JP2017213628A - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライ状態で切削する際に被加工物の汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ること。【解決手段】切削装置（１）が、被加工物（Ｗ）を保持するチャックテーブル（２１）と、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレード（５１）と、切削ブレードの下部を突出させた状態で切削ブレードの外周を覆うブレードカバー（５５）とを備え、ブレードカバーに取り付けられた切削屑回収手段（５６）で筒体（６６）を通じて切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削屑を吸引することで、被加工物上から切削屑を排出しつつ被加工物のドライカットを行う構成にした。【選択図】図５

Description

本発明は、切削ブレードのブレードカバーを備えた切削装置に関する。
表面にＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウエーハや、複数のデバイスチップを樹脂で封止したパッケージ基板等の被加工物は、切削装置の円環状の切削ブレードによって切削されて個々のチップに分割される。通常、切削装置の切削ブレードの外周はブレードカバーによって覆われており、ブレードカバーには切削水を噴射するノズルが設けられている。この種の切削装置では、被加工物を切削する際に切削ブレードや被加工物に切削水を供給して、被加工物の加工点で生じる摩擦熱を冷却すると共に被加工物の表面を洗浄している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５−１４５０４６号公報
ところで、被加工物の中には水分を吸収する樹脂や焼結前の生セラミック等のように水分を嫌うものがある。このような被加工物は、切削水を供給せずにドライな状態を維持したまま切削ブレードで切削する必要がある。しかしながら、切削ブレードによってドライ状態で被加工物を切削すると、切削屑（コンタミ）が切削ブレードの回転によって後方に飛散して広範囲に広がってしまう。このため、被加工物の上面に切削屑が付着して汚染原因になる他、装置各部に切削屑が付着してメンテナンス作業が大変になってしまうという問題があった。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ドライ状態で切削する際に被加工物の汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ることができる切削装置を提供することを目的とする。
本発明の切削装置は、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する切削ブレードと、該切削ブレードの外周を覆うように配設され底部の該切削ブレードの先端が突出する開口を有するブレードカバーと、を備えた切削装置であって、該ブレードカバーは、切削ブレードの回転に伴い被加工物の切削で発生する切削屑が飛散する側に配設された切削屑回収手段を備え、該切削屑回収手段は、一端側が該ブレードカバーの切削屑排出用開口部を有する側壁に連結された筒体と、該筒体の他端側に接続された吸引源とを含み、該切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削屑を該吸引源を作動することにより該筒体を通じて被加工物上から排出しつつ被加工物のドライカットを行うことを特徴とする。
この構成によれば、切削ブレードによって被加工物をドライカットすると、被加工物上の切削屑がブレードカバーの内側に引き込まれて、切削ブレードの回転に伴って切削屑が連れ回りする。ブレードカバーの内側の切削屑は、吸引源の吸引力によってブレードカバーの内側から筒体を通じて排出される。切削加工中に切削屑が飛散し難くなるため、被加工物の上面や装置各部への切削屑の付着が抑えられ、被加工物の汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ることができる。
また、本発明の切削装置において、該ブレードカバーの該底部には、該開口と該切削屑排出用開口部との間に、該切削屑排出用開口部の方向に向かってエアー流入口を備え、切削加工時に該開口から漏れた切削屑が周囲のエアーと共に、該エアー流入口から該切削屑排出用開口部へ吸引される。
本発明によれば、吸引源によってブレードカバーの内側から切削ブレードに連れ回りする切削屑を排出することで、ドライ状態で切削する際に被加工物の汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ることができる。
本実施の形態の切削装置の斜視図である。 本実施の形態のブレードカバーの斜視図である。 本実施の形態のブレードカバーの部分断面図である。 比較例のブレードカバーの収容空間と切削ブレードとの関係を示す図である。 本実施の形態の切削装置による切削動作の説明図である。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態の切削装置について説明する。図１は、本実施の形態の切削装置の斜視図である。なお、切削装置は、本実施の形態のブレードカバーを備えた構成であればよく、図１に示す構成に限定されない。
図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル２１に保持された被加工物Ｗを切削ブレード５１でドライカットすると共に、切削加工時に生じた切削屑を回収するように構成されている。被加工物Ｗの表面は格子状の分割予定ラインＬによって複数の領域に区画されている。また、被加工物Ｗは、ダイシングテープＴを介してリングフレームＦに支持された状態で切削装置１に搬入される。なお、被加工物Ｗは、切削水が供給されないドライ状態で切削加工される材料であればよく、例えば水分を吸収する樹脂や焼結前の生セラミックを板状に成形したものを被加工物Ｗとしてもよい。
切削装置１のハウジング１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成されており、この開口はチャックテーブル２１と共に移動可能な移動板２２及び蛇腹状の防水カバー２３により被覆されている。防水カバー２３の下方には、チャックテーブル２１をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が設けられている。また、チャックテーブル２１の表面には被加工物Ｗを吸引保持する保持面２４が形成されており、チャックテーブル２１の周囲には被加工物Ｗの周囲のリングフレームＦを挟持固定する複数のクランプ部２５が設けられている。
チャックテーブル２１は、装置中央の受け渡し位置と切削ブレード５１に臨む加工位置との間で往復移動される。図１は、チャックテーブル２１が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング１０において、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル２７が昇降可能に設けられている。載置テーブル２７には、被加工物Ｗを収容したカセットＣが載置される。カセットＣが載置された状態で載置テーブル２７が昇降することによって、高さ方向において被加工物Ｗの引出位置及び押込位置が調整される。
載置テーブル２７の後方には、Ｙ軸方向に平行な一対のセンタリングガイド３１と、一対のセンタリングガイド３１とカセットＣとの間で被加工物Ｗを出し入れするプッシュプル機構３２とが設けられている。一対のセンタリングガイド３１によって、プッシュプル機構３２による被加工物Ｗの出し入れがガイドされると共に被加工物ＷのＸ軸方向が位置決めされる。また、プッシュプル機構３２によって、カセットＣから一対のセンタリングガイド３１に加工前の被加工物Ｗが引き出される他、一対のセンタリングガイド３１からカセットＣに加工済みの被加工物Ｗが押し込まれる。
一対のセンタリングガイド３１の近傍には、センタリングガイド３１とチャックテーブル２１との間で被加工物Ｗを搬送する第１の搬送アーム３５が設けられている。第１の搬送アーム３５の旋回によって、Ｌ字状のアーム部３６の先端の搬送パッド３７で被加工物Ｗが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル２１の後方には、スピンナー洗浄機構４１が設けられている。スピンナー洗浄機構４１では、回転中のスピンナーテーブル４２に向けて洗浄水が噴射されて被加工物Ｗが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアーが吹き付けられて被加工物Ｗが乾燥される。
ハウジング１０上には、切削ブレード５１を備えた切削手段５０を支持する支持台１５が設けられている。切削手段５０は、支持台１５に支持されたスピンドルの先端に切削ブレード５１を装着して構成される。切削ブレード５１は、例えば、ダイヤモンド砥粒をボンド剤で固めて円板状に成形されている。また、切削手段５０には、切削ブレード５１をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる移動機構（不図示）が連結されている。切削手段５０には切削ブレード５１の下端側を突出させた状態で、切削ブレード５１の外周を覆う箱型のブレードカバー５５が設けられている。
支持台１５の側面１６には、チャックテーブル２１とスピンナー洗浄機構４１との間で被加工物Ｗを搬送する第２の搬送アーム４５が設けられている。第２の搬送アーム４５の進退移動によって、支持台１５の側面１６から斜め前方に延びたアーム部４６の先端の搬送パッド４７で被加工物Ｗが搬送される。また、支持台１５には、チャックテーブル２１の移動経路の上方を横切る片持支持部１９が設けられ、片持支持部１９には被加工物Ｗを撮像する撮像部４８が支持されている。撮像部４８による撮像画像は、切削手段５０とチャックテーブル２１とのアライメントに利用される。また、支持台１５上には、加工条件等を表示するモニタ４９が載せられている。
このような切削装置１では、被加工物Ｗが水分を嫌う材質で形成されているため、切削水を噴射しないドライ状態で切削ブレード５１によって被加工物Ｗが切削される。ここで、一般にドライ状態で切削する場合には、切削水を噴射しつつ切削する場合のように切削屑が切削水で洗い流されないため、被加工物Ｗの加工枚数の増加に伴って切削屑が装置内に充満し易くなっている。このため、装置内で漂っている切削屑が被加工物Ｗの上面に付着して汚染原因になる他、装置各部に堆積してオペレータのメンテナンス作業が煩わしいものになっていた。
そこで、本実施の形態の切削装置１では、ブレードカバー５５の内側で切削ブレード５１の回転に切削屑を連れ回りさせて、ブレードカバー５５に設けた切削屑回収手段５６によってブレードカバー５５から切削屑を回収するようにしている。切削屑回収手段５６によってブレードカバー５５から切削屑を排出することで、被加工物Ｗの加工枚数の増加に伴って装置内に切削屑が充満することがない。よって、切削屑が被加工物Ｗの上面や装置各部への切削屑の付着が抑えられ、ドライ状態で切削する際に被加工物の汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ることが可能になっている。
以下、図２及び図３を参照して、本実施の形態のブレードカバーについて説明する。図２は、本実施の形態のブレードカバーの斜視図である。図３は、本実施の形態のブレードカバーの部分断面図である。
図２及び図３に示すように、ブレードカバー５５は、切削ブレード５１の外周を覆うように形成されており、被加工物Ｗの切削時に切削ブレード５１の回転に伴って切削屑が飛散する側（後側）に切削屑回収手段５６を備えている。ブレードカバー５５の内側には切削ブレード５１の収容空間６１が形成されており、ブレードカバー５５の底部には切削ブレード５１の先端を突出させる開口６２が形成されている。すなわち、ブレードカバー５５は、切削ブレード５１の下部を除いて、切削ブレード５１の外周及び両側方を全体的に覆うように形成されている。
ブレードカバー５５の後側の側壁には、収容空間６１内に入り込んだ切削屑を切削屑回収手段５６に向けて排出する切削屑排出用開口部６３が形成されている。さらに、ブレードカバー５５の底部には、開口６２と切削屑排出用開口部６３との間に、切削屑排出用開口部６３の方向に向けてエアーを流入するエアー流入口６４（図３Ｂ参照）が形成されている。切削屑回収手段５６は、切削屑排出用開口部６３を有する側壁に筒体６６の一端側が連結され、筒体６６の他端側にサイクロン式の吸引源６７が接続されている。なお、吸引源６７はサイクロン式に限らず、筒体６６を通じてブレードカバー５５から切削屑を吸引可能な構成であればよい。
切削加工時には吸引源６７が作動すると共に切削ブレード５１が回転して、切削ブレード５１の回転によって飛散した切削屑が開口６２を通じて収容空間６１に引き込まれる。上記したように、ブレードカバー５５によって切削ブレード５１が全体的に覆われているため、切削ブレード５１の回転によって収容空間６１内にエアーの流れが作られる。このエアーの流れに切削屑が巻き込まれて、切削ブレード５１の回転に伴って連れ回る切削屑が筒体６６を通じて吸引源６７に吸引される。これにより、被加工物Ｗ上から研削屑を排出しつつ切削ブレード５１によって被加工物Ｗがドライカットされる。
また、ブレードカバー５５の底部には開口６２に加えてエアー流入口６４が形成されているため、開口６２に引き込まれなかった切削屑がエアー流入口６４に引き込まれる。切削加工時に開口６２から漏れた切削屑が周囲のエアーと共にエアー流入口６４から吸引されることで、切削屑を開口６２とエアー流入口６４との２箇所で吸引して被切削屑の取り残しを減らしている。よって、切削ブレード５１によってドライ状態で被加工物Ｗを切削しても、切削屑が広範囲に飛散することがなく、被加工物Ｗの上面や装置各部への切削屑の付着が抑えられている。
ここで、図４を参照して、比較例と比較しながら本実施の形態のブレードカバーの収容空間と切削ブレードの関係について説明する。図４は、比較例のブレードカバーの収容空間と切削ブレードとの関係を示す図である。なお、図４Ａは比較例１のブレードカバー、図４Ｂは比較例２のブレードカバーをそれぞれ示している。
図４Ａに示すように、比較例１のブレードカバー７１は、切削ブレード７２の外径形状に沿って収容空間７３が形成されており、ブレードカバー７１の内面と切削ブレード７２の外面のクリアランスが狭くなっている。ブレードカバー７１の収容空間７３内には切削ブレード７２の回転によってエアーの流れが作り出されるが、切削ブレード７２に対して収容空間７３が狭すぎるため、ブレードカバー７１の底部の開口７４から切削屑９０が収容空間７３に入り込み難くなっている。このため、被加工物Ｗの切削加工時に発生した切削屑９０はブレードカバー７１に引き込まれ難く、ブレードカバー７１の下方を通って後方に飛散される。
図４Ｂに示すように、比較例２のブレードカバー８１は、切削ブレード８２の外径形状に対して収容空間８３が広く形成されており、ブレードカバー８１の内面と切削ブレード８２の外面のクリアランスが広くなっている。切削ブレード８２に対して収容空間８３が広すぎるため、ブレードカバー８１の収容空間８３内には切削ブレード８２の回転によってエアーの流れが作り出されず、エアーの流れに切削屑９０が巻き込まれないため、切削屑９０がブレードカバー８１に入り込み難くなっている。このため、被加工物Ｗの切削加工時に発生した切削屑９０はブレードカバー８１に引き込まれ難く、ブレードカバー７１の下方を通って後方に飛散される。
図４Ａに示す比較例１のブレードカバー７１では収容空間７３に切削屑９０が入り難く、図４Ｂに示す比較例２のブレードカバー８１では収容空間８３から切削屑９０が吸引され難くなっている。本件発明者らは、ブレードカバーと切削ブレードのサイズを変更しながら切削屑の吸引状態を確認したところ、切削ブレード５１の回転に伴って切削屑が連れ回りすることで切削屑９０が良好に吸引されることを発見した。そこで、本実施の形態では、切削ブレード５１の回転に伴って切削屑９０が連れ回りするように、ブレードカバー５５の内面と切削ブレード５１の外面のクリアランスが調整されている（図５Ｂ参照）。
このように、ドライカット用のブレードカバー５５は、ノズルを備えた一般的なブレードカバーとは異なり、ブレードカバー５５の内面と切削ブレード５１の外面のクリアランスが重要になっている。なお、一般的なブレードカバーは、切削ブレードの側方に切削水を噴射するノズルが位置付けられるため、切削ブレードの側方が外部に露出されている。このため、一般的なブレードカバーでは、切削ブレードの回転によってエアーの流れが作り出されず、本実施のブレードカバー５５のように切削ブレード５１の回転に伴って切削屑を連れ回りさせることができない。
続いて、図５を参照して、本実施の切削動作について説明する。図５は、本実施の形態の切削装置による切削動作の説明図である。なお、以下に示す切削動作は一例を示すものであり、適宜変更が可能である。
図５Ａに示すように、チャックテーブル２１に被加工物Ｗが吸引保持されると、切削ブレード５１に対してチャックテーブル２１が近づけられる。このとき、切削ブレード５１が高速回転されると共に、吸引源６７が作動してブレードカバー５５内が負圧に調整される。被加工物Ｗの径方向外側で切削ブレード５１が分割予定ラインＬ（図１参照）に位置合わせられ、被加工物Ｗを切り込み可能な深さまで切削ブレード５１が降ろされる。この切削ブレード５１に対してチャックテーブル２１がＸ軸方向に切削送りされることで、切削ブレード５１によって被加工物Ｗが分割予定ラインＬに沿って切り込まれる。
図５Ｂに示すように、被加工物Ｗが高速回転した切削ブレード５１によって切り込まれると、被加工物Ｗと切削ブレード５１の加工点から切削屑９０が発生する。このとき、切削ブレード５１の回転によってブレードカバー５５の収容空間６１にエアーの流れが作り出され、切削ブレード５１の回転方向に沿ったエアーの流れに巻き込まれるように切削屑９０がブレードカバー５５の開口６２から収容空間６１内に入り込む。収容空間６１内の切削屑９０は切削ブレード５１に連れ回りし、連れ回りした切削屑９０が収容空間６１から筒体６６を通じて吸引源６７に引き込まれる。
また、ブレードカバー５５には開口６２よりも後側にエアー流入口６４が形成されており、ブレードカバー５５の開口６２で取り残された切削屑９０が周囲のエアーと共にエアー流入口６４を通じて吸引源６７に引き込まれる。このようにして、ブレードカバー５５によって被加工物Ｗ上から切削屑９０が排出しされながら、切削ブレード５１によって被加工物Ｗがドライカットされる。切削加工中に切削屑が飛散し難くなるため、切削ブレード５１によって被加工物Ｗに対する切削が繰返し実施されても、装置内が切削屑で充満することがなく被加工物Ｗや装置各部への切削屑９０の付着が抑えられている。
以上のように、本実施の形態の切削装置１は、切削ブレード５１によって被加工物Ｗをドライカットすると、被加工物Ｗ上の切削屑９０がブレードカバー５５の内側に引き込まれて、切削ブレード５１の回転に伴って切削屑９０が連れ回りする。ブレードカバー５５の内側の切削屑９０は、吸引源６７の吸引力によってブレードカバー５５の内側から筒体６６を通じて排出される。よって、切削加工中に切削屑９０が飛散し難くなるため、被加工物Ｗの上面や装置各部への切削屑の付着が抑えられ、被加工物Ｗの汚染を低減すると共にメンテナンス作業の効率化を図ることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、上記した実施の形態において、ブレードカバー５５に略円板状の収容空間６１が形成される構成にしたが、この構成に限定されない。ブレードカバー５５は、切削ブレード５１の下部を除いた外周を覆って、切削ブレード５１の回転に伴って切削屑９０を連れ回り可能に形成されていれば、どのように構成されていてもよい。
また、上記した実施の形態において、ブレードカバー５５に開口６２で取り残した切削屑９０を取り込むエアー流入口６４が形成される構成にしたが、この構成に限定されない。ブレードカバー５５には、エアー流入口６４が形成されていなくてもよい。
また、上記した実施の形態において、ブレードカバー５５に連結された筒体６６の角度は特に限定されないが、切削屑９０の巻き上げ方向に沿うようにチャックテーブル２１の保持面２４に対して斜め方向に形成されることが好ましい。
また、上記した実施の形態において、サイクロン式の吸引源６７によって切削屑９０を吸引する構成にしたが、この構成に限定されない。吸引源として通常の吸引ポンプやエジェクタを用いてもよい。
以上説明したように、本発明は、切削屑を装置及び被加工物に付着させることなく、被加工物を切削することができるという効果を有し、特に、生セラミック等の被加工物を切削する切削装置に有用である。
１ 切削装置
２１ チャックテーブル
５０ 切削手段
５１ 切削ブレード
５５ ブレードカバー
５６ 切削屑回収手段
６１ ブレードカバーの収容空間
６２ ブレードカバーの開口
６３ 切削屑排出用開口部
６４ ブレードカバーのエアー流入口
６６ 筒体
６７ 吸引源
９０ 切削屑

Claims (2)

  1. 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する切削ブレードと、該切削ブレードの外周を覆うように配設され底部の該切削ブレードの先端が突出する開口を有するブレードカバーと、を備えた切削装置であって、
    該ブレードカバーは、切削ブレードの回転に伴い被加工物の切削で発生する切削屑が飛散する側に配設された切削屑回収手段を備え、
    該切削屑回収手段は、一端側が該ブレードカバーの切削屑排出用開口部を有する側壁に連結された筒体と、
    該筒体の他端側に接続された吸引源とを含み、
    該切削ブレードの回転に伴って連れ回る切削屑を該吸引源を作動することにより該筒体を通じて被加工物上から排出しつつ被加工物のドライカットを行うことを特徴とする切削装置。
  2. 該ブレードカバーの該底部には、該開口と該切削屑排出用開口部との間に、該切削屑排出用開口部の方向に向かってエアー流入口を備え、
    切削加工時に該開口から漏れた切削屑が周囲のエアーと共に、該エアー流入口から該切削屑排出用開口部へ吸引されること、を特徴とする請求項１記載の切削装置。
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