JP2013123787A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動周波数が高周波数でも大きな振幅の振動を切れ刃に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うこと。
【解決手段】バイト本体（３３）には、バイト本体（３３）に締結された第１、第２の超音波振動子（６ａ、６ｂ）と、これらの第１の超音波振動子（６ａ）と第２の超音波振動子（６ｂ）との間に切れ刃（３３２）側に延在して形成されたスリット（３３３）とが設けられる。交流電力供給手段（７）は、バイト本体（３３）の切れ刃（３３２）が円振動をするのに適した位相差をもった交流電力を第１、第２の超音波振動子（６ａ、６ｂ）のそれぞれに印加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、加工装置に関し、特に、被加工物を旋削するためのバイト工具を備えた加工装置に関する。

従来、半導体チップが複数個形成された半導体ウェーハは、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る。そして、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。

上述した各技術においては、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、これらの突起状のバンプ（電極）を介して基板同士を接合するため、それぞれの突起状のバンプ（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金等の粘りのある金属材により形成されたバンプ（電極）を旋削して除去する加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

なお、特許文献１の加工装置において、バイト工具によって金等の粘りのある金属材によって形成されたバンプ（電極）を旋削すると、バイト工具の切れ刃に旋削屑が付着し得る。この場合、バイト工具に付着した旋削屑によって旋削抵抗が上昇してバイト工具が発熱し、ミクロン単位の加工を制御することが困難となる事態が発生し得る。このような事態に対応するため、バイト工具の切れ刃を超音波振動で円運動させ、バイト工具の先端に旋削屑が付着することを抑制する加工装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３１９６９７号公報 特開２０１０−１７９３９３号公報

しかしながら、上述した特許文献２の加工装置においては、バイト工具を構成するバイト本体に４つの超音波振動子を固定し、左右方向及び上下方向の振幅の位相差を調整することにより切れ刃に円振動をさせている。このため、切れ刃に発生させる円振動の振動周波数が高周波数（例えば、６０ｋＨｚ以上）になると、４つの超音波振動子における振幅の位相差の調整を精度良く行うことが困難となり、切れ刃に大きい振幅の振動を付与できなくなる事態が発生し得る。したがって、送り速度が速い加工状況（高速域の加工状況）においては、安定してバンプ（電極）を旋削して除去することができないという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、振動周波数が高周波数であっても大きな振幅の振動を切れ刃に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うことができる加工装置を提供することを目的とする。

本発明の加工装置は、被加工物を保持する被加工物保持手段と、前記被加工物保持手段によって保持された被加工物を旋削するためのバイト工具を備えたバイト旋削手段とを具備する加工装置において、前記バイト工具は、バイト本体と、前記バイト本体の先端に設けられた切れ刃とからなり、前記バイト本体には、前記切れ刃による旋削方向に平行に並列し且つ離間して当該バイト本体に締結部材で締結された第１の超音波振動子及び第２の超音波振動子と、前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子の間に前記切れ刃側に延在して前記バイト本体に形成されたスリットと、前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子に超音波振動を発生させるための交流電力を印加する交流電力供給手段とを具備し、前記交流電力供給手段は、前記バイト本体の前記切れ刃が円振動をするのに適した位相差をもった交流電力を前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子のそれぞれに印加することを特徴とする。

上記加工装置によれば、スリットを挟んで切れ刃による旋削方向に平行に並列し且つ離間してバイト本体に締結された第１、第２の超音波振動子のそれぞれに、切れ刃が円振動をするのに適した位相差をもった交流電力が印加されることから、２つの超音波振動子に対する交流電力の制御によって、互いの超音波振動を干渉させることなく切れ刃に伝達して円振動させることができるので、振動周波数が高周波数であっても大きな振幅の超音波振動を切れ刃に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うことが可能となる。

本発明によれば、振動周波数が高周波数であっても大きな振幅の振動を切れ刃に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うことが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る加工装置の要部を示す斜視図である。 上記実施の形態に係る加工装置の旋削ユニットが有するバイト工具を超音波振動させるための機能ブロック図である。 上記実施の形態に係る加工装置の旋削ユニットが有するバイト工具の斜視図である。 被加工物としての半導体ウェーハの平面図及び要部拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る加工装置について説明する前に、その被加工物の一例について説明する。本実施の形態に係る加工装置においては、例えば、図４に示すように、表面に複数個の半導体チップ１１０が格子状に形成された半導体ウェーハ１００を被加工物とする。半導体ウェーハ１００に形成された複数個の半導体チップ１１０の表面には、複数個のバンプ（突起状の電極）１２０が形成されている。これらのバンプ１２０は、半導体チップ１１０に形成された図示しないアルミニウム等からなる電極板に金ワイヤを加熱溶融して装着される。このように形成されるバンプ１２０には、例えば、その上端部に針状の髭部が残った状態となると共に、その高さにばらつきが発生した状態となっている。

なお、以下の説明においては、表面に複数個のバンプ１２０が形成された半導体チップ１１０を有する半導体ウェーハ１００を被加工物とする場合について説明する。しかしながら、本実施の形態に係る加工装置における被加工物については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、液晶用導光板やＤＶＤピックアップレンズなどの超精密微細加工が要求されるプラスティック製光学部品の量産に用いられる焼入れ鋼金型など、超精密微細加工が必要な被加工物にも適用することもできる。

本実施の形態に係る加工装置は、上述したように半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のバンプ１２０に旋削加工を施し、針状の髭部を除去すると共に、その高さを揃えるものである。以下、本実施の形態に係る加工装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る加工装置１の要部を示す斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方側を加工装置１の前方側と呼び、同図に示す右上方側を加工装置１の後方側と呼ぶものとする。

本実施の形態に係る加工装置１は、図１に示すように、装置のハウジングを構成する基台２を有している。基台２は、加工装置１の前後方向に延在する主部２１と、この主部２１の後端部で上方側に延出して設けられた壁部２２とを有している。この壁部２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１が設けられている。これらの案内レール２２１にバイト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、この移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２とを具備している。移動基台３１には、その後面に一対の脚部３１１が設けられている。これらの脚部３１１には、一対の案内レール２２１と摺動可能に係合する一対の被案内溝３１２が形成されている。このように壁部２２に設けられた一対の案内レール２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面に支持部材３１３が装着されている。スピンドルユニット３２は、この支持部材３１３に支持されている。

スピンドルユニット３２は、支持部材３１３に支持されたスピンドルハウジング３２１と、この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、この回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのモータ３２３とを有している。回転スピンドル３２２の下端部は、スピンドルハウジング３２１の下端部を越えて下方側に突出しており、その下端部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。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。

ここで、バイト工具装着部材３２４に対するバイト工具３３の着脱構造の一例について説明する。バイト工具装着部材３２４には、外周部の一部に上下方向に貫通するバイト取り付け穴が設けられると共に、このバイト取り付け穴に対応する外周面からバイト取り付け穴に達する雌ねじ穴が設けられている。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にバイト工具３３を挿入し、雌ねじ穴に締め付けボルト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。

バイト工具３３は、例えば、超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成された、断面が矩形のバイト本体３３１と、このバイト本体３３１に先端部に設けられ、ダイヤモンド等で形成された切れ刃３３２とによって構成される（図２、図３参照）。このように構成され、バイト工具装着部材３２４に装着されたバイト工具３３は、回転スピンドル３２２の回転に伴って後述するチャックテーブル５２の保持面５２ａと平行な面内で回転するように構成されている。なお、このバイト工具３３の詳細な構成については後述する。

また、壁部２２には、旋削ユニット３を一対の案内レール２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブル５２の保持面５２ａと垂直な方向）に移動させる旋削ユニット移動機構４が設けられている。この旋削ユニット移動機構４は、壁部２２の前方側に配設され、実質的に鉛直方向に延在する雄ネジロッド４１を備えている。この雄ネジロッド４１の上端部及び下端部は、壁部２２に取り付けられた軸受部材４２及び４３によって回転可能に支持されている。軸受部材４２には、雄ネジロッド４１を回転駆動するためのモータ４４が配設され、このモータ４４の出力軸が雄ネジロッド４１に連結されている。一方、移動基台３１の後面には、雄ネジロッド４１に螺合する図示しない連結部が設けられている。モータ４４から供給される駆動力に応じて雄ネジロッド４１が回転すると、移動基台３１及びこれに装着された旋削ユニット３が上下方向に移動するように構成されている。

基台２の主部２１の上面には、被加工物保持手段としてのチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１と、この支持基台５１に回転可能に支持される円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、図示しない駆動機構に接続され、この駆動機構から供給される駆動力により、主部２１の上面を加工装置１の前後方向にスライド移動される。これにより、チャックテーブル５２は、旋削ユニット３のバイト工具３３と対向する加工位置と、この加工位置から前方側に離間し、加工前の半導体ウェーハ１００が供給される一方、加工後の半導体ウェーハ１００が回収される載せ換え位置との間でスライド移動される。

チャックテーブル５２には、半導体ウェーハ１００が水平に保持される保持面５２ａが形成されている。保持面５２ａは、例えば、ポーラスセラミック材により吸引面が形成されている。チャックテーブル５２は、基台２内に配置された図示しない吸引源に接続され、保持面５２ａの吸引面で半導体ウェーハ１００を吸引保持する。

支持基台５１の前後には、半導体ウェーハ１００の旋削加工時に発生する旋削屑等の基台２内への侵入を防止する防塵カバー５３が設けられている。防塵カバー５３は、支持基台５１の前面及び後面に取り付けられると共に、その移動位置に応じて伸縮可能に設けられている。このように伸縮可能に構成された防塵カバー５３により、基台２内の吸引源や回転駆動機構と支持基台５１とを連結するための開口部が覆われる。

このように構成される加工装置１において、半導体ウェーハ１００は、図示しない搬入・搬出機構により載せ換え位置に配置されたチャックテーブル５２に載置された後、図示しない駆動機構によりチャックテーブル５２が加工位置に到達するまで支持基台５１がスライド移動される。一方、旋削ユニット移動機構４により旋削ユニット３が下方移動される。チャックテーブル５２上に吸引保持された半導体ウェーハ１００に対してバイト工具３３で旋削加工が可能な位置に配置されると、スピンドルユニット３２の回転スピンドル３２２が回転駆動される。この回転スピンドル３２２の回転に伴って回転するバイト工具３３の切れ刃３３２により、半導体ウェーハ１００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バンプ１２０の旋削加工が行われる。

そして、半導体ウェーハ１００上の加工対象となる全てのバンプ１２０に対する旋削加工が終了すると、回転スピンドル３２２の回転が停止された状態において、旋削ユニット移動機構４により旋削ユニット３が上方移動されると共に、チャックテーブル５２が載せ換え位置に到達するまで支持基台５１がスライド移動される。その後、図示しない搬入・搬出機構により加工後の半導体ウェーハ１００が搬出され、一連の加工処理が終了する。

ここで、本実施の形態に係る加工装置１の旋削ユニット３が有するバイト工具３３の構成について図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る加工装置１の旋削ユニット３が有するバイト工具３３を超音波振動させるための機能ブロック図である。図３は、本実施の形態に係る加工装置１の旋削ユニット３が有するバイト工具３３の斜視図である。

図２及び図３に示すように、バイト工具３３のバイト本体３３１は、本体部３３１ａと、この本体部３３１ａに取り付けられる振動子支持部（以下、単に「支持部」という）３３１ｂとから構成される。本体部３３１ａは、概して角柱形状を有すると共に、その先端部（下端部）に切れ刃３３２が設けられている。切れ刃３３２は、後述する第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂにより円振動しながら、切削面３３２ａ（図３参照）を図２の矢印Ａで示す旋削方向（半導体ウェーハ１００の移動方向）に垂直な方向に位置付けた状態で駆動され、被加工物である半導体ウェーハ１００（より具体的には、半導体チップ１１０に形成されたバンプ（突起状の電極）１２０）を旋削する。

本体部３３１ａの上面部には、切れ刃３３２側（下方側）に延在してスリット３３３が形成されている。スリット３３３は、本体部３３１ａの略中央部分まで延在して設けられている。スリット３３３を設けることにより、本体部３３１ａの上方側部分は、二股に分割された形状を有している。このスリット３３３は、後述する第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂにより発生する振動を別々に切れ刃３３２に伝達する役割を果たす。

本体部３３１ａの上面部の中央部（より具体的には、スリット３３３の中央部）には、切れ刃３３２側（下方側）に延在して雌ねじ穴３３４が形成されている。雌ねじ穴３３４は、スリット３３３の厚さ寸法よりも大径に設けられると共に、スリット３３３の下端部よりも下方側の位置まで延在して設けられている。スリット３３３の下端部よりも下方側に配置される雌ねじ穴３３４の内周面にねじ溝が形成されている。この雌ねじ穴３３４には、支持部３３１ｂを本体部３３１ａに取り付けるための締め付けボルト３３５が螺合される。

支持部３３１ｂは、平面視にて本体部３３１ａと同一形状を有している。支持部３３１ｂの上面には、締め付けボルト３３５が貫通する貫通孔３３６が設けられている。なお、この貫通孔３３６は、本体部３３１ａに支持部３３１ｂが取り付けられた状態において、締め付けボルト３３５の頭部３３５ａを収容可能な形状に構成されている。

これらの本体部３３１ａ及び支持部３３１ｂからなるバイト本体３３１に、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂが締結される。より具体的には、本体部３３１ａの上面に第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂを載置し、これらの第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの上に支持部３３１ｂを載置すると共に、この支持部３３１ｂに設けられた貫通孔３３６を介して本体部３３１ａに設けられた雌ねじ穴３３４に締め付けボルト３３５を螺合して締め付けることにより、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂがバイト本体３３１に締結される。

本実施の形態に係る第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、ボルト締めランジュバン方式の振動子（ボルト締めランジュバン型振動子）として機能する。この場合、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、締め付けボルト３３５により締め付け強度を調整しながらバイト本体３３１に締結される。すなわち、締め付けボルト３３５は、バイト本体３３１に対して第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの締め付け強度を微調整可能に締結する締結部材を構成する。なお、締結部材としては、締め付けボルト３３５に限定されるものではなく、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの締め付け強度を微調整可能に締結することを前提として任意の部材を適用できる。

このようにバイト本体３３１に締結された状態において、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、図２の矢印Ａで示す切れ刃３３２の旋削方向に平行に並列し、且つ、離間して配置される。より具体的には、スリット３３３により分割された本体部３３１ａの上端部の一方に第１の超音波振動子６ａが配置され、他方に第２の超音波振動子６ｂが配置されている。すなわち、スリット３３３は、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂとの間で切れ刃３３２側に延在している。

第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、それぞれ圧電体６１と、この圧電体６１の両側分極面にそれぞれ装着された２枚の電極板６２、６３とから構成されている。圧電体６１は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉｏ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＢ（Ｚｉ，Ｔｉ）Ｏ_３）、リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３）、リチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等の圧電セラミックスによって形成されている。

圧電体６１の分極面に電極板６２、６３が装着された状態で、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、概して長方形状に設けられている（図３参照）。また、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、本体部３３１ａの雌ねじ穴３３４に挿入された締め付けボルト３３５に接触しない形状に構成される。このような形状を有するため、締め付けボルト３３５との接触によって第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの超音波振動が規制されることはない。

旋削ユニット３は、図２に示すように、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに超音波振動を発生させるための交流電力を供給する交流電力供給手段７を備えている。より具体的には、交流電力供給手段７は、切れ刃３３２が円振動をするのに適した位相差をもった交流電力を、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの電極板６２、６３に印加する。例えば、交流電力供給手段７は、バイト工具３３の構成部材として備えることができる。また、バイト工具３３に交流電力を供給する、旋削ユニット３の構成部材として備えることもできる。

交流電力供給手段７は、交流電源７１と、交流電源７１に接続された周波数・位相調整手段７２と、周波数・位相調整手段７２に接続された複数（本実施の形態では２つ）の電圧調整手段７３（７３ａ、７３ｂ）とから構成されている。電圧調整手段７３ａは、第１の超音波振動子６ａに接続されている。電圧調整手段７３ｂは、第２の超音波振動子６ｂに接続されている。

なお、本実施の形態に係る加工装置１においては、バイト工具３３が装着されるバイト工具装着部材３２４が回転駆動される。バイト工具装着部材３２４の回転駆動が交流電力供給手段７の配線に影響を与える場合には、例えば、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの電極板６２、６３に対して図示しないスリップリング及びブラシ等から構成される通電手段を介して交流電力を印加するようにしても良い。

周波数・位相調整手段７２は、交流電源７１から供給される電圧の周波数及び位相を調整する。電圧調整手段７３ａ、７３ｂは、周波数・位相調整手段７２により周波数及び位相が調整された電圧を調整する。そして、電圧調整手段７３ａで調整された電圧が第１の超音波振動子６ａ（の電極板６２、６３）に印加され、電圧調整手段７３ｂで調整された電圧が第２の超音波振動子６ｂ（の電極板６２、６３）に印加される。

すなわち、本実施の形態に係る加工装置１においては、切れ刃３３２が円振動をするのに適した位相差を有する交流電力を供給するために、交流電源７１からの交流電力の周波数及び位相が周波数・位相調整手段７２によって調整され、交流電力の電圧がそれぞれ電圧調整手段７３ａ、７３ｂで調整される。より具体的には、切れ刃３３２が円振動をするように、電圧調整手段７３ａ、７３ｂに与えられる交流電力の位相が周波数・位相調整手段７２で調整される（電圧調整手段７３ａ、７３ｂに与えられる交流電力が適切な位相差となるように調整される）と共に、その電圧の振幅が電圧調整手段７３ａ、７３ｂで調整される。

電圧調整手段７３ａ、７３ｂで調整された電圧の印加を受けることにより、例えば、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂは、図２に示す矢印Ｂに示すような厚み方向への収縮と、図２に示す矢印Ｃに示すような厚み方向への伸長とを繰り返す。そして、バイト本体３３１は、このような第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの厚み方向の収縮及び伸長に応じて変位する。

例えば、第１の超音波振動子６ａが収縮し、第２の超音波振動子６ｂが伸長する場合には、第１の超音波振動子６ａに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの左方側部分）は図２に示す矢印Ｄ１方向に変位し、第２の超音波振動子６ｂに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの右方側部分）は図２に示す矢印Ｅ２方向に変位することとなる。

逆に、第１の超音波振動子６ａが伸長し、第２の超音波振動子６ｂを収縮する場合には、第１の超音波振動子６ａに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの左方側部分）は図２に示す矢印Ｄ２方向に変位し、第２の超音波振動子６ｂに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの右方側部分）は図２に示す矢印Ｅ１方向に変位することとなる。

さらに、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの双方が伸長する場合には、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの両側部分）が図２に示す矢印Ｄ２、Ｅ２方向に変位することとなる。一方、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂの双方が収縮する場合には、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに対応するバイト本体３３１の一部（スリット３３３を挟んで図２に示す本体部３３１ａの両側部分）がそれぞれ矢印Ｄ１、Ｅ１方向に変位することとなる。

これらのように第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに印加される電圧を調整し、バイト本体３３１を変位させることで、本実施の形態に係る加工装置１においては、バイト本体３３１の切れ刃３３２の先端に図２の矢印Ｆに示す上下方向及び矢印Ｇに示す左右方向の振動を発生させることができる。そして、交流電力供給手段７において、これらの上下方向の振幅と左右方向の振幅との位相差が９０°となるように電圧及び位相差を調整することにより、切れ刃３３２に所望の円振動を発生させることができる。

このように本実施の形態に係る加工装置１においては、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに印加される電圧を調整することにより、バイト本体３３１の切れ刃３３２の先端を円振動させることができる。そして、このような円振動を基準として、第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに印加される電圧を調整することにより、切れ刃３３２の先端を楕円振動させることもできる。

このように切れ刃３３２に円振動（楕円振動）をさせる場合において、本実施の形態に係る加工装置１においては、スリット３３３を挟んで切れ刃３３２による旋削方向に平行に並列し、且つ、離間してバイト本体３３１に締結された２つの第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂに対する交流電力の位相差及び振幅を調整する。この場合、例えば、４つの超音波振動子に対する交流電力の位相差及び振幅を調整する場合と比較して複雑な制御を必要とすることなく高精度に位相差及び振幅を調整することができるので、振動周波数が高周波数であっても大きな振幅の超音波振動を切れ刃３３２に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、本体部３３１ａと支持部３３１ｂとを有するバイト本体３３１を備え、本体部３３１ａと支持部３３１ｂとの間に第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂを挟持するバイト工具３３について説明しているが、バイト工具３３の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、上記支持部３３１ｂに相当する部材を備えず、バイト本体３３１にフランジ付きボルトなどの締結部材で第１、第２の超音波振動子６ａ、６ｂを締結するようにしても良い。

また、上記実施の形態においては、チャックテーブル機構５のチャックテーブル５２を前後方向に移動可能に構成する一方、旋削ユニット３を回転可能に構成して半導体ウェーハ１００上のバンプ（電極）１２０を旋削する場合について説明している。しかしながら、半導体ウェーハ１００上のバンプ（電極）１２０を旋削する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、チャックテーブル機構５のチャックテーブル５２を回転可能に構成する一方、旋削ユニット３を上下方向に移動可能に構成するようにしても良い。このように旋削ユニット３及びチャックテーブル機構５の構成を変更する場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明は、バイト本体に締結された第１、第２の超音波振動子に対する交流電力の制御で切れ刃を円振動させることができるので、振動周波数が高周波数であっても大きな振幅の超音波振動を切れ刃に付与でき、高速域の加工状況で安定して旋削加工を行うことが可能となるという効果を有し、特に、被加工物に対して旋削加工を行う加工装置に有用である。

１ 加工装置
２ 基台
２１ 主部
２２ 壁部
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 モータ
３２４ バイト工具装着部材
３３ バイト工具
３３１ バイト本体
３３１ａ 本体部
３３１ｂ 支持部（振動子支持部）
３３２ 切れ刃
３３３ スリット
３３４ 雌ねじ穴
３３５ 締め付けボルト
４ 旋削ユニット移動機構
５ チャックテーブル機構
５２ チャックテーブル
５２ａ 保持面
６ａ 第１の超音波振動子
６ｂ 第２の超音波振動子
６１ 圧電体
６２、６３ 電極板
７ 交流電力供給手段
７１ 交流電源
７２ 周波数・位相調整手段
７３ａ、７３ｂ 電圧調整手段
１００ 半導体ウェーハ
１１０ 半導体チップ
１２０ バンプ

Claims (1)

1. 被加工物を保持する被加工物保持手段と、前記被加工物保持手段によって保持された被加工物を旋削するためのバイト工具を備えたバイト旋削手段と、を具備する加工装置において、
   前記バイト工具は、バイト本体と、前記バイト本体の先端に設けられた切れ刃とからなり、
   前記バイト本体には、前記切れ刃による旋削方向に平行に並列し且つ離間して当該バイト本体に締結部材で締結された第１の超音波振動子及び第２の超音波振動子と、前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子の間に前記切れ刃側に延在して前記バイト本体に形成されたスリットと、前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子に超音波振動を発生させるための交流電力を印加する交流電力供給手段と、を具備し、
   前記交流電力供給手段は、前記バイト本体の前記切れ刃が円振動をするのに適した位相差をもった交流電力を前記第１の超音波振動子と前記第２の超音波振動子のそれぞれに印加することを特徴とする加工装置。

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