーブル支持基台
３１切削ブレード
３２スピンドル
６１開口部
６２排水路
６３固定プレート
６４レール
８４摺動部
８６端材受けプレート
８６ａ開口

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を、切削水を供給しながら切削する切削ブレードを回転可能に装着したスピンドルを有する切削手段と、前記スピンドルの軸心方向に直交する方向に前記チャックテーブルを加工送りする加工送り手段と、前記チャックテーブルの加工送り方向に沿って両側に配設された排水路と、を備える切削装置であって、
前記チャックテーブルに対して、前記切削ブレードの回転により切削水が飛散する方向に位置する下流側の前記加工送り手段の上部を覆う板状カバー部材と、上流側の前記加工送り手段の上部を覆う蛇腹カバー部材と、を備えることを特徴とする切削装置。
前記加工送り手段によって加工送り方向に駆動可能に配設されて前記チャックテーブルを支持するチャックテーブル支持基台と、
前記加工送り手段の駆動で前記チャックテーブルが動く範囲に開口部を有して前記加工送り手段を覆うように配設され、加工送り方向に沿って両側に前記排水路を有するウォータケースと、
該ウォータケース内で前記開口部の周囲を囲繞し、前記板状カバー部材と前記蛇腹機構とが加工送り方向に摺動するためのレールを外壁に備えた固定プレートと、
を備え、
前記板状カバー部材および前記蛇腹機構の両側は、前記固定プレートの外壁に沿うように垂下して前記開口部を覆うように配設され、
前記板状カバー部材は、一端が前記チャックテーブル支持基台に連結され、他端が自由端とされ、前記固定プレートの前記レール上を摺動する摺動部を内面に有することを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
前記板状カバー部材は、加工送り方向の中心から両側の前記排水路側に向けて低くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の切削装置。
加工送り方向の最下流側位置に前記排水路に連通させて配設され、被加工物の加工により生ずる端材を回収する端材ボックスを備え、
前記板状カバー部材は、前記加工送り手段によって前記切削手段が加工送り方向に往復動する際に、前記自由端が前記端材ボックスの上面を加工送り方向に往復動することを特徴とする請求項２または３に記載の切削装置。
一端に開口を有する塵取り形状に形成され、前記開口側を前記板状カバー部材上にオーバラップさせて前記チャックテーブル支持基台上に設けられた端材受けプレートを備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の切削装置。