JP6194254B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削装置に関する。

パッケージ基板に代表されるような板状の被加工物を切削装置で切削し、個々のデバイスチップに分割する加工方法が知られている。パッケージ基板は、樹脂の熱収縮の関係から、反っている場合が多く、その反りがパッケージ基板をチャックテーブルに吸引保持されにくくするため、その解決策として、環状のフレームにパッケージ基板をテープで固定し、テープを介して吸引保持したり、消耗材であるテープの削減を目的として、パッケージ基板を直接チャックテーブルに固定する加工方法において、パッケージ基板を直接チャックテーブルに押圧して反りを解消しつつ吸引保持する等の方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−０４９１９３号公報

オペレータが手でパッケージ基板を押圧しつつ吸引保持する場合、パッケージ基板を押さえながら吸引保持のキー操作をする必要があるため、操作が困難だという課題がある。また、パッケージ基板が複数枚であった場合、それぞれのパッケージ基板を手で押さえつつ、同時にキー操作するのは事実上不可能であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、キー操作と、パッケージ基板の反りを解消させて保持することの両立を容易に可能とする切削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る切削装置は、板状の被加工物を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、各構成要素を制御する制御手段と、該制御手段に接続されオペレータがキー操作する入力手段と、を備えた切削装置であって、該入力手段は、該チャックテーブルの該保持面に吸引作用を発生させる吸引開始キーを有し、該制御手段は、オペレータが該吸引開始キーを操作後、該チャックテーブルの該保持面に吸引作用を発生させるまでの時間を設定するタイマーを備え、該保持面の該吸引作用が発生する前に、該吸引開始キーを操作したオペレータが被加工物を保持面に押圧する吸引補助作業を実施できることを特徴とする。

また、上記切削装置において、前記被加工物は、複数の分割予定ラインで区画される各領域にデバイスが配設された反りを有するパッケージ基板であり、前記チャックテーブルは、パッケージ基板を保持する前記保持面に該分割予定ラインに対応した前記切削ブレードの逃げ溝が形成され、該逃げ溝で区画された領域に吸引孔が配設されていることが好ましい。

また、上記切削装置において、前記チャックテーブルは、複数の被加工物を保持することが好ましい。

本発明の切削装置は、吸引開始キーの操作の後に、タイマーにより設定された時間が経過した後、吸引作用が発生するため、キー操作と、パッケージ基板の反りを解消させて保持することの両立を容易に可能とすることができる。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を示す図である。 図３は、実施形態に係る切削装置の制御手段の加工開始時のフローチャートの一例である。 図４（ａ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルに被加工物が相対された状態を示す側面図などであり、図４（ｂ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルに被加工物が押圧した状態を示す側面図などであり、図４（ｃ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルが被加工物を保持した状態を示す側面図などである。

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。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を示す図である。図３は、実施形態に係る切削装置の制御手段の加工開始時のフローチャートの一例である。図４（ａ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルに被加工物が相対された状態を示す側面図などである。図４（ｂ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルに被加工物が押圧した状態を示す側面図などである。図４（ｃ）は、実施形態に係る切削装置の加工開始時にチャックテーブルが被加工物を保持した状態を示す側面図などである。

本実施形態に係る切削装置１は、切削ブレード２２を有する切削手段２０と被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０とを相対移動させることで、被加工物Ｗを切削するものである。図１に示すように、切削装置１は、被加工物Ｗを保持面１１ａ，１２ａで吸引保持するチャックテーブル１０と、切削手段２０と、撮像手段３０と、入力手段１００と、制御手段９０と、を備えている。また、切削装置１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動せしめる図示しないＸ軸移動手段と、切削手段２０をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動せしめるＹ軸移動手段４０と、切削手段２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動せしめるＺ軸移動手段５０とを少なくとも含んで構成されている。なお、切削装置１は、装置本体２上に門型の柱部３が設けられている。

ここで、被加工物Ｗは、板状の被加工物であって、切削装置１により加工される加工対象であり、本実施形態では、図２に示すように、互いに直交する複数の分割予定ラインＬで区画される各領域に所定の電極等を有して樹脂封止部Ｓにより封止されたデバイスＤが配設されたパッケージ基板である。被加工物Ｗとしてのパッケージ基板は、複数のデバイスＤが樹脂で構成される樹脂封止部Ｓによって封止されているために、樹脂封止部Ｓの成型時などに反りが発生して、反りを有する。被加工物Ｗとしてのパッケージ基板は、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２２を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインＬに切削加工が施されることで、個々のデバイスＤに分割される。

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削ブレード２２で切削するものである。切削手段２０は、Ｙ軸移動手段４０、Ｚ軸移動手段５０などを介して柱部３に設けられて、Ｙ軸移動手段４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられかつＺ軸移動手段５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削手段２０は、軸方向がそれぞれＹ軸方向（割り出し方向に相当）と一致するスピンドル２１と、スピンドル２１の先端に装着された切削ブレード２２とを含んで構成されている。スピンドル２１は、円筒形状の図示しないハウジングに回転可能に支持され、ハウジングに収納されている図示しないブレード駆動源に連結されている。切削ブレード２２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石であり、スピンドル２１に着脱自在に装着される。切削ブレード２２は、ブレード駆動源により発生した回転力により回転駆動する。

撮像手段３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの切削すべき領域を撮像するものである。撮像手段３０は、切削手段２０に取り付けられて、該切削手段２０と一体にＹ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

チャックテーブル１０は、図１に示すように、第一の保持面１１ａ（保持面に相当）を有した第一の保持テーブル１１と、該第一の保持面１１ａと同一平面上の第二の保持面１２ａ（保持面に相当）を有した第二の保持テーブル１２と、回転テーブル１９とを含んで構成されている。

第一の保持テーブル１１及び第二の保持テーブル１２は、それぞれ、保持面１１ａ，１２ａ上に被加工物Ｗを載置し、保持面１１ａ，１２ａに設けられた吸引孔１３（図２に示す）を通して吸引することで、負圧により被加工物Ｗを吸引保持するものである。このように、チャックテーブル１０は、第一の保持テーブル１１及び第二の保持テーブル１２それぞれに被加工物Ｗを保持することで、複数（本実施形態では、二つ）の被加工物Ｗを保持する。

第一の保持テーブル１１及び第二の保持テーブル１２は、それぞれ、平面形状が矩形状に形成されている。第一の保持テーブル１１及び第二の保持テーブル１２は、それぞれ、保持面１１ａ，１２ａを上面に設けかつ被加工物Ｗの樹脂封止部Ｓに対応した四角形状の吸引部１４を備えている。吸引部１４は、被加工物Ｗとしてのパッケージ基板を保持する保持面１１ａ，１２ａに分割予定ラインＬに対応した切削ブレード２２の逃げ溝１５が形成され、逃げ溝１５で区画された領域に吸引孔１３が一つ配設されている。逃げ溝１５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行に設けられ、第一の保持テーブル１１及び第二の保持テーブル１２は、平行に配設されている。

吸引孔１３は、図４に示すように、真空吸引経路１６を介して真空吸引源１７と接続されて、真空吸引源１７により吸引されることで、保持面１１ａ，１２ａに被加工物Ｗを保持する。また、真空吸引経路１６には、開閉弁１８が設けられている。開閉弁１８が開くと、真空吸引源１７の吸引作用が保持面１１ａ，１２ａに発生し、開閉弁１８が閉じると、真空吸引源１７の吸引作用が保持面１１ａ，１２ａに発生しない。

回転テーブル１９は、円盤状に形成され、第一の保持テーブル１１と第二の保持テーブル１２を支持し、保持面１１ａ，１２ａと直交する図示しない軸線（Ｚ軸方向と平行）回りに第一の保持テーブル１１と第二の保持テーブル１２を一体に回転可能なものである。

入力手段１００は、制御手段９０に接続され、加工動作の状態を表示する表示手段１０１に設けられている。表示手段１０１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示パネルなどで構成される。表示手段１０１は、制御手段９０から入力される信号に応じて、文字、図形、画像等の情報を表示する。入力手段１００は、オペレータＯＰ（図１に示す）がキー操作するものであり、表示手段１０１の表示面全面に設けられたタッチパネルなどで構成される。入力手段１００は、受け付けた操作に応じた信号を制御手段９０へ入力する。入力手段１００は、真空吸引源１７が作動中に開閉弁１８を開くことで、チャックテーブル１０の保持面１１ａ，１２ａに吸引作用を発生させる吸引開始キー１０２を有している。吸引開始キー１０２は、表示手段１０１の表示面の予め定められた領域に設けられている。

制御手段９０は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段９０は、被加工物Ｗに対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。なお、制御手段９０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。また、制御手段９０は、オペレータＯＰが吸引開始キー１０２を操作後、チャックテーブル１０の保持面１１ａ，１２ａに吸引作用を発生させるための時間を設定するためのタイマー９１を備えている。制御手段９０は、表示手段１０１や、オペレータＯＰが加工内容情報などを登録する際に用いる入力手段１０１などと接続されている。

次に、本実施形態に係る切削装置１の加工動作について説明する。まず、オペレータＯＰが加工内容情報を登録し、加工動作の開始指示があった場合に、加工動作を開始する。制御手段９０は、加工動作において、まず、図３に示されたフローチャートを実施する。制御手段９０は、加工動作において、タイマー９１により吸引開始キー１０２を操作後チャックテーブル１０の保持面１１ａ，１２ａに吸引作用を発生させるための時間が設定され、吸引開始キー１０２が操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御手段９０は、タイマー９１により前述の時間が設定されておらず、又は、吸引開始キー１０２が操作されていないと判定する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）と、ステップＳＴ１を繰り返す。即ち、制御手段９０は、タイマー９１により前述の時間が設定され、かつ吸引開始キー１０２が操作されるまで、ステップＳＴ１を繰り返す。

制御手段９０は、タイマー９１により前述の時間が設定され、かつ吸引開始キー１０２が操作されたと判定する（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）と、開閉弁１８を閉じた状態で真空吸引源１７を作動させる（ステップＳＴ２）。そして、制御手段９０は、タイマー９１により設定された時間が、吸引開始キー１０２が操作された後に経過したか否か判定する（ステップＳＴ３）。制御手段９０は、設定された時間が経過していないと判定する（ステップＳＴ３：Ｎｏ）と、ステップＳＴ３を繰り返す。即ち、制御手段９０は、タイマー９１により設定された時間が経過するまで、ステップＳＴ３を繰り返す。

タイマー９１により設定された時間が経過するまでの間、オペレータＯＰは、図４（ａ）に示すように、各保持テーブル１１，１２の保持面１１ａ，１２ａに被加工物Ｗの樹脂封止部Ｓを相対させた後、図４（ｂ）に示すように、各保持テーブル１１，１２の保持面１１ａ，１２ａに被加工物Ｗの樹脂封止部Ｓを載置する。そして、保持面１１ａ，１２ａの吸引作用が発生する前に、吸引開始キー１０２を操作したオペレータＯＰが、被加工物Ｗを各保持面１１ａ，１２ａに押圧する。このように、切削装置１は、保持面１１ａ，１２ａの吸引作用が発生する前に、吸引開始キー１０２を操作したオペレータＯＰが被加工物Ｗを保持面１１ａ，１２ａに押圧する吸引補助作業を実施できる。

そして、制御手段９０は、設定された時間が経過したと判定する（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）と、図４（ｃ）に示すように、開閉弁１８を開き、真空吸引源１７が吸引孔１３から吸引して、保持面１１ａ，１２ａに吸引作用を発生させて、保持面１１ａ，１２ａに被加工物Ｗを吸引保持して、図３に示されたフローチャートを終了する。

そして、制御手段９０は、被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０を加工開始位置までＸ軸方向に移動し、撮像手段３０にチャックテーブル１０に保持された２つの被加工物Ｗを撮像させ、撮像して得た画像を制御手段９０に出力させる。制御手段９０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの分割予定ラインＬと、切削手段２０の切削ブレード２１との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗと切削手段２０との相対位置を調整する。

そして、制御手段９０は、加工内容情報に基いて、各移動手段４０，５０、切削手段２０のスピンドル２１及び回転テーブル１９などを適宜駆動して、被加工物Ｗを分割予定ラインＬに沿って切削し、複数のデバイスＤに分割する。制御手段９０は、すべての分割予定ラインＬを切削した後、チャックテーブル１０を切削手段２０の下方から退避させた後、チャックテーブル１０の吸引保持を解除する。そして、オペレータＯＰが分割された複数のデバイスＤなどをチャックテーブル１０上から取り除くとともに、切削前の被加工物Ｗを再度、チャックテーブル１０上に載置し、前述の工程を繰り返して、被加工物Ｗを個々のデバイスＤに分割する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１は、吸引開始キー１０２の操作の後に、タイマー９１により設定された時間が経過した後、保持面１１ａ，１２ａに吸引作用が発生する。このために、切削装置１は、チャックテーブル１０が複数の被加工物Ｗを保持する場合であっても、キー操作の後に設定された時間が経過するまでの間に、オペレータＯＰが被加工物Ｗを押圧しつつ反りを解消できるとともに、被加工物Ｗを所定の位置に位置決めすることができる。したがって、切削装置１は、吸引開始キー１０２のキー操作と、被加工物Ｗとしてのパッケージ基板の反りを解消させて保持することの両立を容易に可能とすることができる。

また、切削装置１は、吸引開始キー１０２を操作すると真空吸引源１７を作動させて、設定された時間が経過すると開閉弁１８が開くので、設定された時間が経過すると、直ちに、保持面１１ａ，１２ａに吸引作用を発生させることができる。さらに、切削装置１は、吸引開始キー１０２を操作して設定された時間が経過するまで、開閉弁１８が閉じているので、タイマー９により設定された時間が経過するまで、保持面１１ａ，１２ａに吸引作用が発生することを防止できる。

さらに、切削装置１は、チャックテーブル１０に逃げ溝１５が形成されている。このために、切削装置１は、特に、反りが発生しやすいパッケージ基板を被加工物Ｗとして、保持面１１ａ，１２ａに確実に保持することができる。また、切削装置１は、チャックテーブル１０が複数の被加工物Ｗを保持するので、キー操作の後に設定された時間が経過するまでの間に、オペレータＯＰが被加工物Ｗを押圧しつつ反りを解消でき、吸引開始キー１０２のキー操作と、被加工物Ｗとしてのパッケージ基板の反りを解消させて保持することの両立を容易に可能とすることができる。

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。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
１１ａ 第一の保持面（保持面）
１２ａ 第二の保持面（保持面）
１３ 吸引孔
１５ 逃げ溝
２０ 切削手段
２２ 切削ブレード
９０ 制御手段
９１ タイマー
１００ 入力手段
１０２ 吸引開始キー
Ｄ デバイス
Ｌ 分割予定ライン
Ｗ 被加工物

Claims (3)

1. 板状の被加工物を保持面で吸引保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、各構成要素を制御する制御手段と、該制御手段に接続されオペレータがキー操作する入力手段と、を備えた切削装置であって、
   該入力手段は、
   該チャックテーブルの該保持面に吸引作用を発生させる吸引開始キーを有し、
   該制御手段は、
   オペレータが該吸引開始キーを操作後、該チャックテーブルの該保持面に吸引作用を発生させるまでの時間を設定するタイマーを備え、
   該保持面の該吸引作用が発生する前に、該吸引開始キーを操作したオペレータが被加工物を保持面に押圧する吸引補助作業を実施できる切削装置。
2. 前記被加工物は、複数の分割予定ラインで区画される各領域にデバイスが配設された反りを有するパッケージ基板であり、
   前記チャックテーブルは、パッケージ基板を保持する前記保持面に該分割予定ラインに対応した前記切削ブレードの逃げ溝が形成され、該逃げ溝で区画された領域に吸引孔が配設されている請求項１記載の切削装置。
3. 前記チャックテーブルは、複数の被加工物を保持する請求項１または２記載の切削装置。

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