JP5199812B2 - 切削装置 - Google Patents

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本発明は、矩形のパッケージ基板を切削することができる切削装置に関するものである。
CSP(Chip Size Package)等のパッケージ基板は、IC、LSI等のチップが複数整列した状態でパッケージングされたものであり、さいの目状に切削することにより個々のパッケージデバイスに分割され、各種電子機器に利用されている。
パッケージ基板は矩形に形成されており、切削時には、矩形の開口部を有するフレームの当該開口部を塞ぐように粘着テープが貼着され、その粘着テープの粘着面にパッケージ基板が貼着されることにより、パッケージ基板が粘着テープを介してフレームに支持される。そして、その状態で、パッケージ基板が切削装置の矩形の保持テーブルに保持されて切削され、個々のパッケージデバイスに分割される(特許文献1、2参照)。
特開2000−306864号公報 特開2005−183586号公報
しかし、パッケージ基板をさいの目状に切削するためには、パッケージ基板を保持する矩形の保持テーブルを少なくとも90度回転させなければならないため、回転時にオペレータの指等が保持テーブルの角等に接触したりして危険であるという問題がある。
また、切削前には、保持テーブルに配設された検出プレートと切削ブレードとを接触させることによりこれらを電気的に導通させ、そのときの切削ブレードの垂直方向の位置を切り込み深さの原点位置として認識するセットアップと称される作業が必要になるが、フレームが保持テーブルに載置された後は、検出プレートがフレームによって覆われてしまうため、セットアップができないという問題もある。
更に、切削ブレードの切れ味が低下した場合には、保持テーブルに配設されたドレッサーボードを切削して切れ味を回復させているが、切削中はフレームが保持テーブルに載置されドレッサーボードがフレームによって覆われてしまうため、切削の途中においてドレッシングができなくなるという問題がある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、保持テーブルによって矩形のパッケージ基板を保持して切削することができる切削装置において、保持テーブルを回転させても安全とし、セットアップやドレッシングも可能とすることである。
本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、保持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を有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置に関するもので、保持テーブルは、回転可能な円形板と、円形板の中央部に形成された矩形の吸引保持部と、吸引保持部の周囲に配設されたマグネット部と、マグネット部の外周側に配設されドレッシングボードを支持するドレッシングボード支持部と、円形板の回転中心を基準としてドレッシングボード支持部と点対称の位置に配設され切削手段を構成する切削ブレードの垂直方向の運動の原点位置検出の際に切削ブレードを接触させる検出プレートを支持する検出プレート支持部とから構成され、被加工物は、粘着テープを介してフレームに支持され、
フレームは、マグネット部によって磁着される矩形の枠体と、少なくとも枠体の対辺の外側に形成された一対の円弧状の把持部とから構成され、フレームに支持された被加工物が吸引保持部に保持されると共に枠体がマグネット部に磁着された状態で、ドレッシングボード支持部と検出プレート支持部とが枠体の外周側において露出するようにしたものである。
本発明に係る切削装置は、回転可能な円形板の中央部に矩形の吸引保持部が配設され、吸引保持部の四隅が外側に突出していないため、保持テーブルが回転してもオペレータの手が挟まれたりすることがなく、安全である。また、ドレッシングボード支持部は、フレームの枠体を磁着させるマグネット部の外周側に配設されているため、枠体が磁着されて保持テーブルに保持された状態においても切削ブレードのドレッシングを行うことができる。更に、検出プレート支持部もマグネット部の外周側に配設されているため、枠体が磁着されて保持テーブルに保持された状態においても切削ブレードを検出プレートに接触させていわゆるセットアップを行うことができる。
図1に示す切削装置1は、被加工物を保持してX軸方向に移動可能な保持テーブル2と、保持テーブル2に保持された被加工物を切削する切削手段3と、保持テーブル2をX軸方向に駆動するX軸送り手段4と、切削手段3をY軸方向に駆動するY軸送り手段5と、切削手段3をZ軸方向に駆動するZ軸送り手段6とを備えている。
切削手段3は、Y軸方向の軸心を有するスピンドル30がハウジング31によって回転可能に支持され、スピンドル30の先端に切削ブレード32が装着されて構成され、ハウジング31の側部には、被加工物の切削すべき領域を撮像手段330によって撮像し検出するアライメント手段33が固定されている。切削ブレード32は、高速回転しながら保持テーブル2に保持された被加工物に作用して切削を行う工具であり、ブレードカバー34によって上方から覆われている。また、ブレードカバー34の下部には、切削ブレード32を表面側及び裏面側から挟むようにして切削水を吐出する切削水ノズル340が配設されている。
図2に示すように、保持テーブル2は、回転可能な円形板20と、円形板20の中央部に形成された矩形の吸引保持部21と、吸引保持部21の周囲に配設されたマグネット部22と、マグネット部22の外周側に配設されドレッシングボードを例えば吸着によって支持するドレッシングボード支持部23と、円形板20の回転中心を基準としてドレッシングボード支持部23と点対称の位置に配設され切削手段3を構成する切削ブレード32の垂直方向の運動の原点位置検出の際に切削ブレード32を接触させる検出プレートを例えば吸着によって支持する検出プレート支持部24とから構成される。
吸引保持部21は、一対の長辺21aと一対の短辺21bとによって囲まれた矩形状の領域であり、同心円状の複数の円弧状吸引溝210と、複数の円弧状吸引溝210を連通させる直線状吸引溝211とを備えており、円弧状吸引溝210及び直線状吸引溝211は、図示しない吸引源に連通している。
マグネット部22は、図3に示すフレーム7を磁着させて保持するもので、図示の例では吸引保持部21の各辺の外周側に配設されており、ネジによって円形板20にネジ止めされている。図3に示すように、フレーム7は、一対の対辺からなる長辺700と一対の対辺からなる短辺701とからなり図2のマグネット部22に磁着される枠体70と、短辺701の外側に形成された円弧状の把持部71とから構成され、一対の長辺700及び一対の短辺701によって囲まれる領域が矩形の開口部72を形成し、片方の長辺700の外側には位置決め用切り欠き700a、700bが形成されている。これに対応して、図2の円形板20には、フレーム7の位置決め用切り欠き700a、700bに係合させる位置決めピン20a、20bが形成されている。
ドレッシングボード支持部23は、図1に示した切削ブレード32を接触させることにより切削ブレード32の切れ味を回復させるドレッシングボード230を支持する部位であり、図2に示すように、吸引保持部21の一方の長辺21aの外周側においてその長辺21aと平行に配設されたマグネット部22の更に外周側において円形板20に形成されている。
検出プレート支持部24は、図1に示した切削ブレード32と接触させる検出プレート240を支持する部位であり、検出プレート240は、切削ブレード32との接触を電気的導通によって検出することによりそのときの切削ブレード32の垂直方向(Z軸方向)の位置を切り込み深さの基準位置として制御部10に記憶させるセットアップという作業に使用される部材である。図2に示すように、検出プレート支持部24は、吸引保持部21を構成する2つの長辺21aのうち、ドレッシングボード支持部23から離れている方の長辺21aの外周側に配設されたマグネット部22の更に外周側において円形板20に形成されている。
図1に示すように、X軸送り手段4は、X軸方向の軸心を有するボールネジ40と、ボールネジ40に平行に配設された一対のガイドレール41と、ボールネジ40の一端に連結されたモータ42と、図示しない内部のナットがボールネジ40に螺合すると共に下部がガイドレール41に摺接するスライド部43と、スライド部43に固定され保持テーブル2を所望角度回転させるパルスモータを内部に備えた回転駆動部44とから構成され、モータ42に駆動されてボールネジ40が回動するのに伴い、スライド部43がガイドレール41上をX軸方向に摺動し、これに伴い保持テーブル2もX軸方向に移動する構成となっている。X軸送り手段4は、制御部10によって制御される。
Y軸送り手段5は、Y軸方向の軸心を有するボールネジ50と、ボールネジ50に平行に配設された一対のガイドレール51と、ボールネジ50の一端に連結されたパルスモータ52と、図示しない内部のナットがボールネジ50に螺合すると共に下部がガイドレール51に摺接するスライド部53とから構成され、パルスモータ52に駆動されてボールネジ50が回動するのに伴い、スライド部53がガイドレール51上をY軸方向に摺動し、これに伴い切削手段3もY軸方向に移動する構成となっている。Y軸送り手段5は、制御部10によって制御される。
Z軸送り手段6は、Z軸方向の軸心を有するボールネジ60と、ボールネジ60に平行に配設された一対のガイドレール61と、ボールネジ60の一端に連結されたパルスモータ62と、図示しない内部のナットがボールネジ60に螺合すると共に側部がガイドレール61に摺接し切削手段11を支持する支持部63とから構成され、パルスモータ62に駆動されてボールネジ60が回動するのに伴い支持部63がガイドレール61にガイドされてZ軸方向に昇降し、これに伴い切削手段3もZ軸方向に昇降する構成となっている。Z軸送り手段6は、制御部10によって制御される。
図1に示すように、フレーム7の開口部72には、裏面側から粘着テープ8が貼着され、粘着面が開口部72において上方に向けて露出した状態となっており、その露出面に矩形のパッケージ基板9が貼着されることにより、パッケージ基板9が粘着テープ8を介してフレーム7と一体化されて支持された状態となっている。図示の例では3つのパッケージ基板9が貼着されている。
こうしてパッケージ基板9が粘着テープ8を介してフレーム7に支持されると、図2に示した位置決めピン20a、20bに図3に示した位置決め用切り欠き700a、700bが係合するように位置合わせしてフレーム7を載置し、枠体70をマグネット部22に磁着させると、把持部71の円弧の外周が円形板20の円弧に倣うようにしてフレーム7が保持される。そして、図示しない吸引源から吸引保持部21に吸引力を作用させると、粘着テープ8が吸引されることによって粘着テープ8に貼着されたパッケージ基板9も吸引され、保持テーブル2においてパッケージ基板9が保持される。このとき、ドレッシングボード支持部23及び検出プレート支持部24は、枠体70の外周側において露出する。
パッケージ基板9を切削する際の動作について図1を参照して説明すると、パッケージ基板9を保持した保持テーブル2は、X軸送り手段4によって駆動されて+X方向に移動し、パッケージ基板9を撮像部330の直下に位置付ける。そして、撮像手段330がパッケージ基板9の表面を撮像してアライメント手段33が切削すべき分割予定ライン(ストリート)を検出し、そのストリートと切削ブレード32とのY軸方向の位置合わせが行われる。
次に、X軸送り手段4によって駆動されて保持テーブル2が+X方向に移動すると共に、切削ブレード32が高速回転しながらZ軸送り手段6によって駆動されて切削手段3が所定量下降することにより、検出されたストリートに切削ブレード32が切り込み切削される。
また、Y軸送り手段5によって駆動されて切削手段3が隣り合うストリートの間隔ずつY軸方向に移動しながら保持テーブル2がX軸方向に移動して同様の切削が行われ、一方向のすべてのストリートが切削される。更に、保持テーブル2が90度回転してから上記と同様の切削が行われると、すべてのストリートが縦横に切削され、個々のパッケージデバイスに分割される。
このようにして切削を行うと、切削ブレードの切れ味が徐々に低下し、その状態のまま切削を続けると各パッケージデバイスの品質が低下するため、切削の途中においても切削ブレード32のドレッシングを行う必要性が生じる。そこで、その場合は、Y軸送り手段5が切削手段3を−Y方向に駆動することにより、切削ブレード32をドレッシングボード支持部23に支持されたドレッシングボード230の直上に移動させた後に、Z軸送り手段7が切削手段3を下降させ、回転する切削ブレード32をドレッシングボード230に接触させてドレッシングを行い、切削ブレード32の切れ味を回復させる。ドレッシングボード支持部23は、フレーム7を磁着させるマグネット部22の外周側に配設されており、フレーム7の枠体70の外周側に露出しているため、パッケージ基板9の切削の途中においてもドレッシングを行うことができる。
また、切削前には、パッケージ基板9に対する切削ブレード32の切り込み深さを制御するために、検出プレート支持部24に支持された検出プレート240に切削ブレード32を接触させて電気的に導通させ、そのときの切削ブレード32の位置を切り込み深さの原点位置として制御部10が認識するセットアップと称される作業が行われるが、検出プレート支持部24は、フレーム7の枠体70を磁着するマグネット部22よりも外周側に配設されているため、フレーム7が保持テーブル2に保持された後にも検出プレート240に切削ブレード32を接触させてセットアップを行うことができる。
切削装置の一例を示す斜視図である。 保持テーブルの一例を示す平面図である。 フレームの一例を示す平面図である。
符号の説明
1:切削装置
2:保持テーブル
20:円形板 20a、20b:位置決めピン
21:吸引保持部 210:円弧状吸引溝 211:直線状吸引溝
22:マグネット部
23:ドレッシングボード支持部 230:ドレッシングボード
24:検出プレート支持部 240:検出プレート
3:切削手段
30:スピンドル 31:ハウジング 32:切削ブレード
33:アライメント手段 330:撮像部
34:ブレードカバー 340:切削水ノズル
4:X軸送り手段
40:ボールネジ 41:ガイドレール 42:モータ 43:スライド部
44:回転駆動部
5:Y軸送り手段
50:ボールネジ 51:ガイドレール 52:パルスモータ 53:スライド部
6:Z軸送り手段
60:ボールネジ 61:ガイドレール 62:パルスモータ 63:支持部
7:フレーム
70:枠体 700:長辺 701:短辺 700a,700b:位置決め用切り欠き
71:把持部 72:開口部
8:粘着テープ 9:パッケージ基板
10:制御部

Claims (1)

  1. 被加工物を保持する保持テーブルと、該保持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を有する切削手段とを少なくとも備えた切削装置であって、
    該保持テーブルは、回転可能な円形板と、該円形板の中央部に形成された矩形の吸引保持部と、該吸引保持部の周囲に配設されたマグネット部と、該マグネット部の外周側に配設されドレッシングボードを支持するドレッシングボード支持部と、該円形板の回転中心を基準として該ドレッシングボード支持部と点対称の位置に配設され該切削手段を構成する切削ブレードの垂直方向の運動の原点位置検出の際に該切削ブレードを接触させる検出プレートを支持する検出プレート支持部とから構成され、
    被加工物は、粘着テープを介してフレームに支持され、
    該フレームは、該マグネット部によって磁着される矩形の枠体と、少なくとも該枠体の対辺の外側に形成された一対の円弧状の把持部とから構成され、
    該フレームに支持された被加工物が該吸引保持部に保持されると共に該枠体が該マグネット部に磁着された状態で、該ドレッシングボード支持部と該検出プレート支持部とが該枠体の外周側において露出する切削装置。
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