TWI508803B - 切削刀具的製造方法 - Google Patents

Description

切削刀具的製造方法

本發明乃是關於一種切削刀具的製造方法，特別是指一種用以切削半導體產品的刀具的製造方法。

在半導體的製造過程中，包括切割積體電路(IC)或大型積體電路(LSI)等的矽晶圓或一些基板的過程，將形成有IC或LSI等之矽晶圓或樹脂基板、玻璃板等切斷。此道製程通常需要利用切割機的切削裝置。切削裝置具有一心軸，心軸固定一切削刀具以20000 RMP以上的高速轉動。切削刀具的表面通常鋪有微細粉末。

切削刀具的尺寸要求非常高，其精密度的要求至少包括軸孔的真圓度、兩側面的平行度、以及軸孔的內壁與側面的垂直度，都需要小於5微米(μm)。一般製造切削刀具的方法通常是以車床去切削鋁材，然而許多因素都可能影響上述的精密度，例如，鋁材的材質、切削時的高溫、換面切削…等，都容易影響上述的精密度。若是切削後的軸孔未達到精密度，還需要研磨。此外，切削步驟的順序與多寡，也會影響產品的精密度，以及產率。

本發明所要解決的技術問題，在於提供一種切削刀具的製造方法，以符合切削刀具在高速轉速需要的高度精準尺寸。

為了解決上述技術問題，根據本發明之其中一種方案，提供一種切削刀具的製造方法，包括步驟：提供一圓片形的鋁材基板，該鋁材基板具有大體平行且相對 的第一側面及第二側面；以一第一治具夾持該鋁材基板的外緣，並使該第一側面背向該第一治具；形成一貫穿該鋁材基板的中心的軸孔；車削該鋁材基板的第一側面以形成一第一基準面；轉換該鋁材基板的方向，使用上述第一治具夾持該鋁材基板的邊緣，使該第一基準面朝向該第一治具，該第二側面朝外；精削該鋁材基板的該第二側面以形成一第二基準面，並形成由該第二基準面局部向下凹陷的第二圓環部，該第二圓環部與上述軸孔呈同心圓且由延伸至上述軸孔的邊緣；由上述第一治具卸下該鋁材基板，並提供一第二治具，以撐開的方式固持上述鋁材基板的軸孔；翻轉上述鋁材基板，使上述第二基準面朝向該第二治具，該第一基準面朝外；車削該鋁材基板的該第一基準面以形成一第一圓環部；由上述第一基準面形成一刃部，該刃部與上述第一圓環部之間具有一隔開部，藉此形成一刀具粗胚；以及精削調整該第二基準面與該上述隔開部的外表面，以符合所要的厚度。

本發明在製造過程中，利用不同治具以確保軸孔與第一及第二圓環部的真圓度，也確保第一側面及第二側面之間的平行度。藉此得以較少的步驟完成高度精準尺寸的切削刀具。

為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

1‧‧‧圓柱形鋁柱

10‧‧‧鋁材基板

10H‧‧‧軸孔

11S‧‧‧第一基準面

11‧‧‧第一側面

111‧‧‧第一內導角

112‧‧‧外導角

113‧‧‧第一圓環部

115‧‧‧隔開部

12‧‧‧第二側面

12S‧‧‧第二基準面

121‧‧‧第二內導角

123‧‧‧第二圓環部

13‧‧‧刃部

132‧‧‧環狀夾持部

134‧‧‧環狀斜面部

T1‧‧‧第一治具

T2‧‧‧第二治具

W、W’‧‧‧內壁面

D1‧‧‧鑽刀

N1、N3‧‧‧車刀

圖1，為本發明之切削刀具的製造方法形成鋁材基板的示意圖。

圖2，為本發明配合第一治具形成一軸孔的示意圖。

圖3，為本發明配合第一治具形成第一基準面的示意圖。

圖4，為本發明配合第一治具翻轉鋁板基板的示意圖。

圖5，為本發明配合第一治具形成第二基準面並精修軸孔的示意圖。

圖6，為本發明配合第二治具並翻轉鋁基板的示意圖。

圖7，為本發明配合第二治具車削第一圓環部的示意圖。

圖8，為本發明配合第二治具形成刀刃的示意圖。

圖9，為本發明精削鋁材基板以完成切削刀具的示意圖。

請參考圖1，為本發明之切削刀具的製造方法形成鋁材基板的示意圖。本發明之切削刀具的製造方法，包括至少下列的步驟：首先，提供多片圓片形的鋁材基板10，每一該圓片形的鋁材基板10具有大體平行且相對的第一側面11及第二側面12。本實施例可以是以切割的方式切割一經過熱處理的圓柱形鋁柱1，以形成上述鋁材基板10，此種速度較快。本實施例的鋁材基板10的直徑略大於所要的切削刀具的外徑。為避免切割過程累積熱應力在鋁材基板10，鋁材基板10較佳的可以置放一段時間以釋放熱應力，使材質穩定。

本發明的特點之一在於只利用車床以車削製造上述切削刀具，不需要後續研磨…等其他製程。以下就描述本發明車削鋁材基板10成為切削刀具的步驟。

如圖2所示，以一第一治具T1夾持該鋁材基板10的外緣，並使該第一側面11背向該第一治具T1，或者可令背向第一治具T1的方向為外側。本發明的第一治具T1較佳為一迴轉型油壓夾 頭，以向內夾緊的方式夾持鋁材基板10。夾頭(chuck)意指以類似爪子的組件抓住工件。然後，形成一貫穿該鋁材基板10中心的軸孔10H，軸孔10H具有一內壁面W。本實施例可以是以鑽刀D1以鑽設上述軸孔10H。為避免鑽孔過程累積熱應力，在鑽孔後，較佳的可以置放一段時間以釋放熱應力。

如圖3所示，以一車刀N1車削該鋁材基板10的第一側面11以形成一第一基準面11S。其中車削該第一基準面11S的過程，包括在第一側面11形成第一內導角111於該軸孔10H的周圍及一外導角112於該鋁材基板10的周圍。

如圖4所示，轉換該鋁材基板10的方向，繼續使用上述第一治具T1夾持該鋁材基板10，使上述第一基準面11S朝向該第一治具T2，亦即使第二側面12朝外。

如圖5所示，精削該鋁材基板10的該第二側面12以形成第二基準面12S、第二內導角121、以及第二圓環部123。上述第二圓環部123為由第二基準面12S局部向下凹陷的圓環狀凹部，與上述軸孔10H呈同心圓且由延伸至上述軸孔10H的邊緣。此外，同時精修上述軸孔10H的內壁面W，以使精修後的上述軸孔10H的內壁面W’垂直於該第二基準面12S以及第二圓環部123。再者，此步驟，可以使得該軸孔10H與第二圓環部123形成同心圓，藉此以確保完成的切削刀具安裝於切削裝置於高速轉動時，刀刃得以穩定的位於同一切割水平高度。

如圖6所示，完成上述第二側面12的加工後，由第一治具T1卸下上述鋁材基板10並翻轉鋁材基板10。另外，提供一第二治具T2，以撐開的方式固持上述鋁材基板10的軸孔10H。本實施例的第二治具T2較佳為迴轉型氣壓內張夾頭。氣壓式夾頭的夾持力可以透過輸入氣壓精密微調，壓縮空氣驅動夾緊而提供合適的力量夾持軸孔10H以免變形。此種固持方式可以方便後續車削形成刀刃。翻轉上述鋁材基板10目的是要使第二基準面12S朝向第 二治具T2，第一基準面11S朝外。

如圖7所示，車削上述第一基準面11S以形成一第一圓環部113。第一圓環部113與第二圓環部123的位置大體相對。上述第一圓環部113為由第一基準面11S局部向下凹陷的圓環狀凹部，與上述軸孔10H呈同心圓且由延伸至上述軸孔10H的邊緣。

如圖8所示，接著上述完成第一圓環部113之後，由上述第一基準面11S，以車刀N3車削該鋁材基板10的以形成一刃部13。藉此可以確保第一圓環部113與刃部13的同心圓。該刃部13包括形成一環狀夾持部132及一環狀斜面部134。刃部13與上述第一圓環部113之間具有一隔開部115。隔開部115與上述第二基準面12S相平行；上述環狀夾持部132呈圓環凹陷狀而鄰接上述隔開部115，上述環狀夾持部朝向該鋁材基板的外緣；環狀斜面部134由環狀夾持部132傾斜向外緣延伸。如此即形成一刀具粗胚。

最後，如圖9所示，精削調整上述隔開部115的外表面與該第二基準面12S，以符合所要的該切削刀具10A的厚度。

本發明較佳的上述第一治具T1是位於第一車床，第二治具T2位於第二車床，並且較佳是電腦數值控制車床(CNC車床)，藉由上述描述的製造過程，可大致分為在第一車床的前段製程及在第二車床的後段製程。藉此可以分批在不同車床製造，以增加製造效率。

本發明在第一治具T1的前段製造中，在車削第二基準面12S的第二圓環部123時，再精削上述軸孔10H的內壁面，藉此得以確保軸孔10H的中心基準軸與第二基準面123相互垂直。

本發明在第二治具T2的後段製程中，上述鋁材基板10即不再翻面，包括車削第一圓環部113及刃部13，直到完成刀具粗胚，因此在切削刀具的各個部位可以獲致良好的同心圓。本發明利用第一治具及第二治具以確保軸孔與第一及第二圓環部的真圓度，也確保第一側面及第二側面之間的平行度。藉此得以較少的步驟 完成高度精準尺寸的切削刀具。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧鋁材基板

10H‧‧‧軸孔

11S‧‧‧第一基準面

113‧‧‧第一圓環部

115‧‧‧隔開部

12S‧‧‧第二基準面

123‧‧‧第二圓環部

13‧‧‧刃部

132‧‧‧環狀夾持部

134‧‧‧環狀斜面部

T2‧‧‧第二治具

N3‧‧‧車刀

Claims (7)

1. 一種切削刀具的製造方法，包括步驟：提供一圓片形的鋁材基板，該鋁材基板具有大體平行且相對的第一側面及第二側面；以一第一治具夾持該鋁材基板的外緣，並使該第一側面背向該第一治具；形成一貫穿該鋁材基板的中心的軸孔；車削該鋁材基板的第一側面以形成一第一基準面；轉換該鋁材基板的方向，使用上述第一治具夾持該鋁材基板的邊緣，使該第一基準面朝向該第一治具，該第二側面朝外；精削該鋁材基板的該第二側面以形成一第二基準面，並形成由該第二基準面局部向下凹陷的第二圓環部，該第二圓環部與上述軸孔呈同心圓且由延伸至上述軸孔的邊緣；再精削上述軸孔的內壁面，藉此得以確保該軸孔的中心基準軸與該第二基準面相互垂直；由上述第一治具卸下該鋁材基板，並提供一第二治具，以撐開的方式固持上述鋁材基板的軸孔；翻轉上述鋁材基板，使上述第二基準面朝向該第二治具，該第一基準面朝外；車削該鋁材基板的該第一基準面以形成一第一圓環部；由上述第一基準面形成一刃部，該刃部上述第一圓環部之間具有一隔開部，藉此形成一刀具粗胚；以及精削調整該第二基準面與該上述隔開部的外表面，以符合所要的厚度。
2. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，進一步包括切割的方式切割一經過熱處理的圓柱形鋁柱以形成上述鋁材基板。
3. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，其中車削該 第一基準面的過程，包括在第一側面形成一內導角於該軸孔的周圍及一外導角於該鋁材基板的周圍。
4. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，其中車削該刃部包括一環狀夾持部及一環狀斜面部，上述環狀夾持部呈圓環凹陷狀而鄰接上述隔開部，上述環狀夾持部朝向該鋁材基板的外緣；上述環狀斜面部由上述環狀夾持部傾斜向外緣延伸。
5. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，其中上述第一治具是位於第一車床，上述第二治具位於第二車床；並且分為在上述第一車床的前段製程及在上述第二車床的後段製程。
6. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，其中上述第一治具為一迴轉型油壓夾頭。
7. 根據申請專利範圍第1項之切削刀具的製造方法，其中上述第二治具為一迴轉型氣壓內張夾頭。