JP2022096834A - Grinding wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研削ホイールに関する。 The present invention relates to a grinding wheel.
半導体デバイスが形成される、シリコンやガリウムヒ素、セラミックスやガラス基板などを、研削砥石が環状に配置された研削ホイールを使って研削する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A technique for grinding silicon, gallium arsenide, ceramics, a glass substrate, or the like on which a semiconductor device is formed by using a grinding wheel in which a grinding wheel is arranged in an annular shape is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1では、研削ホイールの研削砥石は、ダイヤモンド砥粒がボンドで固定された矩形板状のセグメントであり、研削ホイールの下面(自由端部)に固定され、被加工物を研削する。この研削砥石に用いられるボンドは、樹脂(レジン)系、メタル系、ビトリファイド系から選択され、研削砥石のセグメントの厚さと高さ(突出量)は研削中に割れないよう設定され、厚さは2~4mm程度、高さは4~5mm程度である。例えば半導体デバイスチップがパッケージされた樹脂パッケージ基板をこのような従来の研削ホイールで研削すると、ウェーハレベルパッケージの薄化の要求もあり、樹脂や金属が延びてバリとなってしまうという問題があった。
In
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまうことを抑制できる研削ホイールを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a grinding wheel capable of suppressing the ductile material such as resin or metal from extending and becoming burrs as compared with the conventional case.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の研削ホイールは、延性材料を研削する研削ホイールであって、スピンドルの下端に固定される固定端部と、研削する被加工物に対面する自由端部とを有する環状のホイール基台と、該自由端部に、長辺が該ホイール基台の周方向に沿って所定の間隔で並ぶ矩形板状の複数の研削砥石と、を備え、該研削砥石は、砥粒がニッケルメッキで固定された矩形板状の電鋳砥石であり、厚さが1mm以下で、該自由端部からの高さ/厚さで示される値が5以上35未満である。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the grinding wheel of the present invention is a grinding wheel for grinding a ductile material, and has a fixed end fixed to the lower end of a spindle and a workpiece to be ground. An annular wheel base having facing free ends, and a plurality of rectangular plate-shaped grinding wheels having long sides arranged at predetermined intervals along the circumferential direction of the wheel base at the free ends. The grinding wheel is a rectangular plate-shaped electrocasting wheel in which the abrasive grains are fixed by nickel plating, the thickness is 1 mm or less, and the value indicated by the height / thickness from the free end is 5. It is more than 35 and less than 35.
矩形板状の該研削砥石は、厚さが0.5mm以下であってもよい。 The rectangular plate-shaped grinding wheel may have a thickness of 0.5 mm or less.
研削する被加工物は、被研削面に配置された樹脂、または金属を備えてもよい。 The workpiece to be ground may include a resin or metal arranged on the surface to be ground.
本発明は、従来よりも樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまうことを抑制できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to prevent the ductile material such as resin and metal from extending and becoming burrs as compared with the conventional case.
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described in the following embodiments. In addition, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the configurations described below can be combined as appropriate. In addition, various omissions, substitutions or changes of the configuration can be made without departing from the gist of the present invention.
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る研削ホイール1を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態に係る研削ホイール1の構成例を示す底面図である。図2は、図1の研削ホイール1を示す断面図である。図2は、図1の(II)-(II)断面図である。図3は、図1の研削ホイール1を装着した研削装置100を示す断面図である。実施形態に係る研削ホイール1は、図1及び図2に示すように、環状のホイール基台10と、複数の研削砥石20と、を備える。
[Embodiment]
The
研削ホイール1は、図3に示すように、研削装置100のスピンドル120の下端121に設けられたホイール固定部122に固定されて、スピンドル120により回転軸2回りに回転駆動されて、スピンドル120の下端121側と回転軸2方向に対向して設けられた研削装置100のチャックテーブル110上に保持された被加工物200の被研削面201の研削処理に使用される。ここで、研削ホイール1の回転軸2は、ホイール基台10の円環の中心軸と一致する。
As shown in FIG. 3, the
研削ホイール1の研削対象である図3に示す被加工物200は、本実施形態では、被研削面201に配置された延性材料を備える。延性材料は、本実施形態では、金属または樹脂である。被加工物200は、例えば、樹脂により封止されたデバイスを複数有した円形状もしくは矩形状のパッケージ基板や、樹脂板、金属板、金属と樹脂とを含む複合材板などである。被加工物200は、本発明ではこれに限定されず、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド(SiC)、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどの被研削面201に樹脂膜や金属膜等の延性材料の膜が形成されたもの等でもよい。
The
ホイール基台10は、図1及び図2に示すように、中央に、回転軸2方向に貫通する円形の貫通孔11が形成されている。ホイール基台10は、図3に示すように、回転軸2に直交する一方の面であり、スピンドル120の下端121に固定される側の面である固定端部12と、回転軸2に直交する他方の面であり、研削装置100に装着された際に研削する被加工物200の被研削面201に対面する側の面である自由端部13と、を有する。貫通孔11は、本実施形態では、自由端部13側に向かうに従って孔径が広がる方向にテーパが形成されているが、本発明ではこれに限定されず、テーパが形成されていなくてもよい。ホイール基台10は、本実施形態では、例えばステンレス鋼などの金属で構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ホイール基台10は、図1及び図2に示すように、外周部の自由端部13側に、複数の研削砥石20を嵌め合わせ可能な幅の環状溝14が形成されている。環状溝14の幅は、研削砥石20の厚さ23に応じて決められる。環状溝14の深さ方向は、本実施形態では、研削ホイール1の回転軸2の方向、すなわち、ホイール基台10の厚み方向に沿っている。環状溝14は、図1に示す例では、全周に渡って均一の深さで連続的に形成されているが、本発明ではこれに限定されず、例えば、研削砥石20の長辺方向の長さ21に対応する周方向の長さの溝が、周方向に所定の間隔22を開けて断続的に形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ホイール基台10は、図1及び図2に示すように、環状溝14よりも内周側に、回転軸2方向に貫通する研削水供給路15が形成されている。研削水供給路15は、本実施形態では、自由端部13側の開口が貫通孔11のテーパ部分に形成されているが、本発明ではこれに限定されず、貫通孔11のテーパ部分よりも外周側の自由端部13に形成されていてもよい。研削水供給路15は、本実施形態では、周方向に沿って一定の間隔で複数箇所(図1に示す例では6箇所)に形成されている。研削水供給路15は、研削ホイール1が研削装置100に装着された際に、固定端部12側の開口が所定の研削水供給源に接続されて、研削水供給源からの研削水126を自由端部13側の開口から、複数の研削砥石20よりも内周側の領域と回転軸2方向に対向する被加工物200の被研削面201上の領域に供給する。研削水126は、本実施形態では、例えば水(純水)である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ホイール基台10は、図1及び図2に示すように、外周部の固定端部12側に固定用ネジ穴16が形成されている。固定用ネジ穴16は、本実施形態では、周方向に沿って一定の間隔で複数箇所(図1に示す例では6箇所)に形成されている。また、固定用ネジ穴16は、周方向において、互いに隣接する研削水供給路15の中間の位置に対応する位置に形成されている。図3に示すように、研削装置100のホイール固定部122の装着用孔123に挿入された複数のネジ124が固定用ネジ穴16に締結されることにより、研削ホイール1がスピンドル120の下端121に固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
研削砥石20は、矩形板状であり、長さ21の長辺方向がホイール基台10の周方向に沿う方向に向けられて、周方向に所定の間隔22で並んで配置されている。研削砥石20は、短辺方向が回転軸2の方向(環状溝14の深さ方向)に沿って、厚さ23の方向がホイール基台10の径方向に沿った方向に向けられ、環状溝14に挿入されて嵌め合わせられて、金属用の接着剤等によりホイール基台10の自由端部13側に固定される。このため、研削砥石20は、ホイール基台10の自由端部13側から、研削ホイール1の回転軸2の方向(ホイール基台10の厚み方向)に沿って突出するように固定される。研削砥石20は、本実施形態では、矩形板状の長辺方向が環状溝14の周方向の湾曲に合わせて湾曲されて、環状溝14に挿入されて嵌め合わせられて固定されているが、本発明ではこれに限定されず、湾曲されずに、長辺方向がホイール基台10の周方向の接線方向に沿う方向に向けられて、環状溝14に嵌め合わせられて固定されてもよい。
The
研削砥石20は、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒がニッケルメッキを含む電鋳ボンドで固定された矩形板状の電鋳砥石である。研削砥石20は、厚さ23が1mm以下であり、厚さ23が0.5mm以下であることが好ましい。研削砥石20は、ホイール基台10の自由端部13から突出した高さ(突出量)24と厚さ23との比の値であるアスペクト比(高さ24/厚さ23)が5以上35未満である。研削砥石20は、環状溝14に嵌め合わせられた側と反対側の端面が、チャックテーブル110上の被加工物200の被研削面201と接触して、被加工物200の被研削面201を研削する研削面25となる。研削砥石20の研削面25は、径方向の長さが厚さ23であり、周方向の長さが長辺方向の長さ21であり、周方向に細長い形状である。
The grinding
研削砥石20に含まれる砥粒は、中心粒径が4μm以上30μm以下である。研削砥石20に含まれる砥粒は、中心粒径を粒度に変換すると、粒度が#360(360番)以上#2500(2500番)以下である。砥石の粒度の大きさは、JIS規格「R6001:研削といし用研磨材の粒度」で規定され、中心粒径が大きくなるに従って番号が小さくなり、中心粒径が小さくなるに従って番号が大きくなるパラメータである。
The abrasive grains contained in the
研削砥石20は、所定の厚さ23の大きな板状の電鋳砥石を形成した後、ワイヤー放電等により矩形状に切り出されて複数のセグメント状に形成される。研削砥石20は、例えば、所定の厚さ23が0.5mmに形成され、長辺方向の長さ21が15mmに、短辺方向の長さ(高さ)が5mmに切り出され、隣接する研削砥石20の所定の間隔22を数mm程度として、1mmの深さの環状溝14に挿入されて嵌め合わせられて高さ24を4mmとして、ホイール基台10の自由端部13側に固定されて、アスペクト比が8となる。
The grinding
次に、本明細書は、実施形態に係る研削ホイール1を装着した研削装置100の動作を図面に基づいて説明する。研削装置100は、まず、複数のネジ124をホイール固定部122の装着用孔123に挿入してから研削ホイール1の固定用ネジ穴16に締結することで、研削ホイール1をスピンドル120の下端121に固定する。研削装置100は、次に、チャックテーブル110の保持面111に載置された被加工物200を、被研削面201を研削ホイール1側に向けて吸引保持する。
Next, this specification describes the operation of the
研削装置100は、そして、図3に示すように、不図示の回転駆動源によりチャックテーブル110を保持面111に直交する回転軸112回りに回転させることでチャックテーブル110上の被加工物200を回転させる。また、研削装置100は、スピンドル120を回転駆動して研削ホイール1を回転軸2回りに回転させる。研削装置100は、また、図3に示すように、研削水供給路15及び研削水供給部125により研削砥石20のそれぞれ内周側及び外周側の各領域と回転軸2方向に対向する被加工物200の被研削面201上の各領域に研削水126を供給する。研削装置100は、このように研削水126を供給しながら、スピンドル120を回転軸2の方向に沿ってチャックテーブル110に近接移動させることで、回転軸2回りに回転する研削ホイール1の研削砥石20を回転軸112回りに回転する被加工物200の被研削面201に対して近接させて接触及び押圧することにより、研削ホイール1の研削砥石20の研削面25でチャックテーブル110上の被加工物200の被研削面201を研削する。
As shown in FIG. 3, the grinding
従来では、研削砥石のセグメントは、研削中に割れないように、厚さが2mm~4mm程度に、高さが4mm~5mm程度に、アスペクト比が1~2.5程度に設定されていたため、樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまっていた。しかしながら、以上のような構成を有する実施形態に係る研削ホイール1は、厚さ23が1mm以下の薄板状の研削砥石20が周方向に沿って環状に配置されており、ホイール基台10の自由端部13側からホイール基台10の厚み方向に沿って突出するように固定されており、研削砥石20のアスペクト比が5以上35未満であるため、厚さ23が1mm以下の周方向に細長い形状の研削面25で樹脂や金属等の延性材料を切るように削り取ることができるので、従来よりも樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまうことを抑制できるという作用効果を奏する。
Conventionally, the segment of the grinding wheel has a thickness of about 2 mm to 4 mm, a height of about 4 mm to 5 mm, and an aspect ratio of about 1 to 2.5 so as not to crack during grinding. Ductile materials such as resin and metal were stretched and became burrs. However, in the
また、実施形態に係る研削ホイール1は、研削砥石20が、砥粒がニッケルメッキを含む電鋳ボンドで固定された矩形板状の電鋳砥石であるため、従来の研削砥石のセグメントと比較して研削中に割れにくいので、厚さ23が1mm以下や0.5mm以下と薄くても、アスペクト比が5以上35未満となる高さ24まで突出させても、研削砥石20が割れることなく研削することができる。このため、実施形態に係る研削ホイール1は、アスペクト比を5以上35未満と高くすることで、研削砥石20が被加工物200を研削することにより削れて使用できなくなるまでの寿命を長くすることができる。なお、研削ホイールは、アスペクト比が5未満である場合、寿命が短く、アスペクト比が35以上である場合、研削砥石が研削中に割れて破損する恐れが生じてしまう。
Further, in the
また、実施形態に係る研削ホイール1は、研削砥石20の厚さ23が1mm以下であるため、砥粒がニッケルメッキを含む電鋳ボンドで固定した矩形板状の電鋳砥石を容易に形成でき、なおかつ、ホイール基台10の環状溝14へ容易に挿入できるので、研削ホイール1の製造コスト及び研削コストを低減できる。
Further, in the
また、実施形態に係る研削ホイール1は、研削砥石20の厚さ23がさらに薄く0.5mm以下である場合、周方向に細長い形状の研削面25の厚さ23もさらに薄く0.5mm以下となるため、さらに好適に樹脂や金属等の延性材料を切るように削り取ることができるので、従来よりも樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまうことをさらに抑制できる。また、実施形態に係る研削ホイール1は、研削砥石20の厚さ23がさらに薄く0.5mm以下である場合、砥粒がニッケルメッキを含む電鋳ボンドで固定した矩形板状の電鋳砥石をさらに容易に形成でき、なおかつ、ホイール基台10の環状溝14へさらに容易に挿入できるので、研削ホイール1の製造コスト及び研削コストをさらに低減できる。
Further, in the
また、実施形態に係る研削ホイール1は、研削砥石20が、砥粒がニッケルメッキを含む電鋳ボンドで固定された矩形板状の電鋳砥石であるため、熱伝導性の高いので、研削で発生した熱を素早く放熱することで、樹脂や金属等の延性材料が延びてバリとなってしまったり、延性材料が研削砥石20に付着して所謂目詰まりを発生させてしまったりすることをさらに抑制できる。
Further, in the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。たとえば、実施形態では、被加工物200が自転しながら研削されるインフィード方式の研削例を示したが、回転する研削砥石20に対して自転しない被加工物200をスピンドル120の回転軸2に対しラジアル方向から進入させて研削砥石20で研削するクリープフィード方式の研削に本願の研削ホイール1を用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, it can be variously modified and carried out within a range that does not deviate from the gist of the present invention. For example, in the embodiment, an in-feed type grinding example in which the
1 研削ホイール
10 ホイール基台
12 固定端部
13 自由端部
20 研削砥石
21 長辺方向の長さ
22 間隔
23 厚さ
24 高さ
120 スピンドル
200 被加工物
201 被研削面
1 Grinding
Claims (3)
スピンドルの下端に固定される固定端部と、研削する被加工物に対面する自由端部とを有する環状のホイール基台と、
該自由端部に、長辺が該ホイール基台の周方向に沿って所定の間隔で並ぶ矩形板状の複数の研削砥石と、を備え、
該研削砥石は、砥粒がニッケルメッキで固定された矩形板状の電鋳砥石であり、厚さが1mm以下で、該自由端部からの高さ/厚さで示される値が5以上35未満である研削ホイール。 A grinding wheel that grinds ductile materials
An annular wheel base with a fixed end fixed to the lower end of the spindle and a free end facing the workpiece to be ground.
The free end is provided with a plurality of rectangular plate-shaped grinding wheels having long sides arranged at predetermined intervals along the circumferential direction of the wheel base.
The grinding wheel is a rectangular plate-shaped electroformed grindstone in which the abrasive grains are fixed by nickel plating, the thickness is 1 mm or less, and the value indicated by the height / thickness from the free end is 5 or more and 35. Grinding wheel that is less than.
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