JP2014240100A

JP2014240100A - バイト工具

Info

Publication number: JP2014240100A
Application number: JP2013122617A
Authority: JP
Inventors: 龍司大島; Ryuji Oshima; 岡田　祐介; Yusuke Okada; 祐介岡田
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-25

Abstract

【課題】ダイアモンドチップの研磨を円滑に実施することができるバイト工具を提供する。
【解決手段】シャンクとシャンクに着脱可能に装着される切れ刃本体とからなるバイト工具であって、切れ刃本体は、シャンクに着脱可能に装着される基台と、基台の先端部にロウ付けされた切れ刃となるダイアモンドチップとからなり、基台は、シャンクに着脱可能に装着される装着面を備えた装着部と、ダイアモンドチップがロウ付けされるチップ取り付け面を備えたチップ取り付け部とを具備しており、チップ取り付け部は、装着部の装着面と反対側の前面より突出して形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物を旋削するためのバイト工具に関する。

半導体チップが複数個形成された半導体ウエーハはダイシング装置等によって個々の半導体チップに分割され、この分割された半導体チップは携帯電話やパソコン等の電気機器に広く用いられている。
近年、電気機器の軽量化、小型化を可能にするために、半導体チップの電極に５０〜１００μｍの突起状のバンプを形成し、このバンプを実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され実用に供されている。また、インターポーザーといわれる基板に複数の半導体チップを併設したり、積層したりして小型化を図る技術も開発され実用化されている。

しかるに、上述した各技術は半導体チップ等の基板の表面に複数個の突起状のバンプ（電極）を形成し、その突起状の電極を介して基板同士を接合するため、突起状のバンプ（電極）の高さを揃える必要がある。この突起状のバンプ（電極）の高さを揃えるために、バイト工具によって旋削する加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、加工装置に装着されるバイト工具は、ダイアモンドチップが切れ刃として基台にロウ付けされた切れ刃本体をシャンクの先端に着脱可能に装着して構成されている。このように構成されたバイト工具の切れ刃本体は、消耗品として高価であることから切れ味が悪化した際にはダイアモンドチップの先端を研磨して切れ刃を再生している。

特開２００９−１２１０５号公報

而して、ダイアモンドチップを研磨する際に、ダイアモンドチップがロウ付けされた基台が妨げとなって円滑に研磨することができないという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ダイアモンドチップの研磨を円滑に実施することができるバイト工具を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、シャンクと該シャンクに着脱可能に装着される切れ刃本体とからなるバイト工具であって、
該切れ刃本体は、該シャンクに着脱可能に装着される基台と、該基台の先端部にロウ付けされた切れ刃となるダイアモンドチップとからなり、
該基台は、該シャンクに着脱可能に装着される装着面を備えた装着部と、該ダイアモンドチップがロウ付けされるチップ取り付け面を備えたチップ取り付け部とを具備しており、
該チップ取り付け部は、該装着部の該装着面と反対側の前面より突出して形成されている、
ことを特徴とするバイト工具が提供される。

本発明によるバイト工具においては、シャンクに着脱可能に装着される切れ刃本体は、シャンクに着脱可能に装着される基台と、基台の先端部にロウ付けされた切れ刃となるダイアモンドチップとからなり、基台はシャンクに着脱可能に装着される装着面を備えた装着部と、ダイアモンドチップがロウ付けされるチップ取り付け面を備えたチップ取り付け部とを具備しており、チップ取り付け部は装着部の装着面と反対側の前面より突出して形成されているので、基台の装着部の前面がダイアモンドチップを研磨する際に妨げとなることはなく、ダイアモンドチップが薄くなっても円滑に研磨することができる。

本発明に従って構成されたバイト工具が装着された加工装置の斜視図。本発明に従って構成されたバイト工具の斜視図。図２に示すバイト工具の構成部材の分解斜視図。被加工物としての半導体ウエーハの平面図および要部拡大図。図１に示す加工装置を用いて実施する旋削工程の説明図。図４に示す半導体ウエーハのデバイスに形成されたバンプ（電極）を図５に示す旋削工程によって旋削した状態を示す説明図。

以下、本発明に従って構成されたバイト工具の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成されたバイト工具が装着された加工装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における加工装置１は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に旋削手段としての旋削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

旋削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には支持部材３１３が装着され、この支持部材３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。

スピンドルユニット３２は、支持部材３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状のバイト工具装着部材３２４が設けられている。なお、バイト工具装着部材３２４には、バイト工具３３が着脱可能に装着される。

バイト工具装着部材３２４には、回転軸芯から偏芯した外周部の一部に上下方向に貫通するバイト取り付け穴３２４aが設けられているとともに、このバイト取り付け穴３２４aと対応する外周面からバイト取り付け穴３２４aに達する雌ネジ穴３２４ｂが設けられている。このように構成されたバイト工具装着部材３２４のバイト取り付け穴３２４aにバイト工具３３を挿入し、雌ネジ穴３２４ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、バイト工具３３はバイト工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。

次に、上記バイト工具３３について、図２および図３を参照して説明する。
図２には本発明に従って構成されたバイト工具３３の斜視図が示されており、図３にはバイト工具３３の構成部材の分解斜視図が示されている。
図２および図３に示すバイト工具３３は、シャンク３４と該シャンク３４に着脱可能に装着される切れ刃本体３５とからなっている。シャンク３４は、ステンレス鋼によって四角柱状に形成され、その先端（下端）部に先端が先細りの取付け部３４１が設けられている。取付け部３４１の取り付け面３４２には、図３に示すように雌ネジ穴３４３が形成されている。

バイト工具３３を構成する切れ刃本体３５は、上記シャンク３４に着脱可能に装着される基台３６と、該基台３６の先端部にロウ付けされた切れ刃となるダイアモンドチップ３７とからなっている。基台３６は、タングステンカーバイトによって形成されており、上記シャンク３４に着脱可能に装着される装着面３６１aを備えた装着部３６１と、ダイアモンドチップ３７がロウ付けされるチップ取り付け部３６２とを備えている。なお、図示の実施形態においては基台３６を構成する装着部３６１とチップ取り付け部３６２を一体成型した例を示したが、装着部３６１とチップ取り付け部３６２を別体で形成し、両部をロウ付けしてもよい。このように形成された基台３６は、ダイアモンドチップ３７がロウ付けされるチップ取り付け部３６２が装着部３６１の前面３６１bより突出して形成されており、このチップ取り付け部３６２の前面であるチップ取り付け面３６２aにダイアモンドチップ３７が銀スズ等のロウ材によってロウ付けされる。なお、基台３６を構成する装着部３６１の前面３６１bとチップ取り付け面３６２aとの距離は、図示の実施形態においては５mmに設定されている。また、ダイアモンドチップ３７の厚みは、図示の実施形態においては２mmに設定されている。このように構成された基台３６の装着部３６１にはボルト挿通穴３６３が設けられており、このボルト挿通穴３６３に締結ボルト３８を挿通して上記シャンク３４に形成された雌ネジ穴３４３に螺合することにより、基台３６をシャンク３４に取り付けることができる。

以上のように構成されたバイト工具３３は、図１に示すようにバイト工具装着部材３２４に設けられたバイト取り付け穴３２４aにシャンク３４を挿入し、バイト工具装着部材３２４に設けられた雌ネジ穴３２４ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、バイト工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記旋削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面と垂直な方向）に移動せしめる旋削ユニット送り機構４を備えている。この旋削ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され上下方向に延びる雄ネジロッド４１を具備している。この雄ネジロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ネジロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ネジロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には上下方向に延びる貫通雌ネジ穴が形成されており、この雌ネジ穴に上記雄ネジロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１および移動基台３１に装着された旋削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１および移動基台３１に装着された旋削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の加工作業部２１１が形成されており、この加工作業部２１１にはチャックテーブル５が配設されている。このチャックテーブル５は、ステンレス鋼等の金属材によって円柱状に形成されたチャックテーブル本体５１と、該チャックテーブル本体５１の上面に配設された吸着チャック５２とからなっている。吸着チャック５２は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着チャック５２を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、上面である保持面上に載置された被加工物を吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル５は、図示しないチャックテーブル移動機構によって図１において矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動可能に構成されている、図１において２点鎖線で示す被加工物搬入・搬出領域２４と上記スピンドルユニット３２を構成するバイト工具３３と対向する実線で示す加工領域２５との間で移動せしめられる。

図示の実施形態におけるバイト工具が装着された加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について主に図４を参照して説明する。
図４には、被加工物としての半導体ウエーハ１０の平面図および要部を拡大して示す断面図が示されている。図４に示す半導体ウエーハ１０は、図４の（ａ）に示すように表面に複数個のデバイス１１０が格子状に形成されており、複数個のデバイス１１０の表面１０aにはそれぞれ複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。このスタッドバンプ（電極）１２０は、例えば図４の（ｂ）に示すようにデバイス１１０に形成された例えばアルミニウム等からなる電極板１１１に金ワイヤーを加熱溶融して装着する。このようにして形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０は、図４の（ｂ）に示すように針状の髭１２１が残った状態となるとともに、その高さにバラツキがある。

上述した半導体ウエーハ１０の複数個のデバイス１１０の表面１０aにそれぞれ形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の高さを揃えるためには、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられているチャックテーブル５の上面である保持面に半導体ウエーハ１０の表面１０aを上にして裏面を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル５上に半導体ウエーハ１０を吸引保持する。

図１を参照して説明すると、チャックテーブル５上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル５を矢印２３ａで示す方向に移動し、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５を加工領域２５に位置付ける。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５が加工領域２５に位置付けられたならば、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０を旋削して高さを揃える旋削工程を実施する。

先ず、回転スピンドル３２２を回転駆動し、バイト工具３３が取り付けられたバイト工具装着部材３２４を図５において矢印３００で示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、旋削ユニット３を下降させバイト工具３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５を図５において実線で示す位置から矢印２３aで示すように右方に所定の送り速度で移動する。この結果、回転スピンドル３２２の回転に伴って回転するバイト工具３３を構成するダイアモンドチップ３７によって半導体ウエーハ１０に設けられたデバイス１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図５において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５に保持された半導体ウエーハ１０の中心がバイト工具装着部材３２４の中心位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられたデバイス１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図６に示すようにその先端部が旋削によって除去され、高さが揃えられる。

上述した旋削作業を繰り返し実施すると、バイト工具３３の切れ刃であるダイアモンドチップ３７の切れ味が悪化する。ダイアモンドチップ３７の切れ味を回復させるためにダイアモンドチップ３７の前面を研磨するが、従来のバイト工具においては基台の前面にダイアモンドチップがロウ付けされているために、基台が妨げとなって特にダイアモンドチップの厚みが薄くなってくると円滑に研磨することができないという問題がある。
しかるに、上述した実施形態におけるバイト工具３３においては、基台３６はダイアモンドチップ３７がロウ付けされるチップ取り付け部３６２が装着部３６１の前面３６１bより突出して形成されており、基台３６を構成する装着部３６１の前面３６１bとチップ取り付け面３６２aとの距離は、図示の実施形態においては５mmに設定されているので、基台３６の装着部３６１の前面３６１bがダイアモンドチップ３７を研磨する際に妨げとなることはなく、ダイアモンドチップ３７が薄くなっても円滑に研磨することができる。

２：装置ハウジング
３：旋削ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４：バイト工具装着部材
３３：バイト工具
３４：シャンク
３５：切れ刃本体
３６：基台
３６１：装着部
３６２：チップ取り付け部
４：旋削ユニット送り機構
５：チャックテーブル
１０：半導体ウエーハ
１１０：デバイス
１２０：スタッドバンプ（電極）

Claims

シャンクと該シャンクに着脱可能に装着される切れ刃本体とからなるバイト工具であって、
該切れ刃本体は、該シャンクに着脱可能に装着される基台と、該基台の先端部にロウ付けされた切れ刃となるダイアモンドチップとからなり、
該基台は、該シャンクに着脱可能に装着される装着面を備えた装着部と、該ダイアモンドチップがロウ付けされるチップ取り付け面を備えたチップ取り付け部とを具備しており、
該チップ取り付け部は、該装着部の該装着面と反対側の前面より突出して形成されている、
ことを特徴とするバイト工具。