CN114714530A - 一种高精密晶圆切割刀片及其刀刃电铸成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精密晶圆切割刀片及其刀刃电铸成型装置，晶圆切割刀片包括：刀片基体、刀刃和设置于刀片基体的中心部位的装配孔，晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置包括电镀池和装配结构，装配结构用于固定刀片基体并在固定刀片基体后移动刀片基体至电铸池内完成电铸操作，装配结构包括：径向固定部件，用于固定刀片基体，径向固定部件的输出端伸入装配孔内，沿径向固定刀片基体；移位部件，带动刀片基体竖向移动，使刀片基体的边部浸入及脱离电铸池；转动部件，带动刀片基体转动，从径向上对刀片基体固定夹持，并夹持过程中调整刀片基体的位置，使刀片基体最终位于各夹持部位的中心点，提升刀刃的电铸成型质量。

Description

一种高精密晶圆切割刀片及其刀刃电铸成型装置

技术领域

本发明涉及晶圆切割刀片技术领域，具体涉及一种高精密晶圆切割刀片及其刀刃电铸成型装置。

背景技术

晶圆划片或切割属后道封装测试工序，在半导体芯片制造工艺流程中是必不可少的。该工艺是将完整的晶圆按照芯片大小分割成单一的晶粒的过程。晶圆划片的切割方式有两种：激光划片和机械式金刚石刀片划片。目前机械式金刚石刀片划片是主流的划片方式。

晶圆切割刀片为圆形，在进行电铸成型的时候，需要对圆形刀片的边缘进行电铸以形成刀刃，所以在刀片电铸成型过程中需要使刀片的边部浸入电铸池内，然后转动刀片，以使刀刃电铸成型。

在刀刃电铸成型过程中，由于所需要形成的刀刃为规则的圆环形结构，这就需要刀片围绕其中心点转动。而现有的刀片固定装置往往从刀片两侧将之夹紧，然后通过驱动刀片固定装置转动来带动刀片旋转，上述操作方式难以使刀片围绕其中心点转动，导致刀刃的电铸成型质量较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精密晶圆切割刀片及其刀刃电铸成型装置齿轮圆料的多面高效抛光加工装置，以解决现有技术中刀片固定装置往往从刀片的轴向两侧将之夹紧，难以准确夹持刀片的中心点，导致刀刃的电铸成型质量较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种高精密晶圆切割刀片，包括：

刀片基体，所述刀片基体呈圆盘状；

刀刃，设置于所述刀片基体的边缘部位，所述刀片基体和所述刀刃一起构成晶圆切割刀片；

装配孔，所述装配孔用于固定安装所述晶圆切割刀片，所述装配孔设置于所述刀片基体的中心部位。

本发明还提供了一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，包括电镀池和装配结构，所述装配结构用于固定所述刀片基体并在固定所述刀片基体后移动所述刀片基体至所述电铸池内完成电铸操作，其特征在于，所述装配结构包括：

径向固定部件，用于固定所述刀片基体，所述径向固定部件的输出端伸入所述装配孔内，沿径向固定所述刀片基体；

移位部件，设置在所述电镀池上方并通过支架与所述电镀池相连，所述移位部件的输出端与所述径向固定部件相连，带动所述径向固定部件及所述刀片基体竖向移动，使所述刀片基体的边部浸入及脱离所述电铸池；

转动部件，设置于所述移位部件和所述径向固定部件之间，其中所述转动部件安装在所述移位部件的输出端上，在所述刀片基体的边部浸入所述电铸池后带动所述刀片基体转动。

作为本发明的一种优选方案，所述径向固定部件包括固定部和夹紧部，所述固定部包括圆柱状的固定基体和若干圆弧固定片，所述固定基体的起始端与所述转动部件的输出端相连，若干所述圆弧固定片沿所述固定基体末端的周向均匀间隔设置，且所述圆弧固定片的圆心位于所述固定基体的轴线上。

作为本发明的一种优选方案，所述夹紧部包括锥形头、用于安装所述锥形头的夹紧安装座、用于所述夹紧安装座滑动的夹紧滑槽、以及驱动所述夹紧安装座在所述夹紧滑槽内移动从而带动所述锥形头移动的直线电机，所述固定部位于所述锥形头的移动方向上，所述夹紧滑槽固定在所述移位部件的输出端上，所述锥形头和所述夹紧安装座上均设置有用于所述固定基体穿过的夹紧通孔，所述锥形头的外径从头部到底部逐渐变大，且所述锥形头的小径端正对着所述固定部。

作为本发明的一种优选方案，所述径向固定部件还包括锥形杆，所述锥形杆连接于所述固定基体的末端，所述锥形杆的外径逐渐变小，且所述锥形杆的大径端与所述固定基体相连，所述圆弧固定片的一端与所述锥形杆大径端的端面相连。

作为本发明的一种优选方案，所述装配结构还包括对向夹持部件，所述对向夹持部件从所述刀片基体的两侧对所述刀片基体进行夹持，以调整所述刀片基体的竖直状态，并使所述刀片基体保持在该位置。

作为本发明的一种优选方案，所述对向夹持部件包括固定弧形片、移动夹持座以及用于所述移动夹持座移动的对向夹持滑槽，所述固定弧形片设置在所述圆弧固定片的端部，且所述固定弧形片设置在所述圆弧固定片远离所述所述锥形杆的一端，所述对向夹持滑槽设置在所述所述移位部件的输出端上，所述移动夹持座连接有圆环夹持板，所述固定弧形片位于所述圆环夹持板的移动轨迹上，在所述移动夹持座移动至所述对向夹持滑槽的末端时，所述固定弧形片和所述圆环夹持板紧密贴合并处于夹紧状态。

作为本发明的一种优选方案，所述移位部件包括连接于所述电铸池的移位固定架，所述移位固定架上设置有移位气缸，所述移位气缸位于所述电铸池的正上方，且所述移位气缸的输出端竖直向下，所述对向夹持滑槽设置在所述移位气缸的输出端上。

作为本发明的一种优选方案，所述转动部件包括转动底座，所述转动底座水平连接在所述移位气缸的输出端上，所述转动底座上设置有转动电机，所述转动电机的输出轴与所述固定基体相连。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过设置径向固定部件，不仅仅能够将刀片基体固定，且其在固定刀片基体时乃是从刀片基体的径向上对刀片基体固定夹持，各个夹持部位在夹持刀片基体的过程中也会不断调整刀片基体的位置，使刀片基体最终位于各夹持部位的中心点，避免后续刀刃电铸成型受到影响，提升刀刃的电铸成型质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例一所提供晶圆切割刀片的结构示意图。

图2为本发明实施例二所提供刀刃电铸成型装置的结构示意图。

图3为本发明实施例二所提供装配结构的结构示意图。

图4为本发明实施例二所提供径向固定部件的结构示意图。

图5为本发明实施例二所提供固定部的侧视结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-装配结构；2-刀刃；3-装配孔；4-电镀池；5-刀片基体；

11-径向固定部件；12-移位部件；13-转动部件；14-对向夹持部件；

111-固定部；112-夹紧部；113-锥形杆；13

1111-固定基体；1112-圆弧固定片；1113-夹紧空隙；

1121-锥形头；1122-夹紧安装座；1123-夹紧滑槽；1124-夹紧通孔；

121-移位固定架；122-移位气缸；

131-转动底座；132-转动电机；

141-固定弧形片；142-移动夹持座；143-对向夹持滑槽；144-圆环夹持板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明提供了一种高精密晶圆切割刀片，包括：

刀片基体5，刀片基体5呈圆盘状；

刀刃2，设置于刀片基体5的边缘部位，刀片基体5和刀刃2一起构成晶圆切割刀片；

装配孔3，装配孔3用于固定安装晶圆切割刀片，装配孔3设置于刀片基体5的中心部位。

本实施方式所提供的高精密晶圆切割刀片，其刀刃2厚度为0.015mm-0.3mm，当该晶圆切割刀片切割时，刀片的转速不低于30000rpm，刀刃2的线速度不低于80m/s。进一步地，本实施方式中晶圆切割刀片是一种高精密专用耗材，由金属材料或树脂材料构成，其本身不具备刚度和强度，需要在高速旋转达到一定线速度后才具备切削能力，可用于各类硅晶元、半导体封装元件、陶瓷传感器、光学玻璃、石英晶体、铁氧体、铌酸锂单晶、等材料的精密切割与开槽。

实施例二

如图1至图5所示，本发明还提供了一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，该刀刃电铸成型装置用于对实施例一中的高精密晶圆切割刀片进行刀刃电铸成型处理。该刀刃电铸成型装置包括电镀池4和装配结构1，电铸池4内填充有电铸液，在刀片基体5浸入电铸液后即可完成电铸操作，装配结构1用于固定刀片基体5，并在固定刀片基体5后移动刀片基体5至电铸池4内，电铸过程中，完成装配结构1还带动刀片基体5转动，从而与电铸池4相配合完成对晶圆切割刀片的刀刃电铸成型操作，使刀片基体5形成刀刃2，在通过后续的刀刃打磨等处理步骤，实现高精密晶圆切割刀片的生产。

具体地，如图2至图5所示在本实施方式中装配结构1包括：

径向固定部件11，用于固定刀片基体5，径向固定部件11的输出端伸入装配孔3内，沿径向固定刀片基体5；

移位部件12，设置在电镀池4上方并通过支架与电镀池4相连，移位部件12的输出端与径向固定部件11相连，带动径向固定部件11及刀片基体5竖向移动，使刀片基体5的边部浸入及脱离电铸池4；

转动部件13，设置于移位部件12和径向固定部件11之间，其中转动部件13安装在移位部件12的输出端上，在刀片基体5的边部浸入电铸池4后带动刀片基体5转动。

本实施方式的装配结构1与电铸池4相连，且装配结构1位于电铸池4的上方，装配结构1在工作时，先由径向固定部件11将未加工的刀片基体5，此时刀片基体5位于电铸池4的正上方，刀片基体5呈圆盘状，其轴线方向与电铸液的液面平行，在固定好刀片基体5后，移位部件12带动径向固定部件11下移，使刀片基体5进入电铸池4并逐渐接近电铸液，直至刀片基体5的边部浸入电铸液内，之后由转动部件13带动径向固定部件11转动，刀片基体5随之转动，配合电铸池4的通电启动实现对刀片基体5实现刀刃电铸成型。

需要说明的是，在本实施方式中径向固定部件11不仅仅能够将刀片基体5固定，且其在固定刀片基体5时乃是从刀片基体5的径向上对刀片基体5固定夹持，该夹持固定方式与现有常见的从刀片基体5的轴向两侧相对夹持不同，轴向夹持虽可将刀片基体5固定住，但是该夹持固定方式难以准确控制刀片基体5的中心位置，致使后续转动刀片基体5时，刀片基体5偏心转动，从而使不同刀片基体5不同部位进入电铸液的深度不同，也即是使电铸成型的刀刃2的深度不均匀，影响刀刃2的电铸成型质量。

本实施方式可从刀片基体5的径向两侧相对夹持（也可由更多方向相对夹持），固定住刀片基体5，各个夹持部位在夹持刀片基体5的过程中也会不断调整刀片基体5的位置，使刀片基体5最终位于各夹持部位的中心点。

进一步地，为了与本实施方式中刀片基体5更好地配合，在装配刀片基体时径向固定部件11的输出端伸入装配孔3内，并沿固定刀片基体5的径向相背伸出，支撑起刀片基体5，并在支撑过程中不断调整刀片基体5的竖直位置，使刀片基体5的中心点移动至各输出端联系的中心点。

具体地，如图2和图3所示，本实施方式中移位部件12包括连接于电铸池4的移位固定架121，移位固定架121上设置有移位气缸122，移位气缸122位于电铸池的4正上方，且移位气缸122的输出端竖直向下，同时，转动部件13包括转动底座131，转动底座131水平连接在移位气缸122的输出端上，转动底座131上设置有转动电机132，转动电机132的输出轴与固定基体1111相连，移位部件12工作时移位气缸122的输出端伸出，推动转动底座131下移，带动刀片基体5移动，而转动部件13工作时转动电机132启动，带动刀片基体5转动。

具体地，如图2至图5所示，本实施方式中径向固定部件11包括固定部111和夹紧部112，其中，固定部111与转动电机132的转动轴相连，夹紧部112则固定在移位气缸122的输出端上，并且工作时夹紧部112的输出端向着固定部111移动靠近。同时在装配刀片基体5时，刀片基体5套在固定部111上（固定部111穿过装配孔3），固定部111上具有多个输出部位，且这多个输出部位散射状分布在装配孔内，在夹紧部112靠近固定部111后，夹紧部112的输出端与固定部111的输出端接触，并推动固定部111上的输出部位沿装配孔3的径向移动，使得动固定部111上的输出部位与装配孔3接触，在多个固定部111上输出部位的配合作用下，移动并固定刀片基体5。

如图4和图5所示，固定部111包括圆柱状的固定基体1111和若干圆弧固定片1112，固定基体1111的起始端与转动部件13的输出端相连，若干圆弧固定片1112沿固定基体1111末端的周向均匀间隔设置，且圆弧固定片1112的圆心位于固定基体1111的轴线上，圆弧固定片1112与固定基体1111具有一个空隙，该空隙为夹紧空隙111。

如图4所示，夹紧部112包括锥形头1121、用于安装锥形头1121的夹紧安装座1122、用于夹紧安装座1122滑动的夹紧滑槽1123、以及驱动夹紧安装座1122在夹紧滑槽1123内移动从而带动锥形头1121移动的直线电机，固定部111位于锥形头1121的移动方向上，夹紧滑槽1123固定在移位气缸122的输出端上，锥形头1121和夹紧安装座1122上均设置有用于固定基体1111穿过的夹紧通孔1124，锥形头1121的外径从头部到底部逐渐变大，且锥形头1121的小径端正对着固定部111。

在夹紧部112移向固定部111过程中，直线电机驱动夹紧安装座1122在夹紧滑槽1123内移动，并带动锥形头1121移动，使锥形头1121不断靠近固定部111。在本实施方式中，夹紧通孔1124正对着固定基体1111，而锥形头1121的小径端则正对着夹紧空隙111，并与该夹紧空隙111相适配。在锥形头1121插入夹紧空隙111后，随着锥形头1121的外径不断变大，锥形头1121的外壁逐渐靠近圆弧固定片1112的内壁，在锥形头1121与圆弧固定片1112接触后，随着锥形头1121的继续伸入，锥形头1121不断挤压圆弧固定片1112使圆弧固定片1112向外弯曲扩张，在圆弧固定片1112接触到装配孔3的内壁后，随着锥形头1121的继续伸入，多个圆弧固定片1112相互配合，不断调整刀片基体5的位置，并使刀片基体5的圆心位于锥形头1121的轴线上，最终夹紧刀片基体5。

进一步地，如图4所示，本实施方式中径向固定部件11还包括锥形杆113，锥形杆113连接于固定基体1111的末端，锥形杆113的外径逐渐变小，且锥形杆113的大径端与固定基体1111相连，圆弧固定片1112的一端与锥形杆113大径端的端面相连。通过设置锥形杆113，由于该锥形杆113小径端的直径小于装配孔3的内径，因此在将刀片基体5安装至锥形杆113上时较为简便，刀片基体5装配至锥形杆113上后，推动刀片基体5至圆弧固定片1112的末端即可完成对刀片基体5的预安装，由于在锥形头1121未与圆弧固定片1112接触时，刀片基体5由多个圆弧固定片1112组成的圆环形结构的外径小于装配孔3的内径，因此在将锥形杆113推动至圆弧固定片1112上时也是较为简便的，也即整个刀片基体5装配至固定部111的过程都是较为简便的，而后续的装配过程无需人工操作，因此，刀片基体5的装配过程十分简便。

进一步地，如图2至图4所示，本实施方式中装配结构1还包括对向夹持部件14，对向夹持部件14从刀片基体5的两侧对刀片基体5进行夹持，以调整刀片基体5的竖直状态，并使刀片基体5保持在该位置，通过设置对向夹持部件14，在径向固定部件11夹持固定刀片基体5之前，先由对向夹持部件14对刀片基体5进行预固定，使刀片基体5移动至预定位置，且保持在竖直状态，方便后续径向固定部件11的夹持固定。

具体地，对向夹持部件14包括固定弧形片141、移动夹持座142以及用于移动夹持座142移动的对向夹持滑槽143，固定弧形片141设置在圆弧固定片1112的端部，且固定弧形片141设置在圆弧固定片1112远离锥形杆113的一端，对向夹持滑槽143设置在移位气缸122的输出端上，移动夹持座142连接有圆环夹持板144，固定弧形片141位于圆环夹持板144的移动轨迹上，在移动夹持座142移动至对向夹持滑槽143的末端时，固定弧形片141和圆环夹持板144紧密贴合并处于夹紧状态。

在对向夹持部件14中，夹持滑槽143内设置有用于驱动移动夹持座142移动的直线电机。在对向夹持部件14工作时，该直线电机启动，驱动移动夹持座142移动，使圆环夹持板144向着固定弧形片141移动，随着固定弧形片141和与圆环夹持板144之间的距离不断变小，夹在二者之间的刀片基体逐渐被夹紧，并保持在竖直状态。

需要说明的是，在上述的预固定过程中，对向夹持部件14对刀片基体5施加的夹紧力较小，能够使刀片基体5保持在竖直状态即可，这样可以避免夹紧力过大而使刀片基体5的竖直位置无法得到调整。同时在径向固定部件11夹持固定完刀片基体5后，对向夹持部件14对刀片基体5施加的轴向夹紧力增大，其与径向固定部件11对刀片基体5施加的径向夹紧力想回配合，对刀片基体5进行稳固夹持，避免刀片基体5在刀刃电铸成型时晃动，保证刀刃的电铸成型效果。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，

所述高精密晶圆切割刀片具备：

刀片基体（5），所述刀片基体（5）呈圆盘状；

刀刃（2），设置于所述刀片基体（5）的边缘部位，所述刀片基体（5）和所述刀刃（2）一起构成晶圆切割刀片；

装配孔（3），所述装配孔（3）用于固定安装所述晶圆切割刀片，所述装配孔（3）设置于所述刀片基体（5）的中心部位；

所述刀刃电铸成型装置包括电镀池（4）和装配结构（1），所述装配结构（1）用于固定所述刀片基体（5）并在固定所述刀片基体（5）后移动所述刀片基体（5）至所述电铸池（4）内完成电铸操作，其特征在于，所述装配结构（1）包括：

径向固定部件（11），用于固定所述刀片基体（5），所述径向固定部件（11）的输出端伸入所述装配孔（3）内，沿径向固定所述刀片基体（5）；

移位部件（12），设置在所述电镀池（4）上方并通过支架与所述电镀池（4）相连，所述移位部件（12）的输出端与所述径向固定部件（11）相连，带动所述径向固定部件（11）及所述刀片基体（5）竖向移动，使所述刀片基体（5）的边部浸入及脱离所述电铸池（4）；

转动部件（13），设置于所述移位部件（12）和所述径向固定部件（11）之间，其中所述转动部件（13）安装在所述移位部件（12）的输出端上，在所述刀片基体（5）的边部浸入所述电铸池（4）后带动所述刀片基体（5）转动。

2.根据权利要求1所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述径向固定部件（11）包括固定部（111）和夹紧部（112），所述固定部（111）包括圆柱状的固定基体（1111）和若干圆弧固定片（1112），所述固定基体（1111）的起始端与所述转动部件（13）的输出端相连，若干所述圆弧固定片（1112）沿所述固定基体（1111）末端的周向均匀间隔设置，且所述圆弧固定片（1112）的圆心位于所述固定基体（1111）的轴线上。

3.根据权利要求2所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述夹紧部（112）包括锥形头（1121）、用于安装所述锥形头（1121）的夹紧安装座（1122）、用于所述夹紧安装座（1122）滑动的夹紧滑槽（1123）、以及驱动所述夹紧安装座（1122）在所述夹紧滑槽（1123）内移动从而带动所述锥形头（1121）移动的直线电机，所述固定部（111）位于所述锥形头（1121）的移动方向上，所述夹紧滑槽（1123）固定在所述移位部件（12）的输出端上，所述锥形头（1121）和所述夹紧安装座（1122）上均设置有用于所述固定基体（1111）穿过的夹紧通孔（1124），所述锥形头（1121）的外径从头部到底部逐渐变大，且所述锥形头（1121）的小径端正对着所述固定部（111）。

4.根据权利要求3所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述径向固定部件（11）还包括锥形杆（113），所述锥形杆（113）连接于所述固定基体（1111）的末端，所述锥形杆（113）的外径逐渐变小，且所述锥形杆（113）的大径端与所述固定基体（1111）相连，所述圆弧固定片（1112）的一端与所述锥形杆（113）大径端的端面相连。

5.根据权利要求4所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述装配结构（1）还包括对向夹持部件（14），所述对向夹持部件（14）从所述刀片基体（5）的两侧对所述刀片基体（5）进行夹持，以调整所述刀片基体（5）的竖直状态，并使所述刀片基体（5）保持在该位置。

6.根据权利要求5所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述对向夹持部件（14）包括固定弧形片（141）、移动夹持座（142）以及用于所述移动夹持座（142）移动的对向夹持滑槽（143），所述固定弧形片（141）设置在所述圆弧固定片（1112）的端部，且所述固定弧形片（141）设置在所述圆弧固定片（1112）远离所述所述锥形杆（113）的一端，所述对向夹持滑槽（143）设置在所述所述移位部件（12）的输出端上，所述移动夹持座（142）连接有圆环夹持板（144），所述固定弧形片（141）位于所述圆环夹持板（144）的移动轨迹上，在所述移动夹持座（142）移动至所述对向夹持滑槽（143）的末端时，所述固定弧形片（141）和所述圆环夹持板（144）紧密贴合并处于夹紧状态。

7.根据权利要求6所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述移位部件（12）包括连接于所述电铸池（4）的移位固定架（121），所述移位固定架（121）上设置有移位气缸（122），所述移位气缸（122）位于所述电铸池的（4）正上方，且所述移位气缸（122）的输出端竖直向下，所述对向夹持滑槽（143）设置在所述移位气缸（122）的输出端上。

8.根据权利要求7所述的一种高精密晶圆切割刀片的刀刃电铸成型装置，其特征在于：所述转动部件（13）包括转动底座（131），所述转动底座（131）水平连接在所述移位气缸（122）的输出端上，所述转动底座（131）上设置有转动电机（132），所述转动电机（132）的输出轴与所述固定基体（1111）相连。

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