JP6086790B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状の被加工物を切削加工する切削装置に関する。

ウェーハ等の被加工物は、例えば、切削ブレードを備える切削装置で切削加工される。近年では、この切削加工の効率を高めるために、複数の切削ブレードを備える切削装置が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示される切削装置は、２枚の被加工物を同時に切削加工可能な２組の切削ブレードを備えている。この切削装置では、２組の切削ブレードによる切削ラインの角度ずれが最も小さくなるように２枚の被加工物を組み合わせることで、２枚の被加工物を同時に切削加工する場合の被加工物の配置誤差等の影響を低減している。

特開２００６−１４７７２０号公報

ところで、切削装置の切削ブレードは、切削加工に伴い摩耗する。また、高速回転する切削ブレードは、僅かな外力で破損してしまうこともある。特に、治具テーブルを用いてパッケージ基板を分割する場合には、切削加工で発生する端材が飛散し易くなり切削ブレードの破損リスクも高くなる。

切削ブレードが限界まで磨耗し、または破損すると、切削ブレードを交換する必要が生じる。しかしながら、切削ブレードの交換時には、切削加工を停止させなくてはならないので、切削ブレードの交換頻度が高くなると生産性は低下してしまう。

本発明はかかる問題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、切削ブレードの交換頻度が高くなっても、生産性の低下を抑制可能な切削装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第一切削ブレードと該第一切削ブレードが装着される第一スピンドルとを有した第一切削手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第二切削ブレードと該第二切削ブレードが装着される第二スピンドルとを有した第二切削手段と、を少なくとも備えた切削装置であって、該第一切削手段と該第二切削手段とで該保持手段で保持された被加工物を切削可能な領域を切削領域とし、該切削領域の外側で該第一切削手段と該第二切削手段の該第一切削ブレードと該第二切削ブレードとを退避させる領域を切削ブレード退避領域とし、該切削ブレード退避領域には該第一切削ブレードまたは該第二切削ブレードをドレッシングするためのドレスボードを保持するドレスボード保持手段が設けられ、該保持手段をＸ軸方向に移動させる第一Ｘ軸移動手段と、該ドレスボード保持手段をＸ軸方向に移動させる第二Ｘ軸移動手段と、該第一切削手段をＹ軸方向に移動させる第一移動手段と、該第二切削手段をＹ軸方向に移動させる第二移動手段と、を更に備えることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明によれば、複数の切削ブレードを備える切削装置に切削領域と切削ブレード退避領域とを設けたので、切削領域において一部の切削ブレードで切削加工している間に、切削ブレード退避領域において別の切削ブレードを交換できる。

また、切削ブレード退避領域には、ドレスボード保持手段が配置されているので、切削ブレードの交換に引き続いて切削ブレードのドレッシングを実施できる。よって、切削ブレードの交換頻度が高くなっても、生産性の低下を抑制可能な切削装置を提供できる。

本実施の形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係る切削装置が備える２種類の領域について説明する平面模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。なお、本実施の形態では、パッケージ基板を被加工物とする切削装置について説明するが、一般的なウェーハ等を被加工物とする切削装置に本発明を適用しても良い。

図１に示すように、切削装置２は、被加工物としてのパッケージ基板（不図示）を保持する被加工物保持手段（保持手段、治具テーブル）４を備えている。パッケージ基板は、例えば、チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）等のパッケージ技術を用いて製造される。パッケージ基板を分割予定ラインに沿って切削することで、パッケージ済みの複数のチップを得ることができる。

被加工物保持手段４の下方には、被加工物保持手段４をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構６が設けられている。また、このＸ軸移動機構６を挟むように、角柱状の柱部８（８ａ，８ｂ）が配置されている。柱部８ａ，８ｂの上面には、それぞれ柱部８ａと柱部８ｂとを掛け渡す２本の架橋部１０（１０ａ，１０ｂ）が設けられている。

架橋部１０ａ，１０ｂは、共に直方体状に形成されており、互いの裏面を向かい合わせるように配置されている。また、架橋部１０ａ，１０ｂは、その長手方向がＹ軸方向と平行になるように配置されている。

この架橋部１０、及び柱部８により、４個の切削手段１２（第一切削手段１２ａ、第二切削手段１２ｂ、第三切削手段１２ｃ（図２参照）、第四切削手段１２ｄ）を支持する門型の支持部が形成される。

架橋部１０において、互いに向かい合う裏面と反対の表面側には、各切削手段１２をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動させる４個の移動機構１４（移動機構１４ａ〜１４ｄ）が設けられている。２個の移動機構１４ａ，１４ｃは、架橋部１０ａに設けられており、別の２個の移動機構１４ｂ，１４ｄは、架橋部１０ｂに設けられている。

Ｘ軸移動機構６と柱部８ａとの間、及びＸ軸移動機構６と柱部８ｂとの間には、それぞれ、ドレスボード（不図示）を保持するドレスボード保持手段１６（第一ドレスボード保持手段１６ａ、及び第二ドレスボード保持手段１６ｂ）が配置されている。各ドレスボード保持手段１６の下方には、各ドレスボード保持手段１６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構１８（１８ａ，１８ｂ）が設けられている。

上述のＸ軸移動機構６は、Ｘ軸方向に平行な一対のガイドレール２０と、ガイドレール２０にスライド可能に設置されたＸ軸移動テーブル２２とを備えている。Ｘ軸移動テーブル２２の表面側（上面側）には、被加工物保持手段４が配置されている。Ｘ軸移動テーブル２２の裏面側（下面側）には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、ガイドレール２０と平行なボールネジ２４が螺合されている。

ボールネジ２４の一端部には、パルスモータ２６が連結されている。パルスモータ２６でボールネジ２４を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル２２は、ガイドレール２０に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動機構６上の被加工物保持手段４は、回転機構（不図示）と連結されており、Ｚ軸の周りに回転する。被加工物保持手段４の表面は、パッケージ基板を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、被加工物保持手段４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、パッケージ基板を吸引する吸引力が発生する。

移動機構１４は、それぞれ、架橋部１０の表面側に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール２８と、ガイドレール２８にスライド可能に設置されたＹ軸移動テーブル３０とを備えている。各Ｙ軸移動テーブル３０の裏面側には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、ガイドレール２８と平行なボールネジ３２が螺合されている。

ボールネジ３２の一端部には、パルスモータ３４が連結されている。パルスモータ３４でボールネジ３２を回転させれば、各Ｙ軸移動テーブル３０は、ガイドレール２８に沿ってＹ軸方向に移動する。なお、架橋部１０ａ側のガイドレール２８は、移動機構１４ａ，１４ｃに共通であり、架橋部１０ｂ側のガイドレール２８は、移動機構１４ｂ，１４ｄに共通である。

また、移動機構１４は、Ｙ軸移動テーブル３０の表面側に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３６と、ガイドレール３６にスライド可能に設置されたＺ軸移動テーブル３８とを備えている。各Ｚ軸移動テーブル３８の裏面側には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、ガイドレール３６と平行なボールネジ（不図示）が螺合されている。

ガイドレール３６と平行なボールネジの一端部には、パルスモータ４０が連結されている。パルスモータ４０でボールネジを回転させれば、各Ｚ軸移動テーブル３８は、ガイドレール３６に沿ってＺ軸方向に移動する。

各Ｚ軸移動テーブル３８の下部には、パッケージ基板を切削加工する切削手段１２（第一切削手段１２ａ、第二切削手段１２ｂ、第三切削手段１２ｃ（図２参照）、第四切削手段１２ｄ）が設けられている。上述のようにＹ軸移動テーブル３０及びＺ軸移動テーブル３８を移動させれば、各切削手段１２はＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

各切削手段１２は、それぞれ切削ブレード４２（第一切削ブレード４２ａ、第二切削ブレード４２ｂ、第三切削ブレード４２ｃ（図２参照）、第四切削ブレード４２ｄ（図２参照））を備えている。各切削ブレード４２は、Ｙ軸の周りに回転するスピンドル４４（第一スピンドル４４ａ、第二スピンドル４４ｂ、第三スピンドル４４ｃ、第四スピンドル４４ｄ）（図２参照）の先端部に装着されている。

各切削ブレード４２は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）等の砥粒を、金属、樹脂、ガラス等の結合剤で円環状に固めて形成されている。この切削ブレード４２を高速回転させ、パッケージ基板に切り込ませることで、パッケージ基板は切削加工される。

ドレスボード保持手段１６の表面は、ドレスボードを吸引保持する保持面となっている。この保持面には、ドレスボード保持手段１６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ドレスボードを吸引する吸引力が発生する。

ドレスボードは、例えば、グリーンカーボランダム（ＧＣ）、アランダム（Ａ）系の砥粒をレジンボンド等の結合剤で板状に固めて成形される。このドレスボードに切削ブレード４２を切り込ませ、切削ブレード４２の外形を修正する真円出しドレッシング、または切削ブレード４２の目詰りや目潰れを修復する目立てドレッシングを行う。

ドレスボード保持手段１６のＸ軸移動機構１８は、Ｘ軸方向に平行な一対のガイドレール４６と、ガイドレール４６にスライド可能に設置されたＸ軸移動テーブル４８とを備えている。Ｘ軸移動テーブル４８の表面側（上面側）には、ドレスボード保持手段１６が配置されている。Ｘ軸移動テーブル４８の裏面側（下面側）には、ナット（不図示）が固定されており、このナットには、ガイドレール４６と平行なボールネジ５０が螺合されている。

ボールネジ５０の一端部には、パルスモータ５２が連結されている。パルスモータ５２でボールネジ５０を回転させれば、Ｘ軸移動テーブル４８は、ガイドレール４６に沿ってＸ軸方向に移動する。

このように構成された切削装置２において、各切削手段１２の切削ブレード４２は、２種類の区画された領域間を移動する。図２は、本実施の形態に係る切削装置２が備える２種類の領域について説明する平面模式図である。

図２に示すように、被加工物保持手段４及びドレスボード保持手段１６の周辺領域は、被加工物保持手段４に近い中央寄りの切削領域５４と、切削領域５４の外側を挟む切削ブレード退避領域５６（５６ａ，５６ｂ）とに区画されている。

切削領域５４は、被加工物保持手段４を含むがドレスボード保持手段１６を含まない。移動機構１４を用いて切削手段１２の切削ブレード４２を切削領域５４に移動させ、被加工物保持手段４に保持されるパッケージ基板に回転する切削ブレード４２を切り込ませることで、パッケージ基板は切削加工される。

これに対し、切削ブレード退避領域５６は、ドレスボード保持手段１６を含むが被加工物保持手段４を含まない。この切削ブレード退避領域５６では、切削ブレード４２の交換及びドレッシングが実施される。

切削ブレード４２の交換は、交換対象の切削ブレード４２を切削ブレード退避領域５６に移動させて行われる。切削ブレードのドレッシングは、ドレスボード保持手段１６に保持されるドレスボードに、交換後の切削ブレード４２を切り込ませて行われる。

なお、第一切削ブレード４２ａ、及び第二切削ブレード４２ｂは、切削ブレード退避領域５６ａの第一ドレスボード保持手段１６ａに保持されるドレスボードを用いてドレッシングされる。第三切削ブレード４２ｃ、及び第四切削ブレード４２ｄは、切削ブレード退避領域５６ｂの第二ドレスボード保持手段１６ｂに保持されるドレスボードを用いてドレッシングされる。

以上のように、本実施の形態では、複数の切削ブレード４２を備える切削装置２に切削領域５４と切削ブレード退避領域５６とを設けたので、切削領域５４において一部の切削ブレード４２で切削加工している間に、切削ブレード退避領域５６において別の切削ブレード４２を交換できる。

また、切削ブレード退避領域５６には、ドレスボード保持手段１６が配置されているので、切削ブレード４２の交換に引き続いて切削ブレード４２のドレッシングを実施できる。よって、切削ブレード４２の交換頻度が高くなっても、生産性の低下を抑制できる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、Ｙ軸方向に垂直な仮想平面で切削領域５４と切削ブレード退避領域５６とを区画する態様を例示しているが、切削領域５４と切削ブレード退避領域５６との区画の態様は任意に変更できる。少なくとも、パッケージ基板（被加工物）を切削する領域と、切削ブレード４２を交換可能な領域とを分けることができれば良い。

また、切削領域５４と切削ブレード退避領域５６との境界に、切削領域５４と切削ブレード退避領域５６とを区画する仕切り壁等を設けても良い。この場合、切削加工等の妨げにならないように、仕切り壁等には切削手段１２の移動範囲に応じた開口部等を形成する。

また、切削ブレード退避領域５６で実施されるドレッシングは、切削ブレード４２を交換した後のドレッシングに限定されない。切削加工に伴い切削ブレード４２が摩耗し、切削ブレード４２の目詰りや目潰れ等が発生した場合には、切削ブレード４２を交換することなく目立てドレッシングを行うこともできる。この場合、切削加工を完全に停止させることなく切削ブレード４２を目立てできるので、生産性の低下を抑制できる。

また、上記実施の形態では、４組の切削手段１４を備える切削装置２を例示しているが、本発明は、少なくとも、２組以上の切削手段を備える切削装置に適用できる。その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 切削装置
４ 被加工物保持手段（保持手段、治具テーブル）
６ Ｘ軸移動機構
８，８ａ，８ｂ 柱部
１０，１０ａ，１０ｂ 架橋部
１２ 切削手段
１２ａ 第一切削手段
１２ｂ 第二切削手段
１２ｃ 第三切削手段
１２ｄ 第四切削手段
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 移動機構
１６ ドレスボード保持手段
１６ａ 第一ドレスボード保持手段
１６ｂ 第二ドレスボード保持手段
１８，１８ａ，１８ｂ Ｘ軸移動機構
２０ ガイドレール
２２ Ｘ軸移動テーブル
２４ ボールネジ
２６ パルスモータ
２８ ガイドレール
３０ Ｙ軸移動テーブル
３２ ボールネジ
３４ パルスモータ
３６ ガイドレール
３８ Ｚ軸移動テーブル
４０ パルスモータ
４２ 切削ブレード
４２ａ 第一切削ブレード
４２ｂ 第二切削ブレード
４２ｃ 第三切削ブレード
４２ｄ 第四切削ブレード
４４ スピンドル
４４ａ 第一スピンドル
４４ｂ 第二スピンドル
４４ｃ 第三スピンドル
４４ｄ 第四スピンドル
４６ ガイドレール
４８ Ｘ軸移動テーブル
５０ ボールネジ
５２ パルスモータ
５４ 切削領域
５６，５６ａ，５６ｂ 切削ブレード退避領域

Claims (1)

1. 被加工物を保持する保持手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第一切削ブレードと該第一切削ブレードが装着される第一スピンドルとを有した第一切削手段と、該保持手段で保持された被加工物を切削する第二切削ブレードと該第二切削ブレードが装着される第二スピンドルとを有した第二切削手段と、を少なくとも備えた切削装置であって、
   該第一切削手段と該第二切削手段とで該保持手段で保持された被加工物を切削可能な領域を切削領域とし、該切削領域の外側で該第一切削手段と該第二切削手段の該第一切削ブレードと該第二切削ブレードとを退避させる領域を切削ブレード退避領域とし、
   該切削ブレード退避領域には該第一切削ブレードまたは該第二切削ブレードをドレッシングするためのドレスボードを保持するドレスボード保持手段が設けられ、
   該保持手段をＸ軸方向に移動させる第一Ｘ軸移動手段と、
   該ドレスボード保持手段をＸ軸方向に移動させる第二Ｘ軸移動手段と、
   該第一切削手段をＹ軸方向に移動させる第一移動手段と、
   該第二切削手段をＹ軸方向に移動させる第二移動手段と、を更に備えることを特徴とする切削装置。

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