JP5199812B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

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。

Images