(57)【要約】【課題】水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材に研削加工で溝加工や切断加工を施すに当たり、トータル的な加工速度を上昇させてスループットを向上させることのできる研削加工方法を提供すること。【解決手段】研削加工の加工ストローク初期において、薄刃砥石２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さＨｋ  と薄刃砥石２２のワーク２２からの抜け出し点Ｎの高さＨｎ  とが同一になるまでは第１の送り速度Ｓ１で研削送りし、薄刃砥石２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さＨｋ  と薄刃砥石２２のワークＷからの抜け出し点Ｎの高さＨｎ  とが同一になった以後は第１の送り速度Ｓ１よりも高速な第２の送り速度Ｓ２で研削送りするようにした。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する薄刃砥石とワークとを水平方向に相対的に研削送りし、該ワークを完全切断するか又は該ワークに所定深さの溝を形成するワークの研削加工方法において、
前記研削加工の加工ストローク初期において、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さと前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さとが同一になるまでは第１の送り速度で研削送りし、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さと前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さとが同一になった以後は第１の送り速度よりも高速な第２の送り速度で研削送りすることを特徴とする研削加工方法。
【請求項２】
前記ワークが水晶、サファイヤ、又はガラスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の研削加工方法。
【請求項３】
前記研削加工の加工ストローク終期において、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さが前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さよりも低くなった時点から前記第２の送り速度よりも低速な第３の送り速度で研削送りすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削加工方法に関するもので、特に水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材
を薄刃砥石で完全切断したり所定深さの溝を形成したりする研削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型の振動子、表面弾性波フィルタ、その他電子部品等の製造工程においては、水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材の板材に溝加工を施したり、完全切断して個々の部品に分割する工程が用いられることが多い。
【０００３】
一方、表面に半導体装置が多数形成されたウェーハを個々の半導体チップに分割する工程では、ダイシングブレードと呼ばれる薄刃砥石（以後、単にブレードと称することがある。）でウェーハに不完全溝を形成（ハーフカットと称される。）するか、あるいは完全溝を形成（フルカットと称される。）して、個々のチップに分割するダイシング装置が用いられる。
【０００４】
上記のような水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材の溝加工や切断加工においても、回転する薄刃砥石をワークに対して水平方向に相対移動させ、研削液をかけながら研削するダイシング装置が用いられる。
【０００５】
このようなダイシング装置を用いた研削加工方法には、 また種々の問題点も抱えており、それらの問題点を解決するためのいろいろな研削加工方法が提案されている。例えば、研削能力の向上やワークに対するチッピングやクラックの発生防止を図るため、フルカットするための固体材料に、予めハーフカットを施しておき、しかる後にフルカットを施し、
チッピングやクラックの発生による歩留まりの低下を防止したもの等がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−０６８２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述の水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材を研削加工する場合の問題点は、これらの材料が非常に硬度の高い材料（水晶、サファイヤ）であったり、かなり硬度も高く粘性も有した材料（ガラス）であるため研削負荷が大きく加工速度が上がらないことから、スループットが非常に悪いという点にある。
【０００７】
スループットを向上させるために加工速度を少しでも上昇させると、ブレードとワークとの間で火花が発生したり、ブレードが破損したり、また、ワークにチッピングやクラックが発生したり、ワークが破損したりすることがある。
【０００８】
ブレードとワークとの間で火花が発生した場合は、ブレードの砥粒を結合しているボンド材にこげが発生し、一旦こげが発生したブレードはドレッシングを行っても元に復活させることはできない。
【０００９】
前述した特許文献１（特開２０００−０６８２３６号公報）に開示されたように、２段切削を行ったとしても、このような難研削材の場合にはトータル的なスループットを向上させることができず、問題解決には到らなかった。    
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材に研削加工で溝加工や切断加工を施すに当たり、トータル的な加工速度を上昇させてスループットを向上させることのできる研削加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転する薄刃砥石とワークとを水平方向に相対的に研削送りし、該ワークを完全切断するか又は該ワークに所定深さの溝を形成するワークの研削加工方法において、前記研削加工の加工ストローク初期において、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さと前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さとが同一になるまでは第１の送り速度で研削送りし、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さと前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さとが同一になった以後は第１の送り速度よりも高速な第２の送り速度で研削送りすることを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１２】
請求項１の発明によれば、研削加工の加工ストローク初期において、薄刃砥石のワークへの切り込み点の高さと薄刃砥石のワークからの抜け出し点の高さとが同一になるまで、即ち薄刃砥石がワークに切り込んでから安定状態になるまでは低速で研削送りし、薄刃砥石のワークへの切り込み点の高さと薄刃砥石のワークからの抜け出し点の高さとが同一になった以後、即ち安定状態になった以後は高速で研削送りするので、トータル的な加工速度がアップし、スループットを向上させることができる。
【００１３】
また、本発明は請求項２に記載のように、前記ワークが水晶、サファイヤ、又はガラスのうちのいずれかである場合に特に有効である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記研削加工の加工ストローク終期において、前記薄刃砥石の前記ワークへの切り込み点の高さが前記薄刃砥石の前記ワークからの抜け出し点の高さよりも低くなった時点から前記第２の送り速度よりも低速な第３の送り速度で研削送りすることを特徴とする研削加工方法を提供する。
【００１５】
請求項３の発明によれば、研削加工の加工ストローク終期において、薄刃砥石のワークへの切り込み点の高さが薄刃砥石のワークからの抜け出し点の高さよりも低くなった時点、即ち安定状態が崩れつつある状態からまた低速で研削送りして薄刃砥石をワークから抜け出させるので、加工終了時の薄刃砥石やワークに対する損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明の研削加工方法によれば、水晶、サファイヤ、又はガラス等の難研削材に研削加工で溝加工や切断加工を施すに当たり、トータル的な加工速度を上昇させてスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下添付図面に従って本発明に係る研削加工方法の好ましい実施の形態について詳説する。尚、各図において同一部材には同一の番号または記号を付している。
【００１８】
最初に、ダイシング装置についてその概要を説明する。図１は、ダイシング装置の外観を示す斜視図である。ダイシング装置１０は、加工部２０、操作・表示部１１、撮像手段１２、モニターテレビ１３、表示灯１４、及びコントローラ１５等から構成されている。
【００１９】
加工部２０は、ワークに溝加工や切断加工を行う部分である。撮像手段１２はワークのアライメントや加工状態を評価するために、ワーク表面を撮像する部分で、操作・表示部１１にはダイシング装置１０の各部の操作を行うスイッチや表示手段が設けられている。コントローラ１５はダイシング装置１０の各動作をコントロールする部分で、マイクロプロセッサ、メモリ、及び入出力回路等で構成され、ダイシング装置１０の架台内部に格納されている。
【００２０】
図２は、加工部２０の構造を示す斜視図である。図２に示すように、加工部２０には、先端にブレード２２を設けたスピンドル２４が保持ブロック２５を介してＺテーブル２６に吊下げ保持されている。
【００２１】
Ｚテーブル２６は、Ｙテーブル２８に設けられたＺガイド２６Ａ、２６Ａに案内されて図示しないボールスクリューとステッピングモータによって切込み送り方向であるＺ方向に駆動される。
【００２２】
またＹテーブル２８はＹベース３０に設けられたＹガイド２８Ａ、２８Ａに案内されて同じく図示しないボールスクリューとステッピングモータによってインデックス送り方向であるＹ方向に駆動される。
【００２３】
このＺ方向及びＹ方向の駆動では、どちらも図示しないリニアスケールからの位置信号によるフィードバック制御を行っており、夫々精密に駆動される。一方、研削送り方向であるＸ方向には、図示しないＸガイドとリニアモータによって駆動されるＸテーブル３６があり、上部にワークを載置するワークテーブル３４が組み込まれている。
【００２４】
ワークテーブル３４のワークテーブル上面ベース３４Ｂにはワークを吸着載置する吸着盤３４Ａが着脱可能に取付けられている。ワークテーブル３４はまた、図示しない駆動機構によりθ方向に回転駆動されるようになっていて、基準位置（ＣＨ１位置）と９０度回転した位置（ＣＨ２位置）とに位置付けられる。このような機構によって、ブレード２２はＺ方向の切込み送りとＹ方向のインデックス送りとがなされ、ワークはＸ方向の研削送りとθ方向の回転送りとがなされる。
【００２５】
次に、このダイシング装置１０を用いた本発明に係る研削加工方法の実施の形態について説明する。図３は、この研削加工方法を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、ブレード２２を図において時計方向に高速回転させ、ワークＷを右から左方向に向けて低速度の第１の送り速度Ｓ１で研削送りする。
【００２６】
第１の送り速度Ｓ１は、ワークＷとブレード２２とが最初に接触する時に火花が生じないような非常に低速度に設定することが重要である。火花が生じるとブレード２２のボンド材が焦げてしまい、ドレッシングを行っても回復できなくなる。
【００２７】
図３（ａ）において、Ｋはブレード２２のワークＷへの切り込み点を示し、Ｎはブレード２２のワークＷからの抜け出し点を示したもので、Ｈk はブレード２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さ（即ち、ワークＷの厚さ）を、Ｈn はブレード２２のワークＷからの抜け出し点の高さを表している。
【００２８】
ワークＷの研削ストロークの初期段階では、図３（ａ）に示すように、ブレード２２のワークＷからの抜け出し点Ｎの高さＨn  がブレード２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さＨk より低い。この段階ではブレード２２がワークＷ内に十分入り込んでいないため振れも生じやすく、研削送り速度を高めることは好ましくない。
【００２９】
図３（ｂ）は、研削が更に進んだ状態を表しており、ブレード２２のワークＷからの抜け出し点Ｎの高さＨn  がブレード２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さＨk  と同一になっている。この段階になるとブレード２２がワークＷ内に十分入り込み、振れも抑制されるので、研削送り速度を高めることができる。
【００３０】
従って、ブレード２２がワークＷに接触した位置から図３（ｂ）に示す状態までは非常に低速な第１の送り速度Ｓ１で研削を行い、図３（ｂ）に示す状態以後は第１の送り速度Ｓ１よりも高速な第２の送り速度Ｓ２で研削を行う。具体的には、第２の送り速度Ｓ２を
第１の送り速度Ｓ１の２．５倍〜１０倍程度に設定することができる。
【００３１】
このように、ブレード２２のワークＷへの突入時に極低速で研削送りするので、突入時のブレード２２及びワークＷのダメージを抑制することができ、ブレード２２がワークＷに十分入り込んだ後は送り速度を上昇させて加工するので、トータルの加工タクトを上昇させることができスループットを向上させることができる。
【００３２】
また、必要に応じ図４に示すように、研削ストロークの終期段階において（即ち、ブレード２２のワークＷへの切り込み点Ｋの高さＨk  がブレード２２のワークＷからの抜け出し点Ｎの高さＨn  より低くなった時点）、ワークＷの研削送り速度を低速の第３の送り速度Ｓ３で研削するとよい。これにより、ブレード２２がワークＷから完全に抜ける時の振動を抑制することができ、ワークＷ及びブレード２２の損傷を防止することができる。
なお、この時の第３の送り速度Ｓ３を第１の送り速度Ｓ１と同等か又は若干速い速度に設定するのが好ましい。
【００３３】
以上がダイシング装置１０を用い、水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材を薄刃砥石で完全切断したり所定深さの溝を形成したりするときの研削加工方法である。本発明により、ワークＷが水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材であっても、ワークＷ及びブレード２２を損傷させることなく完全切断や溝形成加工を行うことができ、また、トータルの加工タクトを上昇させることができるので、スループットを向上させることができる。
【実施例】
【００３４】
外径寸法９０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ６００μｍのパイレックスガラス（商品名）をフルカットダイシングした。用いたブレード２２は外径７５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのレジンブレードで、ダイヤモンド砥粒の粒度は＃６００とした。また、ブレード２２の回転速度を３０，０００ｒｐｍとした。
【００３５】
ブレード２２がワークＷに接触した位置から前述した図３（ｂ）に示す状態までの第１の送り速度Ｓ１を１．５ｍｍ／ｓｅｃとし、それ以降の第２の送り速度Ｓ２を８ｍｍ／ｓｅｃとしてブレード２２がワークＷから完全に抜け切るまでこの送り速度を維持した。
【００３６】
このようにして厚さ６００μｍのパイレックスガラス（商品名）を１０ｍｍ×１０ｍｍのチップに分割し、これらのチップを実態顕微鏡で観察した結果、クラックの発生は無く、チッピングも十分満足できる状態であった。また、ブレード２２の損傷も見られなかった。
【００３７】
水晶、サファイヤ、ガラス等の難研削材ワークＷを溝加工するときに、ダイヤモンド砥粒の粒度＃４００〜＃６００、厚さ０．１〜０．２ｍｍのレジンブレードを用いる場合、
溝深さによって異なるが深さ５００〜６００μｍとすると、従来のような一定の送り速度の研削加工では１〜２ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度でしか加工できなかった。
【００３８】
ところが、本発明の研削加工方法によれば、研削ストロークの初期を１〜２ｍｍ／ｓｅｃ以下の低速で加工し、以後を５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で加工することができ、トータル的には従来の方法の５〜１０倍近い加工速度を得ることができ、ワークＷやブレード２２の損傷も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ダイシング装置を表す斜視図
【図２】ダイシング装置の加工部の構成を表す斜視図
【図３】本発明の研削加工方法を説明する概念図１
【図４】本発明の研削加工方法を説明する概念図２
【符号の説明】
【００４０】
１０…ダイシング装置、２０…加工部、２２…ブレード（薄刃砥石）、Ｈk …ブレード（薄刃砥石）のワークへの切り込み点の高さ、Ｈn …ブレード（薄刃砥石）のワークからの抜け出し点の高さ、Ｋ…ブレード（薄刃砥石）のワークへの切り込み点、Ｎ…ブレード（薄刃砥石）のワークからの抜け出し点、Ｓ１…第１の送り速度、Ｓ２…第２の送り速度、Ｓ３…第３の送り速度、Ｗ…ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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