CN101579750B

CN101579750B - 切削刀具

Info

Publication number: CN101579750B
Application number: CN2009101341322A
Authority: CN
Inventors: 中西优尔; 山田洋照
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP2009269158A; CN101579750A; KR20090117978A; TW200946307A

Abstract

本发明提供一种切削刀具，该切削刀具能够在高速旋转时防止切削刃的倾倒。上述切削刀具安装在切削装置的主轴的前端部，并至少具有：圆形基座，其上一体地形成有圆形轮毂；和切削刃，其形成在上述圆形基座的与上述圆形轮毂相反一侧的侧面外周部上，上述切削刀具的特征在于，在上述圆形轮毂上形成有圆形或环状的锪孔部，将该锪孔部的外周侧作为环状平衡部。

Description

切削刀具

技术领域

本发明涉及安装在切削装置的主轴上的、对被加工物进行切削的切削刀具。

背景技术

关于一般被称为切割机的切削装置，在主轴的前端安装凸缘支座，在该凸缘支座上安装具有薄切削刃的切削刀具并利用螺母进行固定，该切削装置使用于这样的领域：将形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)或者LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)等的硅晶片、形成有光波导等的铌酸锂(LN)等的陶瓷基板、树脂基板、玻璃板等切断，从而分割成一个个的LSI芯片、电子器件或者光器件。

在使用于切削装置中的切削刀具中，有被称为轮毂刀具的切削刀具。该轮毂刀具通过在圆形基座的外周电沉积切削刃而构成，其中，上述圆形基座具有为了容易把持(hangding)而形成的圆形轮毂，上述切削刃是将金刚石磨粒分散在镍母材中而形成的。

将这样的切削刀具安装在主轴上，并使切削刀具与主轴一起以大约20000～60000rpm的速度旋转，来切削晶片等被加工物，从而分割成一个个的器件等。

由于利用切削刀具进行的切削是通过细微的脆性破坏来完成的，所以在切削过的被加工物的外周会产生被称为崩碎(chipping)的微米级的细微缺口。由于这样的缺口有可能会降低被加工物的特性和抗弯强度等，因此希望将缺口抑制得尽可能小。一般来说，当使切削刀具高速旋转时，每1个磨粒的工作量减少，因此抑制了所产生的缺口的大小。

专利文献1：日本特开2002-307208号公报

另一方面，当切削刀具高速旋转时，切削刀具因离心力而向切削刀具的外周方向伸长。然而，轮毂刀具的切削刃呈环状地形成在圆形基座的一侧面外周部上，轮毂刀具的形状形成为圆形轮毂侧和切削刃侧不对称。

由此，当使轮毂刀具高速旋转时，切削刃部分的伸长量比具有圆形轮毂的基座部分的伸长量要大，其结果为，产生了切削刃向基座侧倾倒的现象。这样的现象虽然也与切削刀具的种类有关，但在60000rpm以上的高速旋转中特别明显。

如果在切削刃向基座侧倾倒的状态下进行切削，则会产生以下问题：发生由加工载荷的偏置所引起的崩碎的增大或切削刀具的扭曲等，进而会使切削刀具或被加工物破损。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供在高速旋转时不会产生切削刃的倾倒的切削刀具。

根据第一方面所述的发明，提供一种切削刀具，其安装在切削装置的主轴的前端部，并且至少具有：圆形基座，其上一体地形成有圆形轮毂；和切削刃，其形成在上述圆形基座的与上述圆形轮毂相反一侧的侧面外周部上，上述切削刀具的特征在于，在上述圆形轮毂上形成有圆形或环状的锪孔部，将该锪孔部的外周侧作为环状平衡部。

根据第二方面所述的发明，提供一种切削刀具，其安装在切削装置的主轴的前端部，并且至少具有：圆形基座，其上一体地形成有圆形轮毂；切削刃，其形成在上述圆形基座的与上述圆形轮毂相反一侧的侧面外周部上；和环状的带锥度部分，其将上述圆形基座的外周和上述圆形轮毂的基部连接起来，上述切削刀具的特征在于，在上述环状的带锥度部分的与上述圆形轮毂连接的连接部分形成有环状的切口。

根据第一方面所述的发明，在圆形轮毂上形成有圆形或环状的锪孔部，将该锪孔部的外周侧作为环状平衡部，由此，高速旋转时的基座侧和切削刃侧的伸长量相等，能够防止切削刃的倾倒。因此，能够实现高速旋转下的切削加工，能够抑制切削时的崩碎的产生。

根据第二方面所述的发明，在环状的带锥度部分的与圆形轮毂连接的连接部分形成有环状的切口，由此，高速旋转时的基座侧和切削刃侧的伸长量相等，能够防止切削刃的倾倒。因此，能够实现高速旋转下的切削加工，能够抑制切削时的崩碎的产生。

附图说明

图1是切削装置的外观立体图。

图2是表示与框架成为了一体的晶片的立体图。

图3是表示将切削刀具安装到主轴上的状况的分解立体图。

图4是表示支座凸缘安装结构的其它实施方式的分解立体图。

图5是现有的切削刀具的纵剖视图。

图6的(A)是本发明第一实施方式的纵剖视图，图6的(B)是第二实施方式的纵剖视图。

图7的(A)是第三实施方式的纵剖视图，图7的(B)是第四实施方式的纵剖视图。

图8是第五实施方式的纵剖视图。

图9是第六实施方式的纵剖视图。

标号说明

2：切削装置；18：卡盘工作台；24：切削构件；26：主轴；28、28A～28F：切削刀具；46：圆形基座；48：圆形轮毂；50：切削刃；64、64’、68、70：圆形锪孔部；66：环状平衡部；72：环状锪孔部；74：环状切口。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1表示能够切割半导体晶片从而分割成一个个芯片(器件)的本发明实施方式所涉及的切削装置2的外观。

在切削装置2的前表面侧设置有操作构件4，该操作构件4用于由操作员输入加工条件等对装置的指示。在装置上部设置有CRT等显示构件6，该显示构件6显示对操作员的引导画面和由后述摄像构件拍摄到的图像。

如图2所示，在作为切割对象的晶片W的表面上，正交地形成有第一间隔道S1和第二间隔道S2，多个器件D由第一间隔道S1和第二间隔道S2划分开来地形成在晶片W上。

晶片W粘贴在作为粘贴带的切割带T上，切割带T的外周缘部粘贴在环状框架F上。由此，晶片W成为经切割带T支承在框架F上的状态，在图1表示的晶片盒8中收纳有多块(例如25块)晶片。晶片盒8载置于能够上下活动的盒升降机9上。

在晶片盒8的后方配设有搬出搬入构件10，该搬出搬入构件10从晶片盒8中搬出切削前的晶片W，并且将切削后的晶片搬入到晶片盒8中。在晶片盒8和搬出搬入构件10之间设置有临时放置区域12，临时放置区域12是临时载置作为搬出搬入对象的晶片的区域，在临时放置区域12中配设有使晶片W的位置对准固定位置的位置对准构件14。

在临时放置区域12的附近配设有搬送构件16，该搬送构件16具有吸附与晶片W成为一体的框架F并进行搬送的回转臂，搬出至临时放置区域12的晶片W由搬送构件16吸附并搬送至卡盘工作台18上，该晶片W被该卡盘工作台18吸引，并且利用多个固定构件19固定框架F，由此，将晶片W保持在卡盘工作台18上。

卡盘工作台18构成为能够旋转并且能够在X轴方向上往复移动，在卡盘工作台18的X轴方向的移动路径的上方，配设有检测晶片W的应切削间隔道的校准构件20。

校准构件20具有对晶片W的表面进行摄像的摄像构件22，校准构件20能够根据通过摄像获得的图像，通过图案匹配等处理来检测应切削的间隔道。利用摄像构件22获得的图像显示在显示构件6中。

在校准构件20的左侧配设有切削构件24，该切削构件24对保持在卡盘工作台18上的晶片W实施切削加工。切削构件24与校准构件20构成为一体，并且两者联动地在Y轴方向和Z轴方向上移动。

切削构件24构成为在能够旋转的主轴26的前端安装切削刀具28，并且该切削构件24能够在Y轴方向和Z轴方向上移动。切削刀具28位于摄像构件22的X轴方向的延长线上。

参照图3，示出了表示将切削刀具安装到主轴上的状况的分解立体图。在主轴单元30的主轴壳体32中，以能够旋转的方式收纳有由未图示的伺服马达旋转驱动的主轴26。主轴26具有带锥度部分26a和前端小径部26b，在主轴26的前端形成有螺纹孔34。螺纹孔34形成为具有底部的盲孔状。

标号36是支座凸缘，其具有凸台部(凸部)38和与凸台部38一体地形成的固定凸缘40，在凸台部38上形成有外螺纹42。而且，支座凸缘36具有安装孔43。

将支座凸缘36的安装孔43经由主轴26的前端小径部26b插入直到带锥度部分26a为止，并将螺钉44与螺纹孔34螺合并拧紧，由此支座凸缘36被安装到主轴26的带锥度部分26a上。

切削刀具28被称为轮毂刀具，其构成为：在具有圆形轮毂48的圆形基座46的外周电沉积有切削刃50，其中该切削刃50是将金刚石磨粒分散在镍母材中而形成的。

在将切削刀具28安装到主轴26上时，将切削刀具28的安装孔52插到支座凸缘36的凸台部38上，并将固定螺母54与凸台部38的外螺纹42螺合并拧紧，由此切削刀具28被安装到主轴26上。

参照图4，表示支座凸缘36的安装结构的另一实施方式。在本实施方式中，在主轴26的前端小径部26b上形成有外螺纹34’。并且，在主轴26的前端形成有中心盲孔33。

在将支座凸缘36安装到主轴26上时，将支座凸缘36的安装孔43经主轴26的前端小径部26b插入直到带锥度部分26a为止，并将螺母44a与外螺纹34’螺合并拧紧，由此支座凸缘36被安装到主轴26的前端部上。

在这样构成的切削装置2中，关于收纳在晶片盒8中的晶片W，利用搬出搬入构件10夹持框架F，将搬出搬入构件10向装置后方(Y轴方向)移动，并在临时放置区域12中解除该夹持，由此晶片W被载置到临时放置区域12中。然后，通过使位置对准构件14向彼此靠近的方向移动，从而晶片W被定位于固定的位置。

接着，由搬送构件16吸附框架F，通过搬送构件16的回转，将与框架F成为一体的晶片W搬送至卡盘工作台18上，并由卡盘工作台18保持。然后，使卡盘工作台18在X轴方向上移动，使晶片W定位在校准构件20的正下方。

在校准构件20检测应切削的间隔道的校准时的图案匹配中所使用的图像需要在切削前预先获得。因此，当晶片W定位在校准构件20的正下方时，摄像构件22对晶片W的表面进行摄像，并将拍摄到的图像显示在显示构件6上。

切削装置2的操作员通过对操作构件4进行操作，来使摄像构件22缓慢地移动，并同时根据需要使卡盘工作台18也移动，由此来搜索成为图案匹配的目标的关键图案(key pattern)。

当操作员确定了关键图案时，包含该关键图案的图像被存储在切削装置2的控制器所具有的存储器中。此外，利用坐标值等求出该关键图案与间隔道S1、S2的中心线之间的距离，并将该值也存储在存储器中。

接着，通过移动摄像构件22，来利用坐标值等求出相邻的间隔道与间隔道之间的间隔(间隔道间距)，并将间隔道间距的值也存储在控制器的存储器中。

在沿晶片W的间隔道进行切断时，利用校准构件20进行所存储的关键图案的图像与实际由摄像构件22拍摄而获得的图像的图案匹配。

然后，在图案完成了匹配时，通过将切削构件24在Y轴方向上移动相当于关键图案与间隔道的中心线之间的距离的量，来进行将要切削的间隔道与切削刀具28的位置对准。

若在将要切削的间隔道与切削刀片28进行了位置对准的状态下，使卡盘工作台18在X轴方向上移动，并且一边使切削刀片28高速旋转一边使切削构件24下降，则进行了位置对准的间隔道被切削。

通过使切削构件24在Y轴方向上按照存储器中存储的间隔道间距进行分度进给，同时进行切削，从而将相同方向的间隔道S1全部切削。然后，使卡盘工作台18旋转90°之后进行与上述相同的切削，这样间隔道S2也全部被切削，从而分割成一个一个的器件D。

关于完成了切削的晶片W，在使卡盘工作台18在X轴方向上移动之后，由可在Y轴方向上移动的搬送构件25把持并且搬送至清洗装置27。在清洗装置27中，一边使水从清洗喷嘴喷出一边使晶片W低速旋转(例如300rpm)，由此来清洗晶片。

清洗后，一边使晶片W高速旋转(例如3000rpm)一边使空气从空气喷嘴喷出，以使晶片W干燥，然后由搬送构件16吸附晶片W并返回至临时放置区域12，接着通过搬出搬入构件10使晶片W返回至晶片盒8的原来的收纳场所。

接下来，参照图5至图9，对本发明实施方式的切削刀具详细地进行说明。参照图5，示出了被称为轮毂刀具的现有的切削刀具28的纵剖视图。切削刀具28通过在具有圆形轮毂48的圆形基座46的外周电沉积切削刃50而构成，其中该切削刃50是将金刚石磨粒分散在镍母材中而形成的。

切削刀具28还具有：安装孔52；形成在圆形基座46的两侧的浅的锪孔部56、58；和将圆形基座46的外周与圆形轮毂48的基部连接起来的环状带锥度部分60。

锪孔部56、58是为了在将切削刀具28安装到支座凸缘36上时减小抵接面积、提高相对于主轴26的安装精度而设置的。参照图5的(A)，很明显切削刀具28的形状形成为圆形轮毂48侧和切削刃50侧左右不对称。

由此，当使切削刀具28以例如60000rpm以上的高速旋转时，切削刃50部分的伸长量比基座46部分的伸长量要大，其结果为，如图5的(B)的箭头62所示，产生切削刃50向基座侧倾倒的现象。

本发明将提供不会产生这样的切削刃50的倾倒的切削刀具，下面，参照图6至图9详细说明本发明的实施方式。

参照图6的(A)，示出了本发明第一实施方式的切削刀具28A的纵剖视图。在本实施方式的切削刀具28A中，在圆形轮毂48上形成有深度深(例如3mm～5mm)的圆形锪孔部64，将圆形锪孔部64的外周侧作为环状平衡部66。

通过这样在圆形轮毂48上形成深度深的圆形锪孔部64，在切削刀具28A高速旋转时，基座46部分容易向外周方向延伸，基座46侧和切削刃50侧的伸长量大致相等，从而能够在高速旋转时防止切削刃50向基座46侧倾倒。

因此，能够使用切削刀具28A在高速旋转下进行切削加工，能够抑制切削时的崩碎的产生。此外，优选的是，切削刀具28A的旋转速度越高，将圆形锪孔部64的大小形成得越大，以使圆形基座46部分容易向外周方向伸长。

参照图6的(B)，示出了本发明第二实施方式的切削刀具28B的纵剖视图。本实施方式中，将图6的(A)所示的切削刀具28A的圆形基座46换成了更厚的圆形基座46’，在该情况下，将形成于圆形轮毂48’部分的圆形锪孔部64’形成得更深，并通过环状平衡部66来取得高速旋转时的平衡。本实施方式的作用效果与图6的(A)所示的第一实施方式的作用效果相同。

参照图7的(A)，示出了本发明第三实施方式的切削刀具28C的纵剖视图。在本实施方式的切削刀具28C中，圆形锪孔部68形成为带锥度的形状。

参照图7的(B)，示出了本发明第四实施方式的切削刀具28D的纵剖视图。在本实施方式中，圆形锪孔部70的侧面和底面呈圆弧状地连接在一起。在图7的(A)和图7的(B)所示的实施方式中，也能够达到与图6的(A)所示的第一实施方式相同的作用效果。

参照图8，示出了本发明第五实施方式的切削刀具28E的纵剖视图。在本实施方式的切削刀具28E中，在圆形轮毂48上形成深度深(例如3mm～5mm)的环状锪孔部72，将环状锪孔部72的外周侧作为环状平衡部66。

这样，当在圆形轮毂48上形成有环状锪孔部72的情况下，也能够使切削刀具28E的高速旋转时的基座46侧和切削刃50侧的伸长量大致相等，能够防止切削刃50的倾倒。

参照图9，示出了本发明第六实施方式的切削刀具28F的纵剖视图。在本实施方式的切削刀具28F中，将圆形基座46的外周和圆形轮毂48的基部连接起来的环状带锥度部分60’的靠轮毂侧的厚度加厚，在环状带锥度部分60’的与圆形轮毂48连接的连接部分形成有环状的切口74。

这样，通过在环状带锥度部分60’的与圆形轮毂48连接的连接部分形成环状的切口74，能够在切削刀具28F高速旋转时增大基座46向外周侧的伸长量，能够使基座46侧和切削刃50侧的伸长量大致相等，因此能够防止切削刃50的倾倒。

Claims

1.一种切削刀具，其安装在切削装置的主轴的前端部，并且至少具有：圆形基座，其上一体地形成有圆形轮毂；和切削刃，其形成在上述圆形基座的与上述圆形轮毂相反一侧的侧面外周部上，上述切削刀具的特征在于，

在上述圆形轮毂上形成有深度为3mm-5mm的圆形或环状的锪孔部，将该锪孔部的外周侧作为环状平衡部。