JP7033485B2 - 切削ブレードの整形方法 - Google Patents

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Description

本発明は、高速回転することで加工対象物を切削する切削ブレードの整形方法に関する。
例えば、ＱＦＮ等の半導体パッケージを切削する際には、切削ブレードは先端形状が平坦形状であることが好ましく、定期的に平坦ドレス用のドレッサーボードで切削ブレード先端の整形を行っている（例えば、特許文献１参照）。また一方で、表面膜の剥離を抑えるために、先端がＶ形状の切削ブレードで表面膜を除去する加工の場合にも、経時的に切削ブレードの先端形状がくずれるため、整形作業を定期的に行う必要がある。
特開２０１０－５８８号公報
しかしながら、従来の切削ブレードの整形にあっては、平坦な先端形状に整形するためのドレッサーボードと、Ｖ形の先端形状に整形するためドレッサーボードの両方を予め準備する必要がある。このように、従来にあっては、整形する先端形状のバリエーションが多数になると、これに応じてドレッサーボードを用意する負担が増大する、という問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの先端形状が複数種となる場合に、ドレス用部材を予め用意する負担を軽減することができる切削ブレードの整形方法を提供することを目的とする。
本発明の切削ブレードの整形方法は、切削ブレードの整形方法であって、ドレス用部材に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点をドレス用部材の内部に位置づけて一方の面から複数回レーザービームを照射して、ドレス用部材の内部に複数の改質層を形成する改質層形成ステップと、改質層形成ステップを実施後、切削ブレードで改質層に至るまでドレス用部材切削して、複数の改質層により形作られた所定の形状に該切削ブレードの形状を整形するブレード整形ステップと、を備えることを特徴とする。
この方法によれば、ドレス用部材に対し、切削ブレードの所望の先端形状に応じて改質層を形成し、かかる改質層によって切削ブレードの形状を整形することができる。これにより、切削ブレードの先端形状が複数種となる場合、それぞれの形状毎にドレス用部材を予め準備しなくてよくなり、ドレス用部材を用意する負担を軽減することができ、複数種の切削ブレードを容易に整形することができる。
本発明によれば、切削ブレードの先端形状が複数種となる場合に、ドレス用部材を予め用意する負担を軽減することができる。
実施の形態に係る改質層形成ステップに用いるレーザー加工装置の斜視図である。 改質層を形成したドレス用部材及び切削ブレードの説明図である。 実施の形態に係るブレード整形ステップの一例を示す説明図である。 実施の形態に係るブレード整形ステップの他の一例を示す説明図である。
以下、添付図面を参照して、実施の形態に係る切削ブレードの整形方法ついて、図１乃至図４を参照して説明する。本実施の形態の切削ブレードの整形方法は、ドレス用部材の内部に改質層を形成する改質層形成ステップ、ドレス用部材を用いて切削ブレードの形状を整形するブレード整形ステップの順に実施する。以下に説明する各ステップは、あくまでも一例に過ぎず、この構成に限定されるものではない。
図１は、実施の形態に係る改質層形成ステップに用いるレーザー加工装置の斜視図である。先ず、図１に示すレーザー加工装置１００によって改質層形成ステップを実施する。なお、本実施の形態に係るレーザー加工装置は、図１に示す構成に限定されない。レーザー加工装置は、ドレス用部材に対して改質層を形成可能であれば、どのような構成でもよい。
レーザー加工装置１００は、レーザービームを照射するレーザー加工ユニット１０２とドレス用部材Ｂを保持したチャックテーブル（保持手段）１０３とを相対移動させて、ドレス用部材（ドレッサーボード）Ｂを加工するように構成されている。なお、ドレス用部材Ｂは、特に限定されるものでないが、例えば、ガラス板やダミーとなるシリコンウエーハ等により構成されている。
レーザー加工装置１００は、直方体状の基台１０１を有している。基台１０１の上面には、チャックテーブル１０３をＸ軸方向に加工送りすると共に、Ｙ軸方向に割出送りするチャックテーブル移動機構１０４が設けられている。チャックテーブル移動機構１０４の後方には、立壁部１１１が立設されている。立壁部１１１の前面からはアーム部１１２が突出しており、アーム部１１２にはチャックテーブル１０３に対向するようにレーザー加工ユニット１０２が支持されている。
チャックテーブル移動機構１０４は、基台１０１の上面に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール１１５と、一対のガイドレール１１５にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル１１６とを有している。また、チャックテーブル移動機構１０４は、Ｘ軸テーブル１１６上面に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール１１７と、一対のガイドレール１１７にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル１１８とを有している。
Ｙ軸テーブル１１８の上部には、チャックテーブル１０３が設けられている。なお、Ｘ軸テーブル１１６、Ｙ軸テーブル１１８の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ１２１、１２２が螺合されている。そして、ボールネジ１２１、１２２の一端部に連結された駆動モータ１２３、１２４が回転駆動されることで、チャックテーブル１０３がガイドレール１１５、１１７に沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。
チャックテーブル１０３は、円板状に形成されており、θテーブル１２５を介してＹ軸テーブル１１８の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル１０３の上面には、ポーラスセラミックス材により吸着面が形成されている。チャックテーブル１０３の周囲には、４つのクランプ部１２６が設けられている。４つのクランプ部１２６がエアアクチュエータ（不図示）により駆動されることで、ドレス用部材Ｂの周囲のリングフレームＦが四方から挟持固定される。
レーザー加工ユニット１０２は、アーム部１１２の先端に設けられた加工ヘッド１２７を有している。アーム部１１２及び加工ヘッド１２７内には、レーザー加工ユニット１０２の光学系が設けられている。加工ヘッド１２７は、不図示の発振器から発振されたレーザービームを集光レンズによって集光し、チャックテーブル１０３上に保持されたドレス用部材Ｂをレーザー加工する。この場合、レーザービームは、ドレス用部材Ｂに対して透過性を有する波長であり、光学系において集光点をドレス用部材Ｂの内部に位置づけて集光するように調整される。
このレーザービームの照射によりドレス用部材Ｂの内部に改質層Ｒ（図２参照）が形成される。改質層Ｒは、レーザービームの照射によってドレス用部材Ｂの内部の密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲と異なる状態となり、周囲よりも強度が低下する領域のことをいう。改質層Ｒは、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域であり、これらが混在した領域でもよい。
本実施の形態の改質層形成ステップでは、リングフレームＦ及び粘着テープＴに支持されたドレス用部材Ｂが、レーザー加工装置１００に搬送される。レーザー加工装置１００のチャックテーブル１０３上に粘着テープＴを介してドレス用部材Ｂが保持され、ドレス用部材Ｂの周囲のリングフレームＦがクランプ部１２６で保持される。
チャックテーブル１０３上に保持された状態のドレス用部材Ｂに対して、レーザー加工ユニット１０２の加工ヘッド１２７の出射口が改質層Ｒ（図２参照）を形成する予定位置の真上に位置付けられる。その後、加工ヘッド１２７からドレス用部材Ｂの上面（一方の面）に向けてレーザービームが照射される。
そして、レーザービームの集光点の高さ位置が一定に維持されながら、加工ヘッド１２７がチャックテーブル１０３に対してＸ軸方向に相対的に移動されることで、ドレス用部材Ｂの内部にＸ軸方向と平行に改質層Ｒが形成される。このときのレーザービームの繰り返し周波数、出力、加工送り速度は、ドレス用部材Ｂの材質等の条件に応じて設定される。
図２で拡大して示したように、改質層Ｒでは、ドレス用部材Ｂの内部にてレーザービームの波長に基づくパルスピッチ毎に複数のレーザースポットが形成される。言い換えると、レーザービームの連続照射によって、Ｘ軸方向に沿って複数のレーザースポットが隣接する状態で改質層Ｒが形成される。図面では、レーザースポットの形状を楕円状に形成したが、これに限られるものでなく、円形、方形、角丸四角形状、長穴状にする等、種々の変更が可能である。
所定位置にＸ軸方向に延びる改質層Ｒを形成した後には、レーザービームの照射が停止され、チャックテーブル１０３と加工ヘッド１２７とがＹ軸方向に相対移動（割り出し送り）される。このときの割り出し送り量は、レーザースポットの大きさやＹ軸方向の間隔に応じて決定される。続いて、Ｙ軸方向に隣接する先に形成した改質層Ｒに沿って同様に複数のレーザースポットが形成され、新たにＸ軸方向に延びる改質層Ｒが形成される。このときも、レーザービームの集光点の高さ位置が一定に維持される。このような動作を繰り返して複数回レーザービームが照射され、上面視でドレス用部材Ｂの全領域或いは一部の範囲における厚み内の一定の高さ位置にて、改質層Ｒが形成される。
かかる改質層Ｒの形成はレーザービームの集光点の位置を変更して複数回行われる。具体的には、ドレス用部材Ｂの厚み内で既に形成された改質層Ｒとは異なる高さ位置に新たな改質層Ｒが形成され、ドレス用部材Ｂの内部に複数（図２では２層）の改質層Ｒが形成される。図２の２層の改質層Ｒは、ドレス用部材Ｂの厚み方向に隣接するように形成したが、それらが離れて形成されることを妨げるものでない。
上記のように改質層形成ステップを実施した後に、ブレード整形ステップを実施する。図２に示すように、切削ブレード１０は、回転可能なスピンドル軸１１の先端に設けられている。切削ブレード１０は、例えば、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めて円板状に成形されている。ドレス用部材Ｂは、移動機構（不図示）によりＸ軸及びＹ軸方向に移動する保持テーブル１２に保持される。そして、切削ブレード１０がドレス用部材Ｂの真上となる所定位置に位置付けられる。その後、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、切削ブレード１０が下降され、ドレス用部材Ｂの上方から高速回転された切削ブレード１０の下端が改質層Ｒに至るまでドレス用部材Ｂが切削される。すると、図３Ｃに示すように、切削ブレード１０の先端面１０ａが徐々に削られて先端面１０ａがフラットに近付けられ、切削ブレード１０の角部が直角に整形されるフラットドレスが実施される。
ここで、図３のドレス用部材Ｂではそれぞれの改質層Ｒが同一高さ位置に形成され、最上位の改質層Ｒの上面も水平且つ平坦に形成される。言い換えると、改質層形成ステップにて複数の改質層Ｒがフラットドレスのために形作られ、その後のブレード整形ステップで切削ブレード１０の先端面１０ａを平坦にする整形が実施されたものである。従って、複数の改質層Ｒを他の配置や形状にて形成することで、他の形作られた形状に切削ブレード１０の先端面１０ａを整形することができる。例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、複数の改質層Ｒをドレス用部材Ｂに形成するバリエーションが採用される。
図４Ａ及び図４Ｂでは、複数の改質層ＲそれぞれがＶ字をなすように形成される。具体的には、加工ヘッド１２７がチャックテーブル１０３に対してＸ軸方向に相対的に移動されつつレーザービームが照射される際、その集光点の高さ位置が隣接するレーザースポット毎に次第に低くなった後、次第に高く設定される。そして、かかる改質層Ｒがドレス用部材Ｂの内部に高さ方向に重なるように４層に渡って形成される。
このように形成されたドレス用部材Ｂに対し、上述と同様にブレード整形ステップを実施することで、図４Ｂに示すように、改質層Ｒの形状に応じて切削ブレード１０の先端面１０ａが削られ、先端面１０ａがＶ字状に尖って整形される。
以上のように、本実施の形態によれば、整形後の切削ブレード１０の先端面１０ａの形状に応じ、ドレス用部材Ｂの改質層Ｒの形態を変更したものを簡単に製作することができる。従って、切削ブレード１０の先端面１０ａの形状に複数のバリエーションがあっても、それぞれの形状毎に形状が異なるドレス用部材を予め準備する必要をなくすことができる。これにより、切削ブレード１０による切削加工を実施するにあたり、形状が異なるドレス用部材Ｂを用意する負担を軽減でき、作業効率を向上することができる。
また、ドレス用部材Ｂの厚み方向に中間に改質層Ｒを形成したので、平坦な形状だけでなく種々の形状の改質層Ｒを容易に形作ることができ、また、整形前は改質層Ｒが露出しないようにして保護することができる。
ところで、本発明者は、上述のような切削ブレード１０によって板状の被加工物を切削加工する場合、内部に上述のような改質層Ｒが形成された部分があると、改質層Ｒの切削によって切削ブレード１０の摩耗量が多くなることを知見した。かかる摩耗量が経験的に多くなる点に着目し、改質層Ｒを切削ブレード１０の整形（ドレッシング）に利用できるように構成した上、上記のようにドレス用部材Ｂに改質層Ｒを形成して多形状の切削ブレード１０への対応の迅速化、容易化を図っている。
なお、上記実施の形態では、ドレス用部材Ｂに改質層Ｒを平坦若しくはＶ字状に形成したが、これに限られるものでなく、切削ブレード１０の形状に応じて種々の変更が可能である。例えば、切削ブレード１０の両面のうちの少なくとも一方に段差が形成される形状を形作るようにドレス用部材Ｂに改質層Ｒを形成してもよい。
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
以上説明したように、本発明は、切削ブレードの先端形状が複数種であり、それぞれの切削ブレードを整形する場合に有用である。
１０ 切削ブレード
Ｂ ドレス用部材
Ｒ 改質層

Claims (1)

  1. 切削ブレードの整形方法であって、
    ドレス用部材に対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を該ドレス用部材の内部に位置づけて一方の面から複数回レーザービームを照射して、該ドレス用部材の内部に複数の改質層を形成する改質層形成ステップと、
    該改質層形成ステップを実施後、該切削ブレードで該改質層に至るまで該ドレス用部材を切削して、該複数の改質層により形作られた所定の形状に該切削ブレードの形状を整形するブレード整形ステップと、
    を備える切削ブレードの整形方法。
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