JP2020089953A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ユニットから離脱しないチップを抑制することができること。【解決手段】切削装置は、被加工物を切削ブレードで分割する切削ユニットと、被加工物が分割された複数のＣＳＰをチャックテーブルから搬出しチップ収容部へ収容する搬送ユニット７０とを備える。搬送ユニット７０は、内部の空間７２が吸引源７８と連通し、下面７４１には、空間７２と連通する複数の吸引孔７５がＣＳＰに対応して形成される箱状の吸引パッド７１と、吸引パッド７１の内部の空間７２に配置され吸引孔７５で吸引したＣＳＰに接触して下面７４１から離脱させるチップ離脱ユニット８０と、を備える。チップ離脱ユニット８０は、吸引孔７５に対応して配置され、吸引孔７５に挿通可能な複数の突き落としピン８１と、突き落としピン８１を下面７４１から突出する突出位置と、内部の空間７２に収容される退避位置とに進退させる移動機構８３とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、切削装置に関する。

分割予定ラインに区画された基板の各領域にデバイスが配置され、モールド樹脂で被覆された樹脂パッケージ基板や、キャパシタなどになるセラミックス基板など、各種基板を分割するために切削ブレードを用いる切削装置が利用されている。

切削装置は、これら被加工物を分割する際に通常はダイシングテープで被加工物を保持し、分割後もチップが飛散しないようにするのが一般的である。しかしながら、ダイシングテープのコストが係るため、ダイシングテープを使用しない装置として、分割予定ラインに沿って切削ブレードの逃げ溝が形成されたチャックテーブルと、チャックテーブルで分割された複数のチップを一括で搬送できる搬送ユニットを備えた切削装置（例えば、特許文献１参照）が開発された。

特許第５９４７０１０号公報

前述した特許文献１に示された切削装置は、ダイシングテープのコストを削減でき、収容ケースに直接チップを収容出来るため、非常に効率的ではあるが、チップが搬送ユニットに貼り付いて離脱されず、オペレータによる清掃が必要になる場合があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送ユニットから離脱しないチップを抑制することができる切削装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、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ブレードで切削して分割する切削ユニットと、該被加工物が分割された複数のチップを該チャックテーブルから搬出しチップ収容部へ収容する搬送ユニットと、を備える切削装置であって、該搬送ユニットは、内部の空間が吸引源と連通し、下面には、該空間と連通する複数の吸引孔が該チップに対応して形成されて保持面を構成する箱状の吸引パッドと、該吸引パッドの該内部の空間に配置され、該吸引孔で吸引した該チップを離脱させる際に該チップに接触して該保持面から離脱させるチップ離脱ユニットと、を備え、該チップ離脱ユニットは、該吸引孔に対応して配置され、該吸引孔に挿通可能な複数の突き落としピンと、該突き落としピンを、該保持面から該突き落としピンが突出する突出位置と、該突き落としピンが該内部の空間に収容される退避位置とに進退させる移動機構と、を備えることを特徴とする。

本願発明は、搬送ユニットから離脱しないチップを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す図である。 図２は、図１に示された切削装置の加工対象の被加工物の一例を示す斜視図である。 図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、図１に示された切削装置のチャックテーブルを示す斜視図である。 図５は、図１に示された切削装置の搬送ユニットの構成を一部断面で示す図である。 図６は、図５に示された搬送ユニットを下方からみた斜視図である。 図７は、図１に示された切削装置の搬送ユニットの緩衝シートをチャックテーブル上の個々に分割されたＣＳＰに対向させた状態を一部断面で示す図である。 図８は、図１に示された切削装置の搬送ユニットが緩衝シートにＣＳＰを吸引保持した状態を一部断面で示す図である。 図９は、図１に示された切削装置の搬送ユニットがＣＳＰをチップ収容部まで搬送した状態を一部断面で示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す図である。図２は、図１に示された切削装置の加工対象の被加工物の一例を示す斜視図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図１に示された切削装置のチャックテーブルを示す斜視図である。図５は、図１に示された切削装置の搬送ユニットの構成を一部断面で示す図である。図６は、図５に示された搬送ユニットを下方からみた斜視図である。

実施形態１に係る図１に示す切削装置１は、図２及び図３に示す被加工物２００を切削加工する装置である。実施形態１に係る切削装置１の加工対象の被加工物２００は、図２及び図３に示すように、平面形状が矩形の平板状に形成されている。被加工物２００は、電極板２０１を備え、電極板２０１の表面２０２に複数の分割予定ライン２０３が格子状に形成されている。被加工物２００は、複数の分割予定ライン２０３によって区画された複数の領域を備え、これらの領域それぞれにチップであるＣＳＰ（Chip Size Package）２０４が配置されている。ＣＳＰ２０４は、電極板２０１の裏面側からモールド樹脂２０５によって外表面の少なくとも一部が被覆されている。ＣＳＰ２０４は、個々にパッケージされたパッケージデバイスチップである。このように、実施形態１において、被加工物２００は、モールド樹脂２０５により被覆された複数のＣＳＰ２０４を含む所謂パッケージ基板である。

前述したように構成された被加工物２００は、図１に示す切削装置１によって、分割予定ライン２０３に沿って切削加工され、複数のＣＳＰ２０４に分割される。ＣＳＰ２０４は、分割予定ライン２０３が図１に示す切削装置１の切削ブレード２１によって切断されるために、図示しないバリが形成される。バリは、ＣＳＰ２０４の表面から突出した突起物である。

次に、被加工物２００をＣＳＰ２０４に分割する切削装置１を説明する。切削装置１は、被加工物２００をチャックテーブル１０に保持して複数の分割予定ライン２０３に沿って切削加工する装置である。実施形態１において、切削装置１は、ダイシングテープが貼着されない被加工物２００をチャックテーブル１０に保持して、被加工物２００を所謂フルカットしてＣＳＰ２０４に分割する装置である。切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０３を切削ブレード２１で切削して分割する切削ユニット２０と、制御ユニット１００と、を備える。

チャックテーブル１０は、図４に示すように、矩形状に形成され、かつ被加工物２００を保持する保持面１１を備える。保持面１１は、被加工物２００及びＣＳＰ２０４を吸引するための吸引口１２と、切削ブレード２１を逃がすための逃がし溝１３とを保持面１１に設けている。吸引口１２は、ＣＳＰ２０４に対応する位置に設けられかつ保持面１１に開口している。逃がし溝１３は、分割予定ライン２０３に対応する位置に設けられかつ保持面１１から凹に形成されている。なお、本明細書において、対応する位置とは、Ｚ軸方向に重なる位置を示している。

チャックテーブル１０は、吸引口１２が図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引口１２が吸引されることで、被加工物２００を保持面１１に吸引、保持する。また、チャックテーブル１０は、図示しない加工送りユニットによりＸ軸方向に移動自在で図示しない回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。

切削ユニット２０は、被加工物２００を切削するものである。切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２１を装着する図示しないスピンドルを備える。

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドルは、切削ブレード２１を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドルは、スピンドルハウジング内に収容されている。切削ユニット２０のスピンドル及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。

切削ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、図示しない割り出し送りユニットによりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、図示しない切り込み送りユニットによりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削ユニット２０は、割り出し送りユニット及び切り込み送りユニットにより、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。切削ユニット２０は、割り出し送りユニット及び切り込み送りユニットによりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動されることによって、加工送りユニットによりＸ軸方向に移動されるチャックテーブル１０に保持された被加工物２００の分割予定ライン２０３を切削して、被加工物２００を複数のＣＳＰ２０４に分割する。

また、切削装置１は、加工前の被加工物２００を複数収容するカセット３０と、カセット３０から被加工物２００を取り出す搬出ユニット４０と、カセット３０から取り出された加工前の被加工物２００をチャックテーブル１０に搬送するパッケージ搬送ユニット５０と、加工前の被加工物２００を撮像してアライメントのための画像を取得する撮像ユニット９０と、個々に分割されたＣＳＰ２０４の下面を洗浄する洗浄ユニット１１０と、個々に分割されたＣＳＰ２０４を収容するチップ収容部６０と、搬送ユニット７０とを備える。

カセット３０は、被加工物２００を複数枚収容するものである。カセット３０は、複数枚の被加工物２００をＺ軸方向に間隔をあけて重ねる。カセット３０は、被加工物２００を出し入れ自在とする開口３１を備える。カセット３０は、図示しないカセットエレベータによりＺ軸方向に昇降自在に設けられている。

搬出ユニット４０は、加工前の被加工物２００をカセット３０から１枚取り出す搬出手段４１と、カセット３０から取り出された被加工物２００を一時的に載置する一対のレール４２とを備える。パッケージ搬送ユニット５０は、一対のレール４２上の被加工物２００を吸引する。パッケージ搬送ユニット５０は、吸引した被加工物２００をチャックテーブル１０上に載置する。実施形態１において、撮像ユニット９０は、パッケージ搬送ユニット５０に取り付けられている。チップ収容部６０は、上方に開口６１を有する箱状に形成されている。

搬送ユニット７０は、被加工物２００が分割された複数のＣＳＰ２０４をチャックテーブル１０から搬出し、チップ収容部６０へ搬送するものである。搬送ユニット７０は、図５に示すように、箱状の吸引パッド７１と、吸引パッド７１の内部の空間７２に配置されたチップ離脱ユニット８０とを備える。

吸引パッド７１は、図５及び図６に示すように、ステンレス鋼等の金属により構成されかつ箱状に形成されたパッド本体７３と、パッド本体７３の下面７３１に取り付けられた緩衝シート７４とを備える。

パッド本体７３は、下面７３１及び上面７３２が平坦に形成され、平面形状が矩形状に形成されている。パッド本体７３は、内部の空間７２が密閉されている。パッド本体７３は、少なくとも下面７３１が被加工物２００の平面形状と同等の形状に形成されている。

緩衝シート７４は、平面形状が矩形状に形成され、パッド本体７３の下面７３１と同じ大きさに形成されている。実施形態１では、パッド本体７３の下面７３１と緩衝シート７４とは、互いに全体が重ねられている。緩衝シート７４の下面７４１は、吸引パッド７１の下面であるとともに、ＣＳＰ２０４を保持する保持面でもある。緩衝シート７４の下面７４１は、平坦でありかつ水平方向と平行である。緩衝シート７４は、気密性と弾性とを有する合成樹脂により構成されている。実施形態１において、緩衝シート７４は、ゴムにより構成されるが、ゴムにより構成されることに限定されない。

また、緩衝シート７４の下面７４１には、図５及び図６に示すように、空間７２と連通する複数の吸引孔７５が形成されている。吸引孔７５は、緩衝シート７４の下面７４１及びパッド本体７３の下面７３１を貫通し、かつＣＳＰ２０４と１対１で対応する位置に形成されている。即ち、吸引孔７５は、搬送ユニット７０がＣＳＰ２０４を搬送する際に、対応するＣＳＰ２０４により塞がれる位置に配置されている。実施形態１において、吸引孔７５は、ＣＳＰ２０４と１対１で対応しているが、一つのＣＳＰ２０４に複数の吸引孔７５が対応しても良い。実施形態１において、吸引孔７５は、平面形状が丸形に形成されている。

また、吸引孔７５は、空間７２と、パッド本体７３の空間７２に連結した吸引通路７６と、開閉弁７７とを介して、吸引源７８と連通している。即ち、空間７２は、吸引源７８と連通している。開閉弁７７は、開閉することで、吸引源７８と吸引通路７６とを連通、又は遮断する。吸引源７８は、開閉弁７７を介して吸引孔７５と連通する。吸引源７８は、吸引通路７６を通してエアを吸引して、吸引孔７５からエアを吸引する装置である。

吸引パッド７１は、開閉弁７７が吸引源７８と吸引通路７６とを連通させて、吸引孔７５が吸引源７８により吸引されることで、ＣＳＰ２０４を緩衝シート７４に吸引、保持する。

チップ離脱ユニット８０は、吸引孔７５で吸引したＣＳＰ２０４を緩衝シート７４の下面７４１から離脱させる際に、ＣＳＰ２０４に接触して下面７４１から離脱させるものである。チップ離脱ユニット８０は、吸引孔７５に対応して配置された突き落としピン８１と、突き落としピン８１同士を連結する連結部材８２と、連結部材８２をスライド自在に支持するレール８６と、移動機構８３とを備える。

突き落としピン８１は、実施形態１では、円柱状に形成され、吸引孔７５と１対１で対応している。突き落としピン８１は、対応する吸引孔７５に挿通可能であり、移動機構８３により吸引孔７５を通って吸引パッド７１の緩衝シート７４の下面７４１から突没自在に設けられている。

連結部材８２は、実施形態１では、平板状に形成され、かつ突き落としピン８１の上端が取り付けられて、パッド本体７３の内部の空間７２に配置されている。レール８６は、Ｚ軸方向に連結部材８２を移動自在にしている。

移動機構８３は、突き落としピン８１を、下面７４１から突き落としピン８１が突出する突出位置と、突き落としピン８１がパッド本体７３の内部の空間７２に収容される退避位置とに亘って進退させるものである。実施形態１では、移動機構８３は、吸引パッド７１のパッド本体７３の上面７３２に取り付けられたシリンダ８４と、シリンダ８４から突没自在でかつパッド本体７３の上面７３２を貫通して連結部材８２に取り付けられた伸縮ロッド８５とを備えるエアシリンダであるが、本発明では、エアシリンダに限定されない。伸縮ロッド８５は、Ｚ軸方向と平行に配置されている。実施形態１では、移動機構８３は、伸縮ロッド８５を伸張することにより突き落としピン８１を突出位置に位置付け、伸縮ロッド８５を縮小することにより突き落としピン８１を退避位置に位置付ける。

また、搬送ユニット７０の吸引パッド７１は、搬送移動ユニット７９によりＺ軸方向とＹ軸方向とに沿って移動自在に設けられている。

搬送ユニット７０は、移動機構８３により突き落としピン８１を退避位置に位置付けて、緩衝シート７４にチャックテーブル１０上の個々に分割されたＣＳＰ２０４を吸引し、移動機構８３によりＣＳＰ２０４を吸引した吸引パッド７１をチャックテーブル１０上からチップ収容部６０の上方に移動させた後に、ＣＳＰ２０４の吸引を停止し移動機構８３により突き落としピン８１を突出位置に位置付けて、ＣＳＰ２０４をチップ収容部６０に搬送する。

制御ユニット１００は、切削装置１の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。

制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示装置１０１及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力装置１０２と接続されている。入力装置１０２は、表示装置１０１に設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置１０３とにより構成される。

次に、実施形態１に係る切削装置１の加工動作を説明する。図７は、図１に示された切削装置の搬送ユニットの緩衝シートをチャックテーブル上の個々に分割されたＣＳＰに対向させた状態を一部断面で示す図である。図８は、図１に示された切削装置の搬送ユニットが緩衝シートにＣＳＰを吸引保持した状態を一部断面で示す図である。図９は、図１に示された切削装置の搬送ユニットがＣＳＰをチップ収容部まで搬送した状態を一部断面で示す図である。

オペレータが加工前の被加工物２００をカセット３０内に収容し、入力装置１０２を操作して加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータからの加工動作の開始指示を制御ユニット１００が受け付けると、切削装置１は加工動作を開始する。加工動作では、制御ユニット１００が、搬出ユニット４０にカセット３０から被加工物２００を１枚取り出させて、パッケージ搬送ユニット５０にレール４２上からチャックテーブル１０に被加工物２００を搬送させる。制御ユニット１００が、真空吸引源にチャックテーブル１０の保持面１１に被加工物２００を吸引保持させる。

次に、制御ユニット１００は、加工送りユニットによりチャックテーブル１０を撮像ユニット９０の下方に向かって移動して、撮像ユニット９０に被加工物２００を撮像させて、アライメントを遂行する。

そして、制御ユニット１００は、加工内容情報に基づいて、加工送りユニットと割り出し送りユニットと切り込み送りユニットと回転駆動源とにより、切削ユニット２０とチャックテーブル１０とを分割予定ライン２０３に沿って相対的に移動させながら切削ブレード２１を分割予定ライン２０３に逃がし溝１３に到達するまで切り込ませて、分割予定ライン２０３を切断する。

制御ユニット１００は、切削ブレード２１を全ての分割予定ライン２０３を切断すると、図７に示すように、制御ユニット１００は、チャックテーブル１０にＣＳＰ２０４を吸引保持させたまま、移動機構８３に突き落としピン８１を退避位置に位置付けさせ、開閉弁７７を閉じた状態でチャックテーブル１０の保持面１１上の複数のＣＳＰ２０４に搬送ユニット７０の吸引パッド７１の緩衝シート７４の下面７４１に設けられた吸引孔７５を相対させる。制御ユニット１００は、搬送ユニット７０を下降させて、チャックテーブル１０の保持面１１上の複数のＣＳＰ２０４に搬送ユニット７０の吸引パッド７１の緩衝シート７４の下面７４１を重ねる。このとき、制御ユニット１００は、吸引パッド７１の緩衝シート７４に設けられた吸引孔７５を対応するＣＳＰ２０４が塞ぐ位置に、吸引パッド７１を位置付ける。

制御ユニット１００は、開閉弁７７に吸引源７８と吸引通路７６とを連通させて、吸引源７８に吸引孔７５からエアを吸引させて、吸引パッド７１の緩衝シート７４の下面７４１にＣＳＰ２０４を吸引保持させるとともに、真空吸引源にチャックテーブル１０の吸引を解放（解除又は停止ともいう）させる。制御ユニット１００は、ＣＳＰ２０４を吸引保持した吸引パッド７１を洗浄ユニット１１０の上方まで移動させた後、洗浄ユニット１１０によりＣＳＰ２０４の下面を洗浄させた後、チップ収容部６０の上方まで移動させる。

制御ユニット１００は、図８に示すように、ＣＳＰ２０４を吸引保持した吸引パッド７１をチップ収容部６０の上方で停止させて、吸引パッド７１をチップ収容部６０の上方に位置付ける。制御ユニット１００は、開閉弁７７を閉じるとともに、移動機構８３により突き落としピン８１を突出位置に位置付けて、図９に示すように、緩衝シート７４に吸引保持されたＣＳＰ２０４をチップ収容部６０に向けて落下させる。

そして、一部のＣＳＰ２０４が吸引源７８からの吸引により緩衝シート７４に密着して、開閉弁７７により吸引源７８と吸引通路７６とを遮断しても下面７４１から落下しなくても、突き落としピン８１が緩衝シート７４の下面７４１よりも突出してＣＳＰ２０４を下方に押圧するので、緩衝シート７４への密着が解除されて、ＣＳＰ２０４がチップ収容部６０に向けて落下される。切削装置１は、次の被加工物２００を切削加工し、カセット３０内の被加工物２００を順に切削加工して、カセット３０内の被加工物２００を全て切削加工すると、加工動作を終了する。

実施形態１に係る切削装置１は、突出位置に位置付けられると、緩衝シート７４の下面７４１から突出する突き落としピン８１を備えているので、吸引源７８からの吸引により緩衝シート７４に密着したＣＳＰ２０４が生じても、移動機構８３により突き落としピン８１を突出位置に位置付けるので、ＣＳＰ２０４を強制的に緩衝シート７４から剥がすことができる。その結果、切削装置１は、搬送ユニット７０から離脱しないＣＳＰ２０４を抑制することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削ユニット
２１ 切削ブレード
６０ チップ収容部
７０ 搬送ユニット
７１ 吸引パッド
７２ 空間
７５ 吸引孔
７８ 吸引源
８０ チップ離脱ユニット
８１ 突き落としピン
８３ 移動機構
２００ 被加工物
２０４ ＣＳＰ（チップ）
７４１ 下面（保持面）

Claims (1)

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ブレードで切削して分割する切削ユニットと、該被加工物が分割された複数のチップを該チャックテーブルから搬出しチップ収容部へ収容する搬送ユニットと、を備える切削装置であって、
   該搬送ユニットは、
   内部の空間が吸引源と連通し、下面には、該空間と連通する複数の吸引孔が該チップに対応して形成されて保持面を構成する箱状の吸引パッドと、
   該吸引パッドの該内部の空間に配置され、該吸引孔で吸引した該チップを離脱させる際に該チップに接触して該保持面から離脱させるチップ離脱ユニットと、を備え、
   該チップ離脱ユニットは、
   該吸引孔に対応して配置され、該吸引孔に挿通可能な複数の突き落としピンと、
   該突き落としピンを、該保持面から該突き落としピンが突出する突出位置と、該突き落としピンが該内部の空間に収容される退避位置とに進退させる移動機構と、を備える切削装置。

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