JP2019126746A

JP2019126746A - 加工装置

Info

Publication number: JP2019126746A
Application number: JP2018007981A
Authority: JP
Inventors: 研二竹之内; Kenji Takenouchi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-01-22
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR20190089731A; DE102019200730A1; CN110071056A; US20190229018A1; TW201933514A; TWI781280B; US10930558B2; DE102019200730B4

Abstract

【課題】排水基準に満たない加工廃液を排水してしまう恐れを低減可能な加工装置を提供することである。【解決手段】被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、該保持手段に保持された被加工物を該加工手段で加工する際に少なくとも被加工物に酸化剤を含む加工液を供給する加工液供給手段と、該加工液供給手段から被加工物に供給された該加工液を含む加工廃液を回収する加工廃液回収部と、該加工廃液回収部から該加工廃液を該加工装置外へと排出する排出路と、該排出路中に配設され、該加工廃液が該排出路中を流れる間に該加工廃液に含まれる該加工液を分解する廃液処理手段と、を更に備えたことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を加工する際に加工液を供給しながら加工を実施する切削装置、研削装置、バイト切削装置等の加工装置に関する。

金属を有した被加工物を切削ブレードで切削すると、切削ブレードには目詰まりが発生すると共に、金属部分にはバリが発生する。発生したバリによって被加工物に形成されたデバイスの端子間が短絡したり、被加工物のハンドリング中にバリがボンディングパッド上に落下する等してボンディング不良を発生させたりする等の問題が生じている。

この問題を解決するために、特開２０１５−１７７０８９号公報では、有機酸と酸化剤を含む切削液を供給しつつ被加工物を切削する方法が提案されている。この切削方法によると、切削液に含まれる有機酸によって金属が改質されて延性が抑えられる。その結果、バリの発生が抑制される上、切削液が酸化剤を含むことで切削液で金属表面に形成される膜質が変化し、金属は延性を失って除去されやすくなり、加工性が促進される。

特開２０１５−１７７０８９号公報

しかし、切削装置の使用地域の排水基準によっては切削液を含む切削廃液をそのまま排水することが出来ず、微生物を用いた生物処理により切削廃液中の有機物を分解してから排水したりしている。

ところが、切削液中に酸化剤が含まれていると、酸化剤によって生物処理で使用している微生物が死滅してしまい、切削廃液中の有機物を分解できずに排水基準に満たない切削廃液を排出してしまうという恐れがある。このような問題は、切削装置に限らず、加工液を使用する研削装置、バイト切削装置等の他の加工装置でも生じるものである。

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、排水基準に満たない加工廃液を排水してしまう恐れを低減可能な加工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保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、該保持手段に保持された被加工物を該加工手段で加工する際に少なくとも被加工物に酸化剤を含む加工液を供給する加工液供給手段と、該加工液供給手段から被加工物に供給された該加工液を含む加工廃液を回収する加工廃液回収部と、該加工廃液回収部から該加工廃液を該加工装置外へと排出する排出路と、該排出路中に配設され、該加工廃液が該排出路中を流れる間に該加工廃液に含まれる該加工液を分解する廃液処理手段と、を更に備えたことを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、酸化剤は過酸化水素水であり、廃液処理手段は加工廃液に対して紫外線を照射する紫外線照射手段を含む。

本発明の加工装置は、排水路中に配設され、加工廃液に含まれる加工液を分解する廃液処理手段を備えるため、排水基準に満たない加工廃液を排水してしまうという恐れを低減できる。

図１（Ａ）はパッケージ基板の平面図、図１（Ｂ）はパッケージ基板の裏面図、図１（Ｃ）はパッケージ基板の側面図である。図１に示したパッケージ基板を切削するのに適した切削装置の斜視図である。切削装置の切削送り手段及びウォーターケース部分の斜視図である。図４（Ａ）は廃液処理手段の第１実施形態を示す断面図、図４（Ｂ）は廃液処理手段の第２実施形態を示す断面図である。

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（Ａ）を参照すると、本発明実施形態の切削装置により加工するのに適したパッケージ基板２の一例の平面図が示されている。図１（Ｂ）はパッケージ基板２の裏面図、図１（Ｃ）はパッケージ基板２の側面図である。

パッケージ基板２は、矩形状の金属枠体（リードフレーム）４を有しており、金属枠体４の外周余剰領域５及び非デバイス領域５ａによって囲繞された領域には、図示の例では３つのデバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃが存在する。

各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃにおいては、互いに直交するように縦横に設けられた分割予定ライン８によって区画された複数の領域にデバイスチップ搭載部１０が画成され、個々のデバイスチップ搭載部１０の４辺に沿って複数の電極１２が形成されている。

各電極１２同士は金属枠体４にモールドされたモールド樹脂層１４により絶縁されている。第１の方向に伸長する分割予定ライン８及び第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８を切削することにより、切削溝の両側に各デバイスチップの電極１２が現れる。

デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの各デバイスチップ搭載部１０の裏面には図示しないデバイスチップが搭載されており、各デバイスチップに備えた電極と電極１２とがボンディングワイヤー接続されている。

そして、デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの各デバイスチップは樹脂によって封止されるように各デバイス領域６ａ，６ｂ，６ｃの裏面にはモールド樹脂層１４が形成されている。

図２を参照すると、本発明実施形態の切削装置２０の斜視図が示されている。図２に示す切削装置２０は、切削すべき被加工物を作業者が保持手段上に載置したり、保持手段２０から搬出するマニュアルタイプの切削装置である。

２２は切削装置２０のベースであり、ベース２２にはテーブルベース２６が回転可能且つ図示しない切削送り機構によりＸ軸方向に往復動可能に配設されている。テーブルベース２６の概略中央部分には吸引源に接続された吸引口２８が開口している。

パッケージ基板２を加工する際には、特開２０１１−０４０５４２号公報に開示されたような冶具テーブルをテーブルベース２６に搭載し、冶具テーブルを介してパッケージ基板２０を吸引保持する。即ち、本実施形態の切削装置では、テーブルベースと冶具テーブルとで保持手段が構成される。

テーブルベース２６の周囲にはウォーターカバー２４が配設されており、このウォーターカバー２４と図３に示すウォーターケース６０との間に切削送り機構の軸を保護するための蛇腹３０が連結されている。

ベース２２の後方には門型形状のコラム３２が立設されている。コラム３２にはＹ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。コラム３２にはＹ軸移動ブロック３６がボールねじ３８と図示しないパルスモータとからなるＹ軸移動機構（割り出し機構）４０により、ガイドレール３４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３６にはＺ軸方向に伸長する一対のガイドレール４２が固定されている。Ｙ軸移動ブロック３６上には、Ｚ軸移動ブロック４４がボールねじ４６とパルスモータ４８とからなるＺ軸移動機構５０により、ガイドレール４２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４４には加工手段としての切削ユニット５２が取り付けられており、切削ユニット５２のスピンドルハウジング５３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、スピンドルの先端部には切削ブレード５４が着脱可能に取り付けられている。

切削ブレード５４の両側には切削ブレード５４を挟んで加工液供給手段としての一対の切削液供給ノズル５６が配設されており、保持手段で保持されたパッケージ基板２の切削中には、切削液供給ノズル５６から切削液を供給しつつ切削ブレード５４でパッケージ基板２を切削する。

Ｚ軸移動ブロック４４には更に、顕微鏡及びカメラを有する撮像ユニット５８が取り付けられている。撮像ユニット５８は被加工物を可視光線で撮像する撮像カメラを備えている。

チャックテーブル２６に吸引保持されたパッケージ基板２を切削水供給ノズル５６から有機酸と酸化剤とを含む切削液を供給しながら切削ブレード５４で切削すると、切削液及び切削屑を含む切削廃液は蛇腹３０の短手方向（Ｙ軸方向）の両端から図３に示すウォーターケース６０へと流下する。

ウォーターケース６０は、テーブルベース２６の移動経路下に配設され、テーブルベース２６をＸ軸方向に往復移動させるのを可能とするために、箱状の部材の底板６２の中央部に矩形状の開口部６３が設けられており、底板６２、内周壁６４及び外周壁６６により構成されて切削液を受け止める加工廃液回収部としての樋部６８と、底板６２に形成された排液口７０とを含んでいる。排液口７０には、ウォーターケース６０の外部に伸びる排出路としての排液管８２の一端が接続されている。

ウォーターカバー２４は、平面状に形成された上板２４ａの両端部から一対の側板２４ｂが垂下して構成されており、上板２４ａの端部及び２つの側板２４ｂは、ウォーターケース６０を構成する内周壁６４と摺動可能に係合している。

切削送り機構７２は、Ｘ軸方向に伸長するボールねじ７４と、ボールねじ７４と平行に配設された一対のガイドレール７６と、ボールねじ７４の一端に連結されたモータ８０と、内部に収容されたナットがボールねじ７４に螺合し底部はガイドレール７６に摺接する可動プレート７８とから構成される。

モータ８０によりボールねじ７４が回転すると、可動プレート７８が一対のガイドレール７６に案内されてＸ軸方向に往復移動する構成となっている。可動プレート７８上には、円筒部材８２が取り付けられており、この円筒部材８２の内部にはテーブルベース２６を回転する回転機構が収容されている。

図４（Ａ）に示すように、ウォーターケース６０の排液口７０に接続された排液管８２の途中には、切削廃液（加工廃液）が排液管８２中を流れる間に切削廃液に含まれる切削液を分解する廃液処理機構（廃液処理手段）８４が配設されている。

廃液処理機構８４は、排液管８２に連結されたケーシング８６と、透明部材から形成された円筒状内周壁８８と、ケーシング８６の長手方向及び円周方向に離間して配設された紫外線照射手段としての複数のＬＥＤランプ９０とから構成される。ＬＥＤランプ９０は内周壁８９中を流れる切削廃液に紫外線（ＵＶ）を照射して、切削廃液（加工廃液）中に含まれる切削液（加工液）を分解する。

図１に示すようなパッケージ基板２を本発明実施形態の切削装置２で切削する際には、有機酸と酸化剤とを含む切削液を切削ブレード５４がパッケージ基板２に切り込む加工点に供給しながら切削を遂行する。

切削液中に含まれる有機酸により、パッケージ基板２に含まれる金属を改質して延性を抑えながらパッケージ基板２を切削できる。そのため、この切削によって金属からバリが発生することはない。また、酸化剤を用いることで、金属の表面を酸化して金属の延性を下げ、金属表面の加工性を向上させることができる。

有機酸としては、例えば、分子内に少なくとも１つのカルボキシル基と少なくとも１つのアミノ基とを有する化合物を用いることができる。この場合、アミノ基のうち少なくとも１つは、２級又は３級のアミノ基であると好ましい。また、有機酸として用いる化合物は、置換基を有していてもよい。

有機酸として用いることのできるアミノ酸としては、グリシン、ジヒドロキシエチルグリシン、グリシルグリシン、ヒドロキシエチルグリシン、Ｎ−メチルグリシン、β−アラニン、Ｌ−アラニン、Ｌ−２−アミノ酪酸、Ｌ−ノルバリン、Ｌ−バリン、Ｌ−ロイシン、Ｌ−ノルロイシン、Ｌ−アロイソロイシン、Ｌ−イソロイシン、Ｌ−フェニルアラニン、Ｌ−プロリン、サルコシン、Ｌ−オルニチン、Ｌ−リシン、タウリン、Ｌ−セリン、Ｌ−トレオニン、Ｌ−アロトレオニン、Ｌ−ホモセリン、Ｌ−チロキシン、Ｌ−チロシン、３，５−ジヨード−Ｌ−チロシン、β−（３，４−ジヒドロキシフェニル）−Ｌ−アラニン、４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン、Ｌ−システィン、Ｌ−メチオニン、Ｌ−エチオニン、Ｌ−ランチオニン、Ｌ−シスタチオニン、Ｌ−シスチン、Ｌ−システィン酸、Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−アスパラギン酸、Ｓ−（カルボキシメチル）−Ｌ−システィン、４−アミノ酪酸、Ｌ−アスパラギン、Ｌ−グルタミン、アザセリン、Ｌ−カナバニン、Ｌ−シトルリン、Ｌ−アルギニン、δ−ヒドロキシ−Ｌ−リシン、クレアチン、Ｌ−キヌレニン、Ｌ−ヒスチジン、１−メチル−Ｌ−ヒスチジン、３−メチル−Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−トリプトファン、アクチノマイシンＣ１、エルゴチオネイン、アパミン、アンギオテンシンＩ、アンギオテンシンＩＩ及びアンチパイン等が挙げられる。中でも、グリシン、Ｌ−アラニン、Ｌ−プロリン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌ−リシン、ジヒドロキシエチルグリシンが好ましい。

また、有機酸として用いることのできるアミノポリ酸としては、イミノジ酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチレンスルホン酸、１，２−ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸（ＳＳ体）、β−アラニンジ酢酸、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジ酢酸等が挙げられる。

更に、有機酸として用いることのできるカルボン酸としては、ギ酸、グリコール酸、プロピオン酸、酢酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、リンゴ酸、コハク酸、ピメリン酸、メルカプト酢酸、グリオキシル酸、クロロ酢酸、ピルビン酸、アセト酢酸、グルタル酸等の飽和カルボン酸や、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、メサコン酸、シトラコン酸、アコニット酸等の不飽和カルボン酸、安息香酸類、トルイル酸、フタル酸類、ナフトエ酸類、ピロメリット酸、ナフタル酸等の環状不飽和カルボン酸等が挙げられる。

酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酸化物、硝酸塩、ヨウ素酸塩、過ヨウ素酸塩、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、過硫酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、セリウム酸塩、バナジン酸塩、オゾン水および銀（ＩＩ）塩、鉄（ＩＩＩ）塩や、その有機錯塩等を用いることができる。

また、切削液には、防食剤が混合されても良い。防食剤を混合することで、ＱＦＮ基板１０に含まれる金属の腐食（溶出）を防止できる。防食剤としては、例えば、分子内に３つ以上の窒素原子を有し、且つ、縮環構造を有する複素芳香環化合物、又は、分子内に４つ以上の窒素原子を有する複素芳香環化合物を用いることが好ましい。更に、芳香環化合物は、カルボキシル基、スルホ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基を含むことが好ましい。具体的には、テトラゾール誘導体、１，２，３−トリアゾール誘導体、及び１，２，４−トリアゾール誘導体であることが好ましい。

防食剤として用いることのできるテトラゾール誘導体としては、テトラゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、テトラゾールの５位に、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、又は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基が導入されたものが挙げられる。

また、防食剤として用いることのできる１，２，３−トリアゾール誘導体としては、１，２，３−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、１，２，３−トリアゾールの４位及び／又は５位に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、或いは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基又はアリール基が導入されたものが挙げられる。

また、防食剤として用いることのできる１，２，４−トリアゾール誘導体としては、１，２，４−トリアゾール環を形成する窒素原子上に置換基を有さず、且つ、１，２，４−トリアゾールの２位及び／又は５位に、スルホ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された置換基、或いは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アミノ基、カルバモイル基、カルボンアミド基、スルファモイル基、及びスルホンアミド基からなる群より選択された少なくとも１つの置換基で置換されたアルキル基又はアリール基が導入されたものが挙げられる。

上述したように、切削液供給ノズル５６から供給される切削液中には酸化剤が含まれているため、この酸化剤により従来の微生物を用いた生物処理では微生物が死滅してしまい、切削廃液中の有機物を分解できずに排液基準に満たない切削廃液を排液してしまう恐れがある。

しかし、図４（Ａ）に示した第１実施形態の廃液処理機構８４では、排液管８２中を流れる切削廃液に複数のＬＥＤランプ９０からＵＶ照射をして切削廃液中の有機物を分解できるため、排液基準に満たない切削廃液を排液してしまう恐れを防止できる。紫外光（ＵＶ光）の波長は３４０ｎｍ以下が好ましく、更に好ましくは３００ｎｍ以下の波長のＵＶ光を照射する。

図４（Ｂ）は本発明第２実施形態の廃液処理機構８４Ａの断面図を示している。本実施形態では、排液管８２Ａを紫外線に対して透明な材料から形成する。そして、透明な排液管８２Ａの周囲をケーシング９２で囲繞する。ケーシング９２にはケーシングの長手方向及び周方向にわたり紫外線（ＵＶ）を照射する複数のＬＥＤランプ９０が離間して配設されている。

本実施形態の廃液処理機構８４Ａでも、透明な排液管８２Ａ中を流れる切削廃液にＬＥＤランプ９０から紫外線を照射するため、切削廃液中の有機物を効果的に分解することができ、排液基準を満たさない切削廃液を排液してしまう恐れを防止できる。

上述した廃液処理機構８４，８４Ａを備えた切削装置２０で有機酸及び酸化剤を含む切削液を供給しながらパッケージ基板２を切削する際に、酸化剤の分解に添加剤ではなく分解波長を有する光エネルギーを利用することで、添加剤や温度管理が不要でランニングコストを低く抑えることが可能となる。

上述した実施形態では、紫外線を照射する廃液処理機構を切削装置の廃液処理に使用した例について説明したが、本発明の廃液処理機構は、切削装置に限定されるものではなく、研削装置、バイト切削装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。

２パッケージ基板
４金属枠体（リードフレーム）
６ａ，６ｂ，６ｃデバイス領域
８分割予定ライン
１０デバイスチップ搭載部
１２電極
１４モールド樹脂層
２４ウォーターカバー
２６テーブルベース
３０蛇腹
５４切削ブレード
６０ウォーターケース
７０排液口
７２切削送り機構
８２排液管
８４，８４Ａ廃液処理機構
９０ＬＥＤランプ

Claims

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を加工する加工手段とを備えた加工装置であって、
該保持手段に保持された被加工物を該加工手段で加工する際に少なくとも被加工物に酸化剤を含む加工液を供給する加工液供給手段と、
該加工液供給手段から被加工物に供給された該加工液を含む加工廃液を回収する加工廃液回収部と、
該加工廃液回収部から該加工廃液を該加工装置外へと排出する排出路と、
該排出路中に配設され、該加工廃液が該排出路中を流れる間に該加工廃液に含まれる該加工液を分解する廃液処理手段と、
を更に備えたことを特徴とする加工装置。
該酸化剤は過酸化水素であり、該廃液処理手段は該加工廃液に対して紫外線を照射する紫外線照射手段を含む請求項１記載の切削装置。