TW201722588A - 鑽石鋸線之磨粒的固定方法 - Google Patents

Abstract

一種鑽石鋸線之磨粒的固定方法，係先令磨粒表面形成一可熔融或可光或熱固化的導電表面層後，透過電性或磁性方式，讓磨粒能夠被均勻的吸附在線芯表面上，然後施以短時間的加熱熔焊、或光(或熱)固化方式，令磨粒以較好的附著力道暫時性的固定在線芯上，最後再施以電鍍披覆，讓磨粒以更高的附著力永久性的完全固定在線芯上，進而完成鑽石鋸線的製作。故透過上述加熱熔焊或光固化的步驟，提高在電鍍披覆作業時，磨粒在線芯上的附著力道，令電鍍披覆過程中可以大幅減少或甚至避免磨粒脫落的發生，進而使能提升產速而在更短時程內製作出具有高固著力、明顯凸出與具排屑空間之磨粒的鑽石鋸線。

Description

鑽石鋸線之磨粒的固定方法

本發明所涉及的是超硬磨粒固定在線芯上的方法，係先令磨粒表面進行導電表面層的形成後，該磨粒可以透過電性或磁性讓磨粒附著在線芯上後，再以短時間加熱熔焊或以光或熱固化而讓磨粒具有較高附著力的暫時性固定在線芯上，使得能以較高產速進行電鍍披覆作業，而完成磨粒明顯凸出、磨料間保有排屑空間之鑽石線的製作。

在整個半導體矽晶圓加工過程中，從最初的長晶、至切片、研磨、拋光、清洗等等步驟，主要在晶片的切割上，對相對製程的成本與品質佔有絕對重要的關鍵因素點，最主要在晶棒要切割成晶圓的過成中，第一就決定了產出晶圓的數量，直接影響到半導體後段製程晶片的產出量，因此目前透過鑽石鋸線的切割技術，已經能夠達到目前工業使用上所需，線鋸切割方式其應用成本較為低廉，並且不像內圓鋸一樣要顧及圓鋸片的半徑及晶圓的直徑等因素，另可使晶圓之切口損失達到最小，最短的鋸切時間並且鋸切完成的加工表面也較它種鋸切方式有較好的加工品質。

所謂鑽石鋸線是將超硬磨粒附著固定在一條鋼材的線芯表面上而形成者，該將磨粒固定在線芯的結合技術手法，是利用金屬結合劑或樹脂結合劑等等製成鑽石鋸線，並依使用的結合劑、以及製成方式的不同，大約可分為透過燒結、電鍍、或硬焊等方法，將超硬磨粒固定在線芯 上，其中：該樹脂燒結而成的鑽石鋸線如圖1所示，其優點是製造成本低、生產速度快、且可以縮小線徑增加取材率，但是其磨粒2附著在線芯1上的強度太小、容易剝離脫落，即使在樹脂層3的結合劑中添加入銅金屬，雖可相對降低其鑽石磨耗情形發生、或加入碳化矽創作空隙而利於鋸切的排屑，但是不管添加何種添加物進入樹脂結合劑中對超硬磨粒的附著力改善仍舊有限，一但把鋸線的加工速率提高之後，超硬磨粒鑽石脫落的程度依舊隨之明顯突出；同時樹脂燒結的形成方式，是以磨粒與塗佈層材料混合後，再進行整體塗層批覆，磨粒分散於塗佈層中，磨粒大多是超過四分之三的體積，會埋入樹脂層中，且磨粒與磨粒之間，存在連續樹脂層，無法產生有效排屑空間，進而影響了鋸切的銳利度、鋸切的速度與鋸切的效果。

另，透過電鍍手法製成的鑽石鋸線如圖2所示，其讓超硬磨粒2固定在線芯1上的方法，是將含有鎳的電鍍液中放入超硬磨粒，利用電鍍的方式將鎳鍍在該線芯表面的同時，也令該等超硬磨粒被吸附在線芯表面上、並持續以電鍍包覆方式產生電鍍披覆4，進而達成磨粒固定的作用，該磨粒是粒粒分明、明顯凸出於線芯表面電鍍層，且很小的表面金屬鍍層厚度，令磨粒和線芯的接合力，就足以應付大多數的切割應用，同時磨粒之間具有充分足夠的排屑空間，磨粒可以充分表現凸點切割特性，切割效率、切割壽命可大幅提升，雖然較樹脂燒結法為佳，但在磨粒初期短暫分布附著在線芯上時，其附著力極弱，任何的流體或固體的碰觸，都有可能改變磨粒的分布或附著，但是電鍍過程免不了要有流體和機械式碰觸，所 以只能降低產速，讓磨粒與母線載體有足夠的結合牢固時間，再進入後續補度強化電鍍，因此電鍍速度慢而必需花費較長的時間、以及較高的生產成本等缺點。

再者，硬焊是以熔融的特殊鎳合金為結合劑和超硬磨粒加以銲接而成的，其中鎳合金中含有鉻，由於鉻原子會和磨粒表面的碳形成碳化鉻，使得鎳合金與磨粒之間的介面能降低，讓磨粒被抓持的力量很大而不易脫落，但其製程因需經過一段時間的高溫硬焊(硬銲溫度約1050℃、持溫約10~30分鐘)，才能將磨粒固定在線芯上，但卻也容易造成鋼材線芯發生變質、脆化，進而減低其剛性甚至造成線芯的斷裂，同時其加工的步驟大多都是先將磨粒硬焊於套筒上再焊接於線芯上，因此對於縮小硬焊鑽石鋸線的線徑不易達成。

復，亦有將有機樹酯層改為直接塗佈軟性金屬層，再以直接熔焊固定磨粒，惟超硬磨粒仍然埋沒入連續塗層中、或磨粒與磨粒無明顯排屑空間，且塗覆層與線芯底材全部接觸面為低熔點、或軟性金屬，接合特性小於耐磨金屬層也是一項重大的缺點。

其次，尚有直接於線芯表面鍍覆一層軟性金屬層，再將磨粒壓入該金屬層中，如鍍覆層厚度與磨粒粒徑相近，則與超硬磨粒樹酯切割線有磨粒埋入連續塗覆層相同的缺失，如鍍覆層厚度不足，則因為磨粒屬細微顆粒，因實際尺寸差異，在壓合過程中，容易發生磨粒與批覆層接合不均或不良的現象。

緣是，為了改善前述已知將磨粒固定在線芯上的不同方法， 各有其易脫落與排屑空間少、或製程耗費時間、或線芯易受焊固磨粒的高溫而脆化等缺失之問題，本發明即提供一種令表面先行形成一導電表面層的磨粒，以電性或磁性手法使其附著在線芯上後，再施以短時間的加熱或光照，讓磨粒熔焊或固化而暫時性的固定在線芯上，藉此製程所得之磨粒產生之較大的暫時性附著力，讓後續電鍍披覆作業執行過程中，可以大幅降低或甚至避免因電鍍液或機械導送機構的阻力，所造成之磨粒脫落現象的發生，進而使能提昇電鍍披覆作業的產速，而產生出品質與性能優異的鑽石鋸線。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：將超硬磨粒透過電鍍披覆使其固定在線芯上，其方法：是先令超硬磨粒表面形成一導電表面層，而透過電性或磁性令磨粒吸附在線芯上，復令磨粒的導電表面層與線芯之間進行暫時性結合，最後施以電鍍披覆固定住磨粒。

上述方案中，磨粒的導電表面層可為銅、銀、錫、鈀、鎳、或低熔點金屬的可被熔焊的表面層，使施以短時間加熱熔焊而令磨粒與線芯之間暫時性的結合在一起。

上述方案中，磨粒的表面層為具導電性的可光或熱固化的表面層，使施以光或熱產生固化反應而令磨粒與線芯之間暫時性的結合在一起。

是以，透過上述本發明的磨粒表面形成的具熔焊性或可光(或熱)固化性的導電表面層，讓磨粒透過電性或磁性手法而吸附在線芯上後，再施以短時間的加熱或光照，令磨粒暫時性的固定在線芯上後，再透過電鍍披覆手法而使磨粒永久性的固定在線芯上，讓電鍍披覆作業過程 中，電鍍液或導送機構讓磨粒脫落的阻力之影響，降至最低、或甚至可以避免，進而可讓電鍍披覆作業的時程能夠縮短、並提高磨粒的附著率。

1‧‧‧線芯

2‧‧‧磨粒

21‧‧‧導電表面層

4‧‧‧電鍍披覆

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是習知樹脂燒結固定磨粒而製成的鑽石鋸線構造示意圖。

圖2是習知電鍍固定磨粒而製成的鑽石鋸線構造示意圖。

圖3是本發明的固定磨粒在線芯上的方法示意圖。

請參閱圖3所示，本發明是鑽石鋸線之超硬磨粒固定在線芯上的製造方法，其方法是：先令磨粒2的表面進行一具有導電性的導電表面層21的形成，而該導電表面層21可為銅、銀、錫、鈀、鎳、或低熔點金屬而可進行加熱的熔焊的一表面層、亦或是為具導電性而能施以光照或加熱而使固化的一表面層。

復，透過電性或磁性的手法，讓磨粒2可以均勻分佈的吸附在線芯1表面上後，再施以短時間的加熱，讓磨粒2的導電表面層21熔焊在線芯1上，或施以光或熱讓導電表面層21可以固化與線芯1結合，即令磨粒2與線芯1之間產生具有足夠後續作業之附著力的暫時性的結合。

進而，再進行電鍍披覆4的作業，讓磨粒2永久性的固定在線芯1上，而完成鑽石鋸線製作的作業。

因此，透過上述本發明之先令磨粒2表面形成一導電表面層21，除了讓磨粒得以吸附在線芯1上外，更提供可與線芯1之間進行暫時性的結合作用，且該結合磨粒2與線芯1之一的熔焊方式，由於加熱時間短， 所以不會對線芯1造成脆化或變質的影響，亦或結合磨粒2與線芯1之二的光固化方式，同樣也不會對線芯1材質有任何不良影響，不但可以保持線芯原本優異的強度以外，更提供磨粒2以較好的附著力，暫時性的固定在線芯1上，目的是讓後續的電鍍披覆4作業過程中，令暫時附著有磨粒2的線芯1，在電鍍液內移送過程中的流體阻力作用、以及機械機構導送過程中的機械阻力作用，都可以透過前述磨粒2以熱熔焊、或光(或熱)固化方式所得到的較強附著力道，令磨粒2不易發生脫落、或甚至避免脫落，讓磨粒2在線芯1可以保持均勻的分佈、以及令電鍍披覆作業的產速可以大幅提升、進而增加產能，最後製成具高附著力且明顯凸出磨粒2、以及磨粒2與磨粒2之間具有充足排屑空間的鑽石鋸線。

1‧‧‧線芯

2‧‧‧磨粒

21‧‧‧導電表面層

4‧‧‧電鍍披覆

Claims (3)

1. 一種鑽石鋸線之磨粒的固定方法，是將超硬磨粒透過電鍍披覆而使其固定在線芯上，其方法為：先令磨粒表面形成一導電表面層，使透過電性或磁性而使磨粒吸附在線芯上，再令磨粒的導電表面層與線芯進行暫時性結合，最後再施以電鍍披覆固定住磨粒。
2. 依請求項1所述的鑽石鋸線之磨粒的固定方法，其中磨粒的導電表面層可為銅、銀、錫、鈀、鎳、或低熔點金屬，使施以短時間的加熱熔焊而令磨粒與線芯之間暫時性的結合在一起。
3. 依請求項1所述的鑽石鋸線之磨粒的固定方法，其中磨粒的導電表面層可為具導電性之導電UV膠、導電銀膠，使施以光或熱的照射產生固化反應，而令磨粒與線芯之間暫時性的結合在一起。