JP6556066B2 - 切削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、パッケージ基板等の被加工物を切削する際に用いる切削装置に関する。
複数の半導体チップが樹脂等によって封止されたパッケージ基板は、例えば、ストリート等と呼ばれる分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削され、各半導体チップに対応する複数のパッケージデバイスへと分割される。このパッケージ基板のような被加工物を切削する際には、専用に設計された保持治具を用いて被加工物を保持することがある（例えば、特許文献１参照）。
保持治具には、例えば、被加工物の分割予定ラインに対応する複数の切削ブレード用逃げ溝と、分割予定ラインによって区画された被加工物の各領域を吸引する複数の吸引孔とが設けられている。この保持治具を用いれば、分割後の小片（チップ）に対応する領域で被加工物を吸引、保持しながら切削できるので、切削中に被加工物の位置がずれることはない。
ところで、被加工物をある程度まで切削した後には、形成されたカーフ（切り口）の位置や状態を確認するためのいわゆるカーフチェックが実施される。カーフチェックでは、例えば、切削後の分割予定ラインをカメラ等の撮像ユニットで撮像し、形成された画像を元にカーフの位置や状態を確認する（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１１−１１４１４５号公報 特開２０１２−２５６７９３号公報
しかしながら、被加工物の切削中に供給される純水等の切削液が切削ブレード用逃げ溝に溜まると、この切削液の表面で反射する反射光によってハレーションが起こり、カーフの位置や状態を適切に検出できなくなる。
ハレーションの発生を防ぐには、例えば、切削ブレード用逃げ溝に溜まった切削液をエアブロー等の方法で除去すれば良い。しかしながら、この方法では、切削液の除去に時間が掛かるので、生産性を十分に高く維持できない。また、過度のエアブローによって、切削時に発生した切削屑が被加工物に固着する等の問題も発生していた。
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、切削ブレード用逃げ溝に溜まった切削液によるハレーションの発生を防ぐことができる切削装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、交差する複数の分割予定ラインが設定された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と、被加工物の切削中に被加工物と該切削ブレードとに切削液を供給する切削液供給ノズルと、該切削ブレードで切削された被加工物を撮像する撮像ユニットと、を備える切削装置であって、該保持テーブルは、被加工物を保持する保持面と、該保持面に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によって区画される各領域に形成された複数の吸引孔と、を有する保持治具と、該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、該保持治具が載置される載置部と、を有する治具ベースと、を含んで構成されており、該保持治具は、複数の該切削ブレード用逃げ溝のそれぞれに隣接して形成され該切削ブレード用逃げ溝の底面より低い底面を持つ複数の切削液逃げ溝を有する切削装置が提供される。
また、本発明の一態様において、該切削液逃げ溝の底面は、該保持面に対して傾斜していることが好ましい。
本発明の一態様に係る切削装置では、保持治具が、複数の切削ブレード用逃げ溝のそれぞれに隣接する切削液逃げ溝を有し、この切削液逃げ溝の底面が切削ブレード用逃げ溝の底面より低くなっているので、切削液供給ノズルから供給された切削液は、切削ブレード用逃げ溝に溜まることなく切削液逃げ溝に流れ込む。よって、切削ブレード用逃げ溝に溜まった切削液によるハレーションの発生を防ぐことができる。
切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、被加工物の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、被加工物の構成例を模式的に示す底面図であり、図２（Ｃ）は、被加工物の構成例を模式的に示す側面図である。 図３（Ａ）は、治具ベースの上面に載せた状態の保持治具を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、治具ベース及び保持治具を含む保持テーブルの構成例を模式的に示す図である。 図４（Ａ）は、切削ブレード用逃げ溝の周辺を拡大した断面図であり、図４（Ｂ）は、切削液逃げ溝を説明するための断面図である。 図５（Ａ）は、第１変形例に係る保持治具を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、第２変形例に係る保持治具を模式的に示す断面図であり、図５（Ｃ）は、第３変形例に係る保持治具を模式的に示す断面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、切削装置２は、各構造を支持する基台４を備えている。
基台４の上面には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い矩形状の開口４ａが形成されている。この開口４ａ内には、Ｘ軸移動テーブル６、Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構（不図示）、及びＸ軸移動機構を覆う防塵防滴カバー８が設けられている。
Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール（不図示）を備えており、Ｘ軸ガイドレールには、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレールに平行なＸ軸ボールネジ（不図示）が螺合されている。
Ｘ軸ボールネジの一端部には、Ｘ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｘ軸パルスモータでＸ軸ボールネジを回転させることで、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移動する。
Ｘ軸移動テーブル６上には、板状の被加工物１１を吸引、保持するための保持テーブル（保持手段）１０が配置されている。保持テーブル１０は、複数の負圧伝達経路（負圧伝達部）を備えた治具ベース１２を含む。この治具ベース１２の上面（載置部）１２ａには、被加工物１１に対応した保持治具１４が装着される。なお、保持テーブル１０の詳細については後述する。
図２（Ａ）は、被加工物１１の構成例を模式的に示す平面図であり、図２（Ｂ）は、被加工物１１の構成例を模式的に示す底面図であり、図２（Ｃ）は、被加工物１１の構成例を模式的に示す側面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、被加工物１１は、いわゆるパッケージ基板であり、平面視で矩形状に形成された金属枠体１３を含む。
金属枠体１３は、例えば、４２アロイ（鉄とニッケルとの合金）や銅等の金属で構成されており、複数のデバイス領域１５（ここでは、３個のデバイス領域１５）と、各デバイス領域１５を囲む外周余剰領域１７と、を有する。
各デバイス領域１５は、交差する複数の分割予定ライン（ストリート）１９でさらに複数の領域（ここでは、４８個の領域）に区画されており、各領域には、ＩＣやＬＳＩ、ＬＥＤ等のデバイス（デバイスチップ）（不図示）が配置されている。
また、金属枠体１３の裏面１３ｂ側には、複数のデバイスを封止する樹脂層２１が形成されている。図２（Ｃ）に示すように、樹脂層２１は、所定の厚みに形成されており、金属枠体１３の裏面１３ｂから突出している。この樹脂層２１によって、各デバイス領域１５の裏面１３ｂ側全体が覆われている。
図２（Ａ）に示すように、金属枠体１３の表面１３ａ側には、各デバイスに対応する複数のステージ２３が設けられている。各ステージ２３の周囲には、複数の電極パッド（不図示）が形成されている。
この被加工物１１は、例えば、金属枠体１３の裏面１３ｂ側から各ステージ２３にデバイスを配置し、各デバイスの電極と、ステージ２３の周囲に配置された電極パッドとを金属ワイヤー（不図示）等で接続した後に、裏面１３ｂ側を樹脂層２１で封止することによって得られる。
この被加工物１１をストリート１９に沿って切断、分割することで、樹脂によって封止された複数のパッケージデバイスが完成する。なお、本実施形態では、平面視で矩形状のパッケージ基板を被加工物１１として用いているが、被加工物１１の種類、形状等に制限はない。例えば、半導体ウェーハ、樹脂基板、金属基板、セラミックス基板等を被加工物１１として用いることもできる。
基台４の上面には、被加工物１１を切削（切削加工）する切削ユニット１６を支持するための門型の支持構造１８が、開口４ａを跨ぐように配置されている。支持構造１８の前面上部には、切削ユニット１６をＹ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）及びＺ軸方向（上下方向）に移動させる切削ユニット移動機構２０が設けられている。
切削ユニット移動機構２０は、支持構造１８の前面に配置されＹ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２２を備えている。Ｙ軸ガイドレール２２には、切削ユニット移動機構２０を構成するＹ軸移動プレート２４がスライド可能に取り付けられている。
Ｙ軸移動プレート２４の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２２に平行なＹ軸ボールネジ２６が螺合されている。Ｙ軸ボールネジ２６の一端部には、Ｙ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータでＹ軸ボールネジ２６を回転させれば、Ｙ軸移動プレート２４は、Ｙ軸ガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動する。
Ｙ軸移動プレート２４の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール２８が設けられている。Ｚ軸ガイドレール２８には、Ｚ軸移動プレート３０がスライド可能に取り付けられている。
Ｚ軸移動プレート３０の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール２８に平行なＺ軸ボールネジ３２が螺合されている。Ｚ軸ボールネジ３２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３４でＺ軸ボールネジ３２を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３０は、Ｚ軸ガイドレール２８に沿ってＺ軸方向に移動する。
Ｚ軸移動プレート３０の下部には、被加工物１１を切削する切削ユニット１６が設けられている。また、切削ユニット１６に隣接する位置には、被加工物１１の上面側を撮像するカメラ等の撮像ユニット（撮像手段）３６が設置されている。
切削ユニット移動機構２０で、Ｙ軸移動プレート２４をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１６及び撮像ユニット３６は割り出し送りされ、Ｚ軸移動プレート３０をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１６及び撮像ユニット３６は昇降する。
切削ユニット１６は、スピンドル（不図示）の一端側に装着された円環状の切削ブレード３８を備えている。スピンドルの他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、切削ブレード３８は、スピンドルを介して回転駆動源から伝達する回転力によって回転する。
また、切削ブレード３８の近傍には、被加工物１１の切削中に、切削ブレード３８及び被加工物１１に対して純水等の切削液を供給する切削液供給ノズル（切削液供給手段）４０が配置されている。
図３（Ａ）は、治具ベース１２の上面１２ａに載せた状態の保持治具１４を模式的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、治具ベース１２及び保持治具１４を含む保持テーブル１０の構成例を模式的に示す図である。なお、図３（Ｂ）では、図３（Ａ）の一点鎖線ＡＡで示される領域を矢印の方向に見た断面を示している。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、保持治具１４は、樹脂等の材料でなる矩形状の平板であり、その上面は、被加工物１１を吸引、保持するための保持面１４ａになっている。
保持治具１４の保持面１４ａ側には、被加工物１１の分割予定ライン１９に対応する切削ブレード用逃げ溝１４ｃが形成されている。切削ブレード用逃げ溝１４ｃの上端は、保持面１４ａに開口している。この切削ブレード用逃げ溝１４ｃにより、保持面１４ａは、分割後の被加工物１１に対応する複数の領域に区画される。
切削ブレード用逃げ溝１４ｃの幅は、切削ブレード３８の幅より広くなっており、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの深さは、切削ブレード３８の切り込み深さより深くなっている。そのため、被加工物１１を分割予定ライン１９に沿って切削する際に切削ブレード３８を深く切り込ませても、保持治具１４と切削ブレード３８とが干渉することはない。なお、保持治具１４は、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの深さよりも厚く形成される。
逃げ溝１４ｃによって区画された各領域には、保持治具１４を上下に貫通して保持面１４ａに開口する吸引孔１４ｄが形成されている。図３（Ｂ）に示すように、治具ベース１２の上面１２ａに保持治具１４を載せると、各吸引孔１４ｄは、治具ベース１２の上面１２ａ側の中央部分に形成された第１の負圧伝達経路（負圧伝達部）１２ｂに接続される。
第１の負圧伝達経路１２ｂは、ソレノイドバルブ４２ａを通じて吸引源４４に接続されている。そのため、治具ベース１２の上面１２ａに載せた保持治具１４の保持面１４ａに被加工物１１を重ね、被加工物１１の分割予定ライン１９を切削ブレード用逃げ溝１４ｃに合わせた状態でソレノイドバルブ４２ａを開けば、被加工物１１を保持テーブル１０によって吸引、保持できる。
なお、治具ベース１２の上面１２ａ側の外周部分には、保持治具１４を治具ベース１２に装着するための第２の負圧伝達経路１２ｃが形成されている。この第２の負圧伝達経路１２ｃは、ソレノイドバルブ４２ｂを通じて吸引源４４に接続されている。そのため、治具ベース１２の上面１２ａに保持治具１４の下面１４ｂを接触させて、ソレノイドバルブ４２ｂを開けば、保持治具１４を治具ベース１２の上面１２ａに固定できる。
図４（Ａ）は、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの周辺を拡大した断面図である。各切削ブレード用逃げ溝１４ｃに隣接する位置には、各切削ブレード用逃げ溝１４ｃに対して概ね平行な切削液逃げ溝１４ｅが設けられている。この切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇは、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆよりも低い位置に形成されている。すなわち、切削液逃げ溝１４ｅは、切削ブレード用逃げ溝１４ｃよりも低い位置に配置されている。
また、各切削ブレード用逃げ溝１４ｃは、隣接する切削液逃げ溝１４ｅに接続されている。よって、被加工物１１の切削中に切削液供給ノズル４０から供給された切削液は、切削ブレード用逃げ溝１４ｃに溜まることなく切削液逃げ溝１４ｅに流れ込むことになる。つまり、撮像ユニット３６で被加工物１１を撮像する際に、切削ブレード用逃げ溝１４ｃに溜まった切削液によってハレーションが発生することもない。
図４（Ｂ）は、切削液逃げ溝１４ｅを説明するための断面図である。なお、図４（Ｂ）では、図３（Ａ）の一点鎖線ＢＢで示される領域を矢印の方向に見た断面を示している。図４（Ｂ）に示すように、切削液逃げ溝１４ｅの端部１４ｈ，１４ｉは、保持治具１４の側面に開口している。
よって、切削ブレード用逃げ溝１４ｃから切削液逃げ溝１４ｅに流れ込んだ切削液は、端部１４ｈ，１４ｉを通じて保持治具１４の外部に排出される。なお、切削液逃げ溝１４ｅの上端は、保持面１４ａに開口していない。よって、切削液逃げ溝１４ｅ内に切削液が残存したとしても、この切削液によってハレーションが発生することはない。
保持治具１４の製造方法に制限はない。例えば、複数の部品を接着する方法で保持治具１４を製造できる。もちろん、３次元プリンタを用いて保持治具１４を一体に成形しても良い。
以上のように、本実施形態に係る切削装置２では、保持治具１４が、複数の切削ブレード用逃げ溝１４ｃのそれぞれに隣接する切削液逃げ溝１４ｅを有し、この切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇが切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆより低くなっているので、切削液供給ノズル４０から供給された切削液は、切削ブレード用逃げ溝１４ｃに溜まることなく切削液逃げ溝１４ｅに流れ込む。よって、切削ブレード用逃げ溝１４ｃに溜まった切削液によるハレーションの発生を防ぐことができる。
なお、本発明は上記実施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、上記実施形態では、各切削液逃げ溝１４ｅの２つの端部１４ｈ，１４ｉが、保持治具１４の側面に開口している態様を例示したが、必ずしも各切削液逃げ溝１４ｅの２つの端部１４ｈ，１４ｉが全て開口している必要はない。各切削液逃げ溝１４ｅは互いに接続されているから、少なくともいずれか１つの切削液逃げ溝１４ｅの１つの端部が側面に開口していれば、切削液を保持治具１４の外部に排出できる。
また、上記実施形態では、切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇ及び切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆが共に保持面１４ａに対して平行な態様を例示したが、切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇ及び切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆは、保持面１４ａに対して傾斜していても良い。
図５（Ａ）は、第１変形例に係る保持治具１４を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、第２変形例に係る保持治具１４を模式的に示す断面図である。図５（Ａ）に示す保持治具１４では、切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇが保持面１４ａに対して傾斜しており、保持治具１４の中央部分よりも外周部分（端部１４ｈ，１４ｉ）で低くなっている。
一方、図５（Ｂ）に示す保持治具１４では、切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇが保持面１４ａに対して傾斜しており、保持治具１４の一端側（端部１４ｈ）よりも他端側（端部１４ｉ）で低くなっている。このように、保持面１４ａに対して切削液逃げ溝１４ｅの底面１４ｇを傾斜させることで、切削液逃げ溝１４ｅからの切削液の排出を促進させることができる。
図５（Ｃ）は、第３変形例に係る保持治具１４を模式的に示す断面図である。図５（Ｃ）に示す保持治具１４では、切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆが保持面１４ａに対して傾斜しており、底面１４ｆの中央部分よりも切削液逃げ溝１４ｅ側で低くなっている。このように、切削液逃げ溝１４ｅ側で低くなるように切削ブレード用逃げ溝１４ｃの底面１４ｆを傾斜させることで、切削ブレード用逃げ溝１４ｃから切削液逃げ溝１４ｅへの切削液の排出を更に促進させることができる。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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 基台
４ａ 開口
６ Ｘ軸移動テーブル
８ 防塵防滴カバー
１０ 保持テーブル（保持手段）
１２ 治具ベース
１２ａ 上面（載置部）
１２ｂ 第１の負圧伝達経路（負圧伝達部）
１２ｃ 第２の負圧伝達経路
１４ 保持治具
１４ａ 保持面
１４ｂ 下面
１４ｃ 切削ブレード用逃げ溝
１４ｄ 吸引孔
１４ｅ 切削液逃げ溝
１４ｆ，１４ｇ 底面
１４ｈ，１４ｉ 端部
１６ 切削ユニット
１８ 支持構造
２０ 切削ユニット移動機構
２２ Ｙ軸ガイドレール
２４ Ｙ軸移動プレート
２６ Ｙ軸ボールネジ
２８ Ｚ軸ガイドレール
３０ Ｚ軸移動プレート
３２ Ｚ軸ボールネジ
３４ Ｚ軸パルスモータ
３６ 撮像ユニット（撮像手段）
３８ 切削ブレード
４０ 切削液供給ノズル（切削液供給手段）
４２ａ，４２ｂ ソレノイドバルブ
４４ 吸引源
１１ 被加工物
１３ 金属枠体
１３ａ 表面
１３ｂ 裏面
１５ デバイス領域
１７ 外周余剰領域
１９ 分割予定ライン（ストリート）
２１ 樹脂層
２３ ステージ

Claims (2)

  1. 交差する複数の分割予定ラインが設定された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と、被加工物の切削中に被加工物と該切削ブレードとに切削液を供給する切削液供給ノズルと、該切削ブレードで切削された被加工物を撮像する撮像ユニットと、を備える切削装置であって、
    該保持テーブルは、
    被加工物を保持する保持面と、該保持面に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によって区画される各領域に形成された複数の吸引孔と、を有する保持治具と、
    該吸引孔に負圧を伝達する負圧伝達部と、該保持治具が載置される載置部と、を有する治具ベースと、を含んで構成されており、
    該保持治具は、複数の該切削ブレード用逃げ溝のそれぞれに隣接して形成され該切削ブレード用逃げ溝の底面より低い底面を持つ複数の切削液逃げ溝を有することを特徴とする切削装置。
  2. 該切削液逃げ溝の底面は、該保持面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
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