TWI409118B - 具有壓制組件之鑽孔刀具 - Google Patents

Description

具有壓制組件之鑽孔刀具

本發明係關於一種鑽孔刀具，尤其關於一種具有壓制組件之鑽孔刀具，利用壓制組件來避免歪斜的切削而產生歪斜的圓柱體。

傳統的大型孔洞可以利用中空的鑽孔刀具銑切而成。這種鑽孔刀具一般是用來在牆壁上鑽洞以進行配管的工作。由於是進行牆壁的鑽洞，所以必須先在牆壁上鑽一個定位孔，以定位鑽孔刀具的進刀方向能始終垂直於牆壁面，以避免歪斜現象的產生。

當將這種鑽孔刀具使用來切削半導體晶棒時，由於沒有定位孔可以使用，使得鑽孔刀具的進刀方向會有所偏移，從而產生歪斜的現象，特別是當半導體晶棒即將被切割分成兩部分的那一瞬間，因為即將分開的兩部分的連接部分越來越少，加上鑽孔刀具切削半導體晶棒所造成的間隙，使得被切割的半導體晶棒變得更加不穩定，造成這兩部分的切斷面的品質不良。

因此，本發明之一個目的係提供一種具有壓制組件之鑽孔刀具，其能有效控制鑽孔刀具的進刀方向為一預定方向，避免歪斜的產生。當鑽孔刀具被用來切割半導體晶棒時，能使半導體晶棒及鑽孔刀具之間維持穩固而不會有晃動。而且，在半導體晶棒即將被切割分成兩部分的那一瞬間，仍不會因為即將分開的兩部分的連接部分越來越少以及鑽孔刀具切削半導體晶棒所造成的間隙而造成不穩定狀態。因此，被切割的半導體晶棒始終被維持於穩定狀態，使得這兩部分的切斷面的品質仍能維持相當良好。

為達上述目的，本發明提供一種具有壓制組件之鑽孔刀具，用以被旋轉以切割一物體而產生一圓柱體。鑽孔刀具包含一中空筒體、一刀頭以及一壓制組件。中空筒體具有一第一端及一第二端。刀頭連接至中空筒體之第一端，用以切割物體。壓制組件可活動地設置於中空筒體中，用以壓制物體，以避免圓柱體產生歪斜。

藉由本發明之上述構造，可以利用壓制組件來避免歪斜的切削而產生歪斜的圓柱體，並能在物體即將被切割成兩部分的時候(被切割的部分即將脫落但未脫落之際)，有效固定物體，以維持良好的切斷面的品質。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1顯示依據本發明之鑽孔刀具之立體圖。圖2至5顯示依據本發明第一實施例之鑽孔刀具在切割物體時之剖面圖。如圖1至5所示，本實施例之鑽孔刀具1係被安裝於一旋轉式工具機的主軸(未顯示)上，藉由工具機的主軸的旋轉，來驅動鑽孔刀具1旋轉，以切割一物體2而產生一圓柱體3。於本實施例中，圓柱體3係為所要獲得的最終產物。於其他實施例中，具有對應至圓柱體3的孔洞的物體2係為所要獲得的最終產物。不論最終產物為何，切削完成後都會產生圓柱體3。因此，本發明並不特別受到任何限制。物體2譬如是印刷電路板、半導體晶圓、玻璃基板、金屬及其合金材料、CNC銑床等加工工具、藍寶石材料等。

鑽孔刀具1包含一中空筒體10、一刀頭20以及一壓制組件30。中空筒體10具有一第一端11及一第二端12。刀頭20連接至中空筒體10之第一端11，用以切割物體2，或者，刀頭20可以是由中空筒體10之第一端11所形成，於此不對刀頭20作特別的限制。刀頭20可以具有單刃或多刃。壓制組件30係可活動地設置於中空筒體10中，用以與一下墊5共同壓制物體2，以避免圓柱體3產生歪斜。此外，可以提供一個側向固定機構6以固定物體2，維持其在被切割期間之穩定性。

壓制組件30可以於切削幾乎一開始時就保持與物體2接觸。或者，壓制組件30可在開始切削時先不與物體2接觸，如圖2所示，然後於切削進行一部分後再與物體2接觸，也就是於一切槽4到達一定深度後再與物體2接觸，如圖3所示。當壓制組件30與物體2接觸固定時，壓制組件30需可與刀頭20相對旋轉。當切槽4將要貫通物體2但未貫通物體2時，由於本發明之設計，被切割的物體2仍能被維持於穩定狀態，使得切斷面的品質仍能維持相當良好。當切槽4貫通物體2時，即可產生圓柱體3，如圖5所示。

壓制組件30包含一壓制元件32以及一施力元件34。壓制元件32直接接觸物體2，並可與刀頭20相對旋轉。壓制元件32包含一高摩擦材料層32A及一主結構層32B。高摩擦材料層32A也可以是由軟性物質所製成，實質上產生『夾持』的效果。高摩擦材料層32A直接接觸物體2，高摩擦材料層32A裝設於主結構層32B上。主結構層32B直接接觸施力元件34。施力元件34連接中空筒體10及壓制元件32，用以提供一彈力來壓制物體2。物體2的另一側可與下墊5接觸，藉由下墊5及高摩擦材料層32A可以穩定地夾持所切割出來的圓柱體3，以避免圓柱體3產生晃動及歪斜的現象。高摩擦材料層32A主要是提供抓得住物體2的功能。因此，高摩擦材料層32A也不受限於平面式的結構，利用多個類似爪釘的結構(譬如三爪結構)亦可當作高摩擦材料層32A來使用。三爪(多爪)結構可以與物體2呈現高摩擦狀態接觸、軟性狀態接觸或甚至是剛性狀態接觸，甚至更可嵌入物體2的孔洞中以提供更好的夾持效果。

此外，鑽孔刀具1可以更包含一中空桿體40，其連接至中空筒體10之第二端12，中空桿體40之一容室45與中空筒體10之一容室15連通。於本實施例中，中空桿體40係與中空筒體10一體成型。然而，中空桿體40亦可以與中空筒體10分開形成而後藉由嵌套、螺絲、焊接、黏接等方式而連接在一起。於此例子中，壓制組件30可以更包含一軸體36。軸體36連接至壓制元件32，並與中空桿體40配合而能於中空桿體40中滑動及轉動。於例子中，施力元件34係為一螺旋彈簧，且軸體36貫穿螺旋彈簧。於其他例子中，施力元件34係為一油壓缸或一氣壓缸。

圖6顯示依據本發明第二實施例之鑽孔刀具1'在切割物體時之剖面圖。如圖6所示，本實施例係類似於第一實施例，不同之處在於使用軸承來達成平順滑動及旋轉的效果。如圖6所示，壓制組件30'包含壓制元件32、施力元件34、軸體36及一軸承組38。壓制元件32直接接觸物體2，並可與刀頭20相對旋轉。包含多個軸承之軸承組38安裝於中空桿體40中。軸體36連接至壓制元件32，並與軸承組38配合而能於中空桿體40中滑動及轉動。施力元件34連接中空筒體10及壓制元件32，用以提供彈力來壓制物體2。

本發明之鑽孔刀具可以應用於印刷電路板、半導體晶圓、玻璃基板、金屬及其合金材料、CNC銑床等加工工具、藍寶石材料等。以藍寶石材料之應用而言，可以依據客戶的需求訂製各種尺寸的鑽孔刀具，譬如是2、4、6、8吋等。藍寶石材料可以應用在LED、光學元件等上，且目前有越來越高的需求。因此，本發明可以為此產業提供良好的解決方案，使切割下來的圓柱體沒有因為定位不良以及切削間隙而產生的晃動造成歪斜的現象產生，以方便圓柱體能再被作進一步切片以得到超薄的半導體晶圓。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。

1/1'．．．鑽孔刀具

2．．．物體

3．．．圓柱體

4．．．切槽

5．．．下墊

6．．．側向固定機構

10．．．中空筒體

11．．．第一端

12．．．第二端

15．．．容室

20．．．刀頭

30/30'．．．壓制組件

32．．．壓制元件

32A．．．高摩擦材料層

32B．．．主結構層

34．．．施力元件

36．．．軸體

38．．．軸承組

40．．．中空桿體

45．．．容室

圖1顯示依據本發明之鑽孔刀具之立體圖。

圖2至5顯示依據本發明第一實施例之鑽孔刀具在切割物體時之剖面圖。

圖6顯示依據本發明第二實施例之鑽孔刀具在切割物體時之剖面圖。

1．．．鑽孔刀具

2．．．物體

4．．．切槽

5．．．下墊

6．．．側向固定機構

10．．．中空筒體

11．．．第一端

12．．．第二端

15．．．容室

20．．．刀頭

30．．．壓制組件

32．．．壓制元件

32A．．．高摩擦材料層

32B．．．主結構層

34．．．施力元件

36．．．軸體

40．．．中空桿體

45．．．容室

Claims (5)

1. 一種具有壓制組件之鑽孔刀具，用以被旋轉以切割一物體而產生一圓柱體，該鑽孔刀具包含：一中空筒體，具有一第一端及一第二端；一刀頭，連接至該中空筒體之該第一端，用以切割該物體；以及一壓制組件，可活動地設置於該中空筒體中，用以壓制該物體，以避免該圓柱體產生歪斜，其中該壓制組件包含：一壓制元件，直接接觸該物體，並可與該刀頭相對旋轉；以及一施力元件，連接該中空筒體及該壓制元件，用以提供一彈力來壓制該物體；且其中該壓制元件包含：一高摩擦材料層，直接接觸該物體；以及一主結構層，直接接觸該施力元件，其中該高摩擦材料層裝設於該主結構層上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鑽孔刀具，其中該施力元件係為一油壓缸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鑽孔刀具，其中該施力元件係為一螺旋彈簧。
4. 一種具有壓制組件之鑽孔刀具，用以被旋轉以切割一物體而產生一圓柱體，該鑽孔刀具包含：一中空筒體，具有一第一端及一第二端；一刀頭，連接至該中空筒體之該第一端，用以切割 該物體；一壓制組件，可活動地設置於該中空筒體中，用以壓制該物體，以避免該圓柱體產生歪斜；以及一中空桿體，連接至該中空筒體之該第二端，該中空桿體之一容室與該中空筒體之一容室連通，其中該壓制組件包含：一壓制元件，直接接觸該物體，並可與該刀頭相對旋轉；一軸體，連接至該壓制元件，並與該中空桿體配合而能於該中空桿體中滑動及轉動；以及一施力元件，連接該中空筒體及該壓制元件，用以提供一彈力來壓制該物體；且其中該壓制元件包含：一高摩擦材料層，直接接觸該物體；以及一主結構層，直接接觸該施力元件，其中該高摩擦材料層裝設於該主結構層上。
5. 一種具有壓制組件之鑽孔刀具，用以被旋轉以切割一物體而產生一圓柱體，該鑽孔刀具包含：一中空筒體，具有一第一端及一第二端；一刀頭，連接至該中空筒體之該第一端，用以切割該物體；一壓制組件，可活動地設置於該中空筒體中，用以壓制該物體，以避免該圓柱體產生歪斜；以及一中空桿體，連接至該中空筒體之該第二端，該中空桿體之一容室與該中空筒體之一容室連通， 其中該壓制組件包含：一壓制元件，直接接觸該物體，並可與該刀頭相對旋轉；一軸承組，安裝於該中空桿體中；一軸體，連接至該壓制元件，並與該軸承組配合而能於該中空桿體中滑動及轉動；以及一施力元件，連接該中空筒體及該壓制元件，用以提供一彈力來壓制該物體；且其中該壓制元件包含：一高摩擦材料層，直接接觸該物體；以及一主結構層，直接接觸該施力元件，其中該高摩擦材料層裝設於該主結構層上。