JP5843622B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、延性材を含む被加工物を切削するのに適した切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを矩形状の金属フレームに複数配列し、更に裏面を樹脂封止して形成されるデバイス領域を複数有し、隣接するデバイス領域間に非デバイス領域を有するＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板は、切削装置によって分割予定ラインに沿って切削されて、半導体チップとほぼ同一サイズのパッケージとして形成される。

樹脂封止による反りの発生を低減するために、パッケージ基板はデバイス領域（半導体チップが存在し、樹脂封止される領域）と、非デバイス領域（半導体チップが存在せず、樹脂封止されない領域）とが交互に隣接するように設計されている。

パッケージ基板を切削する切削装置は、パッケージ基板を吸引保持する保持テーブルと、保持テーブルに保持されたパッケージ基板を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを有している。

パッケージ基板は固定治具に固定されて切削装置の保持テーブルに搭載される。固定治具は切削中のパッケージが飛散しないように各パッケージに対応する複数の吸引口を有している。

ところが、パッケージ基板等の金属や樹脂等の延性材を含む被加工物を切削ブレードで切削すると切削面にはバリが発生する。切削で発生したバリを切削後に除去するのでは作業が煩雑になることから切削中にバリを除去することが要望されている。

特開２００１−７７０５５号公報は、延性材を含む被加工物を切削して発生したバリを除去する切削方法を開示している。この公報に開示された切削方法によると、被加工物を切削して切削溝を形成した後、切削ブレードを切削溝中に逆方向に通過させてバリを除去している。

特開２００１−７７０５５号公報

特許文献１に開示された切削方法では、被加工物を切削して切削溝を形成した後、再度切削ブレードを切削溝中に逆方向に通過させてバリを除去しているため、被加工物の切削に２倍の時間を要するという問題がある。

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、延性材を含む被加工物を切削をした際に発生するバリを加工時間を延長することなく除去可能な切削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、回転駆動されるスピンドルと該スピンドルの先端に装着され該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードとを有する切削手段と、該切削手段と該保持手段とを切削送り方向に相対移動させる切削送り手段とを備え、該切削ブレードが被加工物を切削して切削溝が形成される方向を加工進行方向とする切削装置であって、該切削ブレードの該加工進行方向後方側に該切削ブレードに隣接して配設され、該切削ブレードで被加工物を切削して形成された切削溝に対向して流体を噴出して、該切削ブレードの切削で被加工物に発生したバリを除去する流体噴出口を有するバリ除去流体噴出手段を具備し、前記流体は液体と気体の混合流体から構成され、前記流体噴出口の直径はφ０．５〜２ｍｍであり、該液体の流量は０．３〜０．５ｌ／分であり、該気体の噴出圧力は０．３〜１．０ＭＰａであり、該流体噴出口と被加工物上面との距離は０．５〜５ｍｍであることを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の切削装置は、切削ブレードの加工進行方向後方側に隣接配設されたバリ除去流体噴出手段を有するため、被加工物を切削して切削溝が形成されるのに伴って切削溝には流体が噴出され、この流体の圧力により発生したバリが除去される。従って、加工時間を延長することなく発生したバリを効果的に除去できる。

本発明実施形態に係る切削装置の一部破断斜視図である。 スピンドルの先端にブレードマウントを固定する様子を示す分解斜視図である。 ブレードマウントにワッシャーブレードを装着する様子を示す分解斜視図である。 本発明実施形態に係る切削ユニットの正面図である。 切削ユニットで被加工物を切削している様子を示す正面図である。

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の一部破断斜視図が示されている。切削装置２は吸引テーブル（保持手段）４を具備しており、この吸引テーブル４に被加工物が載置されて吸引保持される。

本実施形態の切削装置２は金属、樹脂等の延性材を含む被加工物を切削するのに適しており、本明細書では被加工物としてパッケージ基板６を切削する場合について説明する。しかし、延性材を含む被加工物はパッケージ基板６に限定されるものではなく、樹脂プレート、金属プレート、ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）付きウエーハ、ＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）付きウエーハ等を含むものである。

パッケージ基板６は特開２００６−２６１５２５号公報に開示されたような固定治具８を介して吸引テーブル４上に搭載される。固定治具８は四隅に貫通孔１０を有しており、固定治具８は、各貫通孔１０が吸引テーブル４の突出ピン１２に嵌合した状態で吸引テーブル４上に載置される。吸引テーブル４はＸ軸方向に移動可能であるとともに回転可能であり、図示しない吸引源に連通する吸引部１４が設けられている。

吸引テーブル４のＸ軸方向の移動経路の上方には、固定治具８を介して吸引テーブル４に吸引保持されたパッケージ基板６の切削すべき分割予定ラインを検出するアライメントユニット１６が配設されている。

アライメントユニット１６は、パッケージ基板６の表面を撮像する顕微鏡及びＣＣＤカメラを有する撮像ユニット１８を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理によって切削すべき分割予定ラインを検出することができる。

アライメントユニット１６の左側には吸引テーブル４に保持されたパッケージ基板６に対して切削加工を施す切削ユニット２０が配設されている。切削ユニット２０はアライメントユニット１６とを一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２０は、回転可能なスピンドル２２の先端に切削ブレード２４が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２４は撮像ユニット１８のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図２を参照すると、スピンドル２２の先端にブレードマウント３０を装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ユニット２０のスピンドルハウジング２６中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２２が回転可能に収容されている。スピンドル２２はテーパ部２２ａ及び先端小径部２２ｂを有しており、先端小径部２２ｂには雄ねじ２８が形成されている。

３０はボス部３２と、ボス部３２と一体的に形成された固定フランジ３４とから構成されるブレードマウントであり、ボス部３２には雄ねじ３６が形成されている。更に、ブレードマウント３０は装着穴３７を有している。

ブレードマウント３０は、装着穴３７をスピンドル２２の先端小径部２２ｂ及びテーパ部２２ａに挿入して、ナット３８を雄ねじ３６に螺合して締め付けることにより、図３に示すようにスピンドル２２の先端小径部２２ｂに取り付けられる。

図３を参照すると、ワッシャー状の切削ブレード２４をスピンドル２２の先端に固定されたブレードマウント３０に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ブレード２４はその全体が電鋳された切刃（電鋳砥石）から形成されている。

ブレードマウント３０のボス部３２に切削ブレード２４を挿入し、更に着脱フランジ４０をボス部３２に挿入して、固定ナット４２を雄ねじ３８に螺合して締め付けることにより、切削ブレード２４は固定フランジ３４と着脱フランジ４０とにより両側から挟まれてスピンドル２２に取り付けられる。

図４を参照すると、スピンドル２２に装着された切削ブレード２４をブレードカバー（ホイールカバー）５０で包囲した状態の斜視図が示されている。ブレードカバー５０にはブレード破損検出器５２が取り付けられている。

ブレード破損検出器５２は、光ファイバー５６に接続された発光部５４の先端と、同じく図示しない光ファイバーに接続された図示しない受光部の先端とが切削ブレード２４の外周を挟んで対向するように位置付けられて構成されている。５８はブレード破損検出器５２の位置を調整する調整ねじであり、６０は調整された位置でブレード破損検出器５２を固定する固定ねじである。

ブレードカバー５０内には図示しないエアシリンダが収容されており、エアシリンダのピストンロッドの先端には図示しない取り付けプレートが固定されている。この取り付けプレートに冷却水ノズルアセンブリ６２がねじ７２により締結されている。

冷却水ノズルアセンブリ６２は、ホース６８に接続される接続パイプ６４と、接続パイプ６４から分岐し切削ブレード２４の両側に伸長する一対の冷却水ノズル６６を含んでいる。各冷却水ノズル６６の外側には飛沫カバー７０が設けられている。

冷却水ノズルアセンブリ６２にはバリ除去流体噴出ユニット７４が取り付けられている。バリ除去流体噴出ユニット７４は下方に開口した流体噴出口７６を有している。流体噴出口７６は接続パイプ７８及びホース８２を介して純水等の液体を供給する液体供給源８６と、接続パイプ８０及びホース８４を介してエア等の気体を供給する気体供給源８８に接続されている。従って、バリ除去流体噴出ユニット７４の流体噴出口７６からは液体と気体との混合流体が噴出される。

９０は切削水ノズルブロックであり、ねじ９２によりブレードカバー５０に締結されている。切削水ノズルブロック９０は、ホース９８に接続される接続パイプ９４と、接続パイプ９４に接続された切削水ノズル９６とを含んでいる。切削水ノズル９６の先端は切削ブレード２４の外周部に向かって開口している。

図５を参照すると、吸引テーブル４に吸引保持されたパッケージ基板６を切削ブレード２４で切削している状態の正面図が示されている。図５では固定治具８は省略されている。

パッケージ基板６の切削に際しては、切削ブレード２４を矢印Ａ方向に高速（例えば３００００ｒｐｍ）で回転させながらパッケージ基板６に切り込み、吸引テーブル４を矢印Ｘ１方向に加工送りしながらパッケージ基板６を分割予定ラインに沿って切削してパッケージ基板に切削溝を形成する。矢印Ｘ２は加工進行方向であり、パッケージ基板６の切削溝は矢印Ｘ２で示す加工進行方向に形成される。

切削加工時には、冷却水ノズル６６から切削ブレード２４の側面に冷却水を供給するとともに、切削水ノズル９６から切削ブレード２４の外周部に切削水を供給しながらパッケージ基板６の切削が遂行される。

更に、本実施形態の切削ユニット２０は、バリ除去流体噴出ユニット７４を切削ブレード２４に対して加工進行方向後方側に備えているため、パッケージ基板６を切削して切削溝が形成されるのに伴って切削溝には流体噴出口７６から液体と気体との混合流体１００が噴出され、この混合流体の噴出圧により切削溝に形成されたひげ状のバリが除去される。

好ましくは、液体と気体との混合流体は純水とエアとの混合流体から形成される。流体噴出口７６の直径はφ０．５〜２ｍｍの範囲内が好ましい。また、液体供給源８６から供給される液体の流量は０．３〜０．５ｌ／分が好ましく、気体供給源８８から供給される気体の噴出圧力は０．３〜１．０ＭＰａが好ましい。更に、流体噴出口７６とパッケージ基板（被加工物）６の上面との距離は０．５〜５ｍｍの範囲内が好ましい。

２ 切削装置
４ 吸引テーブル
６ パッケージ基板
８ 固定治具
２０ 切削ユニット
２２ スピンドル
２４ 切削ブレード
５０ ブレードカバー
６２ 冷却水ノズルアセンブリ
６６ 冷却水ノズル
７４ バリ除去流体噴出ユニット
７６ 流体噴出口
９０ 切削水ノズルアセンブリ
９６ 切削水ノズル
１００ 混合流体

Claims (1)

1. 被加工物を保持する保持手段と、回転駆動されるスピンドルと該スピンドルの先端に装着され該保持手段に保持された被加工物を切削する切削ブレードとを有する切削手段と、該切削手段と該保持手段とを切削送り方向に相対移動させる切削送り手段とを備え、該切削ブレードが被加工物を切削して切削溝が形成される方向を加工進行方向とする切削装置であって、
   該切削ブレードの該加工進行方向後方側に該切削ブレードに隣接して配設され、該切削ブレードで被加工物を切削して形成された切削溝に対向して流体を噴出して、該切削ブレードの切削で被加工物に発生したバリを除去する流体噴出口を有するバリ除去流体噴出手段を具備し、
   前記流体は液体と気体の混合流体から構成され、
   前記流体噴出口の直径はφ０．５〜２ｍｍであり、
   該液体の流量は０．３〜０．５ｌ／分であり、
   該気体の噴出圧力は０．３〜１．０ＭＰａであり、
   該流体噴出口と被加工物上面との距離は０．５〜５ｍｍであることを特徴とする切削装置。

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