磨削装置及磨削品的制造方法

摘要

本发明涉及一种磨削装置及磨削品的制造方法。根据本发明，减少磨石的修整次数。磨削装置具备以环状配置有磨石且可旋转的磨削部。磨石是以在磨削对象物的磨削过程中对磨削对象物进行磨削的磨削区域与不对磨削对象物进行磨削的非磨削区域共存的方式配置。磨削装置还具备以生成微细气泡水的方式构成的微细气泡水生成器、及以能对非磨削区域的磨石供给微细气泡水的方式构成的微细气泡水供给部。

权利要求

1.一种磨削装置，具备以环状配置有磨石且可旋转的磨削部，并且所述磨削装置的特征在于：所述磨石是以在磨削对象物的磨削过程中对所述磨削对象物进行磨削的磨削区域与不对所述磨削对象物进行磨削的非磨削区域共存的方式配置，所述磨削装置还包括：

微细气泡水生成器，以生成微细气泡水的方式构成；以及微细气泡水供给部，以能对所述非磨削区域的所述磨石供给所述微细气泡水的方式构成，所述微细气泡水供给部是以收容从所述微细气泡水生成器供给的所述微细气泡水，且浸渍所述非磨削区域的所述磨石的方式构成。

2.根据权利要求1所述的磨削装置，其特征在于：所述微细气泡水供给部具备以能排出所述微细气泡水的方式构成的微细气泡水排出部，所述微细气泡水排出部位于与所述磨削对象物的设置部位对应的区域以外的区域的上方。

3.根据权利要求1所述的磨削装置，其特征在于，还具备：磨削液供给部，以对所述磨削对象物的磨削面供给磨削液的方式构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磨削装置，其特征在于：所述磨削对象物具备支持构件及所述支持构件上的密封树脂，所述磨削装置是以至少磨削所述密封树脂的一部分以减小所述磨削对象物的厚度的方式构成。

5.一种磨削品的制造方法，包括使以环状配置有磨石的磨削部旋转而利用所述磨石对磨削对象物进行磨削的工序，并且所述磨削品的制造方法的特征在于：所述磨石是以在所述磨削对象物的磨削过程中对所述磨削对象物进行磨削的磨削区域与不对所述磨削对象物进行磨削的非磨削区域共存的方式配置，且所述磨削品的制造方法包括以下工序：利用微细气泡水生成器而生成微细气泡水，并供给至微细气泡水供给部；以及对所述非磨削区域的所述磨石供给所述微细气泡水，供给所述微细气泡水的工序包括使所述非磨削区域的所述磨石浸渍在所述微细气泡水中的工序。

6.根据权利要求5所述的磨削品的制造方法，其特征在于，还包括：从与所述磨削对象物的设置部位对应的区域以外的区域的上方排出所述微细气泡水的工序。

7.根据权利要求5所述的磨削品的制造方法，其特征在于，还包括：对所述磨削对象物的磨削面供给磨削液的工序。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的磨削品的制造方法，其特征在于：所述磨削对象物具备支持构件及所述支持构件上的密封树脂，所述磨削品的制造方法包括：

对所述磨削对象物进行磨削的工序包括至少磨削所述密封树脂的一部分以减小所述磨削对象物的厚度的工序。

说明书

磨削装置及磨削品的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种磨削装置及磨削品的制造方法。

背景技术

[0002] 例如在日本专利特开2014-165339号公报(专利文献1)中公开了以下的磨削方法。首先，利用磨削装置的卡盘台(chuck table)吸引保持层叠晶片(wafer)的半导体元件晶片侧，使密封树脂露出。然后，将不含磨粒的磨削液供给至层叠晶片的密封树脂面上。接下来，使吸附保持层叠晶片的卡盘台旋转，并且一面使在环状基台的下端固着有多个磨削磨石的磨削轮旋转，一面使磨削磨石与密封树脂的表面接触，实施密封树脂的磨削。

发明内容

[0003] 然而，专利文献1所记载的磨削方法中，随着对密封树脂进行磨削，磨削磨石的磨削性因磨削磨石的堵塞等而降低，需要进行磨削磨石的修整(dressing)。但是，磨削磨石的修整耗费时间及成本，因此期望减少磨削磨石的修整次数。

[0004] 根据此处公开的实施方式，能提供一种磨削装置，其具备以环状配置有磨石且可旋转的磨削部，并且磨石是以在磨削对象物的磨削过程中对磨削对象物进行磨削的磨削区域与不对磨削对象物进行磨削的非磨削区域共存的方式配置，磨削装置还具备：微细气泡(fine bubble)水生成器，以生成微细气泡水的方式构成；以及微细气泡水供给部，以能对非磨削区域的磨石供给微细气泡水的方式构成。

[0005] 根据此处公开的实施方式，能提供一种磨削品的制造方法，其包括使以环状配置有磨石的磨削部旋转而利用磨石对磨削对象物进行磨削的工序，且磨石是以在磨削对象物的磨削过程中对磨削对象进行磨削的磨削区域与不对磨削对象物进行磨削的非磨削区域共存的方式配置，并且所述磨削品的制造方法包括以下工序：利用微细气泡水生成器而生成微细气泡水，并供给至微细气泡水供给部；以及对非磨削区域的磨石供给微细气泡水。

[0006] 本发明的以上所述及其他目的、特征、方面及优点将根据与附图关联而理解的与本发明有关的以下详细说明而明确。

附图说明

[0007] 图1为实施方式的磨削装置的示意性侧面图。

[0008] 图2为图1所示的轮固定件的底面的示意性平面图。

[0009] 图3为图1所示的磨削轮的示意性平面图。

[0010] 图4为对将磨削轮安装于轮固定件的方法的一例进行图解的示意性侧面图。

[0011] 图5为图1所示的微细气泡水供给部的示意性平面图。

[0012] 图6为图5所示的微细气泡水供给部的端面的示意性平面图。

[0013] 图7为对实施方式的磨削品的制造方法进行图解的示意性截面图。

[0014] 图8为对实施方式的磨削品的制造方法进行图解的示意性立体图。

[0015] 图9为对实施方式的磨削品的制造方法进行图解的示意性平面图。

[0016] 图10为对实施方式中清洗磨石的方法的一例进行图解的示意性放大截面图。

[0017] 图11为对实施方式的微细气泡水的喷出方向与磨削部的旋转方向的关系的一例进行图解的示意性平面图。

[0018] [符号的说明]

[0019] 1：底座

[0020] 2：平台

[0021] 3：磨削对象物

[0022] 3a：支持构件

[0023] 3b：密封树脂

[0024] 4：磨削液供给部

[0025] 5：磨石

[0026] 6：轮固定件

[0027] 6a：底面

[0028] 7：主轴

[0029] 8：电动机

[0030] 9：连结部

[0031] 10：柱部

[0032] 11：磨削部

[0033] 12：微细气泡水供给部

[0034] 12a：微细气泡水供给部安装部

[0035] 12b：微细气泡水收容部

[0036] 12c：微细气泡水排出部

[0037] 12d：端面壁部

[0038] 12e：底部

[0039] 12f：壁部

[0040] 12g：连结部

[0041] 13：软管

[0042] 14：微细气泡水生成器

[0043] 15：环状基台

[0044] 16：磨削轮

[0045] 21：外盖

[0046] 22、23：区域

[0047] 31：微细气泡水供给孔

[0048] 32：微细气泡水

[0049] 41：磨削区域

[0050] 42：非磨削区域

[0051] 43、44：轴

[0052] 45：第一方向

[0053] 46：第二方向

[0054] 51：箭头

具体实施方式

[0055] 以下，对实施方式进行说明。此外，在用于说明实施方式的附图中，相同参照符号表示相同部分或相应部分。

[0056] 图1中示出作为本发明的磨削装置的一例的实施方式的磨削装置的示意性侧面图。实施方式的磨削装置具备：底座1；柱部10，从底座1的端部区域沿Z方向(铅垂向上方向)延伸；连结部9，从柱部10的与底座1侧的端部为相反侧的端部沿X方向延伸；电动机8，安装在连结部9的X方向端部；主轴(spindle)7，一端安装在电动机8上，且沿Z方向(铅垂向下方向)延伸；以及磨削部11，安装在主轴7的与电动机8侧的端部为相反侧的端部。磨削部11以沿Z方向延伸的轴为中心而可旋转。

[0057] 另外，实施方式的磨削装置具备：平台2，在底座1上沿X方向(水平方向)与柱部10空开间隔而配置，且用于设置磨削对象物3；以及磨削液供给部4，以对磨削对象物3的磨削面供给磨削液的方式构成。磨削液供给部4只要能对磨削对象物3的磨削面供给磨削液，则其构成并无特别限定。

[0058] 磨削部11具备具有圆形状的底面6a的轮固定件6、以及安装在轮固定件6的底面6a的环状的磨削轮16。磨削轮16具备环状的环状基台15、以及在环状基台15上相互空开间隔而配置的多个磨石5。磨石5是以在磨削对象物3的磨削过程中对磨削对象物3进行磨削的磨削区域41与不对磨削对象物3进行磨削的非磨削区域42共存的方式配置。例如，环状的磨削轮16能以在轮固定件6的底面6a的周缘互相空开间隔而配置有多个磨石5的方式安装。此外，实施方式的磨削装置也具备包围磨削部11的外周的外盖(未图示)。

[0059] 另外，实施方式的磨削装置具备：微细气泡水供给部12，以从外盖的一部分沿Z方向(铅垂向下方向)下垂的方式安装；微细气泡水生成器14，用于生成微细气泡水；以及软管13，用于将微细气泡水供给部12与微细气泡水生成器14连结并从微细气泡水生成器14向微细气泡水供给部12供给微细气泡水。此外，从抑制清洗后的微细气泡水的排水附着于磨削对象物3的观点来看，微细气泡水供给部12的微细气泡水排出部12c优选位于与磨削对象物
3的设置部位对应的区域22以外的区域(例如区域23)的上方。

[0060] 微细气泡水生成器14只要能生成微细气泡水并将微细气泡水供给至微细气泡水供给部12，则其构成并无特别限定。微细气泡水为含有直径100μm以下的气泡即微细气泡的水。微细气泡包含直径1μm以上且100μm以下的微气泡、及直径小于1μm的超微细气泡，也包含被称为纳米气泡及微纳米气泡的气泡。

[0061] 图2中示出图1所示的轮固定件6的底面6a的示意性平面图。如图2所示，轮固定件6的底面6a为圆形状，且使外盖21位于将圆形状的轮固定件6的底面6a的外周包围的位置。

[0062] 图3中示出图1所示的磨削轮16的示意性平面图。如图3所示那样，磨削轮16具备环状的环状基台15、以及环状基台15上的多个磨石5。多个磨石5是分别与邻接的磨石5空开间隔，且以沿着环状基台15的形状的方式配置成环状。

[0063] 图4中示出对将磨削轮16安装于轮固定件6的方法的一例进行图解的示意性侧面图。磨削轮16例如是将未配置磨石5的一侧的环状基台15的表面安装于轮固定件6的底面6a。磨削轮16例如是通过螺固等方法而固定于轮固定件6的底面6a。

[0064] 图5中示出图1所示的微细气泡水供给部12的示意性平面图。如图5所示那样，微细气泡水供给部12具备微细气泡水供给部安装部12a、微细气泡水收容部12b、以及将微细气泡水供给部安装部12a与微细气泡水收容部12b连结的连结部12g。微细气泡水供给部12(本实施方式中为微细气泡水供给部安装部12a、微细气泡水收容部12b以及连结部12g)的平面形状例如能设定为弯曲成图5所示那样的弧状，但不限定于此形状。

[0065] 微细气泡水供给部安装部12a为沿铅垂向上方向延伸的壁状构件，且通过连结部12g而与微细气泡水收容部12b连结。因此，在微细气泡水供给部安装部12a与微细气泡水收容部12b之间仅以连结部12g的程度而空开间隔。

[0066] 微细气泡水收容部12b具备底部12e、从底部12e的两端沿铅垂向上方向延伸的一对壁部12f、以及以贯穿底部12e的上表面与下表面之间的方式构成的微细气泡水供给孔31。壁部12f的高度例如能设为在微细气泡水收容部12b中收容有微细气泡水时能将磨削轮
16的磨石5浸渍在微细气泡水中的高度。如图5所示那样，微细气泡水供给孔31例如是互相空开间隔而在底部12e中设有多个，但例如也可将数量设为一个等而不限定于所述构成。

[0067] 图6中示出图5所示的微细气泡水供给部12的端面的示意性平面图。如图6所示那样，微细气泡水收容部12b的端面具有微细气泡水排出部12c。微细气泡水排出部12c成为将微细气泡水收容部12b中收容的微细气泡水排出到微细气泡水供给部12的外部的开口。微细气泡水收容部12b的端面也可具有防止微细气泡水向外部排出的端面壁部12d。

[0068] 图7中示出对实施方式的磨削品的制造方法进行图解的示意性截面图，所述实施方式的磨削品的制造方法为使用实施方式的磨削装置的磨削品的制造方法的一例。实施方式的磨削品的制造方法例如能如以下那样进行。

[0069] 首先，将微细气泡水供给部12的微细气泡水供给部安装部12a安装于包围磨削部11的周围的外盖21。然后，在平台2上设置磨削对象物3。

[0070] 作为磨削对象物3，例如能使用具备支持构件3a及支持构件3a上的密封树脂3b的磨削对象物。支持构件3a为支持芯片和/或薄膜等的构件，且例如包含选自由导线架(lead frame)、基材(substrate)、内插器(interposer)、半导体基板(硅晶片等)、金属基板、玻璃基板、陶瓷基板、树脂基板及布线基板所组成的群组中的至少一个基板，可实施布线也可不实施布线。密封树脂3b为将由支持构件3a所支持的芯片和/或薄膜等的至少一面密封的树脂。

[0071] 接下来，利用微细气泡水生成器14而生成微细气泡水32，并供给至微细气泡水供给部12。微细气泡水32是经过设于微细气泡水收容部12b的底部12e的微细气泡水供给孔31而供给至微细气泡水收容部12b。

[0072] 然后，使磨削部11以轴43为中心向第一方向45旋转，并且使设置有磨削对象物3的平台2以轴44为中心向与第一方向45成为相反方向的第二方向46旋转。此时，磨削区域41的磨石5对磨削对象物3进行磨削，另一方面，非磨削区域42的磨石5并未对磨削对象物3进行磨削，而是浸渍在微细气泡水收容部12b中收容的微细气泡水32中。此处，也能使磨削部11以轴43为中心向第二方向46旋转并且使平台2以轴44为中心向第一方向45旋转，或也能将磨削部11的旋转方向及平台2的旋转方向设为第一方向45或第二方向46的相同方向。

[0073] 磨削对象物3的磨削例如能以至少磨削密封树脂3b的一部分以减小磨削对象物3的厚度的方式进行。另外，图7中虽未图示，但也能一面从磨削液供给部4向磨削对象物3的磨削面供给磨削液，一面对磨削对象物3进行磨削。另外，非磨削区域42的磨石5是浸渍在微细气泡水32中，但也能在磨削对象物3的磨削过程中，从配置有磨削对象物3的区域22以外的区域23的上方经过微细气泡水供给部12的端面的微细气泡水排出部12c而排出微细气泡水32。

[0074] 像这样，如图8的示意性立体图及图9的示意性平面图所示那样，实施方式的磨削部11的磨石5例如交替进行磨削区域41中的磨削对象物3的磨削、与非磨削区域42中的微细气泡水32中的浸渍。由此，与未将实施方式的磨削部11的磨石5浸渍在微细气泡水32中的情况相比，能减少磨石5的堵塞等磨石5的磨削性降低现象的产生频率。因此，能减少停止实施方式的磨削装置而修整磨石5的次数。另外，利用浸渍在微细气泡水32中后的磨石5对磨削对象物3进行磨削，并在磨削对象物3的磨削后使其再次浸渍在微细气泡水32中，因此能维持磨削对象物3的高磨削性。

[0075] 另外，例如在磨削对象物3为半导体封装的情况下，与现有的硅晶片的磨削不同，例如有时需要将半导体、金属及树脂等不同材料同时磨削的工艺。但是，在利用磨石5同时磨削不同材料的情况下，磨石5容易产生堵塞，因此可认为，对于需要同时磨削不同材料的工艺的半导体封装等磨削对象物3的磨削来说，实施方式的磨削装置及磨削品的制造方法特别有效。

[0076] 此外，微细气泡水32中的微细气泡密度优选1000个/毫升(ml)以上。此情况下，能提高磨石5的清洗效果。另外，微细气泡水32中的微细气泡密度也能设为100万个/ml以上，也能设为10亿个/ml以上。微细气泡密度例如能利用冰包埋法(ice embedding method)的冷冻透射式电子显微镜来进行测定。

[0077] 另外，如图10的示意性放大截面图所示那样，也能一面从微细气泡水供给孔31使微细气泡水朝箭头51的方向喷出一面使磨石5浸渍在微细气泡水32中。

[0078] 另外，如图11的示意性平面图所示那样，从微细气泡水供给孔31的微细气泡水的喷出也能朝与磨削部11的旋转方向即第一方向45为相反方向的第二方向46进行。此情况下，能想到能提高微细气泡水32撞击磨石5时的压力，因此能提高微细气泡水32对磨石5的由浸渍所得的清洗效果。

[0079] [实施例]

[0080] ＜实施例1＞

[0081] 首先，如图7所示那样，将磨削装置的微细气泡水供给部12的微细气泡水供给部安装部12a固定于包围磨削部11的周围的外盖21，在平台2上设置磨削对象物3。此处，关于磨削对象物3，使用在支持构件3a上具备包含混入有二氧化硅作为填料的树脂的密封树脂3b的磨削对象物。

[0082] 然后，利用微细气泡水生成器14而生成微细气泡水32，经过设于微细气泡水收容部12b的底部12e的微细气泡水供给孔31对微细气泡水收容部12b供给微细气泡水。关于微细气泡水生成器14，使用OK工程(OK Engineering)有限公司制造的安装有微细气泡产生喷嘴(产品名：OKE-MB04FJA)的供水装置。

[0083] 接着，如图4所示那样，通过螺固将如图3所示那样在环状基台15上空开间隔而配置有多个磨石5的磨削轮16安装于图2所示的轮固定件6的底面6a，构成磨削部11。

[0084] 然后，如图7所示那样，一面从磨削液供给部4向磨削对象物3的磨削面供给纯水作为磨削液，一面使磨削部11以轴43为中心向第一方向45旋转，并且使设置有磨削对象物3的平台2以轴44为中心向与第一方向45成为相反方向的第二方向46旋转。由此，对于磨削轮16的磨石5，交替进行磨削区域41中的磨削对象物3的磨削、与非磨削区域42中的微细气泡水收容部12b的微细气泡水32中的浸渍。磨削对象物3的磨削是以至少磨削密封树脂3b的一部分以减小磨削对象物3的厚度的方式进行。另外，磨削对象物3的磨削过程中，从配置有磨削对象物3的区域22以外的区域23的上方经过微细气泡水供给部12的端面的微细气泡水排出部12c排出微细气泡水32。

[0085] 此外，磨削条件如以下的表1所述。表1的“进给速度[μm/分]”一栏是指在磨削对象物3的磨削过程中，使磨削部11向平台2侧沿铅垂方向前进的每一分钟的距离。另外，表1的“进给量[μm]”一栏是指在磨削对象物3的磨削过程中，使磨削部11向平台2侧沿铅垂方向前进的总距离。另外，表1的“无火花磨削(spark out)[秒]”一栏是指在磨削对象物3的磨削中使磨削部11向平台2侧沿铅垂方向前进的移动停止，维持磨削部11及平台2的旋转的状态的时间[秒]。另外，表1的“n数”一栏是指样本数。表1的“n数”为“4”是指对四个样本以相同条件进行磨削，四个样本的测定数据的平均值为后述表2所示的数值。

[0086] [表1]

[0087]评价设备 SVG401
磨石 354B3W5XVA2000 58SHM10M+56S
磨削部转速[rpm] 1800
平台转速[rpm] 100
进给速度[μm/分] 40
无火花磨削[秒] 5
进给量[μm] 100
n数 4

[0088] 如所述那样，对以表1所记载的条件将磨削对象物3磨削后的实施例1的磨石5的磨石磨损率[％]及磨削对象物3的磨削面的表面粗糙度Ra[μm]进行测定。结果，实施例1的磨石磨损率为19.4[％]，且表面粗糙度Ra为0.188[μm]。

[0089] 磨石磨损率是通过以下的式(I)而算出。

[0090] 磨石磨损率[％]＝{100×(磨石5的磨损量)}/(进给量)···(I)

[0091] 另外，表面粗糙度Ra是利用日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)B0601:2013(国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)4287:1997)中记载的方法算出。

[0092] ＜实施例2＞

[0093] 在实施例2中，代替OK工程有限公司制造的安装有微细气泡产生喷嘴的供水装置，而使用冈本工作机械制作所股份有限公司制造的安装有微细气泡产生喷嘴(产品名：格林德-比克斯(GRIND-BIX))的供水器作为微细气泡水生成器14，除此以外，以与实施例1相同的磨削品的制造方法及相同的磨削条件将磨削对象物3磨削。

[0094] 然后，对利用与实施例1相同的方法将磨削对象物3磨削后的实施例2的磨石5的磨石磨损率[％]及磨削对象物3的磨削面的表面粗糙度Ra[μm]进行测定。结果，实施例2的磨石磨损率为15.2[％]，且表面粗糙度Ra为0.147[μm]。

[0095] ＜比较例1＞

[0096] 比较例1中，不使用微细气泡水生成器14产生微细气泡，除此以外，以与实施例1及实施例2相同的方法及相同的条件将磨削对象物3磨削。

[0097] 然后，对以与实施例1及实施例2相同的方法将磨削对象物3磨削后的比较例1的磨石5的磨石磨损率[％]及磨削对象物3的磨削面的表面粗糙度Ra[μm]进行测定。结果，比较例1的磨石磨损率为20.7[％]，且表面粗糙度Ra为0.228[μm]。

[0098] ＜总结＞

[0099] 以下的表2中，将实施例1、实施例2及比较例1的磨石5的磨石磨损率[％]及磨削对象物3的磨削面的表面粗糙度Ra[μm]与微细气泡的有无、微细气泡水生成器14的种类、进给量[μm]、及进给速度[μm/分]一并示出。

[0100] [表2]

[0101]

[0102] 由表2所示的结果可知，与未进行微细气泡水中的浸渍的比较例1的磨石5比较，交替进行了磨削区域41中的磨削对象物3的磨削、与非磨削区域42中的微细气泡水32中的浸渍的实施例1及实施例2的磨石5能大幅降低磨石磨损率[％]，并且也能减小磨削对象物3的磨削面的表面粗糙度Ra[μm]。

[0103] 如以上所述对实施方式及实施例进行了说明，但最初也预计将所述实施方式及实施例的构成进行适当组合。

[0104] 对本发明的实施方式进行了说明，但应想到，本次公开的实施方式在所有方面为例示而非限制性。本发明的范围是由权利要求所示，是指包含与权利要求均等的含意及范围内的所有变更。

[0105] [产业上的可利用性]

[0106] 此处公开的实施方式能用于磨削装置及磨削品的制造方法，能特别有效地用于需要同时磨削不同材料的工艺的半导体封装等磨削对象物的磨削。