JPS59179308A

JPS59179308A - 高精度切断機

Info

Publication number: JPS59179308A
Application number: JP58056183A
Authority: JP
Inventors: 曽川　健一
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1984-10-11
Also published as: JPS6347566B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は外周切断機、内周切断機あるいはバンドソーマ
シンなどの高精度切断機の改良に関する。

外周切断機、例えばダイシングマシンは円板状のブレー
ド本体の外周に、例えばダイヤモンド粉末をメタルがン
ド、レジン？ンド、セラミック？ンドなどによυ固めた
刃を例えばろう付などにより取付けた切断ブレードを回
転させて、セラミックや半導体ウェハを切断するもので
あシ、高度の切断精度と切削ロスの少ないことが要求さ
れる。したがって、回転軸にフランジを取付け、このフ
ランジでブレード本体の中心部を保持することによシブ
レード本体の振動を防止して切断精度を確保している。

この７ランジは直径が小さすぎると切断時に発生する振
動（いわゆるビビリ）によって切断精度が低下するので
、従来フランジとしては刃のごく近傍にまで達する直径
の大きいものが使用されていた。

しかし、フランジの直径が太きすぎると深く切断するこ
とができないため被切断物の厚みが限定されてしまうと
いう欠点がある。

また、バンドソーマシンは水平面内を回転する無端ベル
ト状のソ一本体の下部周縁に例えばダイヤモンド粉末を
例えばメタルデンドにょシ固めた刃を例えばろう付など
により取付けたバンドソーを下降させて、ダイシングマ
シンでは切断できないような大型ブロック状のガラス、
セラミックなどをスライスするものである。このパント
ン−マシンには切断作業箇所でソ一本体を平板状に保つ
ために被切断物の両側方の所定位置にソ一本体を両側面
から押えるセリといわれる複数対の押え治具が設けられ
ている。

従来、バンドソーマシンにおいては要求される切断精度
に応じて押え治具としてカービンなどの比軟的軟質の材
料が使用されたり、タングステンＷなどの超硬釜属が使
用でれていた。しかし、カービンなどの軟質材料は磨耗
が激しく、短期間で切断精度が低下し、被切断物にソリ
等が生じるという欠点がある。一方、Ｗなどの超硬金属
はソ一本体に大きなダメージを与え、やはシ切断梢度を
維持できないうえにパントン−の寿命が短かくなるとい
う欠点がある。

また、ドーナツ状のブレード本体の内周に例えばダイヤ
モンド粉末を主成分とする刃を取付けた切断ブレードを
回転させて被切断物を切断する内周切断機においても切
断精度を高くすることが要望されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、切断深
さが深く、シかも切断精度の高い外周切断機あるいは高
い切断精度を長期間維持し得るバンドソーマシン、内周
切断機のような高精度切断機を提供しようとするもので
るる。

前述したダイシングマシンにおいては、フランジと刃と
の間の所定位置に、一定の切断深さを確保できるように
ブレード本体の両側面近接して押え治具を設ければ、フ
ランジが小さくとも切断深さを大きくでき、かつ切断深
さの低下を防止することができると考えられる。

また、内周切断機についても切断ブレード本体の両側面
に近接して押え治具を設ければ、切断ブレード本体の振
動を防止することができるので、切断精度を高くするこ
とができると考えられる。

こうした押え治具としては従来、バンドソーマシンの押
え治具として用いられているカーボンやタングステンを
用いることが考えられるが、やはシカ−ボンは耐磨耗性
の点で、タングステンはブレード本体に損傷を与えるこ
とからそれぞれ問題がある。

そこで、ダイシングマシン、内周切断機あるいはバンド
ソーマシンについて押え治具として多結晶アルミナを用
いること全検討したが、多結晶アルミナは磨耗し易いた
めやはり切断精度を長時間維持することができなかった
。

本発明者は種々の材質について更に検討を重ねた結果、
本発明ｆｃ＆すに至った。すなわち、本発明の高精度切
断機は薄板状の切断工具の両側面に近接してサファイア
単結晶からなる押え治具を設けたことを特徴とするもの
である。

押え治具を構成するサファイア単結晶はそれ自体耐磨耗
性でめシ、しかも切断工具本体を構成する金属等との接
触抵抗が小さいので高い切断精度を長期間維持すること
ができる。

上記サファイア単結晶としては例えばバグダサロフ法に
よシ得られるものが用いられる。このバグダサロフ法は
例えばモリブデン製の母型５− 容器内に高純度アルミナ原料を入れ、真空中でまずその
先端側を溶融させ、この先端側にサファイア種結晶を接
触させた後、母型容器を水平移動して先端側から順次結
晶化するものである。

このバグダサロ７法によシ得られるサファイア単結晶は
格子欠陥、脈理、残留歪、気泡、不純物などの極めて少
ないものである。こうしたサファイア単結晶からくシ抜
き、切断、研削、研磨などの加工工程を経て製造される
円柱状、角柱状、あるいは球面を有する形状の押え治具
は極めて耐磨耗性が良好である。

また、押え治具を構成するサファイア単結晶のａ−面を
切断工具本体に対向させ、ａ軸を押え治具近傍における
切断工具本体の運動方向と略平行となるように結晶方位
を規定すれば、結晶学的に磨耗性のａ軸が切断工具本体
の側面と垂直になｐ、また同様に磨耗性のａ軸が切断工
具本体の運動方向と平行となっているので耐磨耗性をよ
シ一層向上することができる。

６− この際、上記バグダサロフ法では任意の結晶方位を有す
るサファイア単結晶を得ることができるので、押え治具
に用いた際の結晶方位を規定するために余分な加工工程
が不要となるので、この点からも有利である。

なお、特性は若干劣るものの従来から知られているベル
ヌーイ法等で製造されるサファイア単結晶を用いてもよ
い。

以下、本発明の実施例を第１図及び第２図全参照して説
明する。

第：１図中１はダイシングマシンの回転軸であり、この
回転軸１には金属製のブレード本体２が軸着されている
。このブレード本体２の外周には例えばダイヤモンド粉
末を例えばメタルボンドした刃３が取付けられ、切断グ
レードを構成している。また、ブレード本体２は回転軸
に軸着された２枚のフランジ４．４によって両側面から
挾持されている。また、ブレード本体２の両側面には上
方から押え治具支持板５，５が配設されておシ、これら
の先端にはブレード本体２の両側面と２〜５μｍの間隙
をもって近接するように円柱状押え治具６，６が取付け
られている。

これら円柱状押え治具６，６は第２図に示す如く、パグ
ダサロ７法により製造された上面がａ面、側面が０面の
母型サファイア単結晶１１から円柱状結晶１２をくり抜
き、加工することによって得られたものである。

また、これら円柱状押え治具６，６はこれらを構成する
サファイア単結晶のａ−面がブレード本体２に対向し、
Ｃ軸が押え治具６，６近傍におけるブレード本体２の運
動方向（回転方向）と略平行となるように取付けられて
いる。これら押え治具６，６によってブレード本体２の
振動（ビビリ）全防止するとともに所定の切断深さを確
保できるようになっている。更に、ブレード本体２の下
方には被切断物を載置するだめのガラス製接着台７が配
設されている。

しかして、上記ダイシングマシンによれば、押え治具６
，６として格子欠陥、脈理等の極めて少なく、金属との
接触抵抗の小さいサファイア単結晶を用い、その結晶方
位も規定しているので、押え治具６，６自体の磨耗及び
ブレード本体２に損傷を与えるのを防止することができ
る。したがって、動力又はダイシング時の衝撃によって
発生するグレード本体２の振動（ビビリ）を有効に防止
することができ、長期間高い切断精度を維持することが
できる。また、刃３の最低位置から押え治具６，６の高
さまでの間に所定の距離を確保することができるので、
従来の直径の大きいフランジを用いた場合よりも切断深
さを深くすることができる。

事実、上記ダイシングマシンを用い、接着台７上にａ面
、ｍ面、０面及びｒ面をそれぞれ上面とする厚さ０５調
の４つのサファイア単結晶８、・・・を載置し、これら
についてそれぞれ、１鰭×１間角に縦横にダイシングし
たところ、いずれの方向においてもチッピングは発生し
なかった。

なお、押え治具６，６を備えていない従来の９− ダイシングマシンを用い、上述した４つのサファイア単
結晶８・・・について同様に縦横にダイシングしだ場合
には、縦横方向ともにチッピングが発生した。特に、結
晶学的にもチッピングが発生し易いａ軸又はａ軸射影方
向と平行なダイシングでは大きなチッピングが多数発生
した。

なお、本発明はバンドソーマシンにも同様に適用するこ
とができる。バンドソーマシンに適用した場合について
第３図を参照して説明する。

第３図中２１は無端ベルト状のバンドソ一本体であシ、
水平面内を左回シに回転するようになっている。このソ
一本体２１の下部周縁は鋸状に成形されておシ、その突
起部には例えばダイヤモンド粉末を例えばメタルプント
しり多数の刃２２・・・が取付けられ、バンドソーを構
成している。また、バンドソーマシンの切断作業箇所に
はソ一本体２１０両側面を所定圧離隔てた２箇所で挾む
ように２対の押え治具支持板２３・・・が上方から配設
されている。前記２箇所間の距離は被切断物の幅に応じ
て押え治具支持板１０− ２３・・・にはそれぞれ４個の角柱状押え治具２４・・
・が取付けられておシ、前記２箇所間でソ一本体２１が
平板状でゆがみがないようにダイヤルデージなどで調整
された状態で、合計８対１６個の角柱状押え治具２４・
・・によって押えられている。

これら角柱状押え治具２４・・・は上記実施例と同様に
バグダサロフ法によシ製造された第２図図示の母型サフ
ァイア単結晶１１から角柱状結晶１３・・・をくり抜き
、加工することによって得られたものである。

また、これら角柱状押え治具２４・・・はこれらを構成
するサファイア単結晶のａ−面がソ一本体２１の両側面
に対向し、Ｃ軸が押え治具２４・・・近傍におけるソ一
本体２１の運動方向と略平行となるように取付けられて
いる。更に、バンドソーマシンの切断作業箇所にはソ一
本体２ノ下方の位置に鉄製接着台２にが配設されている
。この鉄製接着台２５上にはガラス製接着台２６が載置
されており、このガラス製接着台２６上に被切断物が載
置されるようになっている。

しかして、上記パントン−マシンによれば上記実施例と
同様角柱状押え治具２４・・・がサファイア単結晶によ
多構成されているので、それ自体耐磨耗性であシ、シか
もソ一本体２ノに損傷を与えない。したがって、高い切
断精度を長期間維持することができる。

事実、上記パントン−マシンを用い、ガラス製接着台２
６上に１５０ｍｎ’のブロック状の石英ガラス２７を載
置し、バンドソーを回転させながら下降させて、３■厚
さにスライスしたところ、スライスされた石英ガラス板
はソリがほとんどなく、フチカケも発生しなかった。

なお、押え治具としてカーボンを用いた従来のパントン
−マシンでは短期間の使用でスライスされるガラス板の
ソリが大きくなシ、フチカケなどが少なからず発生して
いた。

以上、ダイシングマシンあるいはバントソーマシンにつ
いてそれぞれ説明したが、内周切断機についてもサファ
イア単結晶製の押え治具を用いれば、高い切断精度を長
期間維持できることが確かめられた。

また、上記実施例で用いたサファイア単結晶以外に窒化
硅素、窒化ホウ素を用いた場合、サファイア単結晶に比
べ幾分劣るが十分使用に耐えるものであった。

以上詳述した如く本発明によれば、高い切断精度を長期
間維持し得る高精度切断機を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるダイシングマシンの正
面図、第２図はサファイア単結晶の斜視図、第３図は本
発明の他の実施例におけるバンドソーマシンの正面図で
ある。１・・・回転軸、２・・・ブレード本体、３・・・刃、
４・・・フランジ、５・・・押え治具支持板、６・・・
円柱状押え治具、７・・・ガラス製接着台、８・・・サ
ファイア単結晶、１１・・・母型サファイア単結晶、１
２・・・円柱状結晶、１３・・・角柱状結晶、２１・・
・バンドソ一本体、２２・・・刃、２３・・・押え治具
支持板、１３− ２４・・・角柱状押え治具、２５・・・鉄製接着台、２
６・・・ガラス製接着台、２７・・・石英ガラス。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１４−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　薄板状の切断工具の両側面に近接してサファ
イア単結晶からなる押え治具を設けたことを特徴とする
高精度切断機。
（２）　　サファイア単結晶からなる押え治具を、サフ
ァイア単結晶のａ−而が切断工具の両側面に対向し、Ｃ
軸が押え治具近傍における切断工具の運動方行と略平行
となるように配置したことを特徴とする請求度切断機。