JP2012035343A - バイトホイール - Google Patents

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Abstract

【課題】 切削した被加工物の品質悪化を抑制可能なバイトホイールを提供することである。
【解決手段】 被加工物を切削するバイトホイールであって、ホイール基台と、該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対象位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図3

Description

本発明は、被加工物を切削するバイトホイールに関する。
半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例として、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に10〜100μm程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。
半導体ウエーハのデバイス表面に形成されるバンプは、メッキやスタッドバンプといった方法により形成される。このため個々のバンプの高さは不均一であり、そのままでは複数のバンプを配線基板の電極に全て一様に接合するのは困難である。
また、高密度配線を実現するために、バンプと配線基板との間に異方性導電性フィルム(ACF)を挟んで接合する集積回路実装技術がある。この実装技術の場合には、バンプの高さが不足すると接合不良を招くため、一定以上のバンプ高さが必要となる。
そこで、半導体ウエーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ切削することが望まれている。バンプを所望の高さへ切削する方法として、バイトホイールを用いてバンプを削り取る方法が例えば特開2000−173954号公報で提案されている。
バイトホイールは、ホイール基台と、ホイール基台に配設された切削刃を含むバイトユニットとを備え、バイトホイールを回転させつつ、切削刃を被加工物へ当接した状態でバイトホイールと被加工物とを摺動させることにより切削を遂行する。
特開2000−173954号公報
ところが、従来のバイトホイールでは、一個のバイトユニットがホイール基台に着脱可能に取り付けられている構成であるため、バイトホイールの回転に伴って振動が発生し、この振動により切削した被加工物の加工品質が悪化するという問題がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削した被加工物の加工品質の悪化を抑制可能なバイトホイールを提供することである。
本発明によると、被加工物を切削するバイトホイールであって、ホイール基台と、該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対象位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘と、を具備したことを特徴とするバイトホイールが提供される。
本発明のバイトホイールでは、ホイール基台の回転中心を基準にバイトユニットの取付位置に対して点対称な位置のホイール基台にバイトユニットと同一重量のバランス取り用錘が配設されているので、バイトホイールの回転に伴う振動が低減され、被加工物の加工品質の悪化を抑制することができる。
本発明のバイトホイールで切削するのに適した半導体ウエーハの斜視図である。 本発明のバイトホイールが装着されたバイト切削装置の斜視図である。 本発明実施形態に係るバイトホイールの斜視図である。 バイトユニットの分解斜視図である。 図5(A)はホイール基台へのバイトユニットの取り付け構造を示す側面図、図5(B)はその一部断面正面図である。 図6(A)はホイール基台へのバランス取り用錘の取り付け構造を示す側面図、図4(B)はその一部断面正面図である。 バイトホイールでのウエーハの切削加工工程を示す模式図である。 図8(A)は切削前の半導体ウエーハの拡大断面図、図8(B)は切削後の半導体ウエーハの拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図1を参照すると、本発明のバイトホイールで切削するのに適した半導体ウエーハWの斜視図が示されている。半導体ウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2のストリートS2とが直交して形成されており、第1のストリートS1と第2のストリートS2とによって区画された各領域にそれぞれデバイス(チップ)Dが形成されている。
図1の拡大図に示すように、各デバイスDの4辺には複数の突起状のバンプ5が形成されている。これらのバンプ5は、図8(A)の拡大断面図に示すように、アンダーフィル材7内に埋設されている。アンダーフィル材7としては、エポキシ樹脂やベンソシクロブテン(BCB)が使用される。
次に図2を参照して、本発明実施形態に係るバイトホイールを装着したバイト切削装置2について説明する。4はバイト切削装置2のベース(ハウジング)であり、ベース4の後方にはコラム6が立設されている。コラム6には、上下方向に伸びる一対のガイドレール(一本のみ図示)8が固定されている。
この一対のガイドレール8に沿ってバイト切削ユニット10が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット10は、そのハウジング20が一対のガイドレール8に沿って上下方向に移動する移動基台12に取り付けられている。
バイト切削ユニット10は、ハウジング20と、ハウジング20中に回転可能に収容されたスピンドル22(図7参照)と、スピンドル22の先端に固定されたマウント24と、マウント24に着脱可能に装着されたバイトホイール25とを含んでいる。バイトホイール25にはバイトユニット26が着脱可能に取り付けられている。
バイト切削ユニット10は、バイト切削ユニット10を一対の案内レール8に沿って上下方向に移動するボールねじ14とパルスモータ16とから構成されるバイト切削ユニット送り機構18を備えている。パルスモータ16をパルス駆動すると、ボールねじ14が回転し、移動基台12が上下方向に移動される。
ベース4の中間部分にはチャックテーブル30を有するチャックテーブル機構28が配設されており、チャックテーブル機構28は図示しないチャックテーブル移動機構によりY軸方向に移動される。33は蛇腹であり、チャックテーブル機構28をカバーする。
ベース4の前側部分には、第1のウエーハカセット32と、第2のウエーハカセット34と、ウエーハ搬送用ロボット36と、複数の位置決めピン40を有する位置決め機構38と、ウエーハ搬入機構(ローディングアーム)42と、ウエーハ搬出機構(アンローディングアーム)44と、スピンナ洗浄ユニット46が配設されている。
また、ベース4の概略中央部には、チャックテーブル30を洗浄する洗浄水噴射ノズル48が設けられている。この洗浄水噴射ノズル48は、チャックテーブル30が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル30に向かって洗浄水を噴射する。
図3を参照すると、本発明実施形態に係るバイトホイール25の斜視図が示されている。バイトホイール25は、環状のホイール基台50と、ホイール基台50に着脱可能に取り付けられたバイトユニット26と、ホイール基台50の回転中心を基準にバイトユニット26に対して点対象位置のホイール基台50に着脱可能に取り付けられたバイトユニット26と同一重量のバランス取り用錘(カウンターバランス)66とから構成される。バイトホイール25は矢印R方向に回転されてウエーハWの表面に形成されたバンプ5を切削する。
バイトユニット26は、図4の分解斜視図に示すように、略直方体形状のシャンク(バイトシャンク)52と、シャンク52に着脱可能に取り付けられたバイト54とから構成される。バイト54は板状を呈しており、長手方向の一端部の表面側にはダイアモンド等で所定形状に形成された切削刃56が固着されている。バイト54にはねじ58が挿入される丸穴59が形成されている。
シャンク52の一側面には、バイト54の厚さと同等の深さを有するピット60が形成されている。ピット60にはねじ穴61が形成されている。バイト54をシャンク52のピット60内に挿入し、バイト54の丸穴59を通してねじ58をねじ穴61に螺合することにより、バイト54がシャンク52に固定される。
図5に示すように、ホイール基台50には直方体形状の取り付け穴62と、取り付け穴62に開口するねじ穴63が形成されている。バイトユニット26のシャンク52をホイール基台50に形成された取り付け穴62中に挿入し、ねじ64をねじ穴63に螺合して締め付けることにより、バイトユニット26がホイール基台50に固定される。
一方、バランス取り用錘66はバイトユニット26と同一重量を有しており、図3及び図6に示すように、ホイール基台50の回転中心を基準にバイトユニット26に対して点対象位置のホイール基台50に形成された取り付け用穴68中に挿入され、ねじ穴69中にねじ70を螺合して締め付けることにより、ホイール基台50に固定される。
次に、図7を参照して、バイトホイール25による半導体ウエーハWの切削加工方法について説明する。半導体ウエーハWの表面には、図8(A)の拡大断面図に示すように、各デバイスDの電極にそれぞれ接続された複数のバンプ5が形成されており、これらのバンプ5はエポキシ樹脂等から形成されたアンダーフィル材7中に埋設されている。
スピンドル22を約2000rpmで回転させつつ、バイトホイール送り機構18を駆動してバイトユニット26の切削刃56をアンダーフィル材7に所定深さ切り込ませ、チャックテーブル30を矢印Y方向に1mm/sの送り速度で移動させながら、アンダーフィル材7とともにバンプ5を切削する。この切削加工時には、チャックテーブル30は回転させずにY軸方向に加工送りする。
チャックテーブル30に吸引保持されたウエーハWの左端が切削刃56の取り付け位置を通過すると、ウエーハWの切削が終了し、図8(B)に示すように、アンダーフィル材7の表面は平坦となり、バンプ5はアンダーフィル材7とともに切削されてその高さが均一に加工される。
本実施形態のバイトホイール25では、ホイール基台50の回転中心を基準にバイトユニット26に対して点対称な位置のホイール基台50にバイトユニット26と同一重量を有するバランス取り用錘66が配設されているため、バイトホイール25の回転に伴う振動が軽減され、振動に起因する被加工物の加工品質の悪化を抑制することができる。
W 半導体ウエーハ
D デバイス
2 バイト切削装置
5 バンプ
10 バイト切削ユニット
25 バイトホイール
26 バイトユニット
30 チャックテーブル
50 ホイール基台
52 シャンク(バイトシャンク)
54 バイト
56 切削刃
66 バランス取り用錘

Claims (1)

  1. 被加工物を切削するバイトホイールであって、
    ホイール基台と、
    該ホイール基台に着脱可能に取り付けられたバイトシャンクと、該バイトシャンクに着脱可能に配設された切削刃とを有するバイトユニットと、
    該ホイール基台の回転中心を基準に該バイトユニットに対して点対象位置の該ホイール基台に配設された、該バイトユニットと同重量を有するバランス取り用錘と、
    を具備したことを特徴とするバイトホイール。
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