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CN109202690A - 磨削装置 - Google Patents

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CN109202690A
CN109202690A CN201810666928.1A CN201810666928A CN109202690A CN 109202690 A CN109202690 A CN 109202690A CN 201810666928 A CN201810666928 A CN 201810666928A CN 109202690 A CN109202690 A CN 109202690A
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grinding water
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桑名孝
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铃木将昭
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Abstract

提供磨削装置，容易将磨削水排出至呈环状配置的磨具的外侧。磨削装置(1)具有磨削水提供单元(30)，磨削水提供单元具有：贯通路(31)，其贯通于主轴(14)和安装座(13)；以及磨削水喷嘴(32)，其配设在安装座的安装面(13a)侧的中心，与贯通路连通而放出磨削水(GW)，磨削水喷嘴具有：筒体(33)，其从安装座垂下；放水部(34)，其形成在筒体的自由端部(33a)；以及引导部(35)，其对在贯通路中流下的磨削水进行引导，以使磨削水沿着筒体的内壁(33b)流动，放水部具有使磨削水呈扩口状放出的倒角部(34a)，因此能够朝向呈环状配置的磨具(12)的整个圆周的前端部分均匀地提供磨削水，磨削水容易从晶片(W)的被磨削面与磨具之间的略微的间隙排出至磨具的外侧。

Description

磨削装置
技术领域
本发明涉及对晶片进行磨削的磨削装置。
背景技术
当通过进行磨削而使晶片变薄时，晶片的刚性降低而存在难以在之后的工序中对晶片进行操作的问题，因此例如提出了如下的磨削方法：使用按照比晶片的直径小的直径呈环状配置有磨具的磨削磨轮，在晶片的背面中的与形成有多个器件的器件区域对应的区域形成凹部，在与器件区域的外周侧的外周剩余区域对应的区域形成环状的凸部(例如，参照下述专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-165287号公报
但是，在上述磨削方法中，在晶片的面内配置磨削磨轮，一边对晶片和磨具提供磨削水一边使呈环状配置在磨削磨轮的下部的磨具的半周部分与晶片的背面接触而进行磨削。此时，剩余的半周部分的磨具的磨削面与晶片的背面之间的间隙较小，因此不容易将提供至磨具的内侧的磨削水排出至磨具的外侧。因此，磨削水滞留在磨具的内侧而无法充分进行磨具的冷却，并且还存在由于滞留的磨削水中所含的磨削屑而使被磨削面刮伤的问题和磨具的消耗加快的问题。另外，当利用发生了消耗的磨具进行磨削时，形成在晶片上的凹部的角部分变圆而无法成为直角，因此存在无法使晶片的最外周部分的芯片平坦化的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供磨削装置，容易将磨削水排出至呈环状配置在磨削磨轮的下部的磨具的外侧。
本发明为磨削装置，其具有：保持工作台，其对晶片进行保持；磨削单元，其将按照比晶片的直径小的直径呈环状配置有磨具的磨削磨轮安装成能够旋转，留出该保持工作台所保持的晶片的外周部而对晶片的中央部进行磨削；以及磨削水提供单元，其对该磨具和晶片提供磨削水，其中，该磨削单元具有：安装座，其具有安装该磨削磨轮的安装面；主轴，其一端按照使该主轴的轴心与该安装座的中心一致的方式与该安装座连结；以及电动机，其使该主轴旋转，该磨削水提供单元具有：贯通路，其贯通于该主轴和与该主轴连结的该安装座；以及磨削水喷嘴，其配设在该安装座的该安装面侧的中心，与该贯通路连通而放出该磨削水，该磨削水喷嘴具有：筒体，其从该安装座垂下；放水部，其形成在该筒体的自由端部；以及引导部，其配设在该贯通路与该放水部之间，对在该贯通路中流下的该磨削水进行引导，以使该磨削水沿着该筒体的内壁流动，该放水部具有使该磨削水呈扩口状放出的倒角部。
本发明的磨削装置具有对磨具和晶片提供磨削水的磨削水提供单元，磨削水提供单元具有：贯通路，其贯通于主轴和与主轴连结的安装座；以及磨削水喷嘴，其配设在安装座的安装面侧的中心，与贯通路连通而放出磨削水，磨削水喷嘴具有：筒体，其从安装座垂下；放水部，其形成在筒体的自由端部；以及引导部，其配设在贯通路与放水部之间，对在贯通路中流下的磨削水进行引导，以使磨削水沿着该筒体的内壁流动，放水部具有使磨削水呈扩口状放出的倒角部，因此能够朝向呈环状配置的磨具的整个圆周的前端部分均匀地提供磨削水，磨削水容易从晶片的被磨削面与磨具之间的略微的间隙排出至磨具的外侧。磨削屑及脱落磨粒与磨削水一起排出至磨具的外侧，因此能够防止在晶片的被磨削面产生刮伤。另外，磨削水充分地提供至呈环状配置的磨具的整个圆周的前端部分，因此能够提高磨具的冷却效果，并且能够降低磨具的消耗量。
附图说明
图1是示出磨削装置的结构的立体图。
图2是示出磨削单元和磨削水提供单元的结构的剖视图。
图3是磨削单元和磨削水提供单元的主要部分放大剖视图。
图4的(a)是从上方观察的磨削水喷嘴的俯视图，图4的(b)是从下方观察的磨削水喷嘴的仰视图。
图5是示出通过磨削磨轮对晶片进行磨削的状态的剖视图。
图6是示出通过磨削磨轮对晶片进行磨削的状态的立体图。
图7是说明一边对晶片和磨具提供磨削水一边对晶片进行磨削的状态的俯视图。
图8的(a)是示出磨削水喷嘴的变形例的剖视图，图8的(b)是从上方观察的磨削水喷嘴的变形例的俯视图，图8的(c)是从下方观察的磨削水喷嘴的变形例的仰视图。
标号说明
1：磨削装置；2：装置基座；3：柱；4：移动基台；5：保持工作台；5a：保持面；6：折皱；7：螺钉；10：磨削单元；11：磨削磨轮；12：磨具；13：安装座；13a：安装面；14：主轴；15：支承单元；16：电动机；17：支托；18：磨削水提供源；19：空气提供源；20：磨削进给单元；21：滚珠丝杠；22：电动机；23：导轨；24：升降板；30：磨削水提供单元；31：贯通路；32、32A：磨削水喷嘴；33：筒体；33a：自由端部；33b：内壁；34、34A：放水部；34a：倒角部；35：引导部；36：凸缘部；37：螺钉贯通孔；38：自由端部；39：倒角部。
具体实施方式
图1所示的磨削装置1具有：装置基座2，其在Y轴方向上延伸；以及柱3，其竖立设置在装置基座2的Y轴方向后部侧。在装置基座2的上表面2a上具有保持工作台5，其具有对晶片进行保持的保持面5a。保持工作台5与吸引源连接。保持工作台5的周围被能够在Y轴方向上移动的移动基台4覆盖。采用如下的结构：在保持工作台5的下方配设有被折皱6覆盖的未图示的移动单元，通过移动单元使保持工作台5与移动基台4一起在Y轴方向上移动。
在柱3的前方具有：磨削单元10，其将磨削磨轮11安装成能够旋转，留出保持工作台5所保持的晶片的外周部而对中央部进行磨削，该磨削磨轮11按照比晶片的直径小的直径呈环状配置有磨具12；磨削进给单元20，其将磨削单元10在相对于保持工作台5接近和远离的方向(Z轴方向)上进行磨削进给；以及磨削水提供单元30，其对磨具12和晶片提供磨削水。
磨削进给单元20具有：滚珠丝杠21，其在Z轴方向上延伸；电动机22，其与滚珠丝杠21的一端连接；一对导轨23，它们与滚珠丝杠21平行地延伸；以及升降板24，其一个面固定于磨削单元10。升降板24的另一面与一对导轨23滑动连接，在升降板24的内部所形成的螺母上螺合有滚珠丝杠21。通过电动机22使滚珠丝杠21转动，从而能够使磨削单元10与升降板24一起在Z轴方向上移动。
磨削单元10具有：磨削磨轮11，其呈环状粘固有对晶片进行磨削的磨具12；安装座13，其具有安装磨削磨轮11的安装面13a；主轴14，其一端按照使该主轴14的轴心与安装座13的中心一致的方式与该安装座13连结；支承单元15，其将主轴14支承为能够旋转；以及图2所示的电动机16，其使主轴14旋转。本实施方式所示的磨具12由分段磨具构成，但并不限于该结构。安装座13的安装面13a成为与垂直于铅垂方向的水平方向平行的平坦面。
支承单元15具有以能够旋转的方式围绕主轴14的壳体150。壳体150通过固定于升降板24的支托17进行保持。如图2所示，在壳体150的内部具有：空气提供路151，其与空气提供源19连接；以及空气喷出口152，其对壳体150与主轴14之间的间隙153喷出高压空气。收纳在壳体150的内部的主轴14通过从空气喷出口152喷出至间隙153的高压空气而以非接触的状态被支承为能够旋转。
磨削水提供单元30具有：贯通路31，其贯通于主轴14和与主轴14连结的安装座13；以及磨削水喷嘴32，其配置在安装座13的安装面13a侧的中心，与贯通路31连通而放出磨削水。在贯通路31的上端连接有磨削水提供源18。
如图3所示，磨削水喷嘴32具有：筒体33，其从形成在主轴14和安装座13内的中心的贯通路31垂下；放水部34，其形成在筒体33的自由端部33a；以及引导部35，其配设在贯通路31与放水部34之间，对在贯通路31中流下的磨削水进行引导，以使该磨削水沿着筒体33的内壁33b流动。
在筒体33的上端部配设有凸缘部36。如图4的(a)所示，在凸缘部36上沿周向以等间隔分开的方式形成有多个(在图示的例子中为四个)螺钉贯通孔37。在图3所示的安装座13的安装面13a上，与螺钉贯通孔37的位置对应地形成有供螺钉7螺合的内螺纹。在将磨削水喷嘴32安装于安装座13时，从下方将螺钉7插入至凸缘部36的螺钉贯通孔37中而使其与内螺纹螺合，从而能够将磨削水喷嘴32固定于安装座13的安装面13a。
引导部35具有：连通路350，其与贯通路31连通；以及引导路351，其被设置于筒体33的内部的分支部352分支。引导路351是设置在靠近筒体33的内壁33b的位置的空腔。在本实施方式中，如图4的(b)所示，沿周向以等间隔分开的方式形成有多个(在图示的例子中为三个)引导路351。在这样构成的引导部35中，在磨削时当磨削水从连通路350流入至引导路351时，伴随着主轴14的旋转所带来的离心力，磨削水向径向外侧流动，因此能够对磨削水进行引导，以使该磨削水沿着内壁33b流下。引导路351的数量并不特别限于本实施方式所示的结构。
图3所示的放水部34形成为呈扩口状(伞状)扩展的结构，具有锥状的倒角部34a。在放水部34中，通过磨削磨轮11的旋转所带来的离心力和磨削水的自重，使通过引导部35而沿着内壁33b流下的磨削水进一步沿着倒角部34a流动，因此能够使磨削水呈扩口状(伞状)放出。由此，能够朝向呈环状配置的磨具12的整个圆周的前端部分均匀地提供磨削水。即，不仅对磨具12与晶片的接触部分，而且还对磨具12与晶片未接触的略微的间隙充分地提供磨削水。
这里，优选图2所示的磨削水喷嘴32的下端(筒体33的自由端部33a)配置在比磨削磨轮11的下表面11a靠下方侧的位置。若配置在比磨削磨轮11的下表面11a靠上方的位置，则无法高效地对磨具12的前端部分提供磨削水，因此将磨削水喷嘴32的下端配置在比磨削磨轮11的下表面11a靠下方侧的位置，从而可以使放水部34位于接近作为加工对象的晶片的位置。
接着，对于如下的磨削例进行说明：使用磨削装置1对图2所示的晶片W的中央部分进行磨削而形成凹部Wd，使外周部残留而在外周部形成环状的凸部Wc。晶片W的形成有器件的面成为正面Wa，在正面Wa上例如粘贴有保护带。另一方面，处于与正面Wa相反的一侧的背面Wb是通过磨具12进行磨削的被磨削面。
这里，本实施方式所示的磨削中所用的磨具12的高度L需要大于要在晶片W的外周部形成的凸部Wc的厚度T1(磨削前的晶片W的厚度)。在凸部Wc的厚度T1为例如750μm的情况下，为了使凹部Wd的厚度T2薄化至例如100μm，需要使最大程度磨损时的磨具12的高度L大于650μm。另外，优选将磨削水喷嘴32的下端配置在比最大程度磨损时的磨具12的磨削面12a高的位置。
如图5所示，将晶片W的正面Wa侧载置于保持工作台5的保持面5a而使背面Wb侧露出。接着若通过未图示的吸引源的吸引力利用保持面5a对晶片W进行了吸引保持，则使保持工作台5移动至磨削单元10的下方。然后，通过图1所示的磨削进给单元20使磨削单元10向接近保持工作台5的方向下降。另外，保持工作台5的保持面5a成为从其中央朝向外周缘倾斜的倾斜面，但实际上是肉眼无法视认的程度的略微的倾斜面。
接着，如图6所示，使保持工作台5例如向箭头A方向旋转，并且磨削单元10使主轴14旋转而使磨削磨轮11例如向箭头A方向旋转，同时使磨具12的磨削面12a与晶片W的背面Wb接触而进行磨削。
如图7所示，使磨削单元10按照磨具12始终通过晶片W的旋转中心Wo的方式旋转。具体而言，使作为磨具12的旋转轨迹的半周区域P1(以中心线B为轴的左侧部分)始终与晶片W的旋转中心Wo接触，仅对晶片W的中央部分进行磨削而形成凹部Wd，并且在晶片W的外周部形成环状的凸部Wc。此时，剩余的磨具12的半周区域P2(以中心线B为轴的右侧部分)不与晶片W接触，在凹部Wd与磨具12之间产生有略微的间隙。
在晶片W的磨削中，始终从放水部34对旋转的磨具12的内侧提供磨削水GW。具体而言，使规定的流量的磨削水GW从图3所示的磨削水提供源18流入贯通路31。在贯通路31中流下的磨削水GW通过引导部35而随着主轴14的旋转所带来的离心力沿着筒体33的内壁33b流下，进而从内壁33b沿着倒角部34a流下而从放水部34呈伞状放出。
如图7所示，从放水部34呈伞状放出的磨削水GW朝向磨具12的整个圆周呈放射状流动。因此，磨削水GW容易从上述半周区域P2中的磨具12与凹部Wd之间的略微的间隙排出至磨具12的外侧。在积存在形成于磨具12的内侧的凹部Wd的磨削水GW中，含有晶片W的磨削屑及脱落磨粒，磨削屑及脱落磨粒与磨削水GW一起被排出至磨具12的外侧。
如上所述，本发明的磨削装置1具有对磨具12和晶片W提供磨削水GW的磨削水提供单元30，磨削水提供单元30具有：贯通路31，其贯通于主轴14和与主轴14连结的安装座13；以及磨削水喷嘴32，其配设在安装座13的安装面13a侧的中心，与贯通路31连通而放出磨削水GW，磨削水喷嘴32具有：筒体33，其从安装座13垂下；放水部34，其形成在筒体33的自由端部33a；以及引导部35，其配设在贯通路31与放水部34之间，对在贯通路31中流下的磨削水GW进行引导，以使该磨削水GW沿着筒体33的内壁33b流动，放水部34具有使磨削水GW呈扩口状放出的倒角部34a，因此能够均匀地朝向呈环状配置的磨具12的整个圆周的前端部分提供磨削水GW，磨削水GW容易从晶片W的被磨削面(凹部Wd)与磨具12之间的略微的间隙排出至磨具12的外侧。磨削屑及脱落磨粒与磨削水GW一起排出至磨具12的外侧，因此能够有效地将磨削屑及脱落磨粒从晶片W的被磨削面去除，从而能够防止在晶片W的被磨削面上产生刮伤。另外，根据本发明，能够充分地对呈环状配置的磨具12的整个圆周的前端部分提供磨削水GW，因此能够提高磨具12的冷却效果，并且能够降低磨具12的消耗量。
图8所示的磨削水喷嘴32A是上述磨削水喷嘴32的变形例。如图8的(a)所示，磨削水喷嘴32A具有：筒体33；放水部34A，其形成在筒体33的自由端部38；以及引导部35，其配设在未图示的贯通路与放水部34A之间，对在贯通路中流下的磨削水进行引导，以使该磨削水沿着筒体33的内壁33b流动。在磨削水喷嘴32A的上端部配设有凸缘部36，如图8的(b)所示，沿凸缘部36的周向以等间隔分开的方式形成有多个(在图示的例子中为四个)螺钉贯通孔37。筒体33的内壁33b呈直线状形成至图8的(c)所示的自由端部38，在其最下部形成有倒角部39。同样在这样构成的磨削水喷嘴32A中，通过主轴14的旋转所带来的离心力和磨削水GW的自重使磨削水GW沿着筒体33的内壁33b和倒角部39流下，能够从放水部34A呈伞状放出磨削水GW。

Claims (1)

1.一种磨削装置，其具有：
保持工作台，其对晶片进行保持；
磨削单元，其将按照比晶片的直径小的直径呈环状配置有磨具的磨削磨轮安装成能够旋转，留出该保持工作台所保持的晶片的外周部而对晶片的中央部进行磨削；以及
磨削水提供单元，其对该磨具和晶片提供磨削水，
其中，
该磨削单元具有：
安装座，其具有安装该磨削磨轮的安装面；
主轴，其一端按照使该主轴的轴心与该安装座的中心一致的方式与该安装座连结；
支承单元，其将该主轴支承为能够旋转；以及
电动机，其使该主轴旋转，
该磨削水提供单元具有：
贯通路，其贯通于该主轴和与该主轴连结的该安装座；以及
磨削水喷嘴，其配设在该安装座的该安装面侧的中心，与该贯通路连通而放出该磨削水，
该磨削水喷嘴具有：
筒体，其从该安装座垂下；
放水部，其形成在该筒体的自由端部；以及
引导部，其配设在该贯通路与该放水部之间，对在该贯通路中流下的该磨削水进行引导，以使该磨削水沿着该筒体的内壁流动，
该放水部具有使该磨削水呈扩口状放出的倒角部。
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