JP7306818B2 - Fine sword blade manufacturing method - Google Patents
Fine sword blade manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7306818B2 JP7306818B2 JP2018230645A JP2018230645A JP7306818B2 JP 7306818 B2 JP7306818 B2 JP 7306818B2 JP 2018230645 A JP2018230645 A JP 2018230645A JP 2018230645 A JP2018230645 A JP 2018230645A JP 7306818 B2 JP7306818 B2 JP 7306818B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cutting
- cutting blade
- silicon substrate
- blade
- tip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
本発明は、微細な剣山を製造する微細剣山製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a fine shank.
切削ブレードを用いて被加工物を切削するダイシング装置は、被加工物に応じて、又、切削によって得たい形状に合わせて種々の加工条件で設定される。 A dicing device that cuts a work piece using a cutting blade is set under various processing conditions according to the work piece and the shape desired to be obtained by cutting.
例えば、シリコン基板の表面に、長さ(高さ)が300μm、底部の大きさが30μm×30μmの正方形からなる先端が尖った複数の柱(四角錐)を、30μm間隔(ピッチ)で複数形成された微細な剣山を形成することが要求される場合がある。このような形状を、切削ブレードを使用するダイシング装置によって形成する加工条件は、従来知られていない。 For example, on the surface of a silicon substrate, a plurality of square pillars (quadrangular pyramids) each having a length (height) of 300 μm and a bottom size of 30 μm×30 μm and having sharp tips are formed at intervals of 30 μm (pitch). It may be required to form a fine tipped crest. Processing conditions for forming such a shape with a dicing machine using a cutting blade have not been known in the past.
これと類似する技術としては、超音波診断装置等の医療機器に広く利用されている圧電素子を利用した超音波探触子を形成する技術が知られている。超音波探触子の感度を向上させる方法としては、圧電振動子のサイズ縮小化や形状の変化等が挙げられる。具体的には、表面に対して縦方向及び横方向のスライス加工が必要となる正四角柱の圧電振動子をアレー状に配列した超音波探触子を切削加工により形成することが提案されている(特許文献1を参照。)。 As a technique similar to this, there is known a technique for forming an ultrasonic probe using a piezoelectric element, which is widely used in medical equipment such as ultrasonic diagnostic equipment. Methods for improving the sensitivity of the ultrasonic probe include reducing the size and changing the shape of the piezoelectric vibrator. Specifically, it has been proposed to cut an ultrasonic probe in which square prismatic piezoelectric transducers are arranged in an array, which requires slicing in the vertical and horizontal directions on the surface. (See Patent Document 1.).
特許文献1に記載された技術によれば、被加工物の表面に、微細な正四角柱を形成することは可能であるものの、先端が尖った形状とすることはできず、上記の微細な剣山を形成するための加工条件を満たすことができない。 According to the technique described in Patent Document 1, although it is possible to form a fine square prism on the surface of the workpiece, it is not possible to form a shape with a sharp tip, and the above-mentioned fine sword crests cannot be formed. It is not possible to satisfy the processing conditions for forming
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物の表面に、先端が尖った複数の柱を形成して、微細な剣山を形成することができる微細剣山製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its main technical problem is to provide a fine pincushion capable of forming fine pincushion by forming a plurality of pillars with sharp tips on the surface of a workpiece. It is to provide a manufacturing method.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、先端が尖った複数の柱を有する微細な剣山を製造する微細剣山製造方法であって、剣山を製造すべきシリコン基板を準備する被加工物準備工程と、シリコン基板を切削する外周に切り刃を備えた円板状の切削ブレードを準備する切削ブレード準備工程と、該切削ブレードの厚みに対する切り刃出し量のアスペクト比を30:1よりも大きくするアスペクト比設定工程と、該切削ブレードを回転軸に装着する切削ブレード装着工程と、該切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させてシリコン基板の表面側から切り込むと共に第一の方向に切削溝を所定のピッチで複数形成して、隣接する切削溝により該表面側に尖った先端を有する複数の壁を形成する第一の切削工程と、切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させて第一の方向と直交する第二の方向に所定のピッチで該複数の壁を該表面側から切削して先端が尖った複数の柱を形成して剣山とする第二の切削工程と、から少なくとも構成される微細剣山製造方法が提供される。 In order to solve the main technical problems described above, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a fine shank having a plurality of pillars with pointed ends, which comprises preparing a silicon substrate for manufacturing the shank to be processed. A material preparation step, a cutting blade preparation step of preparing a disc-shaped cutting blade equipped with a cutting edge on the outer periphery for cutting a silicon substrate , and an aspect ratio of the amount of cutting edge to the thickness of the cutting blade of 30: 1 or more. A step of setting the aspect ratio to increase the surface side of the silicon substrate , a step of attaching the cutting blade to the rotating shaft, rotating the cutting blade, and finely vibrating the tip of the cutting blade in the direction of the rotating shaft. A first cutting step of forming a plurality of cutting grooves at a predetermined pitch in a first direction while cutting from the first direction, and forming a plurality of walls having a sharp tip on the surface side by adjacent cutting grooves; The plurality of walls are cut from the surface side at a predetermined pitch in a second direction perpendicular to the first direction by rotating the tip of the cutting edge in the direction of the rotation axis to produce a plurality of pointed tips. and a second cutting step for forming a pillar to form a fine pincushion.
該第一の切削工程は、該切削溝の深さを変えて複数回実施することが好ましい。 The first cutting step is preferably performed multiple times while changing the depth of the cut groove.
本発明による微細剣山製造方法は、剣山を製造すべきシリコン基板を準備する被加工物準備工程と、シリコン基板を切削する外周に切り刃を備えた円板状の切削ブレードを準備する切削ブレード準備工程と、該切削ブレードの厚みに対する切り刃出し量のアスペクト比を30:1よりも大きくするアスペクト比設定工程と、該切削ブレードを回転軸に装着する切削ブレード装着工程と、該切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させてシリコン基板の表面側から切り込むと共に第一の方向に切削溝を所定のピッチで複数形成して、隣接する切削溝により該表面側に尖った先端を有する複数の壁を形成する第一の切削工程と、切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させて第一の方向と直交する第二の方向に所定のピッチで該複数の壁を該表面側から切削して先端が尖った複数の柱を形成して剣山とする第二の切削工程と、から少なくとも構成されることにより、切削加工時の切削ブレードの切り刃の先端を回転軸方向に意図的に微振動させることで、先端が尖った微細な柱を備えた剣山を製造することができる。 The method for manufacturing a fine pincushion according to the present invention comprises a work piece preparation step of preparing a silicon substrate for manufacturing a pincushion, and a cutting blade preparation step of preparing a disk-shaped cutting blade having a cutting edge on the outer circumference for cutting the silicon substrate . an aspect ratio setting step of increasing the aspect ratio of the amount of cutting edge extension to the thickness of the cutting blade to be greater than 30:1; a cutting blade mounting step of mounting the cutting blade on a rotating shaft; and rotating the cutting blade. Then, the tip of the cutting edge is slightly vibrated in the direction of the rotation axis to cut from the surface side of the silicon substrate , and a plurality of cutting grooves are formed in the first direction at a predetermined pitch, and the adjacent cutting grooves cut the surface side. A first cutting step of forming a plurality of walls with sharp tips, and rotating the cutting blade to micro-vibrate the tip of the cutting edge in the direction of the rotation axis in a second direction orthogonal to the first direction and a second cutting step in which the plurality of walls are cut from the surface side at a predetermined pitch to form a plurality of pillars with pointed tips to form a ridge. By intentionally micro-vibrating the tip of the cutting edge of the blade in the direction of the rotation axis, it is possible to manufacture a kenzan with a fine column with a sharp tip.
以下、本発明に基づいて実施される微細剣山製造方法に係る実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of a method for manufacturing a fine pin point according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、本実施形態において使用されるダイシング装置2(一部のみを示している。)に配設され、被加工物に切削加工を実施する切削加工手段4の斜視図が示されている。 FIG. 1 shows a perspective view of a cutting means 4 that is installed in a dicing device 2 (only a part of which is shown) used in this embodiment and performs cutting on a workpiece. there is
切削加工手段4は、図示しない基台上に装着され割り出し方向である矢印Yで示す方向及び切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング41と、スピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転軸42と、回転軸42の先端部に装着される切削ブレード43と、切削ブレード43を覆うブレードカバー60と、ブレードカバー60に配設され、切削ブレード43による切削加工位置に切削水を供給する切削水供給手段62と、を備えている。なお、スピンドルハウジング41の後端には、図示しないモータが接続されており、回転軸42を任意の回転速度で回転させることが可能に構成されている。
The
切削ブレード43、及びその取付け構造について、図2(a)を参照して説明する。本実施形態の微細剣山製造方法を実施するに際し、まず、製造しようとする微細剣山の材質、及び寸法に応じた外周に切り刃を備えた円板状の切削ブレード43を準備する(切削ブレード準備工程)。本実施形態で被加工物となるのは、シリコン(Si)からなる基板であり、切削ブレード43は、長さ(高さ)が300μmの先端が尖った複数の柱を形成するために適したものが選択される。この被加工物に対して使用される切削ブレード43は、ダイヤモンド等からなる砥粒を結合剤で結合して円環状に形成した砥石ブレードからなっている。また、外周に配設される切り刃を含む切削ブレード43の厚みTは、製造しようとする微細剣山を構成する先端が尖った複数の柱(正四角錐)の間隔(ピッチ)に相当する厚みで設定される。本実施形態の切削ブレード43としては、例えば、直径が51.9mm、切り刃の厚みTが30μmで選択される。なお、円環状に形成された切削ブレード43の嵌合穴431の直径は、後述する第1のフランジ部材5の装着部52に嵌合する寸法に形成されている。
The
この切削ブレード43としては、被加工物の材質に応じて、砥粒をレジンボンド材に混錬し環状に成型して焼成したレジノイドブレードや、砥粒を金属ボンド材に混錬し環状に成型して焼成したメタルブレードや、アルミニウム等によって形成された基台の側面に砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード等を選択することができる。
Depending on the material of the workpiece, the
上述したように構成された切削ブレード43は、図2(a)に示すように回転軸42に装着される第1のフランジ部材5と、第1のフランジ部材5と対向して配設される第2のフランジ部材6とによって挟持され固定される。第1のフランジ部材5は、図2(a)に示すように円環状のフランジ部53と、フランジ部53の中心部から突出して形成された円筒状の装着部52とからなっている。装着部52は、軸方向に貫通する嵌合穴51が形成されており、先端部の外周面に雄ネジが形成されている。なお、嵌合穴51の内周面には、回転軸42の先端部に形成されたテーパー面421と対応するテーパー面が形成される。第2のフランジ部材6は、嵌合穴61を有する円環状に形成されている。なお、嵌合穴61の直径は、上記第1のフランジ部材5の装着部52に嵌合する寸法に形成されている。
The
上述した第1のフランジ部材5と第2のフランジ部材6とによって切削ブレード43を固定するには、第1のフランジ部材5の装着部52に形成された嵌合穴51を回転軸42の先端部に形成されたテーパー面421に嵌合する。そして、回転軸42の先端部に形成された雄ネジに第1の締め付けナット71を螺合することにより、第1のフランジ部材5を回転軸42に装着する。次に、切削ブレード43の嵌合穴431を第1のフランジ部材5の装着部52に嵌合する。そして、第2のフランジ部材6の嵌合穴61を第1のフランジ部材5の装着部52に嵌合する。このようにして、第1のフランジ部材5の装着部52に第1のフランジ部材5と切削ブレード43と第2のフランジ部材6を嵌合したならば、第1のフランジ部材5の装着部52に形成された雄ネジに第2の締め付けナット72を螺合することにより、第1のフランジ部材5と第2のフランジ部材6との間に切削ブレード43を挟持して固定する(切削ブレード装着工程)。
In order to fix the
切削ブレード43を第1のフランジ部材5と第2のフランジ部材6とで挟持する際、図2(b)に示すように、第1のフランジ部材5と第2のフランジ部材6の外周端から、所定量だけ径方向に切り刃の先端が露出される切り刃出し量Hが設定されている。この切り刃出し量Hは、切削ブレード43を、被加工物を加工する際の所定の回転速度で回転させたときに、切削ブレード43の切り刃の先端において、2点鎖線43’で示す微振動を所望の振動幅Wで意図的に生じさせるべく設定されるものであり、これにより、追って詳述する切削ブレード43の厚みTに対する切り刃出し量Hのアスペクト比(H:T)が設定される(アスペクト比設定工程)。この切り刃出し量Hは、切削ブレード43を挟持する第1のフランジ部材5及び第2のフランジ部材6の直径(同一径で設定される)を調整することにより具現化される。本実施形態では、切り刃出し量Hを1,250μmとすべく、切削ブレード43の直径51.9mmに対し、第1のフランジ部材5及び第2のフランジ部材6の直径を49.4mmとしている(H=(51.9mm-49.4mm)/2=1.25mm=1,250μm)。
When the
上記した本実施形態のアスペクト比設定工程について、さらに具体的に説明する。 The aspect ratio setting process of the present embodiment described above will be described more specifically.
一般的に、切削ブレード43の厚みTに対し、切り刃出し量Hが小さい程、切削加工時の切削ブレード43の切り刃の先端の振動幅Wが小さくなる。よって、切削ブレード43の厚みTに対する切り刃出し量Hのアスペクト比(H:T)は小さくした方が精密な切削加工には好ましい。よって、例えば、特許文献1に記載されたような微細な正四角柱を精密に形成する切削加工を施す場合、通常では、切り刃出し量Hをできるだけ小さく、アスペクト比(H:T)が30:1未満となるように設定する。しかし、本実施形態における切削加工は、被加工物の表面に、先端が尖った複数の柱を形成するものであることから、切り刃出し量Hを、上記した通常のアスペクト比(H:T)以上になるように設定する。これにより、図2(b)に示すように、切削ブレード43を切削加工時の所定の回転速度(例えば30,000rpm)で回転させて、切り刃の先端を回転軸方向に微振動させた際の振動幅Wを意図的に大きくし、被加工物の表面に先端が尖った複数の柱を形成することを可能にする。詳細は追って説明するが、本発明において実現されるアスペクト比(H:T)は、30:1以上、より好ましくは、40:1以上であり、本実施形態においては、切削ブレード43を切削加工時の回転速度30,000rpmで回転させたときに、振動幅Wが60μmになるように、H:T=1,250μm:30μm=41.6:1としている。
In general, the smaller the cutting edge extension H with respect to the thickness T of the
上記した切削ブレード準備工程、アスペクト比設定工程、切削ブレード装着工程を実施するのとは別に、切削加工により微細な剣山を製造すべき被加工物を準備する被加工物準備工程を実施する。以下に、図3を参照しながら、被加工物準備工程について説明する。 Apart from performing the above-described cutting blade preparation process, aspect ratio setting process, and cutting blade mounting process, a workpiece preparation process is performed for preparing a workpiece on which a fine blade tip is to be manufactured by cutting. The workpiece preparation step will be described below with reference to FIG.
本実施形態における被加工物は、図3に示す40mm×40mm×15mmの板状のシリコン基板10である。このシリコン基板10を用意したならば、ダイシング装置2に備えられ、図示しない移動手段によってX軸方向に移動可能で且つ回転可能に構成された保持テーブル20上に載置して切削加工が可能な状態とする。より具体的には、シリコン基板10を、円形のサブストレート30の中心に接着して固定し、サブストレート30を、保持テーブル20の上面を構成する吸着チャック22上に載置する。吸着チャック22は、通気性を有するポーラスセラミックによって形成されており、保持テーブル20に接続された図示しない吸引手段を作動させることにより、保持テーブル20の上面に載置されたサブストレート30をシリコン基板10と共に吸引保持する。この被加工物準備工程は、上記した切削ブレード準備工程、アスペクト比設定工程、切削ブレード装着工程を実施するタイミングに関わらず、被加工物に対して実際に切削加工を実施する前に実施されればよい。
The workpiece in this embodiment is a plate-shaped
上記した切削ブレード準備工程、アスペクト比設定工程、切削ブレード装着工程、及び被加工物準備工程を実施したならば、切削ブレード43を用いてシリコン基板10に対し図4乃至図10に示すが如く切削加工を実施する。該切削加工は、以下に説明するように、第一の切削工程、及び、第二の切削工程により実施される。
After the cutting blade preparing step, the aspect ratio setting step, the cutting blade mounting step, and the workpiece preparing step described above, the
図4に示すように、ダイシング装置2の保持テーブル20にシリコン基板10が吸引保持された状態で、保持テーブル20を移動して、シリコン基板10をアライメント手段(図示は省略)の直下に位置付ける。該アライメント手段には、図示しない照明手段及び撮像手段が備えられ、シリコン基板10を、表面10a側から撮像、検出することが可能に構成されている。シリコン基板10を該アライメント手段の直下に位置付けたならば、シリコン基板10の各辺をアライメント手段によって検出し、X軸方向に沿うべき辺をX軸方向に位置付けてシリコン基板10の方向及び位置を調整し、シリコン基板10と、切削加工手段4の切削ブレード43との位置合わせ(アライメント)を実施する。
As shown in FIG. 4, the holding table 20 of the
該アライメントを実施したならば、シリコン基板10を移動して、切削加工手段4の切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の加工開始位置(図中Pで示す位置)を位置付ける。シリコン基板10の加工開始位置P上に切削ブレード43を位置付けたならば、切削ブレード43を図中矢印Rで示す方向に回転して作動を開始する。この時の回転速度は、例えば、30,000rpmである。切削ブレード43の回転を開始したならば、切削ブレード43を下降させる。この際、本実施形態では、切削加工を複数回(例えば3回)に分けて実施するため、1回目の切削加工では、切り込み深さがシリコン基板10の表面10aから100μmとなるように、切削ブレード43を下降させる。
After the alignment, the
切削ブレード43を下降したならば、シリコン基板10を保持した保持テーブル20を、図中矢印X1で示すX軸方向、すなわち、切削ブレード43の回転方向Rに対して順方向に、例えば2mm/秒の速度で切削送りし、切削水を供給しながら切削加工を実施する。この時の切削加工の様子を、図5を参照しながら説明する。
After the
図5(a)は、切削ブレード43の回転軸方向から見た側面図であり、1回目の切り込み深さは上記したように100μmに設定されている。また、この時の切削ブレード43の切削方向における先端部のA-A断面を図5(b)に、最も深い位置のB-B断面を図5(c)に示す。図5(b)に示すように、シリコン基板10の表面10aの近傍における切削ブレード43の切り刃の先端は、図中2点鎖線43’で示すように、60μmの振動幅で微振動している。これにより、この振動幅に応じた60μm幅の開口90’を表面10a近傍に形成する。また、図5(c)から理解されるように、表面10aから最も深い位置に向かうに従って切削ブレード43の振動幅が徐々に抑制されることから、傾斜した壁面を有する切削溝90が形成される。なお、このようにシリコン基板10において切削溝90が形成される方向を「第一の方向」とする。
FIG. 5(a) is a side view of the
シリコン基板10に対し、上記した加工開始位置Pから、第一の方向における終端位置まで切削溝90を形成したならば、切削加工手段4をZ軸方向で上昇させ、保持テーブル20を復動して切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の加工開始位置P側の辺を位置付ける。そして、矢印Yで示す方向において、所定のインデックス送り量(60μm)だけ切削加工手段4をインデックス送りして、シリコン基板10の表面10a上で、Y軸方向で隣接する位置に、上記と同様の切削溝90を形成する。このような加工を繰り返すことにより、シリコン基板10の表面10aの全域に対し、第一の方向に切り込み深さ100μmの切削溝90を形成する。
After the cutting
シリコン基板10の表面10aの全域における第一の方向に切り込み深さ100μmの切削溝90を形成したならば、切削加工手段4と、保持テーブル20を移動して、再び切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の表面10aにおける加工開始位置Pを位置付ける。シリコン基板10の加工開始位置P上に切削ブレード43を位置付けたならば、図6(a)に示すように、切削ブレード43を下降させて、先に形成した切削溝90に沿って2回目の切削加工を実施する。この際の下降量は、当該2回目の切削加工では切り込み深さが表面10aから200μmとなるように設定される。
After forming the cutting
切削ブレード43を下降したならば、シリコン基板10を保持した保持テーブル20を、図中矢印X1で示す方向、すなわち、切削ブレード43の回転方向Rに対して順方向に切削送りする。この時の切削ブレード43の切削領域における先端部のC-C断面を図6(b)に、最も深い位置のD-D断面を図6(c)に示す。図6(b)に示すように、2回目の切削加工においては、切削ブレード43の切削領域における先端部の振動幅は60μmよりもやや抑制された振動幅となり、先に形成された切削溝90の壁面を切削しながら切削溝92’を形成する。また、図6(c)から理解されるように、切削ブレード43の切削方向における先端部から最も深い位置に向かうに従って切削ブレード43の振動が抑制されることから、切削溝90に対してさらに傾斜した切り込み深さが200μmの切削溝92が形成される。このように加工開始位置Pから該切削溝92を形成したならば、切削加工手段4をZ軸方向で上昇させ、保持テーブル20を復動させて切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の加工開始位置Pが配設された側の辺を位置付ける。そして、矢印Yで示す方向において、所定のインデックス送り量(60μm)だけ切削加工手段4をインデックス送りして、隣接する切削溝90に沿って、上記したのと同じ切削溝92を形成する。このような加工を繰り返すことにより、シリコン基板10の表面10aの全域の第一の方向に切り込み深さ200μmの切削溝92を形成する。
After the
上記した2回目の切削加工が実施され、シリコン基板10の表面10a上の全域に切り込み深さ200μmの切削溝92が形成されたならば、切削加工手段4と、保持テーブル20を移動して、再び切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の表面10aにおける加工開始位置Pを位置付ける。シリコン基板10の加工開始位置P上に切削ブレード43を位置付けたならば、図7(a)に示すように、切削ブレード43を下降させて、切削溝92に沿って3回目の切削加工を実施する。この際、当該3回目の切削加工では切り込み深さが表面10aから300μmとなるように下降量が設定される。
After the second cutting process described above is performed and the cutting
切削ブレード43を下降したならば、シリコン基板10を保持した保持テーブル20を、図中矢印X1で示す方向、すなわち、切削ブレード43の回転方向Rに対して順方向に切削送りする。この時の切削ブレード43の切削領域における先端部のE-E断面を図7(b)に、最も深い位置のF-F断面を図7(c)に示す。図7(b)に示すように、3回目の切削加工においては、切削ブレード43の切削方向における先端部の振動幅は60μmよりもかなり抑制された振動幅となり、先に形成された切削溝92の壁面の表面をさらに微少量だけ切削して切削溝94’を形成する。また、図7(c)から理解されるように、切削ブレード43の切削領域における先端部から最も深い位置に向かうに従って切削ブレード43の微振動がほぼ完全に抑制されることから、切削溝92に対してさらに傾斜した壁面を有する切り込み深さが300μmの切削溝94が形成される。加工開始位置Pから該切削溝94を形成したならば、切削加工手段4をZ軸方向で上昇させ、保持テーブル20を復動させて切削ブレード43の直下に、シリコン基板10の加工開始位置Pが配設された側の辺を位置付ける。そして、Y軸方向において、所定のインデックス送り量(60μm)だけ切削加工手段4をインデックス送りして、上記したのと同じ切削溝94を形成する。このような加工を繰り返すことにより、シリコン基板10の表面10aの全域の第一の方向に、切り込み深さ300μmの切削溝94が形成される。以上により、第一の切削工程が完了する。
After the
図8に、上記した第一の切削工程により表面10aの全域に第一の方向に沿って切削溝94が形成されたシリコン基板10と、該シリコン基板10の表面10aの一部を拡大した拡大図を示す。上記したように、第一の切削工程では、切削加工時の切削ブレード43の切り刃の先端の振動幅が60μmとなるように、切削ブレード43の厚みT(30μm)に対する切り刃出し量H(1,250μm)のアスペクト比(41.6:1)を設定した。さらに、切削加工手段4をY軸方向にインデックス送りする際のインデックス送り量を60μmとし、3回に分割して段階的に実施される切り込み深さの設定値を300μmとして第一の切削工程を実施した。これにより、図8中左方に示すような、高さが300μmであり、切削ブレード43の厚みTに応じた30μmの間隔(ピッチ)で、最深部における厚みが30μmとなる先端が尖った複数の壁100が形成される。
FIG. 8 shows a
上記したように、シリコン基板10の表面10a上に先端が尖った複数の壁100を形成したならば、図9に示すように、保持テーブル20を90度回転させて、切削溝94が形成された第一の方向をY軸方向に沿った方向に、すなわち、該第一の方向と直交する方向(第二の方向)をX軸方向に沿った方向に位置付ける。このようにして、第二の方向をX軸方向に位置付けたならば、保持テーブル20、及び切削加工手段4を移動して、第二の切削工程における加工開始位置P’を切削ブレード43の直下に位置付ける。加工開始位置P’を切削ブレード43の直下に位置付けたならば、上記した第一の切削工程と同様にして、切り込み深さを3回に分けて300μmに達するように切削ブレード43を段階的に下降させて切り込ませる。そして、保持テーブル20をX1で示す方向に移動して、上記した複数の壁100を切削して、切削溝110を形成する。切削溝110は、第一の切削工程で形成された切削溝94と直交する第二の方向に形成されるものであり、このような切削溝110をシリコン基板10の表面10a上の全域に形成することにより、図10に示すように、先端が尖った複数の柱120が形成される。以上により、第二の切削工程が完了する。
After forming the plurality of
上記したように、第一の切削工程、及び第二の切削工程を実施することにより、シリコン基板10の表面10a上には、30μm×30μm×300μmの正四角錐からなる微細剣山を構成する針状の柱が形成される。
As described above, by performing the first cutting step and the second cutting step, on the
上記した実施形態によれば、切削ブレード43の切り刃の先端を回転軸方向に微振動させることで、先端が尖った微細な柱を備えた剣山を製造することができる。
According to the above-described embodiment, by slightly vibrating the tip of the cutting edge of the
本発明によれば、上記した実施形態に限定されず、種々の変形例が提供される。例えば、上記した実施形態では、最終的な切り込み深さを300μmに設定し、切削加工時に、3回に分けて100μmずつ切削溝の深さを変えながら切削加工を実施した。しかし、本発明はこれに限定されず、切り込み深さを段階的に変化させて、切削溝の深さを変えながら、3回以外の複数回に分けて切削を実施してもよく、例えば、60μmずつ5回に分けて徐々に切り込み深さを深くしたり、又は150μmずつ2回に分けて切り込み深さを深くして、切削溝を段階的に形成したりしてもよい。 According to the present invention, various modifications are provided without being limited to the above-described embodiments. For example, in the embodiment described above, the final cutting depth was set to 300 μm, and the cutting was performed while changing the depth of the cutting groove by 100 μm in three steps during cutting. However, the present invention is not limited to this, and the cutting depth may be changed in stages to change the depth of the cutting groove, and the cutting may be performed in multiple times other than three times. The depth of cut may be gradually increased in 5 steps of 60 μm each, or the depth of cut may be increased in 2 steps of 150 μm each to form the cutting groove stepwise.
また、上記した実施形態では、切削ブレード43の厚みTに対する切り刃出し量Hのアスペクト比を、インデックス送り量と、切削ブレード43の先端を微振動させる際の振動幅Wとが60μmで一致するように設定し、シリコン基板10の表面10aを先端とする尖った複数の針状の柱を形成した。しかし、本発明はこれに限定されず、切削ブレード43を切削加工時の回転速度で回転させて、切削ブレード43の切り刃の先端を回転軸方向に微振動させる際の振動幅Wを、インデックス送り量の100%より大きく設定してもよい。そのようにすることでも先端が尖った複数の針状の柱を形成することができる。ただし、インデックス送り量に対し振動幅Wが大きすぎると、シリコン基板10の表面10a側で消失する量が増大し、形成される複数の柱の高さも低くなってしまうため、振動幅Wがインデックス送り量の100%~110%になるように上記アスペクト比を設定することが好ましい。このように設定することで、微細な剣山を構成する先端が尖った複数の柱を良好に形成することが可能である。
Further, in the above-described embodiment, the aspect ratio of the cutting blade extension amount H to the thickness T of the
上記した実施形態では、シリコン基板10の表面10aに対し、第一の方向に沿って実施する第一の切削工程を切り込み深さを変えながら3回に分けて実施して先端が尖った複数の壁を形成し、該第一の方向に沿った3回の切削加工が完了してから、シリコン基板10を90度回転させ、切り込み深さを変えながら3回に分けて第二の方向に沿って該複数の壁を切削する第二の切削工程を実施した。しかし、本発明はこれに限定されず、シリコン基板10に対し、1回目の切り込み深さ(100μm)で第一の方向に沿った第一の切削工程、及び第二の方向に沿った第二の切削工程を続けて実施することで、該1回目の切り込み深さで先端が尖った複数の柱を形成し、その後、2回目の切り込み深さ(200μm)で再び第一の切削工程、及び第二の切削工程を実施し、さらにその後、3回目の切り込み深さ(300μm)で第一の切削工程、第二の切削工程を実施して、所望の先端が尖った複数の柱を形成するようにしてもよい。この変形例によれば、先端が尖った複数の柱を段階的に成形するため、該柱をより確実に形成することができる。
In the above-described embodiment, the first cutting step, which is performed along the first direction on the
2:ダイシング装置
4:切削加工手段
41:スピンドルハウジング
42:回転軸
43:切削ブレード
5:第1のフランジ部材
6:第2のフランジ部材
10:シリコン基板
10a:表面
20:保持テーブル
22:吸着チャック
30:サブストレート
90、92、94、110:切削溝
100:壁
120:柱
T:切削ブレードの厚み
H:切り刃出し量
W:切削ブレードの振動幅
2: Dicing device 4: Cutting means 41: Spindle housing 42: Rotating shaft 43: Cutting blade 5: First flange member 6: Second flange member 10:
Claims (2)
剣山を製造すべきシリコン基板を準備する被加工物準備工程と、
シリコン基板を切削する外周に切り刃を備えた円板状の切削ブレードを準備する切削ブレード準備工程と、
該切削ブレードの厚みに対する切り刃出し量のアスペクト比を30:1よりも大きくするアスペクト比設定工程と、
該切削ブレードを回転軸に装着する切削ブレード装着工程と、
該切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させてシリコン基板の表面側から切り込むと共に第一の方向に切削溝を所定のピッチで複数形成して、隣接する切削溝により該表面側に尖った先端を有する複数の壁を形成する第一の切削工程と、
切削ブレードを回転させ、切り刃の先端を該回転軸方向に微振動させて第一の方向と直交する第二の方向に所定のピッチで該複数の壁を該表面側から切削して先端が尖った複数の柱を形成して剣山とする第二の切削工程と、
から少なくとも構成される微細剣山製造方法。 A fine sword mount manufacturing method for manufacturing a fine sword mount having a plurality of pillars with pointed ends,
A workpiece preparation step for preparing a silicon substrate for manufacturing a sword mount;
A cutting blade preparation step of preparing a disc-shaped cutting blade having a cutting edge on the outer periphery for cutting a silicon substrate ;
an aspect ratio setting step of increasing the aspect ratio of the amount of cutting blade extension to the thickness of the cutting blade to be greater than 30:1;
A cutting blade mounting step of mounting the cutting blade on a rotating shaft;
The cutting blade is rotated, and the tip of the cutting edge is slightly vibrated in the direction of the rotation axis to cut from the surface side of the silicon substrate , and a plurality of cutting grooves are formed in a first direction at a predetermined pitch to form adjacent cutting grooves. a first cutting step of forming a plurality of walls having sharp tips on the surface side by
The cutting blade is rotated, and the tip of the cutting edge is slightly vibrated in the direction of the rotation axis to cut the plurality of walls from the surface side at a predetermined pitch in a second direction orthogonal to the first direction, so that the tip is a second cutting step of forming a plurality of pointed pillars to form a tsurugi mountain;
A method for manufacturing a fine kenzan, comprising at least:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018230645A JP7306818B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Fine sword blade manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018230645A JP7306818B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Fine sword blade manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020093307A JP2020093307A (en) | 2020-06-18 |
JP7306818B2 true JP7306818B2 (en) | 2023-07-11 |
Family
ID=71084231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018230645A Active JP7306818B2 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Fine sword blade manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7306818B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002336775A (en) | 2001-05-18 | 2002-11-26 | Fuji Kogyo Kk | Ultrasonic torsional vibration type blade drive unit |
JP2006123066A (en) | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Nagashima Seiko Kk | Grooving grinding method |
WO2008013282A1 (en) | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Toppan Printing Co., Ltd. | Method for producing microneedle |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6416362A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-19 | Nec Corp | Groove machining method for collection mirror |
JPH06218985A (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-09 | Rohm Co Ltd | Optical element chip and optical writing and reading device utilizing the chip |
-
2018
- 2018-12-10 JP JP2018230645A patent/JP7306818B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002336775A (en) | 2001-05-18 | 2002-11-26 | Fuji Kogyo Kk | Ultrasonic torsional vibration type blade drive unit |
JP2006123066A (en) | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Nagashima Seiko Kk | Grooving grinding method |
WO2008013282A1 (en) | 2006-07-27 | 2008-01-31 | Toppan Printing Co., Ltd. | Method for producing microneedle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020093307A (en) | 2020-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6295977B1 (en) | Method and device for simultaneously cutting off a multiplicity of wafers from a workpiece | |
JP5843155B2 (en) | Polishing brush | |
JP6521687B2 (en) | Inspection method of cutting blade | |
JP2005329536A (en) | Bevel gear cutting machine, deburring tool used for the machine, device mounted with the tool and chamfering or deburring method for bevel gear | |
US20200020823A1 (en) | Led wafer processing method | |
TWI705875B (en) | Grindstone and, method for manufacturing same | |
JP7306818B2 (en) | Fine sword blade manufacturing method | |
CN111801771B (en) | Method for slicing semiconductor single crystal ingot | |
JP2010245254A (en) | Method of processing wafer | |
JP5528202B2 (en) | Support tray | |
JP6184162B2 (en) | Cutting method | |
JP2001105330A (en) | Multiple grinding wheel and single grinding wheel disk for use in the same | |
JP2019136845A (en) | Cutting blade forming method | |
JP2011025347A (en) | Method for machining metal plate | |
JP6066591B2 (en) | Cutting method | |
JP2002307210A (en) | Single crystal diamond cutting tool and its manufacturing method | |
JP2018001319A (en) | Center and grinder | |
JP5340835B2 (en) | Mounting flange end face correction method | |
JP4218322B2 (en) | Manufacturing method of grinding tool | |
JP5448613B2 (en) | Cutting blade dressing method | |
JP2012187693A (en) | Dressing material and dressing method | |
JPH1133810A (en) | Speed crystal machining device | |
JP6925699B2 (en) | Surface grinding wheel | |
JP2007118143A (en) | Truing device and truing method | |
JP2009126006A (en) | Cutting method for workpiece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211008 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220913 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20220913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230629 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7306818 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |