JP4673137B2

JP4673137B2 - 平面ラップ盤

Info

Publication number: JP4673137B2
Application number: JP2005172190A
Authority: JP
Inventors: 博幸杉田
Original assignee: River Eletec Corp
Current assignee: River Eletec Corp
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-06-13
Also published as: JP2006346757A

Description

本発明は、水晶片や半導体チップなどの薄板状の被研磨物を研磨加工するための平面ラップ盤に関するものである。

被研磨物（ワーク）をある一定の厚みになるように均等に研削したり、ワークの表面を研磨したりする場合に、図７に示すような平面ラップ盤１が多く用いられる。この平面ラップ盤１は、遊星歯車駆動によってワーク４を移動させながら、このワーク４を上下方向から押圧することによって研磨加工を行うようになっている。前記平面ラップ盤１は、中心部に中心ギア８ａが配設された円盤状の下定盤２と、昇降機構６を中心部に有する上定盤３と、前記下定盤２と上定盤３とで挟み込まれるキャリア５とを備えて構成されている。前記下定盤２及び上定盤３のそれぞれ対向する面は、前記キャリア５にセットされたワーク４の裏面又は表面に当接して研磨加工を行わせるための加工面２ａ，３ａとなっている。前記キャリア５は、図８及び図９に示すように、外周部に歯車駆動を行うための歯部７を有し、この歯部７が前記中心ギア８ａ及び下定盤２の外周部に配設されているインターナルギア８ｂに噛み合うことによって遊星回転する。そして、この遊星回転するキャリア５を下定盤２と上定盤３とで挟み込むことで、ワーク４の表面や裏面が研磨される。

また、前記上定盤３の加工面３ａには、溝部９ｂが複数設けられ、この溝部９ｂに向けて研磨材１０の供給孔９ａが上定盤３内を貫通して設けられている（特許文献１参照）。
特開２０００−３３５５４号公報

ところで、近年の電子機器の小型化及び薄型化に伴って、これらの電子機器に搭載される水晶片や半導体チップなども薄くする必要があるが、このような水晶片や半導体チップなどのようなワークを研磨加工する場合は、前記ワークをセットするキャリア５を前記ワーク４の加工厚みより薄いものを使用しなければならない。ただし、キャリア５が薄くなるにしたがって、研磨加工中における変形や破損が生じやすくなる。また、図８に示したように、前記ワーク４の加工厚みが薄くなるにしたがって、前記ワーク４がセットされたキャリア５を挟み込む下定盤２と上定盤３との間隔ｄが非常に狭くなり、前記上定盤３を貫通する供給孔９ａの縁部９ｃに前記キャリア５の外周に有する歯部７が接触するおそれがある。

また、特許文献１に示されているように、前記研磨材１０をキャリア５上に均等に分散させるためには研磨材１０の供給孔９ａを多数開設する必要があるが、供給孔９ａが多くなると、この供給孔９ａの縁部９ｃに対してキャリア５の歯部７が引っ掛かる割合が高くなる。特に、前述したような薄型のワークに対応したキャリア５にあっては、回転する際の撓み変形量が多くなるため、前記供給孔９ａに接触するキャリア５の回転駆動に支障を及ぼし、最悪の場合は破損を生じさせることとなる。

そこで、本発明の目的は、水晶片や半導体チップなどの薄板状のワークを研磨加工する際に、前記ワークがセットされたキャリアの回転動作に支障をきたすことなく、スムーズに研磨加工を行わせることのできる平面ラップ盤を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の平面ラップ盤は、下定盤と上定盤との間にワークがセットされたキャリアを挟み込み、前記上下の定盤とキャリアとの間の回転によって前記ワークの表面を研磨する平面ラップ盤において、前記上定盤には前記キャリア上に研磨材を供給するための供給孔が上定盤の加工面に向けて設けられ、この供給孔の加工面における孔径が前記キャリアの外周部に形成されている歯部の先端の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする。

本発明の平面ラップ盤によれば、研磨材の供給孔が上定盤の加工面に向けて設けられ、この供給孔の加工面における孔径が前記キャリアの外周部に形成されている歯部の先端の幅よりも狭く形成されているため、前記加工面にキャリアが撓んで接触した場合にあっても、前記歯部による引っ掛かりを防止し、スムーズに研磨加工を行わせることができる。

また、前記供給孔を上定盤の加工面に凹設された溝部の底部に連通させることで、供給孔から溝部を介して研磨材を加工面に沿って広く拡散されながらキャリア上に供給することができる。

また、前記溝部が複数の縦溝及び横溝からなる格子溝で形成され、この格子溝の少なくとも一以上の交差部に前記供給孔を連通することで、この供給孔から供給される研磨材の拡散を促進し、前記加工面によるワークの研磨効率を高めることができる。

図１及び図２に示すように、本発明の平面ラップ盤１１は、研磨用の加工面を有した円盤型の下定盤１２及び上定盤１３と、これら下定盤１２と上定盤１３とによって挟み込まれるキャリア１５とを備えて構成されている。前記下定盤１２には、中心部に中心ギア１８が配設されている。前記キャリア１５は、外周部に前記中心ギア１８や後述するインターナルギア２１に噛み合う歯部２０を有した薄板部材で形成され、水晶片や半導体チップ等のワーク１４がセットされるセット孔１９が設けられている。このキャリア１５は、前記ワーク１４の加工厚みよりも薄く形成されている。

上定盤１３は、中心上部に取り付けられている昇降機構２２によって、前記キャリア１５にセットされたワーク１４の表面に当接する押圧力を調整している。また、この上定盤１３は、研磨材３１を供給するための供給孔３２が上面から設けられ、前記研磨材３１をキャリア１５上に拡散して排出するための溝部３３が加工面１３ａに複数設けられている。前記供給孔３２は、図２及び図３に示したように、前記上定盤１３の上面に広い開口面を有する丸孔または角孔によって形成される。前記溝部３３は、前記加工面１３ａを微小な幅に凹設して形成されており、図４に示すように、加工面１３ａでの溝幅Ｗ１は、前記キャリア１５の外周に有する歯部２０の先端幅Ｗ２より狭い。次に、前記供給孔３２と溝部３３との関係を図３及び図４に示す。前記供給孔３２は、前記加工面１３ａから所定の深さに凹設された溝部３３の底部３３ａに連通するように形成されている。このため、前記供給孔３２に供給された研磨材３１は、溝部３３からキャリア１５上に排出される。このとき、前記キャリア１５は、加工面１３ａの下を中心ギア１８及びインターナルギア２１によって遊星回転駆動されているが、ワーク１４に合わせて薄く形成されているため、遊星回転中に外周部に有する歯部２０が撓み変形する場合がある。このように前記歯部２０が撓み変形した場合であっても、従来のように、供給孔３２が加工面１３ａまで達していないので、引っ掛かりを防止してキャリア１５の遊星回転をスムーズに行うことができる。また、前記研磨材３１の供給も前記溝部３３に沿って、前記キャリア１５上に広く拡散させることができる。

前記溝部３３は、前記キャリア１５の遊星回転に伴うワーク１４の移動方向に沿って所定間隔ごとに複数形成されている。また、この溝部３３は、前記キャリア１５の移動方向と直交する方向において、上定盤１３の中心部から放射状に延びる方向に複数形成されている場合もある。このような溝部３３上に前記供給孔３２を複数形成することによって、研磨材３１を偏りなく且つ十分にキャリア１５上に供給させることができる。

また、前記溝部は、図５に示すように、前記キャリア１５の回転移動方向に延びる複数の横溝３４ａと、この横溝３４ａと直交する方向に延びる複数の縦溝３４ｂからなる格子溝３４にして形成されている場合がある。このような格子溝３４が形成された上定盤にあっては、前記横溝３４ａと縦溝３４ｂとが交差する一以上の交差点３５上に向けて前記供給孔３２を形成する。前記交差点３５の加工面１３ａに露出する開口部は、前記供給孔３２に比べて非常に小さな径を有しているが、前記横溝３４ａ及び縦溝３４ｂを介して加工面１３ａ全体に拡散させることができる。

前記研磨材３１には、アルミナ粉末、酸化セリウム、シリカなどの微粒子あるいは液状化したものが使用される。この研磨材３１は、前記上定盤１３の上面に開口する供給孔３２に接続される図示しない管やノズル等を介して供給される。

上記実施形態では、研磨材３１のキャリア１５上への排出口を微小幅の溝部３３によって形成したが、このような溝部３３でなく、前記供給孔３２に連通する微小径の孔部で形成してもよい。図６（ａ）は前記溝部３３を微小孔３６で形成した上定盤１３の断面図、図６（ｂ）は前記微小孔３６を加工面１３ａからみた平面図である。前記微小孔３６は、研磨材３１の通過が可能な最小限の孔径に形成されている。この微小孔３６は、前記キャリア１５の歯部２０の幅よりもはるかに小さな孔径で開口しているため、研磨中にキャリア１５が撓み変形した場合にあっても、前記歯部２０に引っ掛かるようなことがない。ただし、研磨材３１の排出口が狭くなるので、供給孔３２を上定盤１３に多く形成する必要がある。

上記実施形態の平面ラップ盤１１は、下定盤１２と上定盤１３とで挟まれたキャリア１５を中心ギア１８とインターナルギア２１の双方の回転駆動によってワーク１４の表面を研磨加工する方式のものである。ただし、このような駆動方式に限定されることなく、例えば、ワーク１４を固定した状態で下定盤または上定盤のいずれか一方あるいは双方を回転させる方式のものであっても、上記示した微小幅の溝部３３に連通するような供給孔３２を設けることによって、薄型化するキャリア１５を使用した場合の研磨加工不良や加工効率の低下を防止する効果が得られる。

上述したように、本発明の平面ラップ盤に備わる上定盤にあっては、従来の上定盤に設けられているような研磨材の供給孔がそのまま加工面に露出しない構造となっている。このため、水晶片や半導体チップなどのような薄型のワークをセットするキャリアの撓み変形が生じた場合にあっても、前記キャリアの歯部等が前記供給孔の縁部に接触することによる遊星回転の妨げを防止し、ワークの研磨不良を低減させることができる。また、前記キャリアの破損も低減することができるので、キャリア交換等に伴う製造費やメンテナンスにかかる費用等も抑えることができる。

本発明に係る平面ラップ盤の断面図である。上記平面ラップ盤を上定盤側からみた平面図である。上記平面ラップ盤の研磨材供給孔の要部断面図である。上記上定盤に設けた研磨材の供給孔とキャリアの歯部との位置関係を示す平面図である。研磨材の排出部を格子縞状の溝部によって形成した上定盤の加工面を示す平面図である。研磨材の排出口を微小孔で形成した上定盤の断面図である。従来の平面ラップ盤の断面図である。上記従来の平面ラップ盤における上定盤の要部断面図である。上記従来の平面ラップ盤における研磨材の供給孔とキャリアの歯部との位置関係を示す平面図である。

符号の説明

１１平面ラップ盤
１２下定盤
１３上定盤
１３ａ加工面
１４ワーク
１５キャリア
１８中心ギア
１９セット孔
２０歯部
２１インターナルギア
３１研磨材
３２供給孔
３３溝部
３４格子溝
３４ａ横溝
３４ｂ縦溝
３５交差点
３６微小孔

Claims

下定盤と上定盤との間にワークがセットされたキャリアを挟み込み、前記上下の定盤とキャリアとの間の回転によって前記ワークの表面を研磨する平面ラップ盤において、
前記上定盤には前記キャリア上に研磨材を供給するための供給孔が上定盤の加工面に向けて設けられ、この供給孔の加工面における孔径が前記キャリアの外周部に形成されている歯部の先端の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする平面ラップ盤。
前記供給孔は、前記上定盤の加工面に凹設された溝部の底部に連通している請求項１記載の平面ラップ盤。
前記溝部は、前記供給孔の上定盤の上面における孔径より狭い溝幅を有する請求項２記載の平面ラップ盤。
前記溝部が複数の縦溝及び横溝からなる格子溝で形成され、この格子溝の少なくとも一以上の交差部に前記供給孔が連通して設けられる請求項２又は３記載の平面ラップ盤。
前記溝部の上定盤の加工面における溝幅が前記キャリアの外周部に形成されている歯部の先端の幅よりも狭く形成されている請求項２乃至４のいずれかに記載の平面ラップ盤。