JP6061720B2 - 切削装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ウエーハ等の被加工物を切削加工する切削装置に関する。
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数表面に形成された半導体ウエーハや、樹脂基板、各種セラミックス基板、ガラス基板等の被加工物はダイシング装置と呼ばれる切削装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。
切削装置は、高速回転する切削ブレード及び被加工物に対して、複数のノズルから純水等の切削液を供給しながら、加工熱を冷却しつつ切削屑を被加工物表面上から排出して切削加工を実施し、切削加工後に被加工物の表面を洗浄している（例えば、特開２０１１−１１４２２０号公報及び特開２００１−００７０５８号公報参照）。
一般的に切削装置では、切削液が装置内に飛散することを防止するため、チャックテーブルと加工手段とを囲う加工室が形成されているが、加工室内の切削屑を含んだ雰囲気が被加工物に付着することを防ぐため、加工室には排気ダクトが排気口を介して接続され、常に加工室内の雰囲気を排気している。
従って、加工室内の雰囲気を排出する排気ダクトの吸引作用によって、完全に密閉されていない加工室には加工室の外の装置内及び装置外の雰囲気が常に流入している。
加工室内の雰囲気の流れは、切削ブレードの高速回転によって高速で飛散する切削液に伴う流れが主たる流れであるが、排気ダクトから加工室内の雰囲気が排気されるのに伴って、加工室の隙間から加工室外の雰囲気が流入することで、他にも様々な流れが発生する。従来は、スピンドルの軸方向と直交する加工室の側壁に排気口を設け、排気ダクトを介して加工室内の雰囲気を排気するようにしていた。
加工室の側壁に排気口を配設する従来の切削装置では、スムーズに加工室内の雰囲気が排出されないことで、加工後の被加工物の表面に雰囲気に含まれる切削屑が付着してしまう恐れがある。よって、加工室内の雰囲気のスムーズな排出は、切削屑等のコンタミの付着を嫌う被加工物にとって重大な問題であった。
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、加工室内の雰囲気をスムーズに排気することが可能な構造を備えた切削装置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チャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削液を供給しながらスピンドルの先端に装着された切削ブレードで被加工物を切削加工する加工手段と、を備えた切削装置であって、該チャックテーブルと該加工手段とを囲繞し、該チャックテーブルに保持された被加工物が該加工手段で切削加工される加工領域を収容する加工室を更に備え、該加工室は、該加工室内の雰囲気を排気吸引源へと排気するための排気口と、該加工室内へ該加工室外の雰囲気を供給するための吸気口と、該吸気口から所定距離離間した位置で該吸気口を覆うように配置される邪魔板と、を有し、該排気口は、該切削ブレードの回転に起因して切削屑を含んだ切削液が飛散する方向の下流側に開口し、該吸気口は、該切削ブレードに対して該排気口と反対側の該加工室を形成する端部壁に開口し、該邪魔板は、該加工室の天井部から下方に向かって伸長しており、該邪魔板により、該吸気口から下方の該切削ブレードへと向かう雰囲気の流れが形成されるとともに、該吸気口に対面する前記チャックテーブルの側面、又は該チャックテーブルに保持された被加工物の側面に当たって跳ね返った切削液が該吸気口へ飛散して該加工室の外へ漏れることを防止することを特徴とする切削装置が提供される。
好ましくは、排気口は、切削液が飛散する方向と直交する方向に被加工物の直径以上の幅をもって、天井部に開口している。好ましくは、吸気口は、切削液が飛散する方向と直交する方向に被加工物の直径以上の幅をもって、端部壁に開口している。
好ましくは、加工室は、仕切り板により加工領域と、チャックテーブルに被加工物を着脱する着脱領域とに仕切られており、排気口は加工領域に、吸気口は着脱領域にそれぞれ配設されている。
本発明の切削装置によると、加工室内の主たる雰囲気の流れである切削ブレードの高速回転が発生させる雰囲気の流れの下流側に排気口を、上流側に吸気口を設けたため、主たる雰囲気のスムーズな流れを整えつつ、吸気口を設けて流れを強化したため、加工室内の雰囲気のスムーズな排気が可能となる。
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、本発明実施形態に係る切削装置２の斜視図が示されている。４は切削装置２のベースであり、ベース４上には加工室６が搭載されている。
加工室６は透明樹脂から形成されており、図２に示すように、矢印Ｘ１で示す加工送り方向に対して反対側の端部壁６ａと、加工送り方向側の端部壁６ｂと、天井部６ｃを有している。加工室６内のベース４上には、チャックテーブル１４が回転可能且つ図示しない加工送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。
チャックテーブル１４の周囲にはウォーターカバー１６が配設されており、このウォーターカバー１６とベース４に渡り加工送り機構の軸部を保護するための蛇腹１８が連結されている。
加工室６はＸ軸方向中ほどに配設された仕切り板８により、チャックテーブル１４に被加工物を着脱する着脱領域１０と、チャックテーブル１４に保持された被加工物を切削加工する加工領域１２とに仕切られている。仕切り板８の下部にはチャックテーブル１４の通過を許容する開口部８ａが形成されている。
ベース４上には門形状のコラム２０が立設されている。コラム２０にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール２２が固定されている。コラム２０上には、Ｙ軸移動ブロック２４がボールねじ２６と図示しないパルスモーターとからなるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）２８によりガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動可能に搭載されている。
Ｙ軸移動ブロック２４にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール３０が固定されている。Ｙ軸移動ブロック２４上には、Ｚ軸移動ブロック３２がボールねじ３４とパルスモーター３６とからなるＺ軸移動機構３８によりガイドレール３０に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。
Ｚ軸移動ブロック３２には、切削ユニット４０と撮像ユニット４３を有するアライメントユニット４２が取り付けられている。切削ユニット４０のスピンドルハウジング４４中には図示しないスピンドルが回転可能に収容されており、スピンドルの先端には切削ブレード４６が装着されている。切削ブレード４６の略上半分はホイールカバー４８で覆われている。
５０はＹ軸方向に伸長するボールねじ２５を切削液の飛沫から保護するＹ軸保護蛇腹であり、一端部５２が門型コラム２０の立設部に固定され、中間部５４が矢印Ａに示すようにＹ軸移動ブロック２４の一端部に取り付けられ、蛇腹５０の他端部５６がＹ軸移動ブロック２４の他端部に固定される。図１では明瞭化のために、Ｙ軸保護蛇腹５０は所定位置に取り付けない状態が示されているが、実際には図２に示すような位置に取り付けられる。
図２の断面図に示すように、ホイールカバー４８にはブレードクーラーノズル４９とシャワーノズル５１とが取り付けられており、チャックテーブル１４に保持されたウエーハ等の被加工物１１を切削加工する際には、ブレードクーラーノズル４９及びシャワーノズル５１から切削水を噴出しながらチャックテーブル１４を矢印Ｘ１方向に加工送りして、被加工物１１の切削加工を実施する。切削液を供給しながら切削加工を実施すると、切削ブレード４６の高速回転に起因して切削屑を含んだ切削液１３が加工送り方向側に飛散する。
本実施形態の切削装置では、加工室６を形成する加工送り方向Ｘ１に対して反対側の端部壁６ａの上端部に吸気口５８が形成されており、排気ボックス６２が加工送り方向Ｘ１側の端部壁６ｂと天井部６ｃに渡り取り付けられている。
図４に示すように、排気ボックス６２は、切削液１３が飛散する方向と直交する方向にウエーハ等の被加工物の直径以上の幅を持って開口した排気口６４が形成されている。排気口６４は排気管接続口６５を介して排気管６６に接続されている。
図４において、排気口６４の幅は、排気ボックス６２の底面６３の幅を調整することにより最適な開口幅に調整される。本実施形態では、吸気口５８の面積は排気ダクト６６の断面積と概略同じに形成した。
排気管６６に接続された排気吸引源を駆動して被加工物１１の切削加工を実施すると、加工室６内には図２で矢印Ａで示すような雰囲気の流れが生じ、吸気口５８から取り入れられた加工室６外のエアとともに、切削加工で生じた切削屑を含んだ切削液１３が切削ブレード４６の高速回転に起因して矢印Ｘ１で示す加工送り方向側に高速で飛散し、加工室６内の雰囲気が矢印Ａ方向の流れに乗って排気口６４に達し、更に図４で矢印Ｂに示すように排気管６６に排気される。
図２及び図５に示すように、吸気口５８に隣接し且つ吸気口５８から所定距離離間して邪魔板６０が加工室６の天井部６ｃに取り付けられている。このように邪魔板６０を吸気口５８に隣接して配設したことにより、吸気口５８に対面するチャックテーブル１４の側面又はチャックテーブル１４に保持された被加工物１１の側面に当たって矢印Ｃで示すように跳ね返った切削液１３がこの邪魔板６０に衝突し、切削液１３が吸気口５８へ飛散して吸気口５８を介して加工室６の外に漏れ出すのを防止することができる。
上述した実施形態では、加工室６内の主たる雰囲気の流れである切削ブレード４６の高速回転が発生させる雰囲気の流れＡの、下流側に排気口６４を上流側に吸気口５８を設けたため、主たる雰囲気のスムーズな流れを整えつつ、更に加工室６に吸気口５８を設けて流れを強化したため、加工室６内の雰囲気のスムーズな排気が可能となる。
２ 切削装置
６ 加工室
８ 仕切り板
１０ 着脱領域
１２ 加工領域
１４チャックテーブル
１８ 蛇腹
２０ 門型コラム
２４ Ｙ軸移動ブロック
３２ Ｚ軸移動ブロック
４０ 切削ユニット
４２ アライメントユニット
４６ 切削ブレード
４６ ホイールカバー
５０ Ｙ軸保護蛇腹
５８ 吸気口
６０ 邪魔板
６２ 排気ボックス
６４ 排気口
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１２ 加工領域
１４チャックテーブル
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４６ ホイールカバー
５０ Ｙ軸保護蛇腹
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６２ 排気ボックス
６４ 排気口
Claims (4)
- 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削液を供給しながらスピンドルの先端に装着された切削ブレードで被加工物を切削加工する加工手段と、を備えた切削装置であって、
該チャックテーブルと該加工手段とを囲繞し、該チャックテーブルに保持された被加工物が該加工手段で切削加工される加工領域を収容する加工室を更に備え、
該加工室は、
該加工室内の雰囲気を排気吸引源へと排気するための排気口と、
該加工室内へ該加工室外の雰囲気を供給するための吸気口と、
該吸気口から所定距離離間した位置で該吸気口を覆うように配置される邪魔板と、を有し、
該排気口は、該切削ブレードの回転に起因して切削屑を含んだ切削液が飛散する方向の下流側に開口し、
該吸気口は、該切削ブレードに対して該排気口と反対側の該加工室を形成する端部壁に開口し、
該邪魔板は、該加工室の天井部から下方に向かって伸長しており、
該邪魔板により、該吸気口から下方の該切削ブレードへと向かう雰囲気の流れが形成されるとともに、該吸気口に対面する前記チャックテーブルの側面、又は該チャックテーブルに保持された被加工物の側面に当たって跳ね返った切削液が該吸気口へ飛散して該加工室の外へ漏れることを防止することを特徴とする切削装置。 - 前記排気口は、前記切削液が飛散する方向と直交する方向に被加工物の直径以上の幅をもって、前記天井部に開口していることを特徴とする請求項１記載の切削装置。
- 前記吸気口は、前記切削液が飛散する方向と直交する方向に被加工物の直径以上の幅をもって、前記端部壁に開口していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削装置。
- 前記加工室は、仕切り板により前記加工領域と、前記チャックテーブルに被加工物を着脱する着脱領域とに仕切られており、
前記排気口は該加工領域に、前記吸気口は該着脱領域にそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の切削装置。
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