JP6173173B2

JP6173173B2 - 切削装置

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Publication number: JP6173173B2
Application number: JP2013232690A
Authority: JP
Inventors: 福岡　武臣; 武臣福岡
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-11-11
Also published as: JP2015093335A; CN104626376A; CN104626376B

Description

本発明は、パッケージ基板やセラミックス基板等の板状の被加工物を切削するのに適した切削装置に関する。

半導体デバイス製造プロセスや各種の電子部品製造プロセスにおいて、極薄の切削ブレードを高速回転して被加工物を個々のチップや製品に分割するダイシングソーと呼ばれる切削装置は、重要な加工装置であり欠かすことができない。

この種の切削装置では、ボンド材とボンド材中に多量に含まれる微小の砥粒（ダイアモンドやＳｉＣ等）で構成される刃先の厚さ２０〜３００μｍの切削ブレードを高速で回転しながら、被加工物（半導体ウエーハ、ガラス、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）基板やＢＧＡ（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）基板等のパッケージ基板、セラミックス等）の分割予定ラインをミクロンレベルで粉砕除去し、個々のチップや製品に分割する。

切削装置で切削して分割する被加工物の内、切削加工後のデバイスチップの取扱いが比較的ラフでも問題ないものもある。例えば、ＣＳＰ基板やＢＧＡ基板等のパッケージ基板、セラミックス基板などがそれに当たる。

これらの基板では、ダイシングテープを介さずに直接チャックテーブル上に基板を吸引固定し、分割後チップを直接搬送して、洗浄後チップケース等に収容するテープレスの切削装置もある（例えば、特許第４３８８６４０号参照）。この場合、通常用いられるダイシングテープが不要になるため、消耗品の削減、貼り付け工数の削減及びコスト削減等につながる。

特許第４３８８６４０号公報

しかし、この種の切削装置で用いられる被加工物を保持するチャックテーブルは、切削屑を含んだ切削液が直接その上を流れるため、切削屑が付着しやすく、特に、チップを吸引保持する吸引孔は切削屑も同時に吸引するため、切削屑の付着や詰まりが発生する恐れがある。

チャックテーブルに付着した付着物を除去する場合、一旦固まってしまうと非常に取れにくいため、こそげ落とすような作業となり、平坦度等の精度を必要とする保持面等を破損してしまう恐れがある。保持面が破損した場合、保持部の交換となり、保持部は比較的高価な部材であるためコストがかさむという問題がある。

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、チャックテーブルを構成する保持治具の吸引孔に切削屑が詰まることを抑制可能なチャックテーブル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、互いに交差する複数の分割予定ラインで区画される複数の領域を有する板状の被加工物を吸引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を切削ブレードで切削して複数のチップに分割する切削手段と、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備えた切削装置であって、該チャックテーブルは、被加工物を保持する保持面と、該保持面で保持された被加工物の該分割予定ラインに対応する位置に形成された複数の切削ブレード用逃げ溝と、該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に該保持面から裏面へ貫通して形成された複数の吸引孔と、を有する保持治具と、該保持治具が載置される載置面と、負圧源と連通し該保持治具の該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、を有する治具ベースと、該負圧伝達部に対面する該保持治具の裏面に着脱可能に配設された、該保持面の該吸引孔と対応し、該吸引孔より孔径が小さい複数の絞り孔を備えた絞りプレートと、を含むことを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、前記治具ベースの前記負圧伝達部には、流体を供給する流体供給源に連通する流体供給口が開口しており、前記絞りプレートに形成された前記絞り孔の開口面積の総計が、該流体供給口の開口面積より小さく設定されており、前記保持治具から被加工物を離脱させる際に、流体を前記絞りプレートの前記絞り孔を介して該保持治具の前記吸引孔から噴出させる。

本発明によると、チャックテーブルを保持治具と、治具ベースと、保持治具と治具ベースとの間に配設された絞りプレートとから構成したので、高価な保持治具の吸引孔に切削屑が詰まることを抑制でき、絞りプレートに切削屑が詰まったとしても、安価な絞りプレートの交換は容易に行えるという効果を奏する。

また、絞りプレートに形成された絞り孔の開口面積の和は、治具ベースに形成された流体供給口の開口面積より小さく設定されているので、被加工物をチャックテーブルから離脱する際に圧縮空気等の流体が偏りなく全ての吸引孔から排出されるという効果もある。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。図２（Ａ）は本発明実施形態に係るチャックテーブルの分解斜視図、図２（Ｂ）はその斜視図である。チャックテーブルの縦断面図である。

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、本発明実施形態に係る切削装置２の斜視図が示されている。切削装置２は、二つの切削ブレードが対向して配設されたフェイシングジュアルスピンドルタイプの切削装置である。

切削装置２のベース４には、チャックテーブル６が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６は、図２（Ａ）に示すように、保持治具８と、治具ベース１０と、保持治具８と治具ベース１０との間に配設される絞りプレート１２とから構成される。

チャックテーブル６にはＣＳＰ基板等の板状の被加工物１１が吸引保持されて、切削ブレードにより切削されることによりチップに分割される。チャックテーブル６の周囲には分割されたチップを一時的に収容するチップケース１４が配設されている。

チップケース１４の下にはウオーターカバー１５が配設されており、このウオーターカバー１５とベース４に渡り蛇腹１６が連結されている。蛇腹１６の一端にはチップケース１４から落とされたチップを収容するネット１８が配設されている。

チャックテーブル６は回転可能であるとともに、チャックテーブル６上に被加工物１１を搭載する搬出入領域（オリジナルポジション）と、被加工物１１を切削する切削領域との間でＸ軸方向に移動される。

２０は複数の噴射孔２０ａを有する流体噴射ノズルであり、チップに分割された被加工物１１を吸引保持したチャックテーブル６が搬出入領域に位置付けられ、吸引保持を解除した後、噴射孔２０ａから水とエアーからなる２流体を噴射することによりチップケース１４中に収容されたチップをネット１８中に落下させる。

ベース４の後方には門型形状のコラム２２が立設されている。コラム２２にはＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール２４が固定されている。コラム２２にはガイドレール２４に沿って第１Ｙ軸移動ブロック２６がボールねじ２８と図示しないパルスモータとからなる第１Ｙ軸移動機構３２によりＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

第１Ｙ軸移動ブロック２６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール３４が固定されている。第１Ｙ軸移動ブロック２６上には、第１Ｚ軸移動ブロック３６がボールねじ３８とパルスモータ４０とからなる第１Ｚ軸移動機構４２によりガイドレール３４に案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。

第１Ｚ軸移動ブロック３６には第１切削ユニット４４及び第１アライメントユニット４６が取り付けられている。４５は第１切削ユニット４４のスピンドルを収容するスピンドルハウジングであり、スピンドルの先端には第１切削ブレード４８が装着されている。

門型コラム２２には更に、第２Ｙ軸移動ブロック２６ａがボールねじ２８ａとパルスモータ３０ａとからなる第２Ｙ軸移動機構３２ａによりガイドレール２４に案内されてＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

第２Ｙ軸移動ブロック２６ａにはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール３４ａが固定されている。第２Ｙ軸移動ブロック２６ａ上には、第２Ｚ軸移動ブロック３６ａがボールねじ３８ａ及びパルスモータ４０ａとからなる第２Ｚ軸移動機構４２ａによりガイドレール３４ａに案内されてＺ軸方向に移動可能に搭載されている。

第２Ｚ軸移動ブロック３６ａには第２切削ユニット４４ａが取り付けられている。４５ａは第２切削ユニット４４ａのスピンドルを収容するスピンドルハウジングであり、スピンドルの先端には図示しない第２切削ブレードが着脱可能に装着されている。

次に、図２及び図３を参照して、本発明実施形態に係るチャックテーブル６について詳細に説明する。図２（Ａ）はチャックテーブル６の分解斜視図、図２（Ｂ）はその斜視図である。

チャックテーブル６は、保持治具８と、治具ベース１０と、保持治具８と治具ベース１０との間に配設される絞りプレート１２とから構成される。保持治具８は、ＳＵＳ等の金属から形成された治具本体５０と、治具本体５０の上面に接着剤等により固定された樹脂シート５２とから構成される。図３に示すように、樹脂シート５２の上面が被加工物を保持する保持面５２ａに形成されている。

図１及び図３に示す被加工物１１は例えばＣＳＰ基板等のパッケージ基板であり、よく知られているように基板２１の表面には格子状に形成された複数の分割予定ラインが形成されており、交差する分割予定ラインで区画された各領域にデバイス搭載領域が画成されている。基板２１の表面は樹脂封止材２３で封止されている。

図２（Ａ）に最もよく示されるように、保持治具８の治具本体５０及び樹脂シート５２には被加工物１１の分割予定ラインに対応する位置に複数の切削ブレード用逃げ溝５４が形成されている。

交差する切削ブレード用逃げ溝５４で区画された各領域には、保持面５２ａから裏面へ貫通するように吸引孔５６が形成されている。保持治具５０は丸穴から形成された４つの取り付け穴５８を有している。

治具ベース１０はＳＵＳ等の金属から形成されており、保持治具８が載置される保持面１０ａと、図示しない負圧源に連通し保持治具８の吸引孔５６に負圧を伝達する凹部から形成された負圧伝達部６２を有している。

負圧伝達部６２の底面には負圧源に選択的に接続される負圧伝達口６６と、圧縮エアー等の流体を供給する流体供給源に選択的に接続される流体供給口６８が開口している。治具ベース１０の載置面１０ａには保持治具８の取り付け穴５８に対応する位置に４つのねじ穴７０が形成されている。

１２は樹脂から形成された絞りシートであり、保持治具８の吸引孔５６より孔径が小さい複数の絞り孔７２を有している。絞りプレート１２に形成された複数の絞り孔７２の開口面積の合計が、保持ベース１０に形成された流体供給口６８の開口面積より小さく設定されている。

チャックテーブル６を組み立てるには、図３に示すように、絞りプレート１２を保持治具８の裏面に形成された凹部６０中に挿入し、治具ベース１０の負圧伝達部６２中に複数の支持部材６４を配置して、絞りプレート１２を支持部材６４で支持しながら、保持治具８を治具ベース１０の載置面１０ａ上に載置する。

保持治具８の取り付け穴５８中にねじ７４を挿入して治具ベース１０のねじ穴７０に螺合して締め付けることにより、チャックテーブル６が図３に示すように組み立てられる。治具ベース１０の負圧伝達口６６は図示しない負圧源に電磁切替弁を介して選択的に接続され、流体供給口６８は電磁切替弁を介して図示しない流体供給源に選択的に接続される。

次に、上述した構成のチャックテーブル６を備えた切削装置２の作用について説明する。図１で搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル６上に被加工物１１を載置し、電磁切替弁を切り替えて負圧伝達口６６を負圧源に連通すると、治具ベース１０の負圧伝達部６２及び絞りプレート１２の絞り孔７２を介して保持治具８の吸引孔５６に負圧が伝達され、被加工物１１がチャックテーブル６により吸引保持される。

この状態でチャックテーブル６をＸ軸方向に移動して切削加工領域に位置付ける。アライメントユニット４６で被加工物１１の分割予定ラインを切削ブレード４８に整列させるアライメントを実施した後、チャックテーブル６をＸ軸方向に加工送りするとともに純水等の切削液を供給しながら、第１切削ユニット４４又は第２切削ユニット４４ａの切削ブレード４８を高速回転させて被加工物１１の分割予定ラインに切り込み、被加工物１１を分割予定ラインに沿って切断する。

第１の方向に伸長する分割予定ラインを割り出し送りしながら全て切削した後、チャックテーブル６を９０°回転し、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する分割予定ラインを同様に切削して、被加工物１１を個々のチップに分割する。

被加工物１１を個々のチップに分割後、チャックテーブル６をＸ軸方向に移動して搬出入領域まで戻す。チャックテーブル６が搬出入領域に戻された後、吸引孔５６の負圧源への連通を解除してから、流体供給口６８から圧縮空気等の流体を導入して、吸引孔５６から圧縮空気を噴出することにより分割されたチップを保持治具８の保持面５２ａから離脱させる。

この吸引孔５６から圧縮空気等の流体を噴出した後又は噴出とほぼ同時に、流体噴射ノズル２０の噴射孔２０ａから水と圧縮空気とからなる２流体を勢いよく噴射して、個々に分割されたチップをチップケース１４を介してネット１８中に落下させる。全てのチップをネット１８中に落下させた後、ネット１８を切削装置２の所定位置から取り外すことにより、チップを回収することができる。

本実施形態のチャックテーブル６では、保持治具８の裏面に絞りプレート１２が装着されており、絞りプレート１２の絞り孔７２は吸引力を伝達できる程度に十分小さく形成されており、保持面５２ａを形成する保持治具８の吸引孔５６の孔径は切削屑が流れ去りやすいように十分大きく形成されている。

従って、高価な保持治具８の吸引孔５６に切削屑が詰まることが抑制され、絞りプレート１２の絞り孔７２に切削屑が詰まったとしても、絞りプレート１２は安価であるのでその交換はコストを考慮することなく容易に行える。

また、絞りプレート１２の絞り孔７２の開口面積の和（総計）は、治具ベース１０の流体供給口６８の開口面積より小さく設定されているので、被加工物１１をチャックテーブル６から離脱する際に流体供給口６８を介して導入される圧縮空気等の流体が偏りなく全ての吸引孔５６から噴出され、個々に分割されたチップをチャックテーブル６上から離脱させることができ、流体噴射ノズル２０の噴射孔２０ａから噴射される２流体の作用と相まって、分割されたチップをチップケース１４を介してネット１８中に確実に落下させることができる。

２切削装置
６チャックテーブル
８保持治具
１０治具ベース
１２絞りプレート
１４チップケース
１８ネット
２０流体噴射ノズル
２０ａ噴射孔
４４第１切削ユニット
４４ａ第２切削ユニット
４８切削ブレード
５２ａ保持面
５４切削ブレード逃げ溝
５６吸引孔
６２負圧伝達部
６６負圧伝達口
６８流体供給口

Claims

互いに交差する複数の分割予定ラインで区画される複数の領域を有する板状の被加工物を吸引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を切削ブレードで切削して複数のチップに分割する切削手段と、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給手段と、を備えた切削装置であって、
該チャックテーブルは、
被加工物を保持する保持面と、該保持面で保持された被加工物の該分割予定ラインに対応する位置に形成された複数の切削ブレード用逃げ溝と、該切削ブレード用逃げ溝で区画された各領域に該保持面から裏面へ貫通して形成された複数の吸引孔と、を有する保持治具と、
該保持治具が載置される載置面と、負圧源と連通し該保持治具の該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、を有する治具ベースと、
該負圧伝達部に対面する該保持治具の裏面に着脱可能に配設された、該保持面の該吸引孔と対応し、該吸引孔より孔径が小さい複数の絞り孔を備えた絞りプレートと、
を含むことを特徴とする切削装置。
前記治具ベースの前記負圧伝達部には、流体を供給する流体供給源に連通する流体供給口が開口しており、
前記絞りプレートに形成された前記絞り孔の開口面積の総計が、該流体供給口の開口面積より小さく設定されており、
前記保持治具から被加工物を離脱させる際に、流体を前記絞りプレートの前記絞り孔を介して該保持治具の前記吸引孔から噴出させることを特徴とする請求項１記載の切削装置。