JP2013233629A - バイト切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来に比べて切削液の供給量を抑えることが可能な経済的なバイト切削装置を提供することである。
【解決手段】 バイト切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、該スピンドルの先端に装着されて該チャックテーブルで保持された被加工物を切削する切刃を含むバイトホイールと、を有するバイト切削手段と、を具備し、該スピンドルは、中央に切削液供給源に接続された第１切削液供給路を有し、該バイトホイールは、該スピンドルの先端に装着されたホイール基台と、該ホイール基台に取り付けられた切刃を含むバイトシャンク、を有し、該ホイール基台の内部には、一端が該スピンドルの中央に配設された該第１切削液供給路に接続され他端が該切刃に向かって切削液を噴出する噴出口に繋がる第２切削液供給路が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物をバイトで旋回切削するバイト切削装置に関する。

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２００４−３１９６９７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刃を含むバイトシャンクとを備え、バイトホイールを回転させつつ、切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。

バイト切削装置では、切刃と被加工物とが当接する加工点を冷却して切削品質を向上させるとともに切刃の過度な磨耗を防止するために、切削中には切刃に純水等の切削液を供給しながら切削を実施している。

具体的には、特開２０１０−００５７２１号公報に開示されるように、チャックテーブルの外周側から切刃に向かって切削液を供給しながら被加工物の切削を遂行している。

特開２００４−３１９６９７号公報 特開２０１０−００５７２１号公報

しかし、スピンドルの回転に伴って切刃は旋回移動するため、特許文献２に開示されたようにチャックテーブルの外周側から切刃に向かって切削液を供給しても切刃が切削液供給ノズルから離反すると切削液が切刃に届きにくい。そこで、多量の切削液を供給する必要があり、非常に非経済的であ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、従来に比べて切削液の供給量を抑えることが可能な経済的なバイト切削装置を提供することである。

本発明によると、バイト切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、スピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、該スピンドルの先端に装着されて該チャックテーブルで保持された被加工物を切削する切刃を含むバイトホイールと、を有するバイト切削手段と、を具備し、該スピンドルは、中央に切削液供給源に接続された第１切削液供給路を有し、該バイトホイールは、該スピンドルの先端に装着されたホイール基台と、該ホイール基台に取り付けられた切刃を含むバイトシャンク、を有し、該ホイール基台の内部には、一端が該スピンドルの中央に配設された該第１切削液供給路に接続され他端が該切刃に向かって切削液を噴出する噴出口に繋がる第２切削液供給路が形成されていることを特徴とするバイト切削装置が提供される。

好ましくは、噴出口は、前切刃に対してバイトホイールの半径方向中心側且つ切刃の回転方向先頭側に形成されている。

本発明によると、スピンドルの中央に配設された第１切削液供給路とホイール基台に形成された第２切削液供給路を介してホイール基台の噴出口から切刃に向かって切削液が供給されるため、バイトホイールが旋回移動しても常に切削液は切刃に向かって噴出される。よって、従来に比べて切削液の供給量を抑えることが可能となり、経済的なバイト切削装置を提供することができる。

バイト切削装置の斜視図である。 バイト切削ユニットの縦断面図である。 切削液の噴出口と切刃との関係を示す模式図である。

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バイト切削装置２の斜視図が示されている。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２参照）と、スピンドル２２を回転するモータ２３と、スピンドル２２の先端に装着されたバイトホイール２４とを含んでいる。バイトホイール２４には先端に切刃を有するバイトシャンク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。

次に、図２を参照して、バイト切削ユニット１０の詳細構造について説明する。ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２は、軸方向に離間した一対の大径部２２ａ，２２ｂを有している。

５０はモータ２３のステーターコイルであり、モータ２３のロータはスピンドル２２から構成される。５４は圧縮エア導入口であり、圧縮エア導入口５４から導入された圧縮エアは、供給路５６を介してラジアルエアベアリング５８及びスラストエアベアリング６０に供給され、ハウジング２０中でスピンドル２２を回転可能に保持する。

スピンドル２２の中心には貫通穴３１が形成されており、この貫通穴３１中に第１切削液供給路を構成するチューブ６２が挿入されている。チューブ６２はその一端が純水等の切削液を供給する切削液供給源６４に接続されている。

ハウジング２０の上端には、キャップ部材６６が装着されている。バイトホイール２４は、スピンドル２２の先端に装着されたホイール基台２５と、ホイール基台２５に着脱可能に固定された先端に切刃２６ａを有するバイトシャンク２６と、ホイール基台２５の回転中心に対してバイトシャンク２６と点対称位置に配設されたバイトシャンク２６と略同一重量のカウンターバランス２７とから構成される。

ホイール基台２５の内部には、一端がスピンドル２２内に配設された第１切削液供給路を構成するチューブ６２に接続され、他端がバイトシャンク２６の切刃２６ａに向かって切削液を噴出する噴出口７０に繋がる第２切削液供給路６８が形成されている。

チャックテーブル３０に保持された被加工物１１を切削する際には、図１において、チャックテーブル移動機構を駆動してチャックテーブル３０をＹ軸方向で奥側（右側）まで移動した後、バイト切削ユニット送り機構１８を駆動してバイトシャンク２６の切刃２６ａを被加工物１１に所定深さ切り込ませる。

そして、図２に示すように、噴出口７０から切刃２６ａに向かって切削液を噴出しながら、チャックテーブル３０を矢印Ｙ１方向に、即ち図１でＹ軸方向手前側に移動するとともに、バイトホイール２４を図３で矢印Ａ方向に回転することにより、チャックテーブル３０に保持された被加工物１１の旋回切削を実施する。

図３に示すように、切削液の噴出口７０はバイトシャンク２６の先端に固定された切刃２６ａに対してバイトホイール２４の半径方向中心側且つ切刃２６ａの回転方向先頭側に形成されている。

噴出口７０を切刃２６ａに対してこのような位置関係で配設することにより、噴出口７０から噴出される切削液はバイトホイールの回転に伴って図３で符号７２で示すように扇形に噴出される。図３で符号７４は切刃２６ａの回転軌跡を示している。
切削液が扇形に噴出されることで、線状に比べ一度に広範囲を洗浄でき、被加工物１１上から切削屑を効率よく除去できるとともに被加工物１１上に付着した切削屑を切刃２６ａがかみ込み被加工物１１を傷つけてしまうことが防止できる。

切削屑は切刃２６ａの回転方向の上流側で発生し、切刃２６ａの回転方向上流側の側面部分に溜まる。切削液を切刃２６ａの回転方向上流側からこの側面に向かって供給することでここに溜まる切削屑を洗い流せる。
上述した実施形態では、スピンドル２２の内部に配設された第１切削液供給路としてのチューブ６２とホイール基台２５に形成された第２切削液供給路６８を介して、ホイール基台２５の噴出口７５から切刃２６ａに向かって切削液が噴出されるため、バイトホイール２４が旋回移動しても常に切削液が切刃２６ａに向かって噴出される。よって、従来に比べて切削液の供給量を抑えることが可能となり、経済的なバイト切削装置が提供される。

また、噴出口７０は切刃２６ａに対してバイトホイール２４の半径方向中心側且つ切刃２６ａの回転方向先頭側に形成されているため、切刃２６ａの回転方向側に溜まる切削屑を切削液で洗い流すことができる。

２ バイト切削装置
１０ バイト切削ユニット
１１ 被加工物
２２ スピンドル
２４ バイトホイール
２６ バイトシャンク
２６ａ 切刃
３０ チャックテーブル
６２ 第１切削液供給路を構成するチューブ
６４ 切削液供給源
６８ 第２切削液供給路
７０ 噴出口

Claims (2)

1. バイト切削装置であって、
   被加工物を保持するチャックテーブルと、
   スピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、該スピンドルの先端に装着されて該チャックテーブルで保持された被加工物を切削する切刃を含むバイトホイールと、を有するバイト切削手段と、を具備し、
   該スピンドルは、中央に切削液供給源に接続された第１切削液供給路を有し、
   該バイトホイールは、該スピンドルの先端に装着されたホイール基台と、該ホイール基台に取り付けられた切刃を含むバイトシャンク、を有し、
   該ホイール基台の内部には、一端が該スピンドルの中央に配設された該第１切削液供給路に接続され他端が該切刃に向かって切削液を噴出する噴出口に繋がる第２切削液供給路が形成されていることを特徴とするバイト切削装置。
2. 前記噴出口は、前記切刃に対して前記バイトホイールの半径方向中心側且つ該切刃の回転方向先頭側に形成されている請求項１記載のバイト切削装置。

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