JP2019084646A - 板状ワークの加工方法及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じ所定厚みの板状ワークを形成する場合に、砥石の消耗やバイトの摩滅を防ぎつつ、効率的に所定厚みの板状ワークを形成する。【解決手段】基板Ｗ１上に配置され上面に柱状電極Ｅを備えたチップＷ２を封止したフィラを含んだ樹脂層Ｊの厚みを減じ所定厚みの板状ワークＷを形成する板状ワークＷの加工方法であって、樹脂層Ｊを上にして板状ワークＷの基板Ｗ１を保持テーブル３０で保持させる工程と、研削砥石２４０で樹脂層Ｊを研削していき、板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したら研削を終了させる工程と、研削工程後、板状ワークＷの被研削面に露出した電極Ｅと樹脂層Ｊとを切削バイト５４で切削して所定厚みの板状ワークＷを形成する工程と、を備える加工方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、板状ワークの加工方法及び加工装置に関する。

デバイス等をより集積化し小型化するパッケージ技術として、例えば、基板の上にデバイスが形成されたチップを配置し、チップの上に電極を形成し、チップと電極とをフィラを含むモールド樹脂で封止してデバイスを衝撃や湿気等から保護した後、モールド樹脂を研削砥石で研削し電極を露出させ、さらに、モールド樹脂を研削していき所望の厚みの板状ワークを形成する技術がある。

上記電極は主に銅で形成されているため、電極を研削することで銅による研削砥石の目詰まりが発生しやすい。よって、研削砥石の研削面に目詰まりした銅を取り除くためドレッシング（目立て）が必要になるため、研削加工を行いながらドレッシングを行っている（例えば、特許文献１参照）。

一方、銅による研削砥石の目詰まりを避けるために、ダイヤモンドチップを先端に備えたバイトでモールド樹脂を切削加工していく加工方法（例えば、特許文献２参照）がある。

特開２０１１−１８９４５６号公報 特開２０１３−００８８９９号公報

しかし特許文献１に記載されているように、研削加工を行いながらドレッシングを行うと、ドレッシングにより研削砥石の消耗が早まるという問題が有る。
また、特許文献２に記載されているようにモールド樹脂をバイトで切削していくと、モールド樹脂に含まれるフィラによってダイヤモンドチップが摩滅して切削できなくなるとという問題が有る。

よって、柱状の電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じて所定の厚みの板状ワークを形成する場合には、研削砥石の消耗や切削バイトの摩滅を防ぎつつ、効率的に所定の厚みの板状ワークを形成するという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、基板の上に配置され上面に柱状の電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じて所定の厚みの板状ワークを形成する板状ワークの加工方法であって、該樹脂層を上にして板状ワークの該基板を保持テーブルで保持させる保持工程と、研削砥石で該樹脂層を研削していき、板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したら研削を終了させる研削工程と、該研削工程の後、板状ワークの被研削面に露出した該電極と該樹脂層とを切削バイトで切削して所定の厚みの板状ワークを形成する切削工程と、を備える加工方法である。

また、上記課題を解決するための本発明は、基板の上に配置され上面に柱状の電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じさせ所定の厚みの板状ワークを形成する加工装置であって、板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した板状ワークの該樹脂層の厚みを減じる加工を行う加工手段と、を備え、該加工手段は、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを備え該研削ホイールをその中心を軸に回転させる研削手段と、該研削手段を該保持テーブルに接近又は離間する方向に移動させる研削送り手段と、該研削手段で研削した板状ワークの被研削面を切削バイトで切削する切削手段と、を備え、研削加工中に板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したときに起きる加工状況の変化を検知して研削加工を終了させ該切削手段による切削加工に切り換える切り換え手段を備え、所定の厚みの板状ワークを形成する加工装置である。

板状ワークの被研削面の高さを測定する高さ測定手段を備え、前記切り換え手段は、前記研削送り手段により前記研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該高さ測定手段が測定する板状ワークの被研削面の高さが予め設定した一定時間内において予め設定した値以上変化しなかったら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断すると好ましい。

前記研削手段は、前記研削ホイールが中心を軸心に合わせて装着されるスピンドルを回転させるモータと、該モータの負荷電流値を検出する負荷電流値検出部と、を備え、前記切り換え手段は、前記研削送り手段により該研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該負荷電流値検出部が検出した該モータの負過電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断すると好ましい。

前記研削送り手段は、前記研削手段を研削送り方向に案内するガイドと、該ガイドに並行して延在するボールネジと、該ボールネジを回転させる研削送りモータと、該研削送りモータの負荷電流値を検出する研削送り負荷電流値検出部とを備え、前記切り換え手段は、該研削送り手段により該研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該研削送り負荷電流値検出部が検出した該研削送りモータの負荷電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断すると好ましい。

本発明に係る加工方法は、樹脂層を上にして板状ワークの基板を保持テーブルで保持させる保持工程と、研削砥石で樹脂層を研削していき、板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したら研削を終了させる研削工程と、研削工程の後、板状ワークの被研削面に露出した電極と樹脂層とを切削バイトで切削して所定の厚みの板状ワークを形成する切削工程と、を備えているため、板状ワークの厚みを減ずるのに研削砥石が有効な状態と切削バイトが有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることで、加工時間を短縮できるとともに、研削砥石の消耗や切削バイトの摩滅を防ぎつつ、効率的に所定の厚みの板状ワークを形成することが可能になる。

本発明に係る加工装置は、加工手段が、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを備え研削ホイールをその中心を軸に回転させる研削手段と、研削手段を保持テーブルに接近又は離間する方向に移動させる研削送り手段と、研削手段で研削した板状ワークの被研削面を切削バイトで切削する切削手段と、を備え、研削加工中に板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したときに起きる加工状況の変化を検知して研削加工を終了させ切削手段による切削加工に切り換える切り換え手段を備えているため、切り換え手段の判断によって、板状ワークの厚みを減ずるのに研削砥石が有効な状態と切削バイトが有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができ、加工時間を短縮できるとともに、研削砥石の消耗や切削バイトの摩滅を防ぎつつ、効率的に所定の厚みの板状ワークを形成することが可能になる。

上記加工装置は、板状ワークの被研削面の高さを測定する高さ測定手段を備え、切り換え手段は、研削送り手段により研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、高さ測定手段が測定する板状ワークの被研削面の高さが予め設定した一定時間内において予め設定した値以上変化しなかったら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークの厚みを減ずるのに研削砥石が有効な状態と切削バイトが有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができるようになる。

研削手段は、研削ホイールが中心を軸心に合わせて装着されるスピンドルを回転させるモータと、モータの負荷電流値を検出する負荷電流値検出部と、を備え、切り換え手段は、研削送り手段により研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、負荷電流値検出部が検出したモータの負過電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークの厚みを減ずるのに研削砥石が有効な状態と切削バイトが有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができるようになる。

研削送り手段は、研削手段を研削送り方向に案内するガイドと、ガイドに並行して延在するボールネジと、ボールネジを回転させる研削送りモータと、研削送りモータの負荷電流値を検出する研削送り負荷電流値検出部とを備え、切り換え手段は、研削送り手段により研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、研削送り負荷電流値検出部が検出した研削送りモータの負荷電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークの厚みを減ずるのに研削砥石が有効な状態と切削バイトが有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分ができるようになる。

加工装置の一例を示す斜視図である。 板状ワークの構造の一例を示す断面図である。 保持テーブルに板状ワークが吸引保持された状態を示す断面図である。 板状ワークを研削手段で研削している状態を示す断面図である。 板状ワークを切削手段で切削している状態を示す断面図である。

本発明に係る図１に示す加工装置１のベース１０上の前方（−Ｘ方向側）は、保持テーブル３０に対して板状ワークＷの搬入出が行われる領域となっており、ベース１０上の後方（＋Ｘ方向側）は、加工手段１１によって保持テーブル３０上に保持された板状ワークＷの研削加工又は切削加工が行われる領域となっている。

図２に示す板状ワークＷは、例えば、ＰＣＢ等の樹脂からなる矩形状の基板Ｗ１と、母材がシリコン、ガリウムヒ素、サファイア等であり矩形のチップＷ２とを有している。基板Ｗ１の表面Ｗ１ａにはチップＷ２の裏面Ｗ２ｂが接合されている。
チップＷ２の表面Ｗ２ａには、デバイスが形成されている。このデバイスの表面にはそれぞれ複数の円柱状の電極Ｅが設けられており、電極Ｅは、チップＷ２の表面Ｗ２ａから上方に突出している。電極Ｅは、例えば銅を主要素として、さらに金又は白金等の貴金属等を含んで構成されている。各電極Ｅの横断面（円形断面）の面積は、皆略同一となっており、各電極Ｅの高さにはばらつきがある。

チップＷ２の表面Ｗ２ａは、エポキシ樹脂等の樹脂層Ｊによって封止されており、各電極Ｅは上端部は樹脂層Ｊによって覆われている。樹脂層Ｊには、シリカ又はＳｉＣ等の図示しないフィラ（微粒子）が混入されている。フィラは、樹脂層Ｊの熱膨張率をチップＷ２の熱膨張率に近づけて、熱処理等に起因する板状ワークＷの破損や変形を防ぐ。

図１に示すベース１０の正面側（−Ｘ方向側）には、例えば、第１のカセット載置部１５０及び第２のカセット載置部１５１が設けられており、第１のカセット載置部１５０には加工前の板状ワークＷが収容される第１のカセット１５０ａが載置され、第２のカセット載置部１５１には加工後の板状ワークＷを収容する第２のカセット１５１ａが載置される。

第１のカセット１５０ａの搬出口の前方には、第１のカセット１５０ａから加工前の板状ワークＷを搬出するとともに加工後の板状ワークＷを第２のカセット１５１ａに搬入するロボット１５５が配設されている。ロボット１５５に隣接する位置には、仮置き領域１５２が設けられており、仮置き領域１５２には板状ワークＷを所定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１５３が配設されている。

位置合わせ手段１５３と隣接する位置には、板状ワークＷを保持した状態で旋回するローディングアーム１５４ａが配置されている。ローディングアーム１５４ａは、位置合わせ手段１５３において位置合わせされた板状ワークＷを保持し、ローディングアーム１５４ａの近傍に位置付けられた保持テーブル３０へ搬送する。ローディングアーム１５４ａの隣には、加工後の板状ワークＷを保持した状態で旋回するアンローディングアーム１５４ｂが設けられている。アンローディングアーム１５４ｂと近接する位置には、アンローディングアーム１５４ｂにより搬送された加工後の板状ワークＷを洗浄する枚葉式のスピンナー洗浄手段１５６が配置されている。スピンナー洗浄手段１５６により洗浄された板状ワークＷは、ロボット１５５により第２のカセット１５１ａに搬入される。

加工装置１のベース１０上に配設され板状ワークＷを保持する保持テーブル３０は、例えば、ポーラス部材等からなる保持部３００と、保持部３００を支持する枠体３０１とを備える。保持部３００は吸引源３２に連通し、吸引源３２が吸引することで生み出された吸引力が保持部３００の露出面である保持面３００ａに伝達されることで、保持テーブル３０は保持面３００ａ上で板状ワークＷを吸引保持する。保持テーブル３０は、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能であると共に、カバー３９によって周囲から囲まれており、カバー３９及びカバー３９に連結された蛇腹カバー３９ａの下に配設された図示しないＸ軸方向移動手段によって、ベース１０上をＸ軸方向に往復移動可能となっている。

加工装置１は、保持テーブル３０が保持した図２に示す板状ワークＷの樹脂層Ｊの厚みを減じる加工を行う加工手段１１を備えている。加工手段１１は、研削砥石２４０を環状に配置した研削ホイール２４を備え研削ホイール２４をその中心を軸に回転させる研削手段２と、研削手段２を保持テーブル３０に接近又は離間するＺ軸方向に移動させる研削送り手段４１と、研削手段２で研削した板状ワークＷの被研削面を切削バイト５４で切削する切削手段５と、を備えている。

加工領域の後方（＋Ｘ方向側）には、コラム１２が立設されており、コラム１２の前面には、研削手段２をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動手段１３が配設されている。Ｙ軸方向移動手段１３は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設された一対のガイドレール１３１と、ボールネジ１３０に連結しボールネジ１３０を回動させるモータ１３２と、内部のナットがボールネジ１３０に螺合し側部がガイドレール１３１に摺接する可動台１３３とを備えており、モータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い可動台１３３がガイドレール１３１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動台１３３上に研削送り手段４１を介して配設された研削手段２もＹ軸方向に移動する。

可動台１３３上に配設された研削送り手段４１は、研削手段２を研削送り方向（Ｚ軸方向）に案内するガイド４１１と、ガイド４１１に並行してＺ軸方向に延在するボールネジ４１０と、ボールネジ４１０を回転させる研削送りモータ４１２と、内部のナットがボールネジ４１０に螺合し側部がガイド４１１に摺接する昇降板４１３と、昇降板４１３に連結され研削手段２を保持するホルダ４１４とを備えており、研削送りモータ４１２がボールネジ４１０を回動させると、これに伴い昇降板４１３がガイド４１１にガイドされてＺ軸方向に移動し、ホルダ４１４に保持された研削手段２がＺ軸方向に研削送りされる。
例えば、研削送りモータ４１２には、研削送りモータ４１２の負荷電流値を検出する研削送り負荷電流値検出部４３が電気的に接続されている。

研削手段２は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル２０と、スピンドル２０を回転可能に支持するハウジング２１と、スピンドル２０を回転駆動するモータ２２と、スピンドル２０の下端に接続された円形状のマウント２３と、マウント２３の下面に中心をスピンドル２０の軸心に合わせて着脱可能に装着される研削ホイール２４とを備える。
例えば、モータ２２には、モータ２２の負荷電流値を検出する負荷電流値検出部２５が電気的に接続されている。

研削ホイール２４は、ホイール基台２４１と、ホイール基台２４１の底面に環状に配設された略直方体形状の複数の研削砥石２４０とを備える。研削砥石２４０は、例えば、レジンボンドやメタルボンド等でダイヤモンド砥粒等が固着されて成形されている。

図１に示すように、コラム１２の前面には、Ｙ軸方向移動手段１３の可動台１３３と並んで可動台１４３が配設されており、可動台１４３は内部のナットがボールネジ１３０に螺合し側部がガイドレール１３１に摺接する。そして、可動台１４３上には、切削送り手段４２を介して切削手段５が配設されており、Ｙ軸方向移動手段１３のモータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い可動台１４３がガイドレール１３１にガイドされてＹ軸方向に移動し、切削手段５がＹ軸方向に移動する。
なお、切削手段５は、Ｙ軸方向移動手段１３とは別の移動手段によってＹ軸方向に移動可能となっていてもよい。

可動台１４３上に配設された切削送り手段４２は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ４２０と、ボールネジ４２０と平行に配設された一対のガイドレール４２１と、ボールネジ４２０に連結しボールネジ４２０を回動させるモータ４２２と、内部のナットがボールネジ４２０に螺合し側部がガイドレール４２１に摺接する昇降板４２３と、昇降板４２３に連結され切削手段５を保持するホルダ４２４とから構成され、モータ４２２がボールネジ４２０を回動させると、これに伴い昇降板４２３がガイドレール４２１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ４２４に支持された切削手段５もＺ軸方向に往復移動する。

切削手段５は、軸方向が鉛直方向（Ｚ軸方向）であるスピンドル５０と、スピンドル５０を回転可能に支持するハウジング５１と、スピンドル５０を回転駆動するモータ５２と、スピンドル５０の下端に接続された円形状のバイトホイール５３と、バイトホイール５３の下面に着脱可能に装着されている切削バイト５４とを備えている。

バイトホイール５３の下面には、−Ｚ方向に延在する角柱状の取付部５３０が配設されており、切削バイト５４は、この取付部５３０の側面に固定ボルト等によって固定される板状のシャンク５４０と、板状のシャンク５４０の下端に尖形に形成された切り刃５４１とを備えている。切り刃５４１は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒と所定のバインダーとを焼き固めたものである。

保持テーブル３０の移動経路脇の近傍には、保持テーブル３０により保持される板状ワークＷの厚さを測定する厚さ測定手段１６が配設されている。厚さ測定手段１６は、例えば、保持テーブル３０の基準面の高さを測定する第１の高さ測定手段１６１と、保持テーブル３０で保持された板状ワークＷの被研削面の高さを測定する第２の高さ測定手段１６２とを備えている。

第１の高さ測定手段１６１及び第２の高さ測定手段１６２は、その各先端に上下方向に昇降し各測定面に接触するコンタクトを備えており、それぞれのコンタクトを各測定面に対して適宜の力で押し付けた状態で高さ測定を行う。そして、厚さ測定手段１６は、第１の高さ測定手段１６１により、基準面となる保持テーブル３０の枠体３０１の上面の高さを測定し、第２の高さ測定手段１６２により、加工される板状ワークＷの被研削面の高さを測定し、両者の測定値の差を算出することで、板状ワークＷの厚みを研削中に随時測定することができる。

なお、厚さ測定手段１６は、本実施形態のような第１の高さ測定手段１６１と第２の高さ測定手段１６２とを備える構成に限定されず、例えば、第２の高さ測定手段１６２と、第２の高さ測定手段１６２を上下方向に移動可能に保持するキャリッジと、キャリッジの位置を検出する変位検出手段とを備える構成として、第２の高さ測定手段１６２で板状ワークＷの被研削面の高さを測定しつつ、板状ワークＷの厚みを測定できるようにしてもよい。また、第１の高さ測定手段１６１及び第２の高さ測定手段１６２は、接触式のものに限定されず、例えば、投光部と受光部とを備え非接触で測定面の高さを測定できる反射型の光センサであってもよい。この場合には、投光部から各測定面に測定光が照射され、受光部が受光した反射光を基に三角測量の原理で各測定面の高さが測定される。

加工装置１は、研削手段２による板状ワークＷの研削加工中に、図２に示す板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化を検知して研削加工を終了させ切削手段５による切削加工に切り換える切り換え手段９を備えている。切り換え手段９は、制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ等からなる判断部９３、並びに制御プログラムや予め設定される情報等を格納するＲＯＭ及び演算結果やその他の情報等を格納するＲＡＭからなる記憶部９０とを備えており、例えば、厚さ測定手段１６、研削送り負荷電流値検出部４３、又は負荷電流値検出部２５等に電気的に接続されている。

以下に、上述した加工装置１を用いて図２に示す樹脂層Ｊの厚みを減じて所定の厚みの板状ワークＷを形成する場合の、各ステップ及び加工装置１の動作について説明する。

（１）保持工程
最初に行われる保持工程においては、図３に示すように、板状ワークＷが、保護テープＴ側を下側に向けて、保持面３００ａの中心と板状ワークＷの中心とが略合致するように保持テーブル３０の保持面３００ａ上に載置される。そして、保持テーブル３０に接続された吸引源３２が作動して生み出された吸引力が保持面３００ａに伝達されることで、保持テーブル３０により、樹脂層Ｊを上にして板状ワークＷの基板Ｗ１側が保持される。

（２−１）研削工程の実施形態１
研削工程の実施形態１においては、切り換え手段９が、研削加工中に板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化を厚さ測定手段１６の第２の高さ測定手段１６２を介して検知する。なお、上記所定の面積比とは、板状ワークＷの被研削面全面の面積と各電極Ｅの断面積を合計した面積との比であり、その一例としては、板状ワークＷの被研削面全面の面積：各電極Ｅの断面積を合計した面積＝１０：３である。
まず、図４に示すように、板状ワークＷを保持した保持テーブル３０が、図示しないＸ軸方向移動手段によって研削手段２の下まで＋Ｘ方向へ移動して、研削ホイール２４と保持テーブル３０に保持された板状ワークＷとの位置合わせがなされる。位置合わせは、例えば、研削ホイール２４の回転中心が板状ワークＷの回転中心に対して所定の距離だけ＋Ｘ方向にずれ、研削砥石２４０の回転軌跡が板状ワークＷの回転中心を通るように行われる。

また、モータ２２がスピンドル２０を＋Ｚ方向から見て反時計回り方向に回転駆動し、これに伴って研削ホイール２４が回転する。研削手段２が研削送り手段４１により−Ｚ方向へと所定の速度で等速送りされ、回転する研削砥石２４０が板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに当接することで研削が行われる。研削中は、保持テーブル３０が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向に回転するのに伴って、保持面３００ａ上に保持された板状ワークＷも回転するので、研削砥石２４０が樹脂層Ｊの上面全面の研削加工を行う。また、研削水が研削砥石２４０と樹脂層Ｊとの接触部位に対して供給され、接触部位が冷却・洗浄される。

上記研削加工が開始されるとともに、第２の高さ測定手段１６２のコンタクトが下降し、板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに接触してその高さを測定し始める。そして、第２の高さ測定手段１６２が、測定した板状ワークＷの被研削面の高さについての情報を順次切り換え手段９に送る。切り換え手段９に送られた該情報は、切り換え手段９の記憶部９０のＲＡＭに順次記憶されていく。

切り換え手段９は、例えば、計時手段としてのタイマー９１を備えている。タイマー９１は、研削が開始されると同時に時間のカウントを開始し、一定時間ｔ１が経過するごとに、該一定時間ｔ１の経過を切り換え手段９の判断部９３に通知する。判断部９３は、タイマー９１から通知がなされる度に、一定時間ｔ１前に記憶部９０のＲＡＭに記憶された板状ワークＷの被研削面の高さの値から新たに第２の高さ測定手段１６２から送られてきた一定時間ｔ１経過後の板状ワークＷの被研削面の高さの値を引いた差分（高さの変化量）を算出する。
例えば、切り換え手段９の記憶部９０のＲＯＭには、予め、第２の高さ測定手段１６２が測定する板状ワークＷの被研削面のについての高さの変化量についての所定の閾値が記憶されている。この所定の閾値は、例えば、板状ワークＷの直径、樹脂層Ｊの種類、電極Ｅの種類、数、及び直径等に対応して実験的、経験的、又は理論的に選択された値であり、板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化を切り換え手段９の判断部９３が判断するために記憶されている。

樹脂層Ｊのみを研削していた研削砥石２４０が電極Ｅも研削し始めると、電極Ｅは主に銅で形成されていることから、銅による目詰まりが発生して研削砥石２４０の研削力が低下していく。その結果、判断部９３が算出した一定時間ｔ１内における板状ワークＷの被研削面の高さの変化量が予め記憶部９０に設定された所定の閾値以上変化していない場合が発生する。その結果、判断部９３は、電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断する。該判断を判断部９３が行うと、予め記憶部９０のＲＯＭに設定されたプログラムにしたがって加工装置１の装置制御（切り換え手段９による研削手段２と切削手段５との切り換え制御）がなされ、研削手段２による研削加工が終了し切削手段５による切削加工が開始される。即ち、例えば、モータ２２によるスピンドル２０の回転が停止され、研削手段２が研削送り手段４１により＋Ｚ方向に引き上げられて、研削砥石２４０が板状ワークＷから離間する。さらに、Ｙ軸方向移動手段１３によって研削手段２が＋Ｙ方向側に移動されて、研削手段２が保持テーブル３０に保持された板状ワークＷの上方から退避する。また、研削手段２の＋Ｙ方向側への移動に伴って、可動台１４３＋Ｙ方向側へ移動して、切削手段５が保持テーブル３０の移動経路の上方に位置付けられる。

（２−２）研削工程の実施形態２
研削工程は、上記のように厚さ測定手段１６と切り換え手段９とが作動して実施される形態に限定されず、例えば、負荷電流値検出部２５と切り換え手段９とが作動して実施されるものとしてもよい。即ち、研削工程の実施形態２においては、切り換え手段９の判断部９３が、研削加工中に板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極が露出したときに起きる加工状況の変化を、負荷電流値検出部２５を介して検知する。

実施形態２の研削工程において、研削手段２が研削送り手段４１により−Ｚ方向へと所定の速度で等速送りされ、回転する研削砥石２４０が板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに当接するまでは、実施形態１の研削工程と同様に実施される。

回転する研削砥石２４０が板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに当接し研削が開始されると、負荷電流値検出部２５が、スピンドル２０を回転駆動するモータ２２に流れる電流値を検出し始める。そして、負荷電流値検出部２５が、検出したモータ２２の負荷電流値についての情報を順次切り換え手段９に送り、そして切り換え手段９の判断部９３がスピンドル２０を回転駆動するモータ２２の負荷電流値の監視を開始する。

例えば、切り換え手段９の記憶部９０のＲＯＭには、予め、モータ２２の負荷電流値についての所定の閾値が記憶されている。この所定の閾値は、例えば、板状ワークＷの直径、樹脂層Ｊの種類、電極Ｅの種類、数、及び直径等に対応して実験的、経験的、又は理論的に選択された値であり、板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化、即ち、モータ２２の負荷電流値の変化を判断部９３が判断するために記憶される電流値である。切り換え手段９によるモータ２２の負荷電流値の監視においては、負荷電流値検出部２５が検出するモータ２２の負荷電流値の値と上記所定の閾値とが順次比較され続けている。

電極Ｅは樹脂層Ｊよりも硬いため、樹脂層Ｊのみを研削していた研削砥石２４０が電極Ｅも研削し始めることで、研削砥石２４０に掛かる負荷が大きくなる。研削砥石２４０が回転している最中においては、図示しない電源からモータ２２に電力が供給され続けており、樹脂層Ｊに加えて各電極Ｅの研削も開始されることで研削砥石２４０に作用する負荷が大きくなった場合でもスピンドル２０を一定の回転数で回転させるようにモータ２２はフィードバック制御されているため、高さの異なる各電極Ｅがそれぞれ研削されていくことで、モータ２２の負荷電流値が上昇していき記憶部９０に記憶されている閾値を越える。その結果、切り換え手段９の判断部９３は、電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断し、プログラムにしたがった加工装置１の装置制御がなされ、研削手段２による研削加工が終了し切削手段５による切削加工が開始される。

（２−３）研削工程の実施形態３
研削工程は、先に説明した厚さ測定手段１６と切り換え手段９とが作動して実施される形態に限定されず、例えば、研削送り負荷電流値検出部４３と切り換え手段９とが作動して実施されるものとしてもよい。即ち、研削工程の実施形態３においては、切り換え手段９が、研削加工中に板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化を、研削送り負荷電流値検出部４３を介して検知する。

実施形態３の研削工程において、研削手段２が研削送り手段４１により−Ｚ方向へと所定の速度で等速送りされ、回転する研削砥石２４０が板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに当接するまでは、実施形態１の研削工程と同様に実施される。

回転する研削砥石２４０が板状ワークＷの被研削面である樹脂層Ｊに当接し研削が開始されると、研削送り負荷電流値検出部４３が、ボールネジ４１０を回転駆動するモータ４１２に流れる電流値を検出し始める。そして、研削送り負荷電流値検出部４３が、検出したモータ４１２の負荷電流値についての情報を順次切り換え手段９に送り、切り換え手段９の判断部９３がボールネジ４１０を回転駆動するモータ４１２の負荷電流値の監視を開始する。

例えば、切り換え手段９の記憶部９０のＲＯＭには、予め、モータ４１２の負荷電流値についての所定の閾値が記憶されている。この所定の閾値は、例えば、板状ワークＷの直径、樹脂層Ｊの種類、電極Ｅの種類、数、及び直径等に対応して実験的、経験的、又は理論的に選択された値であり、板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化、即ち、モータ４１２の負荷電流値の変化を判断部９３が判断するために記憶される電流値である。判断部９３によるモータ４１２の負荷電流値の監視においては、研削送り負荷電流値検出部４３が検出するモータ４１２の負荷電流値の値と上記所定の閾値とが順次比較され続けている。

電極Ｅは樹脂層Ｊよりも硬いため、樹脂層Ｊのみを研削していた研削砥石２４０が電極Ｅも研削し始めることで、研削送り手段４１に掛かる負荷が大きくなる。研削加工中においては、樹脂層Ｊに加えて各電極Ｅの研削も開始されることで研削手段２に作用する負荷が大きくなった場合、即ち、板状ワークＷから研削手段２に対して加えられる垂直抗力が大きくなった場合でも、研削手段２を研削送り手段４１が所定の速度で等速送りできるように（ボールネジ４１０を一定の回転数で回転させるように）モータ４１２はフィードバック制御されている。そのため、高さの異なる各電極Ｅがそれぞれ研削されていくことで、モータ４１２の負荷電流値が上昇していき記憶部９０に記憶されている閾値を越える。その結果、判断部９３は、電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断し、プログラムにしたがった加工装置１の装置制御がなされ、研削手段２による研削加工が終了し切削手段５による切削加工が開始される。

（３）切削工程
上記実施形態１〜３のいずれかの研削工程が実施された後、板状ワークＷの被研削面に露出した電極Ｅと樹脂層Ｊとを切削バイト５４で切削して所定の厚みの板状ワークＷを形成する切削工程が実施される。
図５に示すように、切削手段５が切削送り手段４２により−Ｚ方向へと送られ、切削バイト５４の切り刃５４１の高さ位置が、保持テーブル３０によって保持される板状ワークＷの樹脂層Ｊの所定の高さ位置に位置付けられる。なお、該高さ位置は、切削工程が実施された板状ワークＷを所望の厚みとすることを目的として設定される高さ位置である。さらに、モータ５２が＋Ｚ方向から見て反時計回り方向にスピンドル５０を所定の回転速度で回転させ、これに伴って、切削バイト５４がスピンドル５０を軸に反時計回り方向に所定の回転速度で周回する。

板状ワークＷを吸引保持した保持テーブル３０が＋Ｘ方向に移動していき、保持テーブル３０の保持面３００ａ上を周回する切削バイト５４が、板状ワークＷの樹脂層Ｊに切込み、樹脂層Ｊと電極Ｅとを切削していく。そして、Ｘ軸方向の所定の位置まで保持テーブル３０を＋Ｘ方向に移動させ、周回する切削バイト５４により板状ワークＷの樹脂層Ｊの全面を切削した後、切削手段５を＋Ｚ方向に引き上げて板状ワークＷから離間させる。

このように、本発明に係る加工方法は、樹脂層Ｊを上にして板状ワークＷの基板Ｗ１を保持テーブル３０で保持させる保持工程と、研削砥石２４０で樹脂層Ｊを研削していき、板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したら研削を終了させる研削工程と、研削工程の後、板状ワークＷの被研削面に露出した電極Ｅと樹脂層Ｊとを切削バイト５４で切削して所定の厚みの板状ワークＷを形成する切削工程と、を備えているため、板状ワークＷの厚みを減ずるのに研削砥石２４０が有効な状態と切削バイト５４が有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることで、加工時間を短縮できるとともに、研削砥石２４０の消耗や切削バイト５４の摩滅を防ぎつつ、効率的に所定の厚みの板状ワークＷを形成することが可能になる。

本発明に係る加工装置１は、加工手段１１が、研削砥石２４０を環状に配置した研削ホイール２４を備え研削ホイール２４をその中心を軸に回転させる研削手段２と、研削手段２を保持テーブル３０に接近又は離間する方向に移動させる研削送り手段４１と、研削手段２で研削した板状ワークＷの被研削面を切削バイト５４で切削する切削手段５と、を備え、研削加工中に板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化を検知して研削加工を終了させ切削手段５による切削加工に切り換える切り換え手段９を備えているため、切り換え手段９の判断によって、板状ワークＷの厚みを減ずるのに研削砥石２４０が有効な状態と切削バイト５４が有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができ、加工時間を短縮できるとともに、研削砥石２４０の消耗や切削バイト５４の摩滅を防ぎつつ、効率的に所定の厚みの板状ワークＷを形成することが可能になる。

加工装置１は、例えば、板状ワークＷの被研削面の高さを測定する第２の高さ測定手段１６２を備え、切り換え手段９は、研削送り手段４１により研削手段２を等速送りして板状ワークＷを研削しているときに、第２の高さ測定手段１６２が測定する板状ワークＷの被研削面の高さが予め設定した一定時間内において予め設定した値以上変化しなかったら電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークＷの厚みを減ずるのに研削砥石２４０が有効な状態と切削バイト５４が有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができるようになる。

例えば、研削手段２は、モータ２２の負荷電流値を検出する負荷電流値検出部２５を備え、切り換え手段９は、研削送り手段４１により研削手段２を等速送りして板状ワークＷを研削しているときに、負荷電流値検出部２５が検出したモータ２２の負過電流値が予め設定した値を超えたら電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークＷの厚みを減ずるのに研削砥石２４０が有効な状態と切削バイト５４が有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分けることができるようになる。

研削送り手段４１は、研削送りモータ４１２の負荷電流値を検出する研削送り負荷電流値検出部４３とを備え、切り換え手段９は、研削送り手段４１により研削手段２を等速送りして板状ワークＷを研削しているときに、研削送り負荷電流値検出部４３が検出した研削送りモータ４１２の負荷電流値が予め設定した値を超えたら電極Ｅが板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で露出したと判断することで、板状ワークＷの厚みを減ずるのに研削砥石２４０が有効な状態と切削バイト５４が有効な状態とで各加工具をそれぞれ使い分ができるようになる。

なお、本発明に係る加工方法は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている加工装置１の構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
切り換え手段９による研削加工中の板状ワークＷの被研削面に所定の面積比で電極Ｅが露出したときに起きる加工状況の変化の検知は、例えば、ＣＣＤセンサ等からなるラインセンサを加工装置１が備え、該ラインセンサにより撮像された板状ワークＷの被研削面の撮像画像を用いることで実施されるものとしてもよい。この場合には、研削工程において、例えば、研削されている板状ワークＷの被研削面上に研削ホイール２４とずらしてラインセンサが配設されることで、研削加工中に回転する板状ワークＷの被研削面が連続的に撮像され、該複数の撮像画像を合成した板状ワークＷの被研削面全面写った撮像画像が形成される。そして、切り換え手段９は、この撮像画像から板状ワークＷの被研削面中における電極Ｅの断面積の割合を算出することで、電極Ｅが所定の面積比で露出したことを判断することができる。

１：加工装置 １０：ベース １２：コラム
１５０：第１のカセット載置部 １５０ａ：第１のカセット １５１：第２のカセット載置部 １５１ａ：第２のカセット
１５２：仮置き領域 １５３：位置合わせ手段 １５４ａ：ローディングアーム
１５４ｂ：アンローディングアーム １５５：ロボット １５６：スピンナー洗浄手段
３０：保持テーブル ３００：保持部 ３００ａ：保持面 ３０１：枠体
１１：加工手段
２：研削手段 ２０：スピンドル ２１：ハウジング ２２：モータ ２３：マウント ２４：研削ホイール ２４０：研削砥石 ２４１：ホイール基台
５：切削手段 ５０：スピンドル ５１：ハウジング ５２：モータ ５３：バイトホイール ５３０：取付部
５４：切削バイト ５４０：シャンク ５４１：切り刃
１３：Ｙ軸方向移動手段 １３０：ボールネジ １３１：ガイドレール １３２：モータ
１３３：可動台 １４３：可動台
４１：研削送り手段 ４１０：ボールネジ ４１１：ガイド ４１２：モータ ４１３：昇降板 ４１４：ホルダ ４３：研削送り負荷電流値検出部
４２：切削送り手段
１６：厚さ測定手段 １６１：第１の高さ測定手段 １６２：第２の高さ測定手段
９：切り換え手段 ９０：記憶部 ９１：タイマー

Claims (5)

1. 基板の上に配置され上面に柱状の電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じて所定の厚みの板状ワークを形成する板状ワークの加工方法であって、
   該樹脂層を上にして板状ワークの該基板を保持テーブルで保持させる保持工程と、
   研削砥石で該樹脂層を研削していき、板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したら研削を終了させる研削工程と、
   該研削工程の後、板状ワークの被研削面に露出した該電極と該樹脂層とを切削バイトで切削して所定の厚みの板状ワークを形成する切削工程と、を備える加工方法。
2. 基板の上に配置され上面に柱状の電極を備えたチップを封止したフィラを含んだ樹脂層の厚みを減じさせ所定の厚みの板状ワークを形成する加工装置であって、
   板状ワークを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持した板状ワークの該樹脂層の厚みを減じる加工を行う加工手段と、を備え、
   該加工手段は、研削砥石を環状に配置した研削ホイールを備え該研削ホイールをその中心を軸に回転させる研削手段と、該研削手段を該保持テーブルに接近又は離間する方向に移動させる研削送り手段と、該研削手段で研削した板状ワークの被研削面を切削バイトで切削する切削手段と、を備え、
   研削加工中に板状ワークの被研削面に所定の面積比で電極が露出したときに起きる加工状況の変化を検知して研削加工を終了させ該切削手段による切削加工に切り換える切り換え手段を備え、所定の厚みの板状ワークを形成する加工装置。
3. 板状ワークの被研削面の高さを測定する高さ測定手段を備え、
   前記切り換え手段は、前記研削送り手段により前記研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該高さ測定手段が測定する板状ワークの被研削面の高さが予め設定した一定時間内において予め設定した値以上変化しなかったら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断する請求項２記載の加工装置。
4. 前記研削手段は、前記研削ホイールが中心を軸心に合わせて装着されるスピンドルを回転させるモータと、該モータの負荷電流値を検出する負荷電流値検出部と、を備え、
   前記切り換え手段は、前記研削送り手段により該研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該負荷電流値検出部が検出した該モータの負過電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断する請求項２記載の加工装置。
5. 前記研削送り手段は、前記研削手段を研削送り方向に案内するガイドと、該ガイドに並行して延在するボールネジと、該ボールネジを回転させる研削送りモータと、該研削送りモータの負荷電流値を検出する研削送り負荷電流値検出部とを備え、
   前記切り換え手段は、該研削送り手段により該研削手段を等速送りして板状ワークを研削しているときに、該研削送り負荷電流値検出部が検出した該研削送りモータの負荷電流値が予め設定した値を超えたら電極が板状ワークの被研削面に所定の面積比で露出したと判断する請求項２記載の加工装置。

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