JP2022000318A - 切削ブレード及び切削ブレードのドレッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】刃先出し量を大きくしても切削ブレードの破損が生じ難い切削ブレードを提供する。
【解決手段】砥粒及び結合材を含み、砥粒が結合材で固定された環状の切刃部を有する切削ブレードであって、切刃部の一面と、一面とは反対側に位置する他面と、の各々に、切刃部の強度を補強するための環状の補強部材が切刃部と一体的に設けられている切削ブレードを提供する。好ましくは、補強部材は、砥粒を含有せず、レジンボンド又はメタルボンドで形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削装置で使用される切削ブレードに関する。

円盤状のシリコン製のウェーハからデバイスチップを製造する場合には、研削装置、切削装置等が用いられる。例えば、まず、ウェーハの表面側にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスを形成した後、研削装置を用いて裏面側を薄化し、次いで、切削装置を用いてウェーハを複数のデバイスチップに分割する。

また、ベース基板上に配列された複数のデバイスチップが樹脂等の封止材（モールド樹脂）で被覆されたパッケージ基板を、ＣＳＰ(chip size package)、ＱＦＮ(quad flat non-leaded package)等の複数のパッケージ（デバイスパッケージ）に分割する場合にも、切削装置が用いられる。

切削装置は、円柱状のスピンドルを含む切削ユニットを備える。スピンドルの一端部にはモーター等の回転駆動源が連結され、スピンドルの他端部にはブレードマウントが固定される（例えば、特許文献１参照）。ブレードマウントは、円柱状のボス部を有し、ボス部の外周部には、ボス部と一体的に受けフランジが設けられている。

このマウントブレードには、円環状の切削ブレードが配置される。切削ブレードとしては、例えば、基台を有さず、且つ、切削ブレード全体がボンド及び砥粒で構成されており切刃部として機能する、ハブレスブレード（ワッシャー型ブレード）が用いられる。

当該切削ブレードをスピンドルに装着する場合、まず、ボス部に切削ブレードの開口を挿入する。この状態で、ボス部に押さえフランジを挿入して、更に、ボス部の外周部にナットを螺合する。これにより、切削ブレードは、その厚さ方向において、受けフランジと押さえフランジとで挟持される。

受けフランジ及び押さえフランジの外径は略同一であり、使用前の切削ブレードの外径は、受けフランジ及び押さえフランジの外径よりも大きい。それゆえ、使用前の切削ブレードは、切削ブレードの径方向において所定長さだけ突出している。切削ブレードの径方向の突出量（即ち、刃先出し量）は、切削ブレードの種類及び厚さ等によって最適な値に設定される。

刃先出し量が大きすぎると、被加工物を切削する際に、切削ブレードの厚さ方向で、切削ブレードが振れて、切刃部が破損しやすい。また、刃先出し量が大きすぎると、被加工物において切れ曲がり（カットラインが、入口と出口とでずれたり、曲がったりしている状態）が発生して、被加工物の品質が低下することがある。

特に、レジンブレードは、電鋳ボンド、メタルボンド等に比べてボンドの強度が弱いので、刃先出し量を小さくするのが一般的である。これに対して、刃先出し量が小さすぎると、切削ブレードがすぐに摩耗して使用できなくなる。

特開２００７−２５８５９０号公報

通常、切削ブレードが摩耗して刃先出し量が小さくなった場合、切削ブレードは廃棄される。それゆえ、刃先出し量は、切削ブレードの寿命に対応する。これに対して、刃先出し量が小さくなった場合、ブレードマウント及び押さえフランジを、摩耗した切削ブレードの外径よりも小さい外径を各々有するブレードマウント及び押さえフランジに交換することにより、切削ブレードの寿命を長くすることも考えられる。

しかし、ブレードマウント及び受けフランジの交換作業、交換後且つ切削再開前の準備作業等が追加的に発生するので、生産性が低下するという問題が生じる。本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、刃先出し量を大きくしても切削ブレードの破損が生じ難い切削ブレードを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、砥粒及び結合材を含み、該砥粒が該結合材で固定された環状の切刃部を有する切削ブレードであって、該切刃部の一面と、該一面とは反対側に位置する他面と、の各々に、該切刃部の強度を補強するための環状の補強部材が該切刃部と一体的に設けられている切削ブレードが提供される。

好ましくは、該補強部材は、砥粒を含有せず、レジンボンド又はメタルボンドで形成されている。

また、好ましくは、該補強部材の径方向の端部は、該切刃部の径方向の端部よりも内側に位置する。

本発明の他の態様によれば、チャックテーブルでドレッサーボードを保持する保持工程と、砥粒及び結合材を含み、該砥粒が該結合材で固定された環状の切刃部と、該切刃部の一面と該一面とは反対側に位置する他面との各々に該切刃部と一体的に設けられ、該切刃部の強度を補強するための環状の補強部材と、を備える切削ブレードを、該ドレッサーボードに切り込み、該切刃部の外周部に比べて該補強部材の外周部よりも多く除去することで、該切刃部の径方向の端部を該補強部材の径方向の端部よりも外側に突出させる切刃部突出工程と、を備える切削ブレードのドレッシング方法が提供される。

本発明の一態様に係る切削ブレードは、砥粒及び結合材を含み、砥粒が結合材で固定された環状の切刃部を有する切削ブレードであって、切刃部の一面と、一面とは反対側に位置する他面と、の各々に、切刃部の強度を補強するための環状の補強部材が切刃部と一体的に設けられている。それゆえ、補強部材を有さない切削ブレードの刃先出し量に比べて、刃先出し量を大きくしても、切削ブレードの破損が生じ難いという利点がある。

加えて、使用により切刃部が摩耗しても、切削ブレードにドレッシングを施すことにより、補強部材の外径を切刃部の外径に比べて選択的に小さくできるので、補強部材に対して切刃部を突出させることができる。

この様に、刃先出し量を大きくしても切削ブレードの破損が生じ難い。更に、切刃部が摩耗しても切削ブレードにドレッシングを施すことで、補強部材に対して切刃部を突出させることができるので、切削ブレードの寿命を延ばすことができる。

図１（Ａ）は切削ブレードの一面側の斜視図であり、図１（Ｂ）は切削ブレードの他面側の斜視図である。 切削ブレードの断面図である。 切削ユニットの分解斜視図である。 図４（Ａ）は切刃部が摩耗した状態を示す図であり、図４（Ｂ）は補強部材に対して切刃部が突出した状態を示す図である。 切削ブレードにドレッシングを施す様子を示す図である。 切削ブレードのドレッシング方法のフロー図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、図１（Ａ）から図２を参照して切削ブレード２について説明する。図１（Ａ）は、切削ブレード２の一面側の斜視図であり、図１（Ｂ）は、切削ブレード２の他面側の斜視図である。また、図２は、切削ブレード２の断面図である。

切削ブレード２は、円環状の切刃部４を有する。切刃部４は、それぞれ略平坦な一面４ａ及び他面４ｂと、開口部４ｃと、を有する。例えば、切刃部４の外径は５８ｍｍであり、開口部４ｃの径は４０ｍｍである。また、一面４ａから他面４ｂまでの厚さは０．０２ｍｍ以上３．００ｍｍ以下の所定値（例えば、０．３ｍｍ）である。

切刃部４は、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic boron nitride）等の砥粒６を有し、各砥粒６は、レジンボンド、電鋳ボンド、メタルボンド等のボンド（結合材）８で互いに固定されている。この様に、切刃部４は、砥粒６及びボンド８のみから構成されている。なお、図２では、便宜上、砥粒６の大きさを誇張しているが、実際の砥粒６は、μｍオーダーのサイズを有する。

切刃部４の一面４ａには、円環状の第１の補強部材１０ａが固定されている。同様に、切刃部４の他面４ｂには、円環状の第２の補強部材１０ｂが固定されている。第１の補強部材１０ａは、開口部４ｃと同径の開口部１０ｃを有し、同様に、第２の補強部材１０ｂも、開口部４ｃと同径の開口部１０ｄを有する。

図２に示す様に、切刃部４、第１の補強部材１０ａ及び第２の補強部材１０ｂの径の中心は略一致しており、開口部４ｃ、開口部１０ｃ及び開口部１０ｄの中心も略一致している。

第１の補強部材１０ａ及び第２の補強部材１０ｂの各々の厚さは、切刃部４と略同じとしてよく、切刃部４より薄くても厚くてもよい。第１の補強部材１０ａ及び第２の補強部材１０ｂの各々の厚さは、０．０１ｍｍ以上５．００ｍｍ以下の所定値（例えば、０．３５ｍｍ）である。

第１の補強部材１０ａ及び第２の補強部材１０ｂは、切刃部４と一体的に設けられており、切刃部４の強度を補強するための補強部材１２を構成する。補強部材１２は、砥粒６を有さず、例えば、切削ブレード２で使用されるレジンボンド（即ち、樹脂の焼成体）で形成されているが、メタルボンド（即ち、金属の焼成体）で形成されていてもよい。

第１の補強部材１０ａの外周部１２ａと、第２の補強部材１０ｂの外周部１２ｂと、が径方向１４でそれぞれ所定量（例えば、４ｍｍ）除去されると、補強部材１２の径方向１４の端部１２ｃが、切刃部４の径方向１４の端部４ｄよりも内側に位置する。これにより、切刃部４が径方向１４において補強部材１２よりも所定の突出量１６だけ突出し、切刃部４の先端部の側面は露出する。

ここで、切刃部４が砥粒及びレジンボンドを有し、且つ、補強部材１２がレジンボンドで形成されている切削ブレード２の製造方法の一例について説明する。まず、複数の砥粒６と、熱硬化性樹脂とを混合し、混合物を形成する。次いで、金型を用いて混合物を円環状の成形体に成形する。

成形時には、例えば、２００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２以下の所定の圧力で混合物を押圧すると共に、混合物が１００℃以上３００℃以下の所定の温度となる様に金型を加熱する。

次いで、１００℃以上３００℃以下の温度で２０時間から４０時間、成形体を焼成して、円環状の焼成体（即ち、切刃部４）を形成する。その後、切刃部４と略同径である熱硬化性樹脂の焼成体を、切刃部４の一面４ａと、他面４ｂと、にそれぞれ配置する。

そして、一面４ａ側の焼成体と、切刃部４と、他面４ｂ側の焼成体と、が重なった積層体を、錘等で押圧した状態で、所定の温度（例えば、１８０℃）で、所定時間（例えば、８時間）、熱処理する。これにより、切刃部４及び補強部材１２を熱圧着により一体化した切削ブレード２を製造する。

なお、レジンボンドを有する切刃部４の一面４ａ側と、他面４ｂ側と、の各々に、切刃部４と略同径である円環状の金属焼成体を配置して積層体を構成し、この積層体を押圧した状態で、所定の温度で、所定時間、熱処理してもよい。この場合、レジンボンドを有する切刃部４の両面に、メタルボンドで形成された補強部材１２が一体的に設けられる。

同様に、メタルボンドを有する切刃部４の両面に、レジンボンドで形成された補強部材１２又はメタルボンドで形成された補強部材１２が一体的に設けられてもよい。また、電鋳ボンドを有する切刃部４の両面に、レジンボンドで形成された補強部材１２又はメタルボンドで形成された補強部材１２が一体的に設けられてもよい。

なお、切削ブレード２の製造方法は、上述の例に限定されるものではない。熱処理時の圧力、温度、時間等は、切削ブレード２の材料や、要求される切削ブレード２の特性等に応じて適宜変更される。また、上述の製法の説明では、切刃部４と補強部材１２とを略同径としたが、切刃部４の径を補強部材１２の径よりも大きくしてもよい。

次に、切削ブレード２が装着される切削ユニット２０について説明する。図３は、切削ユニット２０の分解斜視図である。なお、以降の説明において、Ｘ軸方向（加工送り方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）及びＺ軸方向（切り込み送り方向、高さ方向）は互いに直交する。

切削ユニット２０は、Ｙ軸方向に長手部を有する筒状のスピンドルハウジング２２を有する。スピンドルハウジング２２には、円柱状のスピンドル２４が回転可能な態様で収容されている。スピンドル２４の一端部には、モーター等の回転駆動源が連結されている。

スピンドル２４の他端部（先端部）には、ブレードマウント２６が装着される。ブレードマウント２６は、スピンドル２４に装着される被装着部とは反対側に、円筒状のボス部２８を有する。ボス部２８の先端部の外周部には、雄ネジ３０が形成されている。

ボス部２８の外周部には、ボス部２８と一体的に受けフランジ３２が設けられている。 受けフランジ３２は、切削ブレード２の第１の補強部材１０ａ又は第２の補強部材１０ｂと接する環状の支持面３２ａを有する。なお、図３では、第２の補強部材１０ｂが支持面３２ａと接するが、第１の補強部材１０ａが支持面３２ａと接してもよい。

ブレードマウント２６をスピンドル２４の先端部に装着した状態で、ボス部２８にボルト３４を挿入してボルト３４をスピンドル２４に締結すれば、ブレードマウント２６はスピンドル２４に固定される。

その後、ボス部２８に切削ブレード２の開口部（即ち、開口部４ｃ、１０ｃ、１０ｄ）を挿入し、次いで、ボス部２８に環状の押さえフランジ３６の開口３６ａを挿入する。そして、雄ネジ３０に環状のナット３８を締結することで、切削ブレード２は、受けフランジ３２及び押さえフランジ３６で挟持される。

本実施形態の切削ブレード２は、各々一体的に設けられた切刃部４と補強部材１２とを有する。それゆえ、切刃部４のみから成る切削ブレードの刃先出し量に比べて、刃先出し量を大きくしても、切削ブレード２の破損が生じ難いという利点がある。

ここで、切削ユニット２０が配置される切削装置（不図示）の他の構成要素について説明する。切削ユニット２０の上部には、切削ユニット２０をＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるためのＹ軸Ｚ軸移動機構（不図示）が連結されている。

切削ユニット２０の下方には、チャックテーブル４０（図５参照）が配置されている。チャックテーブル４０は、被加工物（不図示）を吸引保持する保持面（不図示）を有する。チャックテーブル４０の下部には、チャックテーブル４０をＺ軸方向に平行な回転軸の周りに回転させるモーター等の回転駆動源（不図示）が設けられている。

回転駆動源の出力軸は、チャックテーブル４０の下部に連結されている。回転駆動源の下部には、ボールネジ式のＸ軸方向移動ユニット（不図示）が配置されている。Ｘ軸方向移動ユニットを動作させると、チャックテーブル４０は、回転駆動源と共にＸ軸方向に沿って移動する。

被加工物を切削するときには、まず、チャックテーブル４０の保持面で、ダイシングテープ（不図示）を介して、被加工物を吸引保持する。次いで、切削ブレード２を高速で回転させた状態で、切削ブレード２の下端を、保持面と、被加工物の上面と、の間の高さに位置付ける。

そして、Ｘ軸方向移動ユニットを動作させることにより、切削ブレード２とチャックテーブル４０とをＸ軸方向に沿って相対的に移動させると、被加工物が切削される。ところで、被加工物の切削を進めるうちに、切刃部４が摩耗して突出量１６が小さくなることがある。

図４（Ａ）は、切刃部４が摩耗した状態を示す図である。この場合、ドレッサーボード１１を用いて切削ブレード２にドレッシングを施すことにより、補強部材１２に対して切刃部４を突出させることができる。

図４（Ｂ）は、補強部材１２に対して切刃部４が突出した状態を示す図である。図５は、切削ブレード２にドレッシングを施す様子を示す図であり、図６は、切削ブレード２のドレッシング方法のフロー図である。

切削ブレード２にドレッシングを施す場合には、まず、チャックテーブル４０でドレッサーボード１１を保持する（保持工程Ｓ１０）。ドレッサーボード１１は、例えば、３ｍｍから５ｍｍの厚さを有する矩形板状の部材である。

ドレッサーボード１１は、ビトリファイド、レジノイド等の結合材にホワイトアランダム（ＷＡ）、グリーンカーボン（ＧＣ）等の砥粒が混合されている。なお、ドレッサーボード１１を構成するボンド及び砥粒は、切削ブレード２の構成等に応じて適宜変更してよい。

ドレッサーボード１１は、粘着テープ１７を介して金属製の環状フレーム１９と一体化されている。具体的には、環状フレーム１９の一面には、環状フレーム１９の開口を塞ぐ様に粘着テープ１７が貼り付けられており、ドレッサーボード１１の下面１１ｂには、開口に露出する粘着テープ１７が貼り付けられている。

保持工程Ｓ１０では、チャックテーブル４０の保持面で、粘着テープ１７のうちドレッサーボード１１が貼り付けられた側とは反対側を吸引保持する。次いで、切刃部突出工程Ｓ２０を行う。

切刃部突出工程Ｓ２０では、切削ブレード２を高速で回転させた状態で、切削ブレード２の下端を、チャックテーブル４０の保持面と、ドレッサーボード１１の上面１１ａと、の間の高さに位置付ける。

そして、切削ブレード２と、チャックテーブル４０と、をＸ軸方向に沿って相対的に移動させて、切削ブレード２をドレッサーボード１１に切り込む。補強部材１２は砥粒６を有さないので、切刃部４に比べて除去されやすい。

それゆえ、切り込み量に応じて補強部材１２が主として除去され、切刃部４の径方向１４の端部４ｄが、補強部材１２の径方向１４の端部１２ｃよりも外側に突出する。この様に、切刃部突出工程Ｓ２０では、切刃部４の外周部４ｅに比べて補強部材１２の外周部１２ａ、１２ｂをより多く除去することで、補強部材１２に対して切刃部４を突出させることができる。

なお、補強部材１２がレジンボンドで形成されている場合、補強部材１２がメタルボンドで形成されている場合に比べて、切刃部突出工程Ｓ２０において、切刃部４に対する選択比を取りやすくなる。それゆえ、選択比の観点では、補強部材１２をレジンボンドで形成することが好ましい。

本実施形態の切削ブレード２では、刃先出し量を大きくしても切削ブレード２の破損が生じ難い。更に、切刃部４が摩耗しても、切削ブレード２にドレッシングを施すことで、補強部材１２に対して切刃部４を突出させることができるので、切削ブレード２の寿命を延ばすことができる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、切刃部突出工程Ｓ２０では、ドレッサーボード１１を切削することに代えて、切削ブレード２の厚さより狭く且つ切刃部４の厚さに略対応する幅と、所定深さと、を有する直線状の溝が形成されているドレッサーボード１１を使用して、ドレッシングを施してもよい。

具体的には、回転している切削ブレード２の下端部を所定の高さに位置付け、切削ブレード２をドレッサーボード１１の溝に通す。これにより、切刃部４を除去することなく、補強部材１２のみを径方向１４において部分的に除去できる。

２：切削ブレード
４：切刃部、４ａ：一面、４ｂ：他面、４ｃ：開口部、４ｄ：端部、４ｅ：外周部
６：砥粒、８：ボンド
１０ａ：第１の補強部材、１０ｂ：第２の補強部材、１０ｃ，１０ｄ：開口部
１１：ドレッサーボード、１１ａ：上面、１１ｂ：下面
１２：補強部材、１２ａ，１２ｂ：外周部、１２ｃ：端部
１４：径方向
１６：突出量
１７：粘着テープ
１９：環状フレーム
２０：切削ユニット
２２：スピンドルハウジング
２４：スピンドル
２６：ブレードマウント
２８：ボス部
３０：雄ネジ
３２：受けフランジ、３２ａ：支持面
３４：ボルト
３６：押さえフランジ、３６ａ：開口
３８：ナット
４０：チャックテーブル

Claims (4)

1. 砥粒及び結合材を含み、該砥粒が該結合材で固定された環状の切刃部を有する切削ブレードであって、
   該切刃部の一面と、該一面とは反対側に位置する他面と、の各々に、該切刃部の強度を補強するための環状の補強部材が該切刃部と一体的に設けられていることを特徴とする切削ブレード。
2. 該補強部材は、砥粒を含有せず、レジンボンド又はメタルボンドで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削ブレード。
3. 該補強部材の径方向の端部は、該切刃部の径方向の端部よりも内側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の切削ブレード。
4. チャックテーブルでドレッサーボードを保持する保持工程と、
   砥粒及び結合材を含み、該砥粒が該結合材で固定された環状の切刃部と、該切刃部の一面と該一面とは反対側に位置する他面との各々に該切刃部と一体的に設けられ、該切刃部の強度を補強するための環状の補強部材と、を備える切削ブレードを、該ドレッサーボードに切り込み、該切刃部の外周部に比べて該補強部材の外周部よりも多く除去することで、該切刃部の径方向の端部を該補強部材の径方向の端部よりも外側に突出させる切刃部突出工程と、
   を備えることを特徴とする切削ブレードのドレッシング方法。

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