JP2012051081A

JP2012051081A - 切削装置

Info

Publication number: JP2012051081A
Application number: JP2010196582A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishiyama; 慎一石山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-15
Also published as: CN102431099A

Abstract

【課題】板状カバーの下に端材を掃き戻すことを低減可能なコンパクトで安価なブラシユニットを備えた切削装置を提供する。
【解決手段】保持テーブル機構に対して下流側の開口部を覆うとともに加工送り手段を覆う一端が保持テーブル機構に固定され他端が端部壁を有する自由端である板状カバー１４と、板状カバー１４の端部壁に配設されてウォーターケースの底部の異物を切削屑回収ボックスへと掃き出すブラシユニット５８とを具備し、ブラシユニット５８は、端部壁に固定された第１部材６８と、第１部材６８にヒンジ７０を介して取り付けられた第２部材７２と、第２部材７２の先端に配設されたブラシ７６とを含み、ブラシ７６の上流側への回動は端部壁がストッパとなって阻止され、ブラシ７６は下流側にのみ回動可能である。
【選択図】図７

Description

本発明は、切削水を供給しながら被加工物を切削する切削装置に関する。

例えば半導体デバイスパッケージの製造プロセスでは、まず半導体ウエーハの表面に複数のＩＣ、ＬＳＩ等の回路素子を形成する。そして、回路素子が形成された半導体ウエーハを切削して個々の半導体チップに分割し、分割された半導体チップを基板にマウントし、更にボンディングした後、樹脂封止してＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）基板やＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔＮｏｎ−ｌｅａｄｅｄＰａｃｋａｇｅ）基板と呼ばれるパッケージ基板を形成する。その後、パッケージ基板を例えば特開２００６−３１５１４０号公報に開示されるような切削装置で切削して、個々の半導体デバイスパッケージを製造する。

切削装置は、パッケージ基板等の被加工物を保持する保持テーブルを含む保持テーブル機構と、保持テーブルで保持された被加工物を切削する切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、保持テーブル機構をスピンドルの軸心方向と直交する方向へ移動させる加工送り手段とを備えている。

そして、加工送り手段に切削水や切削屑が入り込まないように、保持テーブル機構の加工送り方向両側に伸縮可能な布や布に類似したシート材からなる蛇腹カバーを配設して加工送り手段を覆うようにしている。

一方、パッケージ基板を切削装置で切削すると、複数の半導体デバイスパッケージが形成されるとともに、パッケージ基板の外周縁に存在する半導体チップが配設されていない領域が切削屑として発生する。発生した切削屑は端材とも呼ばれ、この端材が切削水によって蛇腹カバー上に飛散して蛇腹カバーを破損させてしまうという問題があった。

この問題を解決すべく、本出願人は特開２００９−９０４０１号公報で、切削水が飛散する側（加工送り方向において下流側）の蛇腹カバーを金属から形成された板状カバーに変更することで端材による蛇腹カバーの破損を防止する切削装置を提案した。

特開２００９−９０４０１号公報に開示された切削装置では、板状カバーの自由端にブラシ部材を配設し、このブラシ部材で板状カバーの下に端材が入り込むのを防止している。

ブラシ部材は板状カバーが保持テーブル機構とともに加工送り方向において下流側へ移動する際にウォーターケース底面に摺接し、上流側へ移動する際にはウォーターケース底面から離反する退避位置をとるように、保持テーブルの移動動作に連動するソレノイド等を利用した変位機構を備えている。

特開２００６−３１５１４０号公報特開２００９−９０４０１号公報

ところが、ブラシ部材を移動するソレノイド等を利用した変位機構では、構造が複雑になる上製造費用もかかる。構造を簡素化するために、変位機構を備えずにただ単にブラシ部材を板状カバーの自由端に固設すると、板状カバーが保持テーブル機構とともに上流側へ移動した際に端材を巻き込み、板状カバーの下に端材を掃き戻してしまうことがある。

板状カバーの下に掃き戻した端材が溜まると、板状カバーの自由端部に固設したブラシ部材を破損させてしまうだけでなく、板状カバーの移動を阻害したり、板状カバー自体を破損させてしまうという問題がある。

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、板状カバーの下に端材を掃き戻すことを低減可能なコンパクトで安価なブラシユニットを備えた切削装置を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持する保持テーブルを含む保持テーブル機構と、該保持テーブルで保持された被加工物を切削する切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、該保持テーブル機構を該スピンドルの軸心方向と直交する加工送り方向に移動させる加工送り手段とを備え、該切削ブレードに供給された切削水は該切削ブレードの回転に伴って飛散する側を加工送り方向の下流側、反対側を上流側とする切削装置であって、該加工送り手段を覆うとともに該保持テーブル機構が該加工送り方向に移動可能に挿入される開口部と、該開口部を囲繞する立ち上がり部とを有するウォーターケースと、該ウォーターケースの下流側に隣接して配設された切削屑回収ボックスと、該保持テーブル機構に対して上流側の該開口部を覆うとともに該加工送り手段の上部を覆う蛇腹カバーと、該保持テーブル機構に対して下流側の該開口部を覆うとともに該加工送り手段を覆う一端が該保持テーブル機構に固定され他端が端部壁を有する自由端である板状カバーと、該板状カバーの該端部壁に配設されて該ウォーターケースの底部の異物を該切削屑回収ボックスへと掃き出すブラシユニットとを具備し、該ブラシユニットは、該端部壁に固定された第１部材と、該第１部材にヒンジを介して取り付けられた第２部材と、該第２部材の先端に配設されたブラシとを含み、該ブラシの上流側への回動は該端部壁がストッパとなって阻止され、該ブラシは下流側にのみ回動可能であることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の切削装置では、ブラシユニットは第１部材が板状カバーの自由端の端部壁に固定され、第２部材がヒンジを介して第１部材に連結され、第２部材の先端部にブラシが配設されている。従って、板状カバーが保持テーブル機構とともに下流側に移動する際、ブラシはウォーターカバー底面との摩擦抵抗で上流側に傾こうとするが、板状カバーの端部壁がストッパとして作用してブラシが端部壁より上流側には回動されないため、ウォーターカバー底面の端材を効率良く切削屑回収ボックスへ掃き出すことができる。

板状カバーが保持テーブル機構とともに上流側に移動する際には、ブラシはウォーターカバー底面との摩擦抵抗で下流側に傾こうとする。ブラシはヒンジを介して下流側に回動可能に配設されているため、自重のみでウォーターカバー底面に接触するので、端材を掃き戻してしまうことを低減できる。万一端材を掃き戻してしまって板状カバーの下に端材が溜まったとしても、ブラシユニットのヒンジが開くため、ブラシユニットを破損させてしまうことが防止される。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。保持テーブル周辺部分の構造を示す斜視図である。ウォーターケース及び板状カバー部分の分解斜視図である。加工送り手段及び関連構造を示す一部断面側面図である。板状カバーの断面図である。板状カバーのブラシユニット及びノズルとの関係を示す一部断面端面図である。保持テーブル機構が下流側へ移動する際のブラシユニットの動作説明図である。保持テーブル機構が上流側へ移動する際のブラシユニットの動作説明図である。端材を掃き戻して板状カバーの下に端材が溜まった際のブラシユニットの動作説明図である。

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、本発明実施形態に係る切削装置２の外観斜視図が示されている。切削装置２は、二つの切削ユニット（切削手段）８Ａ，８Ｂを有するデュアルカット方式の切削装置であり、特にパッケージ基板４の切削に適している。

即ち、この切削装置２では、保持テーブル６上にパッケージ基板４を吸引保持し、第１切削ユニット８Ａ及び第２切削ユニット８Ｂでパッケージ基板４の２本の分割予定ラインの同時切削が可能である。

１０は切削すべき領域を撮像するＣＣＤカメラ等を備えた撮像手段であり、撮像手段１０で撮像した画像に基づいてパターンマッチング等の手法により第１切削ユニット８Ａ及び／又は第２切削ユニット８Ｂで切削すべき領域を検出する。保持テーブル６のＸ軸方向（加工送り方向）の上流側には、後述する加工送り手段を保護するための蛇腹カバー１２が配設されており、下流側には板状カバー１４が配設されている。

第１切削ユニット８Ａは、図４に示すように、スピンドル１６の先端部に着脱可能に装着された切削ブレード１８を含んでおり、切削ブレード１８の概略上半分はブレードカバー２０により覆われている。ブレードカバー２０は、切削ブレード１８の加工点近傍に切削水を供給する表裏一対の切削水ノズル２２を有する切削水供給手段２４を備えている。

第２切削ユニット８Ｂも第１切削ユニット８Ａと同様に構成されており、第１切削ユニット８Ａ及び第２切削ユニット８Ｂ共、独立してＹ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動可能である。

図４に示すように、保持テーブル６をＸ軸方向に加工送りする加工送り手段２８は、ベース２６上に一対の支持片３０ａ，３０ｂで回転可能に支持されたボールねじ３２と、ボールねじ３２の一端に連結されてボールねじ３２を回転駆動するモータ３４と、ボールねじ３２に螺合するナットを内蔵し保持テーブル６を支持するスライダ３６と、スライダ３６のＸ軸方向の移動をガイドするガイドレール３７とを含んでいる。

パッケージ基板４を吸引保持する保持テーブル６は、加工送り手段２８によってＸ軸方向に移動可能に配設された支持基台３８上に配設されており、支持基台３８とスライダ３６との間には、保持テーブル６を水平面内で回転させるθ回転手段４０が設けられている。θ回転手段４０により、保持テーブル６が保持したパッケージ基板４の向きをＸＹ平面内で回転調整可能である。

本実施形態の切削装置２は、加工送り手段２８全体を覆うように配設されたウォーターケース４２を備えている。ウォーターケース４２は、加工送り手段２８の駆動に基づき保持テーブル６、支持基台３８及びθ回転手段４０から構成される保持テーブル機構７が移動する範囲にわたってその動きを阻害しないように形成された開口部４４を示している。

ウォーターケース４２は切削装置２の筐体の一部を利用して構成され、図３に示すように、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４６が形成されている。

開口部４４の周囲は、切削水等が開口部４４中に侵入しにくくするために、排水路４６よりも高い位置を取り得るように立ち上げ形成された立ち上げ部４８ａを有する枠体４８により囲繞されている。枠体４８の両側にはウォーターケース４２のほぼ全長に伸長する一対のガイドレール５０が設けられている。

切削ブレード１８がＲ方向に回転することで切削水が飛散する方向を保持テーブル６に対して加工送り方向の下流側とすると、ウォーターケース４２の最下流側には、パッケージ基板４を加工した際に発生する切削屑を収容するための切削屑回収ボックス５２が配設されている。排水路４６の最下流側も切削屑回収ボックス５２に連通するように配設されている。

ウォーターケース４２上には、開口部４４から露出する加工送り手段２８の上部を覆うカバー部材として、蛇腹カバー１２と板状カバー１４が配設されている。板状カバー１４は金属材料から形成され、保持テーブル６に対して切削ブレード１８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２８の上部を覆うように構成されている。

板状カバー１４の保持テーブル６側の端部は、支持基台３８と一体で動くように防水カバー５４を介して支持基台３８に連結され、下流側は端部壁１４ｂを有する自由端とされている。

図４に実線で示すように、板状カバー１４は、保持テーブル機構７が開口部４４内で最上流側の位置にあるときに、開口部４４の下流側を完全に塞ぐ長さを有している。この板状カバー１４は、図４に仮想線で示すように、保持テーブル機構７が最下流側まで移動した際には切削屑回収ボックス５２の上面を覆うように設定されている。

板状カバー１４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４６側に向けて低くなる様に傾斜させた傾斜面１４ａを両側に有する屋根型形状に形成されている。更に、板状カバー１４の両側面１４ｃは、枠体４８の外壁に沿うように排水路４６上に垂下して開口部４４を覆うように配設されている。

図３に示すように、板状カバー１４の内側にはガイドレール５０に対向する一対のレール５６が設けられており、レール５６の下面の数箇所にはガイドレール５０に対するレール５６の滑りを向上するために図示しない樹脂等から形成された摺動部材が貼付されている。

一方、蛇腹カバー１２は、保持テーブル６に対して上流側の加工送り手段２８の上部を覆うものであり、布等の材質により周知のように伸縮自在に構成され、保持テーブル６側の端部は支持基台３８と一体で動くように防水カバー５４を介して支持基台３８に連結され、上流側の端部はウォーターケース４２の内壁等の固定部に連結されている。

蛇腹カバー１２も、枠体４８の外壁に沿うように排水路４６上に垂下して開口部４４を覆うように配設されている。蛇腹カバー１２もガイドレール５０に沿ってＸ軸方向に移動可能に配設されている。これにより、保持テーブル６が下流側に往動する際には蛇腹カバー１２が伸長し、保持テーブル６が上流側に復動する際には蛇腹カバー１２は縮小するように構成されている。

図２に示すように、防水カバー５４と保持テーブル６との間には、端材受けプレート６０が設けられている。この端材受けプレート６０は、一端にテーパ状に絞り込んだ開口６０ａを有する塵取り形状に形成されたものであり、開口６０ａ側が下流側の板状カバー１４上に所定寸法オーバーラップするように配設されている。

図７に最もよく示されるように、板状カバー１４の端部壁１４ｂにはブラシユニット５８が取り付けられている。ブラシユニット５８は、スペーサ６４を挟んでねじ６６により板状カバー１４の端部壁１４ｂに固定された第１部材６８と、ヒンジ７０を介して第１部材６８に回動可能に連結された第２部材７２と、第２部材７２に固定された第３部材７４と、第３部材７４の先端に取り付けられたブラシ７６とから構成される。第３部材７４を省略して長く形成した第２部材の先端にブラシ７６を取り付けるようにしてもよい。

図５を参照すると、ウォーターケース４２及び板状カバー１４の横断面図が示されている。図６はウォーターケース４２と板状カバー１４の横断面と、ブラシユニット５８及び端材等の切削屑を洗い流す噴出ノズル６２との関係を示す一部断面端面図である。噴出ノズル６２は排水路４６の最上流側に設けられており、図３に示すように端材噴出水６３を噴出する。

以下、このように構成された切削装置２の切削加工時の作用について簡単に説明する。パッケージ基板４の切削加工時には、保持テーブル６上に保持されたパッケージ基板４に対してＲ方向に高速回転する切削ブレード１８を切削すべき所望の分割予定ラインに位置付け、保持テーブル６を加工送り手段２８によりＸ軸方向の下流側に往動させることにより切削加工を実施する。

この切削の際、切削ブレード１８及びパッケージ基板４に対して、切削水供給手段２４の切削水ノズル２２から切削水を供給しながら切削を実施する。この往動時には、板状カバー１４は伸縮することなくレール５６がガイドレール５０に案内されて保持テーブル６と一体的に切削屑回収ボックス５２に向けてＸ軸方向に移動し、蛇腹カバー１２は伸長しながらガイドレール５０に案内されつつ保持テーブル６と一体的にＸ軸方向に移動し、加工送り手段２８に対して開口部４４を閉塞状態に維持する。

分割予定ラインの切削が終了すると、切削ブレード１８をＺ軸方向に退避させ、保持テーブル６を加工送り手段２８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１４は伸縮することなく保持テーブル６と一体的にＸ軸方向に復動し、蛇腹カバー１２は収縮しながらガイドレール５０にガイドされて保持テーブル６と一体的にＸ軸方向に復動し、加工送り手段２８に対して開口部４４を閉塞状態に維持する。

その後、パッケージ基板４をＹ軸方向に分割予定ラインの一ピッチ割り出し送りして、上述したような切削動作を繰り返すことにより、パッケージ基板４の全ての分割予定ラインを切削する。

ここで、保持テーブル６が往動する切削加工時には、切削水は切削ブレード１８のＲ方向への回転に連れ回り、主に下流側に位置する板状カバー１４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じる端材等の比較的大きな切削屑も、下流側に位置する板状カバー１４側に向けて飛散する。

このような比較的大きな切削屑が飛散する板状カバー１４は、金属製で十分大きな強度を有するので、比較的大きな切削屑が飛散しても損傷しにくい。板状カバー１４は、保持テーブル６と一体で往復動し、常に保持テーブル６より下流側の開口部４４を覆っているので、加工送り手段２８に対する防水機能を確実に発揮することができる。

保持テーブル６より上流側の開口部４４は、蛇腹カバー１２により常に覆われているので、加工手段２８に対する防水機能を確実に発揮することができる。蛇腹カバー１２は、切削ブレード１８の回転による切削屑の飛散が殆どない上流側に位置しているので、比較的大きな切削屑の飛散を受けることはない。

パッケージ基板４の切削加工時に、板状カバー１４上に飛散した端材等の比較的大きな切削屑は傾斜面１４ａを滑ってウォーターケース４２の排水路４６中に落下する。この排水路４６には噴出ノズル６２から噴出された端材洗い流し用の噴出水６３が流れているので、加工屑はこの噴出水６３により洗い流されるとともに、ブラシユニット５８により下流側に掃き出されて切削屑回収ボックス５２内に回収される。

図７乃至図９を参照して、ブラシユニット５８の作用について説明する。図７は保持テーブル６が矢印Ｘ１方向に移動する切削加工時のブラシユニット５８の状態を示しており、ブラシユニット５８のブラシ７６は板状カバー１４の端部壁１４ｂに当接しているため、ヒンジ７０周りの反時計回り方向の回動は阻止されている。即ち、ブラシ７６は端部壁１４ｂより上流側には回動が阻止され、端部壁１４ｂより下流側にのみ回動可能となっている。

従って、板状カバー１４が保持テーブル機構７とともに下流側に移動する際、ブラシ７６はウォーターケース４２の底面４２ａとの摩擦抵抗で上流側に傾こうとするが、上流側への回動は端部壁１４ｂにより阻止されているため、ウォーターケース４２の底面４２上の端材７８を効率良く切削屑回収ボックス５２へ掃き出すことができる。

図８を参照すると、板状カバー１４が保持テーブル機構７とともに上流側に移動する際のブラシユニット５８の動作状態が示されている。このように切削が終了して板状カバー１４が上流側に復動する際には、ブラシユニット５８のブラシ７６はウォーターケース４２の底面４２ａとの摩擦抵抗で下流側に傾こうとする。

ブラシ７６は下流側に回動可能に取り付けられているため、自重のみでウォーターケース４２の底面４２ｂに接触するので、端材７８を板状カバー１４内に掃き戻してしまうことを抑制できる。

また、図９に示すように、万が一、端材７８を掃き戻してしまって板状カバー１４の下に端材７８が溜まったとしても、ブラシユニット５８のヒンジ７８が開くため、ブラシユニット５８を破損させてしまうことが防止される。

２切削装置
６保持テーブル
７保持テーブル機構
８ａ，８ｂ切削ユニット
１２蛇腹カバー
１４板状カバー
１８切削ブレード
２８加工送り手段
４２ウォーターケース
４４開口部
４８枠体
４８ａ立ち上がり部
５８ブラシユニット
６８第１部材
７０ヒンジ
７２第２部材
７６ブラシ
７８端材

Claims

被加工物を保持する保持テーブルを含む保持テーブル機構と、該保持テーブルで保持された被加工物を切削する切削ブレードがスピンドルに装着された切削手段と、該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段と、該保持テーブル機構を該スピンドルの軸心方向と直交する加工送り方向に移動させる加工送り手段とを備え、該切削ブレードに供給された切削水が該切削ブレードの回転に伴って飛散する側を加工送り方向の下流側、反対側を上流側とする切削装置であって、
該加工送り手段を覆うとともに該保持テーブル機構が該加工送り方向に移動可能に挿入される開口部と、該開口部を囲繞する立ち上がり部とを有するウォーターケースと、
該ウォーターケースの下流側に隣接して配設された切削屑回収ボックスと、
該保持テーブル機構に対して上流側の該開口部を覆うとともに該加工送り手段の上部を覆う蛇腹カバーと、
該保持テーブル機構に対して下流側の該開口部を覆うとともに該加工送り手段を覆う一端が該保持テーブル機構に固定され他端が端部壁を有する自由端である板状カバーと、
該板状カバーの該端部壁に配設されて該ウォーターケースの底部の異物を該切削屑回収ボックスへと掃き出すブラシユニットとを具備し、
該ブラシユニットは、該端部壁に固定された第１部材と、該第１部材にヒンジを介して取り付けられた第２部材と、該第２部材の先端に配設されたブラシとを含み、該ブラシの上流側への回動は該端部壁がストッパとなって阻止され、該ブラシは下流側にのみ回動可能であることを特徴とする切削装置。