CN111670088A - 工件的切断方法及线锯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工件的切断方法，其通过线锯(1)进行，通过将固定磨粒金属线(2)卷绕至多个带沟滚轮(3、3’)而形成金属线列(12)，并通过一边使所述固定磨粒金属线(2)在轴向上往复移动，一边将工件(W)向所述金属线列(12)切入进给，从而将所述工件(W)在轴向排列的多个位置同时切断，其中，所述工件(W)经由贴附于该工件(W)的接合部件而通过工件保持机构(15)进行保持，其特征在于，在所述工件(W)的切断结束后，且在从所述金属线列(12)拉出所述工件(W)前，将另外设置于所述工件(W)与所述工件保持机构(15)之间的金属制的金属线磨损部件(21)向所述金属线列(12)切入进给，从而使所述固定磨粒金属线(2)磨损。由此，提供一种工件的切断方法及线锯(1)，其在从金属线列(12)拉出切断后的工件(W)时，不会发生金属线卡住于工件(W)而产生锯痕或发生金属线断线的情况。

Description

工件的切断方法及线锯
技术领域
本发明涉及一种工件的切断方法及线锯。
背景技术
过去，作为从例如硅铸块及化合物半导体铸块等切出晶圆的装置，已知线锯。在该线锯中，通过将多个切断用金属线卷绕于多个滚轮的周围而形成金属线列，使该切断用金属线沿轴向高速驱动，并且一边适当供给浆料一边使工件对该金属线列切入进给，从而该工件在各金属线的位置被同时切断(例如，参考专利文献1)。
在此，图5显示现有的一般线锯的一例的概要。如图5所示，该线锯101主要由以下部件构成：用于将工件W切断的金属线102(高张力钢线)、卷绕有金属线102的带沟滚轮103、103’、将金属线102卷绕于多个带沟滚轮103、103’而形成的金属线列112、赋予金属线102的张力的机构104、104’、将进行切断的工件W向下方送出的工件进给机构105及在切断时供给浆料的机构106。
金属线102从一个金属线卷盘107拉出，经由横臂(日语：トラバーサ)108、滑轮109及张力赋予机构104，于带沟滚轮103、103’卷绕约300～500周后，经过另一个张力赋予机构104’、滑轮109’及横臂108’而卷绕于金属线卷盘107’。
另外，带沟滚轮103、103’是在钢铁制圆筒的周围压入聚氨酯树脂，并在其表面以一定的节距切出沟的滚轮，卷绕的金属线102通过带沟滚轮驱动马达110而能够以预定的周期在往复方向上驱动。
另外，金属线卷盘107、107’通过金属线卷盘驱动马达111、111’被旋转驱动，分别控制带沟滚轮驱动马达110及金属线卷盘驱动马达111、111’的速度，从而能够调整施加于金属线102的张力。
另外，如图6所示，将图5的工件W朝下方送出的工件进给机构105具有由工件保持部113及工件板114构成的工件保持装置115，工件W通过贴附于工件W的接合部件(梁)而粘接于工件板114。
在切断工件W时，工件W由工件进给机构105保持并被相对地按下，向金属线列112送出，该金属线列112由卷绕于带沟滚轮103、103’的金属线102构成。
使用这样的线锯101，其中，使用张力赋予机构104、104’对金属线102施加适当的张力，一边通过带沟滚轮驱动马达110使金属线102在往复方向上移动，一边从浆料供给机构106供给浆料，并通过工件进给机构105将工件切入进给从而切断工件。
另一方面，已知不使用含有磨粒的浆料，而改为使用将金刚石磨粒等固定于金属线表面的固定磨粒金属线而将工件切断的方法，其在直径约为150mm以下的小直径铸块的切断的一部分中已实际应用。
在该固定磨粒金属线进行的切断中，代替如图5所示的线锯的钢线金属线而装设固定磨粒金属线，将浆料变更为不含有磨粒的冷却水等冷却剂，从而能够直接使用一般的线锯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-262826号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
在固定磨粒金属线进行的切断中，由于不使用游离磨粒，因此在环境方面也有产业废弃物少的优点。另外，还具有加工速度快的优点，与使用游离磨粒的线锯进行的加工相比优点多。但是，在线锯中，如图5所示，由于使工件W向卷绕于带沟滚轮103、103’的一条金属线102按压移动而进行切断，因此在切断结束时，工件W位于按压工件W的金属线102下侧。因此，为了取出工件W，需要通过使工件W向上方移动，而使金属线102穿过被切断而形成晶圆状的工件W的空隙相对地向下侧拉出。
在拉出金属线时，如图7的(a)所示，在使用游离磨粒的线锯的情况下，由于能以游离磨粒G的宽度量而在金属线102与工件W之间产生空隙(余隙)，因此金属线102的拉出相对容易。但是如图7的(b)所示，在使用固定磨粒的线锯的情况下，由于在固定磨粒金属线402与工件W之间不产生空隙，因此难以拉出固定磨粒金属线402。因此，固定磨粒金属线402卡住于工件W而浮起，如果要在该状态下将固定磨粒金属线402拉出，则工件切断面将受到损伤而在该切断面产生所谓的锯痕，因此Warp会恶化而损害质量。进一步而言，在固定磨粒金属线402的浮起进一步加大的情况下，甚至可能导致金属线断线。当发生金属线断线时，需要将固定磨粒金属线重新卷绕于带沟滚轮的工夫，此外对于重新卷绕部分的固定磨粒金属线而言需要具有额外的量等，损失很大。
本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种工件的切断方法及线锯，其在从固定磨粒金属线构成的金属线列拉出切断后的工件时，不会发生金属线卡住于工件而产生锯痕或发生金属线断线的情况。
(二)技术方案
为了达成上述目的，本发明中提供一种工件的切断方法，其通过线锯进行，通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成金属线列，并通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边将工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，其中，所述工件经由贴附于该工件的接合部件而通过工件保持机构进行保持，其中，在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将另外设置于所述工件与所述工件保持机构之间的金属制的金属线磨损部件向所述金属线列切入进给，从而使所述固定磨粒金属线磨损。
若为这样的工件的切断方法，则由于在从固定磨粒金属线构成的金属线列拉出工件前，通过工件与工件保持机构之间另外设置的金属制的金属线磨损部件使固定磨粒金属线磨损，因此能够防止拉出工件时的固定磨粒金属线的卡住的发生。因此，若为本发明的工件的切断方法，则能够防止固定磨粒金属线卡住于工件而引起的锯痕的产生，及金属线的断线的发生。
此时，优选使用维氏硬度(HV)为150以下的部件作为所述金属线磨损部件。
若使用这样的部件，则能够高效地使固定磨粒金属线磨损。
另外，优选使用以碳含量为0.25质量％以下的钢为原料的部件作为所述金属线磨损部件。
若使用这样的部件，则能够更高效地使固定磨粒金属线磨损。
另外，能够使用安装于所述接合部件的侧面的部件作为所述金属线磨损部件。
另外，也能够使用安装于所述工件保持机构的部件作为所述金属线磨损部件。
这样，在本发明的工件的切断方法中，能够使用安装于适当位置的金属线磨损部件。
另外，为了达成上述目的，本发明提供一种线锯，其具有金属线列及工件进给机构，所述金属线列通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成，所述工件进给机构一边通过工件保持机构经由接合部件保持工件，一边将所述工件按压至所述金属线列，所述线锯通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边使用所述工件进给机构将所述工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，其中，所述线锯还具有使所述固定磨粒金属线磨损的金属制的金属线磨损部件，所述金属线磨损部件设置于所述工件与所述工件保持机构之间，在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将所述金属线磨损部件向所述金属线列切入进给。
本发明的线锯在从固定磨粒金属线构成的金属线列拉出工件前，通过设置于工件与工件保持机构之间的金属制的金属线磨损部件使固定磨粒金属线磨损。因此，能够防止拉出工件时的固定磨粒金属线的卡住的发生，并能够防止固定磨粒金属线卡住于工件而引起的锯痕的产生，及金属线的断线的发生。
另外，优选所述金属线磨损部件是维氏硬度(HV)为150以下的部件。
若是这样的部件，则能够高效地使固定磨粒金属线磨损。
另外，优选所述金属线磨损部件以碳含量为0.25质量％以下的钢为原料。
若是这样的部件，则能够更高效使固定磨粒金属线磨损。
另外，该金属线磨损部件能够安装于所述接合部件的侧面。
另外，所述金属线磨损部件能够安装于所述工件保持机构。
这样，本发明的线锯的金属线磨损部件能够安装于适当的位置。
发明效果
如上所述，若为本发明的工件的切断方法及线锯，则在从固定磨粒金属线构成的金属线列拉出切断后工件时，能够防止金属线卡住于工件而产生锯痕或发生金属线断线。
附图说明
图1是显示本发明的线锯的一例的示意图。
图2的(a)是显示工件的切断结束时的工件与固定磨粒金属线的位置关系的图；图2的(b)是显示金属线的卡住发生时的工件与固定磨粒金属线的状态的图；图2的(c)是显示工件的拉出结束时的工件与固定磨粒金属线的位置关系的图。
图3的(a)是显示本发明的线锯中金属线磨损部件的一例的示意图；图3的(b)是工件的切断结束后，将固定磨粒金属线向金属线磨损部件切入进给的图。
图4是用于说明实施例及比较例的示意图。
图5是显示一般的线锯的一例的示意图。
图6是显示一般的线锯的工件保持机构的一例的示意图。
图7的(a)是显示游离磨粒方式下工件的空隙中金属线的状态的图；图7的(b)是显示固定磨粒方式下工件的空隙中金属线的状态的图。
具体实施方式
以下，对本发明说明实施方式，但是本发明并不限于此。
如上所述，当使用固定磨粒金属线进行工件的切断时，在从固定磨粒金属线构成的金属线列拉出切断后的工件时，有金属线卡住于工件而在切断面产生锯痕或金属线断线的问题。
在此，本案发明人为了解决上述问题反复精心研讨。结果发现在固定磨粒金属线中，虽然使用例如金刚石等十分坚硬且难以磨损的磨粒，但是在切断后的磨粒(固定磨粒金属线)充分磨损的情况下，能够在金属线不卡住于工件的情况下拉出工件。根据这个发现，想到通过使用切断工件后的固定磨粒金属线切入金属制的部件，从而使磨粒强制地磨损的方法，进而完成了本发明。
即本发明为一种工件的切断方法，其通过线锯进行，通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成金属线列，并通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边将工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，其中，所述工件经由贴附于该工件的接合部件而通过工件保持机构进行保持，
其中，在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将另外设置于所述工件与所述工件保持机构之间的金属制的金属线磨损部件向所述金属线列切入进给，从而使所述固定磨粒金属线磨损。
另外，本发明为一种线锯，其具有金属线列及工件进给机构，所述金属线列通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成，所述工件进给机构一边通过工件保持机构经由接合部件保持工件，一边将所述工件按压至所述金属线列，所述线锯通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边使用所述工件进给机构将所述工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，
其中，所述线锯还具有使所述固定磨粒金属线磨损的金属制的金属线磨损部件，所述金属线磨损部件设置于所述工件与所述工件保持机构之间，在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将所述金属线磨损部件向所述金属线列切入进给。
首先，参考图1至图3说明本发明的工件的切断方法能够使用的线锯。如图1所示，线锯1由如下部件构成：用于切断工件W的固定磨粒金属线2、卷绕有固定磨粒金属线2的多个带沟滚轮3、3’、形成于带沟滚轮3、3’之间的金属线列12、用于对固定磨粒金属线2赋予张力的张力赋予机构4、4’、将进行切断的工件W向下方送出的工件进给机构5及在切断时供给冷却剂的冷却剂供给机构6。
固定磨粒金属线2，从一个的金属线卷盘7送出，经由横臂8、滑轮9，并经过由磁粉离合器(低扭矩马达11)及张力滚轮(静重)(未图示)等构成的张力赋予机构4而进入带沟滚轮3。另外，通过将固定磨粒金属线2卷绕于带沟滚轮3及带沟滚轮3’约400～500周而形成金属线列12。进而，固定磨粒金属线2经由横臂8’、滑轮9’，并经过由磁粉离合器(低扭矩马达11’)及张力滚轮(静重)(未图示)等构成的另一个张力赋予机构4’而卷收至金属线卷盘7’。
这样的线锯1一边使固定磨粒金属线2在其轴向上往复移动，一边将工件W向金属线列4切入进给，从而将工件W在轴向排列的多个位置同时切断。固定磨粒金属线2的往复移动是指：使卷绕于多个带沟滚轮3及带沟滚轮3’之间的固定磨粒金属线2在向一个方向前进预定的长度之后，向另一个方向后退比上述的前进量短的长度，将此做为一个进给循环，通过重复此循环而将金属线向一个方向送出。带沟滚轮3’能够利用带沟滚轮驱动马达11使所卷绕的固定磨粒金属线2以预先设定的周期在往复方向上驱动。
另外，图2的(a)、(c)分别是显示工件的切断结束时及工件的拉出结束时工件W与卷绕于带沟滚轮203及带沟滚轮203’的固定磨粒金属线202的位置关系的图。如图2的(a)所示，在切断结束时，工件W位于与金属线列相比更靠近下侧的位置。因此，为了取出工件W，必须通过使工件W向上方移动，从而使金属线202穿过被切断而成为晶圆状的工件的晶圆间的间隙并相对地向下侧拉出。
但是，在使用现有的固定磨粒金属线的线锯时，由于固定磨粒金属线202与工件W之间不产生空隙(参考图7的(b))，因此固定磨粒202会卡住于工件W，如图2的(b)所示那样浮起而在工件W的切断面产生锯痕，或发生金属线断线。
为了防止上述情况，如图3所示，本发明的线锯1还具有金属制的金属线磨损部件21，其设置于工件W与工件保持机构15之间，在工件W的切断结束后且在从金属线列12拉出工件W前向金属线列12切入进给。另外，工件保持机构15能够由工件保持部13及工件板14构成。由此，能够在拉出工件前将金属线列12向金属线磨损部件21切入进给，使固定磨粒金属线2磨损。能够避免拉出工件时金属线卡住于工件而产生锯痕，或发生金属线断线。另外，为了将金属线磨损部件21切入进给，可以使用工件进给机构5。
在此，本发明的线锯1中的金属线磨损部件21为金属制。作为金属虽没有特别限定，但是以铁、铝、铜、钛等为适合。另外，也可以使用黄铜等合金类。
另外，金属线磨损部件21优选维氏硬度(HV)为150以下。另外，维氏硬度(HV)的下限虽无特别限定，但能够为70以上。进一步，作为金属线磨损部件21的原料，可例举与进行焠火等的高张力钢相比碳含量在0.25质量％以下的钢(软钢)为最适合的例子之一。另外，软钢的碳含量一般为0.22～0.28质量％，金属线磨损部件21的原料的碳含量的下限并无特别限制，能够为0.10质量％以上。
金属线磨损部件若为上述部件，则能够更高效地使固定磨粒金属线磨损。
另外，对于金属线磨损部件21的厚度及切入进给量，只要能够使固定磨粒金属线磨损则无特别限定，能够适当设定。
另外，如图3所示，金属线磨损部件21能够简单地粘接而安装于接合部件20的侧面进行使用。或者，也可以使金属线磨损部件21粘接而安装于工件保持机构15。
这样，在本发明的线锯1中，由于在工件W的切断结束后且在从金属线列12拉出工件W前将金属制的金属线磨损部件21向金属线列12切入进给，因此能够在使固定磨粒金属线磨损之后拉出工件。由此，能够防止金属线卡住于工件而产生锯痕或发生金属线断线。
接着以使用上述本发明的线锯的情况为例说明本发明的工件的切断方法。首先，如图1所示，通过将表面固定有磨粒的固定磨粒金属线2卷绕于多个带沟滚轮3、3’而形成金属线列12。接着通过带沟滚轮驱动马达10使固定磨粒金属线2在固定磨粒金属线2的轴向上往复移动。然后，通过使用工件进给机构5将圆柱状的工件W向金属线列切入进给，从而将工件W在轴向排列的多个位置同时切断。
在本发明的工件的切断方法中，在工件W的切断结束后且在从金属线列12拉出工件W之前，将另外设置于工件W与工件保持机构15之间的金属制的金属线磨损部件21向金属线列12切入进给，使固定磨粒金属线2磨损(参考图3的(b))。
由此，金属线充分磨损，因此能够防止拉出工件W时金属线卡住于切断后的工件而在切断面产生锯痕或发生金属线断线。
实施例
以下使用实施例及比较例具体说明本发明，但是本发明并不限于此。
(实施例)
使用如图1所示的本发明的线锯，按照本发明的工件的切断方法，进行圆柱状的工件的切断，并且进行工件从固定磨粒金属线构成的金属线列的拉出。固定磨粒金属线使用如下记的表1所示的金属线。
[表1]
芯线直径 0.140mm
金刚石磨粒 10-20μm
金属线外径(额定) 0.174mm
磨粒固定方法 镍电沉积
另外，将金属线磨损部件的构成及工件的切断条件示于下记的表2。另外，对于将金属线磨损部件向金属线列切入进给时的金属线移动条件及金属线磨损部件的进给速度，设定为与工件切断时的金属线移动条件及工件进给条件相同，通过使金属线磨损部件切入5mm，从而使固定磨粒金属线磨损。
[表2]
Figure BDA0002589548200000101
Figure BDA0002589548200000111
另外，如图4所示，在实施例中，使用将S25C(钢)粘接于接合部件的两侧面的部件作为金属线磨损部件。
(比较例)
除了不使用金属线磨损部件以外，以与实施例相同的条件(表1及表2)进行圆柱状的工件的切断，并进行工件从金属线列的拉出(图4)。结果显示于下记的表3。
[表3]
比较例 实施例
锯痕产生率 100％ 0％
拉出时的断线发生率 22％ 0％
如表3所示，在通过金属线磨损部件使固定磨粒金属线磨损的实施例中，未发生拉出时的断线且没有在工件切断面上产生锯痕。与此相对，在未使用金属线磨损部件的比较例中，由于固定磨粒金属线没有磨损，确认发生了拉出时的断线以及产生锯痕。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为示例说明，凡具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上同样的构成并产生相同作用效果的任何方案都包含在本发明的技术范围内。

Claims (10)

1.一种工件的切断方法，其通过线锯进行，通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成金属线列，并通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边将工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，其中，所述工件经由贴附于该工件的接合部件而通过工件保持机构进行保持，其特征在于，
在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将另外设置于所述工件与所述工件保持机构之间的金属制的金属线磨损部件向所述金属线列切入进给，从而使所述固定磨粒金属线磨损。
2.根据权利要求1所述的工件的切断方法，其特征在于，使用维氏硬度(HV)为150以下的部件作为所述金属线磨损部件。
3.根据权利要求1或2所述的工件的切断方法，其特征在于，使用以碳含量为0.25质量％以下的钢为原料的部件作为所述金属线磨损部件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的工件的切断方法，其特征在于，使用安装于所述接合部件的侧面的部件作为所述金属线磨损部件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的工件的切断方法，其特征在于，使用安装于所述工件保持机构的部件作为所述金属线磨损部件。
6.一种线锯，其具有金属线列及工件进给机构，所述金属线列通过将表面固着有磨粒的固定磨粒金属线卷绕至多个带沟滚轮而形成，所述工件进给机构一边通过工件保持机构经由接合部件保持工件，一边将所述工件按压至所述金属线列，所述线锯通过一边使所述固定磨粒金属线在轴向上往复移动，一边使用所述工件进给机构将所述工件向所述金属线列切入进给，从而将所述工件在轴向排列的多个位置同时切断，其特征在于，
所述线锯还具有使所述固定磨粒金属线磨损的金属制的金属线磨损部件，所述金属线磨损部件设置于所述工件与所述工件保持机构之间，在所述工件的切断结束后，且在从所述金属线列拉出所述工件前，将所述金属线磨损部件向所述金属线列切入进给。
7.根据权利要求6所述的线锯，其特征在于，所述金属线磨损部件是维氏硬度(HV)为150以下的部件。
8.根据权利要求6或7所述的线锯，其特征在于，所述金属线磨损部件以碳含量为0.25质量％以下的钢为原料。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的线锯，其特征在于，所述金属线磨损部件安装于所述接合部件的侧面。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的线锯，其特征在于，所述金属线磨损部件安装于所述工件保持机构。
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