CN1261568A - 超声波振动切割方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于切断半导体晶片等。在搭载台4固定切割对象部件,让超声波振动旋转机构12下降,使超声波振动旋转机构12的切刀到达对切割对象部件可切削的位置,然后,停止超声波振动旋转机构12的下降,使超声波振动旋转机构12进行便于切断的直线运动,同时旋转驱动切刀使其进行超声波振动,把切割对象部件切断。
Description
本发明涉及超声波振动切割方法及其装置。
在半导体装置的制造中，在把装有IC等的半导体晶片切割成数个所谓双触点(对偶管)的方块状半导体芯片时，试图通过超声波振动进行切断。
但是，由于通过上述超声波振动把半导体晶片切割成方块状半导体芯片时，常出现不成功的现状。另外，对于金、银、铝、软钎料、铜等有粘性的柔软东西；陶瓷、硅、铁素体等的硬而脆的东西；由合成树脂与金属构成的叠层结构；或者由无机物、金属与合成树脂构成的叠层结构等，用超声波振动切割还没有成功的例子。
因此，本发明的目的是提供一种适于切割具有上述物性的各种切割对象部件的超声波振动旋转切割方法及其装置。
权利要求1的发明，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀并使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。
权利要求2的发明，包括：用于固定切割对象部件的安装在装置本体上的搭载台；安装在装置本体上并可沿前后、左右、上下相互垂直的3个方向直线运动的三轴驱动机构；用于切断搭载台上所固定的切割对象部件并安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的超声波振动旋转机构。
权利要求3的发明，是在权利要求2的基础上作出的，包括对超声波振动旋转机构的切刀和切割对象部件冷却的冷却机构。
权利要求4的发明，是在权利要求2的基础上作出的，超声波振动旋转机构包括安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的固定外壳；可旋转地装在固定外壳内部的旋转内壳；容纳在旋转内壳内的振子；与振子结合并与旋转内壳同轴状地配置的圆形共振器；从共振器的固定外壳及旋转内壳的一端向外侧突出的设置在最小振动振幅点处的切刀；及安装在固定外壳另一端部并且使旋转内壳旋转的驱动源。
如上文所述，根据权利要求1的发明，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀并使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。由此，利用超声波振动旋转，可适当的切断切割对象部件。
根据权利要求2的发明，把切割对象部件固定在搭载台上之后，让三轴驱动机构和超声波振动旋转机构运动，由此，超声波振动旋转机构的切刀沿一个方向旋转的同时，进行超声波振动，使三轴驱动机构的三方向输出部描绘出四边形的轨迹，超声波振动旋转机构的切刀切断切割对象部件。
根据权利要求3的发明，通过用冷却机构对超声波振动旋转机构的切刀和切割对象部件进行冷却，可以保护切割对象部件，使其避免受到切割热的损伤。
根据权利要求4的发明，在旋转内壳的内部容纳有共振器，另外还具有从共振器的固定外壳及旋转内壳的一端向外侧突出的设置在最小振动振幅点处的切刀，安装在固定外壳另一端部的驱动源，使旋转内壳旋转。由此，可简化超声波振动旋转机构的结构。
图1是本发明第一实施例的超声波振动切割装置的主视图。
图2是该第一实施例的超声波振动旋转驱动机构的图1中的A-A断面图。
图3是该第一实施例的超声波振动旋转驱动机构的图2中的B-B断面图。
图4是表示该第一实施例的共振器与振动波形的关系的模式图。
图5是该第一实施例的固定外壳与后部外壳的分解透视图。
图6是表示该第一实施例的冷却介质容器周围的断面图。
图7是表示该第一实施例的喷嘴部的斜视图。
图8是本发明第二实施例的侧视图。
下面参照图1～图7，说明本发明的第一实施例的结构。
首先，参照图1，叙述超声波振动切割装置。1是装置本体，其下部设有移动用车轮2和固定用脚部3。并且，在移动超声波切割装置时，脚部3退回到比车轮2更靠近装置本体1的一侧，在车轮2与设置面G接触的状态下，通过推或拉装置本体1，车轮2旋转，使装置本体1移动。另外，在设置超声波切割装置时，如图所示，脚部3伸出到较车轮2更靠近设置面G的一侧，并与设置面G接触，使车轮2上浮在设置面G上，把装置本体1固定到设置面G上。脚部3由螺栓、螺母形成，在把装置本体1固定到设置面G上时，可水平地调整装置本体1。
4是用于搭载并固定切削对象部件的设置在装置本体1上部的搭载台，具有调整仰角φ和旋转角θ的功能。仰角φ的调整是通过称作所谓的测微头的精密针状促动器在3个位置调整搭载台4最上面的水平的。旋转角θ的调整是通过促动器调整旋转工作台的搭载台4最上面的水平面内的方向。为了把切削对象部件固定在搭载台4上，可采用松脂、UV树脂、两面胶带等的同时具有冷却介质耐久性和热可塑性的粘接剂或真空吸附等手段。所谓冷却介质耐久性是指，即使冷却介质与粘接剂接触，粘接剂对搭载台4和切削对象部件的粘接也不会分离的特性。所谓冷却介质热可塑性是指在切削对象部件为例如半导体装置的晶片的场合，即使在高温下，当粘接剂受到进行半导体装置制造过程的工作寿命试验情况下的加热温度时，粘接剂对搭载台4和切削对象部件的粘接不会分离的特性。真空吸附的情况是，在搭载台4的最上面设有抽吸孔，抽吸孔与搭载台4经过抽吸管路与单独设置的抽吸泵相连，在驱动抽吸泵的状态下，通过打开抽吸管路的阀，经过抽吸孔把切割对象部件固定在搭载台4的最上面。抽吸孔也可对应于切割对象部件被切断的各单体而设置。在搭载台4的最上面设有围绕切割对象部件的外框架，以防止被切断单体的飞散。
5是能沿前后、左右、上下相互垂直的3个方向直线移动的三轴驱动机构，其具有间隔地配置在搭载台4的两侧且安装在装置本体1上的朝向前后方向的导向部6、7；在搭载台4的上方横向架设在导向部6、7的可动部上的朝向左右方向的导轨8；可在左右方向驱动地组装在导轨8上的可动头9；组装在可动头9上的沿上下方向升降的升降头10；以及组装在升降头10上的保持架11。并且导轨8通过图外的(图中未示的)步进电动机之类的促动器驱动，使其沿导向部6、7不转动地朝图1纸面的表里方向的Y方向直线地移动；可动头通过图中未示的步进电动机之类的促动器驱动，使其沿导轨8不转动地朝图1纸面的左右方向的X方向直线地移动；升降头10通过图中未示的步进电动机或气缸的任何一种的促动器驱动，可相对于可动头9不转动地直线地升降；由此，使保持架11沿着由下降、切断、上升、回位的这4个直线组成的四边形轨迹移动。12是超声波振动旋转机构，用于切断固定在搭载台4上的切割对象部件，设置在作为三轴驱动机构5的三方向输出部的保持架11上。
13是对超声波振动旋转机构12的切刀和切割对象部件冷却的冷却系统，具有箱14、安装在保持架11或超声波振动旋转机构12的任何一方上的喷嘴部15、配置在搭载台14周围的冷却介质容器16、把冷却介质容器16与箱14以配管连接的冷却介质返回通路17、把箱14与喷嘴部15以配管连接的冷却介质供给通路18。并且在水或其他液体的任何冷却介质装入箱14中的状态下，通过电力驱动设置在箱14的图中未示的泵，可对冷却介质加压，并通过冷却介质供给通路18供给喷嘴部15，之后通过喷嘴部15把冷却介质喷射到超声波振动旋转机构12的切刀和切割对象部件上，对其进行冷却。冷却之后的冷却介质由冷却介质容器收集(捕捉)后，经过冷却介质返回通路17返回箱14中。返回箱14的冷却介质通过箱14内部所设置的过滤器，使切削屑与冷却介质分离，除去切削屑的冷却介质由泵抽吸，泵对冷却介质加压并将其供给喷嘴部15一侧，使冷却介质循环利用。另外，冷却介质供给通路18具有箱14侧的刚性管19、喷嘴部15侧刚性管20和把俩刚性管19、20连接在一起的柔性管21。于是，在超声波振动切割机构12切断搭载台4上的切割对象部件时，在保持架11沿四边形轨迹移动的过程中，柔性管21随着保持架11的移动轨迹伸缩，可适当的把冷却介质从箱14供给喷嘴部15。
97是CCD摄像机之类的摄像机构，对固定在搭载台4上的切割对象部件摄像，把转换成电信号的信号输出给控制部100。控制部100把从CCD摄像机97输入的图像信号与控制部100中预先设定的基准图像信息进行比较，演算图像信号与基准图像信息的位置偏差，根据该演算结果，驱动搭载台4的旋转角θ的调整机能。由此，在进行切割作业时，可使固定在搭载台4上的切割对象部件相对于超声波振动旋转机构12处在正确的朝向上。另外，图1中的K是保护盖。
下文参照图2和图3，说明超声波振动旋转机构12。超声波振动旋转机构12大体包括：用螺栓安装在保持架11上的固定外壳22；可转动地安装在固定外壳22内部的旋转内壳23；置于旋转内壳23内部的振子24；用无头螺栓之类的螺栓以同轴状的方式与振子24结合且同轴地置于旋转内壳23内部的增压器25；用无头螺栓之类的螺栓以同轴状的方式与增压器25结合且从固定外壳22及旋转内壳23的一端伸到外侧的圆形喇叭26；设置在喇叭26的振动传递方向变换部上的切刀27；及安装在固定外壳22另一端的、用于使旋转内壳23旋转的、作为驱动源的电动机28。切刀27的厚度t在几个微米到200微米的程度。增压器25和喇叭26构成共振器。
固定外壳22具有沿前后贯通的安装室29。在插入到安装室29前半部分的旋转内壳23与固定外壳22之间配置有后侧轴承30和前侧轴承31。后侧轴承30的外圈由从固定外壳22的安装室29突出的台阶部32支撑，后侧轴承30的内圈由向旋转内壳23的外周面突出的台阶部33支撑，后侧轴承30与前侧轴承31之间配设有筒状轴承座34。轴承座34的两端分别与后侧轴承30的外圈和前侧轴承31的外圈接触。前侧轴承31的外圈由用螺栓嵌合地安装在固定外壳22的前端部内侧的环状外侧轴承挡圈35推压。前侧轴承31的内圈由用螺栓嵌合地安装在旋转内壳23的前端部外侧的环状内侧轴承挡圈36推压。并且，外侧轴承挡圈35以小于冷却介质表面张力的间隙覆盖内侧轴承挡圈36和旋转内壳23的前端。防止冷却介质从该间隙进入前侧轴承31一侧。外侧轴承挡圈35在其前面设有用于嵌入紧固工具的图中未示的凹部，通过把紧固工具嵌入该凹部并进行紧固操作，可使外侧轴承挡圈35与固定外壳22适当的结合。
固定外壳22在周壁上设有作业用孔37。作业用孔37较保持架11更靠近喇叭26的一侧。轴承座34具有与作业用孔37对应的退刀孔38。旋转内壳23具有前后贯通的容纳室39和周壁贯通孔40。贯通孔40与作业用孔37对应。增压器25在其外周面上设有与作业用孔37对应的凹部41。当振子24与增压器25装入旋转内壳23内部时，贯通孔40与凹部41的位置对应，弹簧(轴承)座34安装在固定外壳22的内部时，作业用孔37与退刀孔38的位置对应。这样，在交换喇叭26或切刀27的任何一方时，作业者用手旋转喇叭26，确认作业用孔37与贯通孔40对准之后，把图中未示的杆从作业用孔37经过退刀孔38和贯通孔40插入凹部41中，由此，可以防止旋转内壳23和增压器25的旋转，很容易交换喇叭26或切刀27的任何一方。
在旋转内壳23的容纳室39中配置振子24与增压器25。在振子24与增压器25结合的状态下，通过从旋转内壳23的前侧把振子24与增压器25插入容纳室39中，可把振子24非接触地配置在容纳室39中，增压器25的前侧支持部42的外周面与后侧支持部43的外周面是一边与容纳室39的内周面接触一边插入的，从而把该后侧支持部43支撑在向容纳室39突出的台阶部44上。借助于前侧支持部42的外周面与后侧支持部43的外周面和容纳室39的内周面的接触，可在径向不晃动的前提下把振子24与增压器25配置在容纳室39中。前侧支持部42由用螺栓嵌合地安装到旋转内壳23的前端部内侧的环状紧固件45推压。由此，可在前后方向不晃动的前提下，同轴地把振子24与增压器25组装到旋转内壳23中。紧固件45在内侧缘部设有由橡胶或合成树脂组成的环状密封部件46，密封部件46与增压器25的外周面接触，可防止水等进入紧固件45与增压器25之间的间隙。紧固件45以小于冷却介质表面张力的间隙覆盖着外侧轴承挡圈35，可防止冷却介质从该间隙进入旋转内壳23的一侧。紧固件45具有把紧固工具嵌入其前面的图中未示的凹部，通过把紧固工具嵌入该凹部并进行紧固操作，可以适当的把紧固件45与旋转内壳23结合在一起。
下文叙述振子24的电气系统。振子24外嵌地安装着具有导电性的覆盖体47，振子24的负极电极与覆盖体47连接，覆盖体47的后端中央电气绝缘地固定有正极振子端子48，正极振子端子48与振子24的正极端子连接。在旋转内壳23的后端用螺栓固定有由电气绝缘材料制成的旋转连接部49。旋转连接部49具有埋设在内部的正极旋转端子50；嵌装在周面上的称作汇电环的负极/正极环状旋转端子51、52；向前面突出的负极旋转端子53；与负极/正极环状旋转端子51、52相互隔开并从周面突出的由电气绝缘材料组成的环状隔壁54。正极旋转端子50与正极环状旋转端子52通过埋设在旋转连接部49中的图中未示出的导体连接，正极旋转端子50的前面连接到正极振子端子48上。负极环状旋转端子51与负极旋转端子53由埋设在旋转连接部49上的导体连接，负极旋转端子53与覆盖体47的外周面接触。在对应于旋转连接部49的位置，固定外壳22设有由电气绝缘材料组成的数个固定连接部55。各固定连接部55具有称作电刷的负极/正极滑接端子56、57；对负极/正极滑接端子56、57朝旋转连接部49侧施力的由导电性材料组成的负极/正极弹性部件58、59；负极/正极配线端子60、61；由电气绝缘材料组成的盖62、63；处在负极/正极滑接端子56、57之间的环状槽64。负极滑接端子56由负极弹性部件58推压，与负极环状旋转端子51接触，正极滑接端子57由正极弹性部件59推压，与正极环状旋转端子52接触。
由此，正极配线端子61通过图中未示的配线与超声波发生器的正极输出端子配线地连接，这样，由正极配线端子61、正极弹性部件59、正极滑接端子56、正极旋转端子50、正极振子端子48形成相对于振子24的正极电路。通过图中未示的配线，并借助于负极配线端子60、负极弹性部件58、负极滑接端子56、负极旋转端子51、覆盖体47形成各负极配线端子60(负极电路)。在形成正极电路与负极电路的状态下，通过由超声波发生器把电力供给振子24，振子24就会产生给定频率的纵波超声波振动，并将其输出。另外，隔壁54是用于防止负极/正极环状旋转端子51、52和负极/正极滑接端子56、57的滑接所产生的粉末造成负极/正极环状旋转端子51、52相互短路的粉尘短路。而且，槽64是用于防止负极/正极环状旋转端子51、52和负极/正极滑接端子56、57的滑接所产生的粉末造成负极/正极滑接端子56、57相互短路的粉尘短路。通过隔壁54与槽64的嵌合，能得到上述粉尘短路的最佳防止性能。
下文说明旋转内壳23与电动机28的连接结构。在旋转连接部49的后部，用螺栓连接有电气绝缘材料制成的轴部件65。在轴部件65上一起转动地装有前侧联轴器66。电动机28由螺栓连接到固定外壳22后部所安装的后部外壳68上。电动机28的输出端一起转动地装有后侧联轴器69。前侧联轴器66与后侧联轴器69设有通过沿前后方向相互嵌合而一起转动的凹凸结构。并且，在前侧/后侧联轴器66、69嵌合的状态下，当电动机28旋转驱动时，其旋转动力从电动机28的输出端经过前侧/后侧联轴器66、69、轴部件65、旋转连接部49传递给旋转内壳23，使旋转内壳23旋转。
在后部外壳68上用螺栓固定有箱形盖70。盖70从后部外壳68开始以非接触状态覆盖固定连接部55，同时还以非接触状态覆盖固定外壳22的中间部。盖70的前部用螺栓固定在立设于固定外壳22外侧面上的图中未示的支柱上。
如图2所示，超声波振动旋转机构12的简要结构是，在旋转内壳23的内部同轴状地组装着增压器25和振子24，具有与增压器25同轴状地结合的切刀7的喇叭26配置在旋转内壳23与固定外壳22的前外侧，安装在固定外壳22后部的电动机28与旋转内壳23同轴状地连接。
参照图4，说明由增压器25和喇叭26构成的共振器。增压器25由钛、铝、淬火铁等任何音响特性好的材料构成，根据拥有与由振子24传递的超声波振动共振的1个波长的长度的形式，可防止旋转内壳23与振子24同轴状伸出时进行切削加工过程中的挠曲。在增压器25的两端部具有与来自振子24的超声波振动共振的振动波形W1的最大振动振幅点f1、f5，在增压器25的前侧支持部42与后侧支持部43处存在着最小振动振幅点f2、f4。振动波形W1表示共振引起的超声波振动的瞬间变位(振动振幅)。
前侧支持部42具有从振动波形W1的最小振动振幅点f4向径向外侧伸出的环状根部42a、从根部42a的周缘向喇叭26侧延伸设置的筒状薄壁部42b、及从薄壁部42b的前端向径向外侧伸出的环状厚壁部42c。后侧支持部43具有从最小振动振幅点f2向径向外侧伸出的环状根部43a、从根部43a的周缘向振子24侧延伸设置的筒状薄壁部43b、及从薄壁部43b的前端向径向外侧伸出的环状厚壁部43c。借助于厚壁部42c、厚壁部43c的外周面与旋转内壳23的容纳室39的内周面的整体接触，可使增压器25相对于旋转内壳23的前后方向的支持间隔(跨度)变长，由此，可很好地防止切削加工时的挠曲。根部42a、43a的厚度＞薄壁部42b、43b的厚度，厚壁部42c、43c的厚度＞薄壁部42b、43b的厚度。
喇叭26由钛、铝、淬火铁等任何音响特性好的材料构成，并具有与振子24传递的超声波振动共振的1/2波长的长度。在喇叭26的两端部有振动波形W1的最大振动振幅点f5、f7。上述的振动传递方向变换部71和切刀27设置在喇叭26的振动波形W1的最小振动振幅点f6处。除振动传递方向变换部71外，喇叭26与增压器25沿箭头X1所示的轴向振动。
振动传递方向变换部71具有大于喇叭26的大直径和以最小振动振幅点f6为中心在两端侧等分振动的宽度，呈与喇叭26同轴状的圆形，将振动传递方向从轴向变换到径向。表示把该传递方向变换成径向的超声波振动的瞬间变位(振动振幅)的振动波形W2的最大振动振幅点f8、f9处在振动传递方向变换部71的周缘部。切刀27位于最小振动振幅点f6处，具有大于振动传递方向变换部71的直径，切刀27的刀刃沿箭头Y1所示的径向方向振动。该刀刃沿径向方向的振动由刀刃从振动传递方向变换部71的伸出量决定。也就是说，当切刀27的直径过分地大于振动传递方向变换部71的直径时，刀刃也会产生沿箭头X1方向的振动，因此，根据振动传递方向变换部71的直径，把切刀27的直径确定在刀刃只沿箭头Y1方向振动的范围内。
此外，在增压器25的避开前侧、后侧支持部42、43的外周面以及喇叭26的避开振动传递方向变换部71的外周面上，分别设有使增压器25与振子24结合或解除这种结合以及使增压器25和喇叭26结合或解除这种结合时插入工具的工具用凹部72、73、74、75。
参照图5，说明固定外壳22与盖70的周围结构。盖70具有底面前部开口部80和底面后部端子基板81。端子基板81在合成树脂制成的基部设有振子用正极端子82、振子负极用端子83、电动机用正极端子84和电动机用负极端子85。而且，在把盖70安装到固定外壳22上的状态下，振子用正极端子82与固定连接部55的正极配线端子61、振子用负极端子83与固定连接部55的负极配线端子69、电动机用正极端子84与电动机28的正极端子、电动机用负极端子85与电动机28的负极端子，分别通过利用由盖70所覆盖的内部空间来配线的图中未示的电线连接在一起。另外，在振子用正极端子82与振子用负极端子83上，分别通过电线从盖70的外部连接有图中未示的超声波发生器的正极输出端子和负极输出端子。在电动机用正极端子84与电动机用负极端子85上，分别通过电线从盖70的外部连接有图中未示的电动机驱动电路正极输出端子与负极输出端子。对上述各端子与电线进行配线作业后，通过数个支柱87用螺栓把盖86固定在固定外壳22上，由此，关闭开口部81。这样，利用敞开的开口部81进行上述配线，可使配线作业简易化。另外，用盖86关闭开口部81，可防止触电等事故。同样，在相反一侧的侧面也设有从固定外壳22的侧面伸出的数个支柱88，这些支柱88是在与固定连接部55不干涉的前提下，用螺栓把盖70安装在固定外壳22上的部件。
参照图6说明冷却介质容器16。冷却介质容器16由与搭载台4隔开并围绕着搭载台4的环状底部89、从底部89的内周缘向上竖起的内周壁90以及从底部89的外周缘向上竖起的外周壁91构成碟状，在底部89上设有冷却介质返回通路17。内周壁90具有小于作为放置搭载台4的切割对象部件的最上面的工作台92的内径，并且把从切割对象部件一侧经过工作台92落下来的冷却介质适当地引导到底部89一侧，使该冷却介质不会进入装置本体1一侧。外周壁91具有大于工作台92外形的内径。外周壁91的上缘处于工作台92的上方位置，如果处在搭载在工作台92上的虚线所示的切割对象部件的上方位置，就可以把由旋转切刀飞溅的冷却介质适当地引导到底部89侧，因此，在防止冷却介质飞溅方面能取得最佳效果。
参照图7，说明喷嘴部15。喷嘴部15在安装于保持架11或超声波振动旋转机构12的任何一方上的基部上设有切割对象部件侧喷嘴93和切刀侧喷嘴94。切割对象部件侧喷嘴93从前端把冷却介质95沿箭头所示方向喷向切刀27切入侧的切割对象部件上，切刀侧喷嘴94从侧部把冷却介质96沿箭头所示方向喷向切刀27的切割对象部件27的切入部分附近。这样，可把冷却介质95、96充分地供给切刀27和切割对象部件相互接触的部分，冷却介质95、96对切刀27和切割对象部件适当地进行冷却。特别是，在切割对象部件为半导体晶片的场合，可保护集成在半导体晶片上的IC部件免受切割热的影响。
下文说明第一实施例的动作。如图1所示，将作为切割对象部件的IC集成半导体晶片固定在搭载台4上。然后，作业者操作设置在装置本体1上的图中未示的操作盘，当控制部100指示切割开始时，控制部100指示CCD摄像机99的摄影开始，CCD摄像机99把搭载台4上的半导体晶片图像信号输出给控制部100，控制部100把基于图像信号与基准图像信息的演算结果的位置偏差输出给搭载台4，使搭载台4的旋转角θ的调整机能发生作用，结束半导体晶片相对于超声波振动旋转机构12的位置调整。之后，控制部100对三轴驱动机构5、超声波振动旋转机构12和冷却系统13进行控制，使超声波振动旋转机构12的图2所示的切刀27沿一个方向旋转的同时，与超声波振动共振，喷嘴部15喷射冷却介质，三轴驱动机构5的保持架11通过X方向移动和Z方向移动描绘出四边形的轨迹。在描绘出一个四边形轨迹的过程中，超声波振动旋转机构12的切刀27相对于半导体晶片进行一个方向的一次切断。该一次切断结束时，三轴驱动机构5的保持架11沿Y方向移动后，再一次描绘出四边形的轨迹，超声波振动旋转机构12的切刀27相对于半导体晶片进行一个方向的再一次切断。该切断结束后，三轴驱动机构5的保持架11再次沿Y方向移动，通过反复进行这种动作，可将半导体晶片切割成数个带状。该带状切割结束后，控制部100指示搭载台4旋转90度，使搭载台4的旋转角θ的调整机能发生作用，并使半导体晶片相对于超声波振动旋转机构12的朝向变化90度。在这种状态下，控制部100再次开始对三轴驱动机构5的控制，切刀27把带状半导体晶片切割成数个方块状，由此，可结束超声波振动旋转对一个半导体晶片的切割作业。
下面参照图8，说明第二实施例。该实施例利用超声波振动旋转机构12和辅助超声波振动旋转机构101，辅助超声波振动旋转机构101可转动地安装有相当于上述增压器25的增压器102，增压器102用无头螺栓同轴状地结合在带有超声波振动旋转机构12的切刀27的喇叭26的另一端上，在这种结构中，超声波振动旋转机构12和辅助超声波振动旋转机构101都由相当于上述保持架11的双齿状保持架103支持着。同样可适用于第一实施例的结构。
另外，在上述第一实施例中，作为切割对象部件，采用了半导体晶片，但是，作为切割对象部件，也可以是金、银、铝、软钎料、铜等有粘性的柔软的东西，也可以是陶瓷、硅、铁素体等脆而硬的东西，还可以是由合成树脂与金属制成的叠层结构，或者是由无机物、金属与合成树脂制成的叠层结构。
Claims (4)
1、超声波振动切割方法，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。
2、超声波振动切割装置，其特征是，包括：用于固定切割对象部件的安装在装置本体上的搭载台；安装在装置本体上并可沿前后、左右、上下相互垂直的3个方向直线运动的三轴驱动机构；用于切断搭载台上所固定的切割对象部件并安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的超声波振动旋转机构。
3、根据权利要求2所记载的超声波振动切割装置，其特征是，还包括对超声波振动旋转机构的切刀和切割对象部件冷却的冷却机构。
4、根据权利要求2所记载的超声波振动切割装置，其特征是，超声波振动旋转机构包括安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的固定外壳；可旋转地装在固定外壳内部的旋转内壳；容纳在旋转内壳内的振子；与振子结合并与旋转内壳同轴状地配置的圆形共振器；从共振器的固定外壳及旋转内壳的一端向外侧突出的设置在最小振动振幅点处的切刀；及安装在固定外壳另一端部并且使旋转内壳旋转的驱动源。
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