JP5553781B2

JP5553781B2 - 切削方法

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Publication number: JP5553781B2
Application number: JP2011006563A
Authority: JP
Inventors: 雅之川瀬
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2031-01-17
Also published as: JP2012151156A

Description

本発明は、チャックテーブルで保持したＬＥＤパッケージ等の被加工物をバイトホイールで切削する切削方法に関する。

光デバイスの製造プロセスでは、サファイア基板や炭化珪素（ＳｉＣ）基板等の結晶成長用基板上にｎ型半導体層及びｐ型半導体層を積層して発光層（エピタキシャル層）を形成し、この発光層に格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画される各領域に発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）等の発光素子を形成して、光デバイスウエーハを製造する。

その後、光デバイスウエーハの結晶成長用基板側を研削装置で研削して所定の厚みまで薄化し、更に電極を形成した後、レーザ加工装置等により分割予定ラインに沿って分割することで、個々のＬＥＤチップ等の光デバイス（チップ）を製造している。

ＬＥＤチップは基板上に実装された後、ＬＥＤチップの電極と基板のパッドとがワイヤーボンディングされ、更に透光性モールド樹脂でＬＥＤチップを被覆することにより、ＬＥＤパッケージが製造される。

このようなＬＥＤパッケージからの発光効率を向上するために、ＬＥＤパッケージの透光性モールド樹脂を切削刃を有するバイトホイールで切削して平坦化することが試みられている。

ＬＥＤパッケージは一般的にサイズが小さいために、バイトホイールでの切削時に粘着シート上に複数のＬＥＤパッケージを貼着して切削加工が実施される。即ち、ＬＥＤパッケージの粘着シート面をチャックテーブルで保持して、ＬＥＤパッケージの露出した透光性モールド樹脂面に回転するバイトホイールを当接させつつ、チャックテーブルとバイトホイールとを相対移動させることでＬＥＤパッケージの透光性モールド樹脂が切削される。

特許２００９−１２１０５号公報特許平２−２６９１７１号公報

このように粘着シート上にＬＥＤパッケージ等の被加工物を貼着して切削刃を有するバイトホイールで被加工物の露出面を切削する場合、切削時の加工負荷によって粘着シート上の被加工物が切削中に僅かに動き、切削面を平坦化しにくいという問題がある。

特にＬＥＤパッケージを切削する場合のように被加工物が小さい場合には、粘着シートとの接着面積が小さいために接着力が加工負荷に負けて被加工物が粘着シートから剥がれてしまい、被加工物を破損させてしまう恐れがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粘着シートに貼着された被加工物をバイトホイールにより切削する際に、被加工物の動きや剥離の恐れを低減し、被加工物を破損させることなく切削面を平坦化することが可能な切削方法を提供することである。

本発明によると、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルで保持した被加工物をバイトホイールで切削する切削方法であって、被加工物の第１面側を第１粘着シートに貼着して被加工物を該第１粘着シート上に配設する第１粘着シート貼着ステップと、該第１粘着シート上に配設された被加工物の該第１粘着シート側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、該保持ステップを実施する前又は後で、少なくとも被加工物の側面に第２粘着シートを貼着するとともに、該第２粘着シートを該第１粘着シートに貼着して被加工物を該第１粘着シートと該第２粘着シートとで固定する第２粘着シート貼着ステップと、該第２粘着シート貼着ステップを実施した後、該保持面と平行な面で回転する切削刃を有するバイトホイールを回転させつつ被加工物の該第１面と反対側の第２面に当接させた状態で該チャックテーブルと該バイトホイールとを相対移動させて被加工物の該第２面側とともに被加工物の該側面に貼着された該第２粘着シートを切削する切削ステップと、を具備したことを特徴とする切削方法が提供される。

本発明の切削方法によると、少なくとも被加工物の側面に貼着された第２粘着シートと第１粘着シートとで被加工物が固定された状態で被加工物の切削が遂行されるため、切削中に被加工物が動いたり第１粘着シートから剥離する恐れが低減され、被加工物を破損させることなく切削面を平坦化できる。

本発明の切削方法を実施するのに適したバイトホイールが装着されたバイト切削装置の斜視図である。バイトホイールの斜視図である。バイトユニットの分解斜視図である。図４（Ａ）はホイール基台へのバイトユニットの取り付け構造を示す側面図、図４（Ｂ）はその一部断面正面図である。図５（Ａ）はホイール基台へのバランス取り用錘の取り付け構造を示す側面図、図５（Ｂ）はその一部断面正面図である。複数のＬＥＤパッケージを第１粘着シートに貼着する第１粘着シート貼着ステップを示す斜視図である。第２粘着シート貼着ステップを示す分解斜視図である。第２粘着シート貼着ステップを示す拡大縦断面図である。保持ステップを示す一部断面側面図である。切削ステップを示す一部断面側面図である。切削ステップ実施後の一部断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明の切削方法を実施するのに適したバイトホイールが装着されたバイト切削装置２の斜視図が示されている。

４はバイト切削装置２のベース（ハウジング）であり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図９参照）と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイトユニット２６が着脱可能に取り付けられている。

バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

ベース４の中間部分にはチャックテーブル３０を有するチャックテーブル機構２８が配設されており、チャックテーブル機構２８は図示しないチャックテーブル移動機構によりＹ軸方向に移動される。３３は蛇腹であり、チャックテーブル機構２８をカバーする。

ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット３２と、第２のウエーハカセット３４と、ウエーハ搬送用ロボット３６と、複数の位置決めピン４０を有する位置決め機構３８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）４２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）４４と、スピンナ洗浄ユニット４６が配設されている。

また、ベース４の概略中央部には、チャックテーブル３０を洗浄する洗浄水噴射ノズル４８が設けられている。この洗浄水噴射ノズル４８は、チャックテーブル３０が装置手前側のウエーハ搬入・搬出領域に位置づけられた状態において、チャックテーブル３０に向かって洗浄水を噴射する。

図２を参照すると、バイトホイール２５の斜視図が示されている。バイトホイール２５は、環状のホイール基台５０と、ホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対象位置のホイール基台５０に着脱可能に取り付けられたバイトユニット２６と同一重量のバランス取り用錘（カウンターバランス）６６とから構成される。バイトホイール２５は矢印Ｒ方向に回転されて光デバイスウエーハ１１の表面に形成された透光性モールド樹脂を切削する。

バイトユニット２６は、図３の分解斜視図に示すように、略直方体形状のシャンク（バイトシャンク）５２と、シャンク５２に着脱可能に取り付けられたバイト（切削工具）５４とから構成される。バイト５４は板状を呈しており、長手方向の一端部の表面側にはダイアモンド等で所定形状に形成された切削刃５６が固着されている。バイト５４にはねじ５８が挿入される丸穴５９が形成されている。

シャンク５２の一側面には、バイト５４の厚さと同等の深さを有するピット６０が形成されている。ピット６０にはねじ穴６１が形成されている。バイト５４をシャンク５２のピット６０内に挿入し、バイト５４の丸穴５９を通してねじ５８をねじ穴６１に螺合することにより、バイト５４がシャンク５２に固定される。

図４に示すように、ホイール基台５０には直方体形状の取り付け穴６２と、取り付け穴６２に開口するねじ穴６３が形成されている。バイトユニット２６のシャンク５２をホイール基台５０に形成された取り付け穴６２中に挿入し、ねじ６４をねじ穴６３に螺合して締め付けることにより、バイトユニット２６がホイール基台５０に固定される。

一方、バランス取り用錘６６はバイトユニット２６と同一重量を有しており、図２及び図５に示すように、ホイール基台５０の回転中心を基準にバイトユニット２６に対して点対象位置のホイール基台５０に形成された取り付け用穴６８中に挿入され、ねじ穴６９中にねじ７０を螺合して締め付けることにより、ホイール基台５０に固定される。

次に、図６乃至図１１を参照して、本発明実施形態の切削方法について詳細に説明する。本発明実施形態の切削方法では、まず図６に示すように、複数のＬＥＤパッケージ７２の第１面７２ａ側を第１粘着シート７４に貼着するとともに、第１粘着シート７４の外周部を環状フレーム７６に貼着して、複数のＬＥＤパッケージ７２を第１粘着シート７４上に配設する第１粘着シート貼着ステップを実施する。

各ＬＥＤパッケージ７２は、基板７８と、基板７８上に積層された透光性モールド樹脂８０とから構成される。各ＬＥＤパッケージ７２は、第１粘着シート７４に貼着される第１面７２ａと、透光性モールド樹脂８０で被覆された第２面７２ｂを有している。

好ましくは、透光性モールド樹脂８０は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、又はポリイミド樹脂から選択される。

図６に示した実施形態では、複数個のＬＥＤパッケージ７２を第１粘着シート７４に貼着しているが、第１粘着シート７４に貼着する被加工物は一つでもよい。また、被加工物はＬＥＤパッケージ７２に限定されるものではなく、一般的に小サイズの被加工物を含むものである。

このように第１粘着シート７４上に複数のＬＥＤパッケージ７２を貼着した後、図７に示すように、第１粘着シート７４上に貼着された複数のＬＥＤパッケージ７２に対応する位置に複数の切り込み８８を有する第２粘着シート８６を、各切り込み８８が各々のＬＥＤパッケージ７２に被さるように第１粘着シート７４に貼着する。

これにより、図８の拡大断面図に示すように、切り込み８８部分に開口９０が形成されてＬＥＤパッケージ７２の側面に第２粘着シート８６が貼着されるとともに、第２粘着シート８６が第１粘着シート７４に貼着され、ＬＥＤパッケージ７２が第１粘着シート７４と第２粘着シート８６で固定される。

第１粘着シート７４は、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル等の樹脂から形成された基材７４ａとゴム系又はアクリル系の糊層７４ｂとから構成される。第２粘着シート８６も、第１粘着シート７４と同様な樹脂から形成された基材８６ａと糊層８６ｂとから構成される。第２粘着シート８６の糊層８６ｂの厚さは５μｍ以下が好ましい。

ＬＥＤパッケージ７２は、基板７８上に実装されたＬＥＤチップ８２を含んでおり、ＬＥＤチップ８２の電極と基板７８のパッドとは金等のワイヤー８４でボンディング接続されている。ＬＥＤチップ８２及びワイヤー８４は透光性モールド樹脂８０で被覆されている。

このように複数のＬＥＤパッケージ７２を第１粘着シート７４と第２粘着シート８６とで固定する第２粘着シート貼着ステップを実施した後、図９に示すように、バイト切削装置２のチャックテーブル３０で第１粘着シート７４側を吸引保持する保持ステップを実施する。

代替実施形態として、この保持ステップは第２粘着シート貼着ステップを実施する前に行うようにしてもよい。即ち、複数のＬＥＤパッケージ７２が貼着された第１粘着シート７４をチャックテーブル３０で吸引保持してから、第２粘着シート貼着ステップを実施して第１粘着シート７４と第２粘着シート８６とで複数のＬＥＤパッケージ７２を固定するようにしてもよい。

第２粘着シート貼着ステップ及び保持ステップを実施した後、図１０に示すように、チャックテーブル３０の保持面３０ａと平行な面で回転する切削刃５６を有するバイトホイール２５を回転させつつ切削刃５６をＬＥＤパッケージ７２の側面に貼着された第２粘着シート８６に当接させた状態で、チャックテーブル３０とバイトホイール２５とを相対移動させて、第２粘着シート８６とともにＬＥＤパッケージ７２の第２面７２ａ側、即ち透光性モールド樹脂８０を切削して平坦化する切削ステップを実施する。

即ち、バイトホイール２５を例えば約２０００ｒｐｍで回転しつつ、バイトホイール送り機構１８を駆動してバイトユニット２６の切削刃５６を透光性モールド樹脂８０に１０μｍ程度切り込ませ、チャックテーブル３０を矢印Ｙ方向に例えば１８００μｍ／秒の送り速度で移動させながら、切削刃５６で第２粘着シート８６とともに透光性モールド樹脂８０を旋回切削する。この旋回切削時には、チャックテーブル３０は回転させずにＹ軸方向に加工送りする。

ＬＥＤパッケージ７２の透光性モールド樹脂８０は第１粘着シート７４と第２粘着シート８６とで固定された状態で切削刃５６により旋回切削されるため、切削中にＬＥＤパッケージ７２が動いたり第１粘着シート７４から剥離する恐れが低減され、ＬＥＤパッケージ７２を破損させることなく透光性モールド樹脂８０を切削して平坦化することができる。

切削ステップ終了後の一部断面側面図が図１１に示されている。ＬＥＤパッケージ７２の透光性モールド樹脂８０が切削されて平坦化されるため、ＬＥＤチップ８２から出射された光を外部に効率良く取り出すことができる。

第１及び第２粘着シート７４，８６として紫外線硬化型粘着シートを使用することにより、切削加工終了後第１及び第２粘着シート７４，８６に紫外線を照射してその粘着力を低下させ、ＬＥＤパッケージ７２を第１及び第２粘着シート７４，８６から容易に剥離することができる。

２バイト切削装置
２５バイトホイール
２６バイトユニット
３０チャックテーブル
５６切削刃
７２ＬＥＤパッケージ
７４第１粘着シート
７６環状フレーム
７８基板
８０透光性モールド樹脂
８６第２粘着シート
８８切り込み

Claims

被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルで保持した被加工物をバイトホイールで切削する切削方法であって、
被加工物の第１面側を第１粘着シートに貼着して被加工物を該第１粘着シート上に配設する第１粘着シート貼着ステップと、
該第１粘着シート上に配設された被加工物の該第１粘着シート側をチャックテーブルで保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施する前又は後で、少なくとも被加工物の側面に第２粘着シートを貼着するとともに、該第２粘着シートを該第１粘着シートに貼着して被加工物を該第１粘着シートと該第２粘着シートとで固定する第２粘着シート貼着ステップと、
該第２粘着シート貼着ステップを実施した後、該保持面と平行な面で回転する切削刃を有するバイトホイールを回転させつつ被加工物の該第１面と反対側の第２面に当接させた状態で該チャックテーブルと該バイトホイールとを相対移動させて被加工物の該第２面側とともに被加工物の該側面に貼着された該第２粘着シートを切削する切削ステップと、
を具備したことを特徴とする切削方法。