JP2020124784A - 金属板加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】切削ブレードに対する金属屑の付着を防止し、切削ブレードの寿命を延ばすことができる金属板加工方法を提供する。【解決手段】金属板１０をチップに分割する金属板加工方法であって、金属板１０に支持部材Ｔを配設する支持部材配設工程と、切削ブレード２３を回転可能に備えた切削装置２のチャックテーブル３４に金属板１０の支持部材Ｔ側を保持する保持工程と、切削ブレード２３を金属板１０の分割予定ラインに位置付けて切削水Ｗを供給しながら個々のチップに分割する分割工程と、を少なくとも含み、該分割工程において使用する切削水Ｗには、少なくともウルトラファインバブルＢが含まれる金属板加工方法が提供される。【選択図】図３
Description
本発明は、金属板をチップに分割する金属板加工方法に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが、分割予定ラインに区画され表面に形成されたウエーハは、切削装置によって個々のデバイスチップに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される（例えば、特許文献１を参照）。
また、上記した切削装置を活用して、厚みが５０μｍ程度の銅板等の金属板を、分割予定ラインに沿って、例えば１０ｍｍ角の大きさのチップに分割する場合がある。しかし、切削ブレードで金属板を切削しようとすると、切削ブレードの側面に被加工物となる金属の微細な金属屑が付着して、短期間で切れ味が悪くなる、という問題がある。
切削ブレードは、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳砥石、又は、超鋼基板の外周部分に鋸刃を備えた超鋼カッターが用いられる。しかし、いずれの切削ブレードであっても、金属板に切削加工を施して切削しようとすると、上記したように、切削ブレード先端部の側面に微細な金属屑が付着して短期間で切れ味が悪くなり、付着した金属屑は容易に除去することができず、切削ブレードの寿命が短くなってしまう問題がある。
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、切削ブレードに対する金属屑の付着を抑制し、切削ブレードの寿命を延ばすことができる金属板加工方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、金属板をチップに分割する金属板加工方法であって、金属板に支持部材を配設する支持部材配設工程と、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置のチャックテーブルに金属板の支持部材側を保持する保持工程と、切削ブレードを金属板の分割予定ラインに位置付けて切削水を供給しながら個々のチップに分割する分割工程と、を少なくとも含み、該分割工程において使用する切削水には、少なくともウルトラファインバブルが含まれる金属板加工方法が提供される。
該金属板は、銅板でもよく、該切削水には、界面活性剤を含んでいても良い。さらに、該切削ブレードは、超鋼カッターであってもよい。
本発明の金属板加工方法は、金属板をチップに分割する金属板加工方法であって、金属板に支持部材を配設する支持部材配設工程と、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置のチャックテーブルに金属板の支持部材側を保持する保持工程と、切削ブレードを金属板の分割予定ラインに位置付けて切削水を供給しながら個々のチップに分割する分割工程と、を少なくとも含み、該分割工程において使用する切削水には、少なくともウルトラファインバブルが含まれるので、ウルトラファインバブルのキャビテーション効果によって、切削ブレードの表面に切削加工時に生じる金属屑が付着することが抑制され、切削ブレードの寿命が延びる。
以下、本発明に基づいて実施される金属板の加工方法に係る実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の金属板加工方法を実施するに際し、まず、被加工物である金属板に支持部材を配設する支持部材配設工程を実施する。より具体的には、図１に示すように、例えば一辺が８ｃｍ角、厚みが５０μｍの金属板である銅板１０を用意する。
銅板１０を用意したならば、図１に示すように、粘着性を有する支持部材としてのテープＴに銅板１０を貼着し、銅板１０を収容可能な大きさの開口を有する環状のフレームＦにテープＴの外周を貼着して支持する（図１の下段を参照）。以上により、支持部材（テープＴ）を銅板１０に配設する支持部材配設工程が完了する。なお、本発明は、上記した支持部材配設工程の具体例に限定されず、本発明を実施すべく構成された切削装置のチャックテーブルに保持させるための支持部材を金属板に配設する工程であればよく、支持部材の形態については特に限定されない。例えば、フレームＦを使用せず、銅板１０を支持すべく銅板と同一形状にカットされたテープＴを銅板１０の裏面側に貼着し、該テープＴ側を、円盤形状に形成された剛性を有する板状部材（サブストレート）に貼着して形成することもできる。
上記した支持部材配設工程を実施したならば、図２に示す切削装置２（一部のみを示している。）に搬送する。切削装置２には、少なくとも、銅板１０を切削してチップに分割するための切削ブレード２３を回転可能に備えた切削手段２０と、銅板１０を保持し、切削手段２０に対して銅板１０を相対的に移動させるチャックテーブル３４を備えた保持手段３０が備えられる。保持手段３０は、チャックテーブル３４の周囲をカバーするカバー部材３２と、チャックテーブル３４の周囲に均等な間隔をおいて複数配設され、銅板１０を保持する際にフレームＦを固定するクランプ３８とを備える。チャックテーブル３４の上面には、通気性を有する部材から構成される吸着チャック３６が配設される。チャックテーブル３４には、内部を通じて図示しない吸引手段が接続される。なお、図示は省略するが、切削装置２には、保持手段３０を図中矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動させる移動手段、切削手段２０を図中矢印Ｙで示すＹ軸方向、及び矢印Ｚで示すＺ軸方向に移動させる移動手段、保持手段２０に配設されるチャックテーブル３４を回転させる回転駆動手段、チャックテーブル３４上を撮像する撮像手段、各作動部を制御する制御手段等が備えられる。
切削装置２に搬送された銅版１０は、チャックテーブル３４の上面に銅板１０の支持部材であるテープＴ側が向けられて載置され、該吸引手段を作動して吸引されると共に、クランプ３８によってフレームＦが固定され保持される。以上により、保持工程が完了する。
該保持工程が完了したならば、切削ブレード２３を銅板１０の分割予定ラインに位置付けて切削水を供給しながら個々のチップに分割する分割工程を実施する。分割工程について、図３を参照しながら、より具体的に説明する。なお、図３は、チャックテーブル３４に銅板１０が保持された状態を示すものであるが、説明の都合上、クランプ３８は省略されている。
図３に示すように、切削手段２０は、スピンドルユニット２１を備えている。スピンドルユニット２１は、回転スピンドル２２と、回転スピンドル２２の先端部に固定され外周に切り刃を有する切削ブレード２３と、切削ブレード２３を保護するブレードカバー２４とを備えている。切削ブレード２３は、回転スピンドル２２と共に矢印で示す方向に回転可能に構成されている。ブレードカバー２４には、切削ブレード２３によって被加工物が加工される切削位置に切削水を噴射する切削水噴射手段２６と、ブレードカバー２４の上面から切削水を導入して切削水噴射手段２６に供給する切削水導入口２５が配設されている。なお、切削ブレード２３としては、例えば、超鋼基板の外周に鋸刃を備えた超鋼カッターであって、厚みが５０μｍのブレードが選択される。
本実施形態の切削装置２は、さらに、切削水供給手段４０、及び界面活性剤供給手段５０を備えている。切削水供給手段４０には、分割工程を実施する際に切削水供給手段２から切削位置に向けて供給される切削水を送水する切削水圧送手段４２と、切削水供給路４６と、切削水供給路４６に対する切削水の供給を調整するための切削水調整弁４４が配設されている。
切削水圧送手段４２は、切削水貯留タンクと、該切削水貯留タンクから送水する切削水圧送ポンプと、該切削水貯留タンクに貯留された切削水ＷにウルトラファインバブルＢを発生させるＵＦＢ発生部とを備えている（いずれも図示は省略する。）。ウルトラファインバブルＢを液中に発生させる手段は周知であり、詳細については省略するが、例えば、該切削水貯留タンクに貯留された切削水Ｗを、切削水圧送ポンプによって圧送し、該切削水Ｗが通過す通路を狭めて流速を高め、流速を早めることによって該通路から空気の負圧吸引を行って切削水Ｗ中に空気を導入して加圧溶解させた後に、該切削水Ｗを大気圧下に吐出することで、ウルトラファインバブルＢを大量に含む切削水（Ｗ＋Ｂ）を形成することができる。なお、ウルトラファインバブルＢとは、短時間で消失するマイクロバブル（直径１μｍ以上）とは異なり、一旦生成されると液中にマイクロバブルに比して長時間維持される泡であり、一般的に直径が１μｍ未満の微細な泡として定義付けられる。なお、本実施形態のウルトラファインバブルＢを含む切削水（Ｗ＋Ｂ）は、例えば、直径が０．１μｍ〜０．０１μｍの泡を、１ｃｍ３当たり１億個程度含むように生成される。
界面活性剤供給手段５０は、界面活性剤圧送手段５２と、切削水供給路４６に接続された界面活性剤供給路５６と、界面活性剤供給路５６を介して切削水供給路４６に界面活性剤Ｃを導入する界面活性剤Ｃの導入量を調整するための界面活性剤調整弁５４とを備えている。界面活性剤圧送手段５２は、例えば、水に脂肪酸塩を溶かした界面活性剤Ｃを貯留する界面活性剤貯留タンク、及び該界面活性剤Ｃを圧送する界面活性剤圧送ポンプと（いずれも図示は省略する。）を有し、界面活性剤供給路５６を介して、切削水供給路４６に界面活性剤Ｃを導入する。
本実施形態の切削装置２は概ね上記したとおりの構成を備えており、該分割工程について、より具体的に説明する。
チャックテーブル３４に保持された銅版１０は、図示しない移動手段によって図示しない撮像手段の直下に位置付けられて、銅板１０の位置、及び方向が調整され、切削手段２０の切削ブレード２３との位置合わせが行われる。これにより、切削手段２０の切削ブレード２３を、図示しない制御手段に予め記憶された分割予定ラインに位置付けて、銅板１０を図中矢印Ｘで示すＸ軸方向に移動して、図３に示すように、切削溝１００を形成する。この際、切削水供給手段４０を作動して、ウルトラファインバブルＢを含む切削水Ｗを、切削水供給路４６を介して、ブレードカバー２４の切削水導入口２５から導入し、図４に示すように、切削水噴射手段２６の開口部から切削位置に向けて噴射する。なお、本実施形態のウルトラファインバブルＢは、直径が０．１μｍ〜０．０１μｍ程度の泡であって、目視で確認することが困難な大きさであり、図に示すウルトラファインバブルＢは、説明の都合上、実際よりも大きく記載している。
図に示すように、ウルトラファインバブルＢを含む切削水Ｗを切削位置に供給することで、切削位置においてキャビテーション効果が生じ、切削ブレード２３の側面に、銅板１０が切削されることにより発生する金属屑が付着することが抑制され、切削ブレード２３の寿命が延び、切れ味が長期間維持される。
図３に示すように、銅板１０上に、切削溝１００を形成したならば、切削手段２０の切削ブレード２３がＹ軸方向において１０ｍｍ間隔で規定される分割予定ラインに位置付けられるように割り出し送りして、同様の切削加工を施し、一定の方向において１０ｍｍ間隔で切削溝１００を形成する。次いで、銅板１０を９０°回転して、該一定の方向に直交する方向にも、分割予定ラインに沿って、１０ｍｍ間隔で切削溝１００を形成する。以上のようにすることで、図３の下段に示すように、銅板１０が、１０ｍｍ角のチップに分割される。
本実施形態の切削装置２は、上記したように、界面活性剤供給手段５０も備えている。界面活性剤供給手段５０を作動して、界面活性剤調整弁５４が開かれ、所望の量の界面活性剤Ｃを、切削水供給路４６に導入する。切削水供給路４６には、上記したウルトラファインバブルＢを含む切削水Ｗが流れており、この切削水Ｗに界面活性剤を混入させることで、より一層、切削ブレード２３の側面に、金属屑が付着し難くなり、切削ブレード２３の寿命が延び、切れ味が長期間維持される。なお、界面活性剤Ｃの導入は常に実施することも可能であるが、間欠的に実施することもできる。間欠的に実施する場合は、例えば、一枚の銅板１０を切削する過程において、最終の切削溝１００を形成する時に導入する。それにより、次の銅板１０の切削加工に入る前に、切削ブレード２３の側面をより綺麗に洗浄することになる。
上記した実施形態では、被加工物となる金属板として銅板１０に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アルミニウム板、錫板等を被加工物として採用することができる。
また、上記した実施形態では、切削ブレード２３として、超鋼カッターを採用したが、本発明はこれに限定されず、ダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固定した電鋳砥石からなるも切削ブレードであってもよい。
２：切削装置
１０：銅板
２０：切削手段
２１：スピンドルユニット
２２：回転スピンドル
２３：切削ブレード
２４：ブレードカバー
２５：切削水導入口
２６：切削水噴射手段
３０：保持手段
３４：チャックテーブル
４０：切削水供給手段
４２：切削水圧送手段
４４：切削水調整弁
４６：切削水供給路
５０：界面活性剤供給手段
５２：界面活性剤圧送手段
５４：界面活性剤調整弁
Ｆ：フレーム
Ｔ：テープ
Ｗ：切削水
Ｂ：ウルトラファインバブル
Ｃ：界面活性剤
１０：銅板
２０：切削手段
２１：スピンドルユニット
２２：回転スピンドル
２３：切削ブレード
２４：ブレードカバー
２５：切削水導入口
２６：切削水噴射手段
３０：保持手段
３４：チャックテーブル
４０：切削水供給手段
４２：切削水圧送手段
４４：切削水調整弁
４６：切削水供給路
５０：界面活性剤供給手段
５２：界面活性剤圧送手段
５４：界面活性剤調整弁
Ｆ：フレーム
Ｔ：テープ
Ｗ：切削水
Ｂ：ウルトラファインバブル
Ｃ：界面活性剤
Claims (4)
- 金属板をチップに分割する金属板加工方法であって、
金属板に支持部材を配設する支持部材配設工程と、
切削ブレードを回転可能に備えた切削装置のチャックテーブルに金属板の支持部材側を保持する保持工程と、
切削ブレードを金属板の分割予定ラインに位置付けて切削水を供給しながら個々のチップに分割する分割工程と、を少なくとも含み、
該分割工程において使用する切削水には、少なくともウルトラファインバブルが含まれる金属板加工方法。 - 該金属板は、銅板である請求項１に記載の金属加工方法。
- 切削水には、さらに、界面活性剤が含まれる、請求項１、又は２に記載の金属加工方法。
- 該切削ブレードは、超鋼カッターである請求項１乃至３のいずれかに記載の金属加工方法。
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| JP2013111713A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 切削水の供給装置及び供給方法 |
| WO2018168912A1 (ja) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Idec株式会社 | 研削液生成装置、研削液生成方法、研削装置および研削液 |
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