TWI693994B - 切割刀片的前端形狀成形方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種可以容易地將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的修整工具，以及使用該修整工具之切割刀片的前端形狀成形方法。
本發明的解決手段係一種，使用形成有所要求之形狀的反轉形狀的溝槽之修整工具，將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的切割刀片之成形方法，包含：以吸盤工作台吸引保持該修整工具之保持步驟，和，使該切割刀片一邊高速旋轉一邊切入被保持在該吸盤工作台上之該修整工具的溝槽，並使該切割刀片與被保持在該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉而將該切割刀片的前端形狀成形為所要求之形狀的成形步驟。

Description

切割刀片的前端形狀成形方法 發明領域
本發明涉及一種將切割刀片的前端形狀成形為所要求的形狀之修整工具，以及使用該修整工具之切割刀片的前端形狀成形方法。
發明背景
以形成格子狀之分割預定線區畫並於表面上形成IC、LSI等之複數個器件的矽晶圓(以下有時僅稱為晶圓)，在背面被研磨而加工成指定的厚度之後，用切割裝置分割成一個個的器件晶片，分割成的器件晶片則是被廣泛地應用在行動電話、個人電腦等的各種電子機器中。
將晶圓分割成一個個的器件晶片時，安裝在切割裝置上的切割刀片係沿著分割預定線切割晶圓，藉而將晶圓分割成一個個的器件晶片。
近年來，電子零件的成本降低在市場中受到要求；而為了電子零件的成本降低，將晶圓之分割預定線的寬度縮窄以便從1片晶圓使能夠生產之器件晶片的個數增加的方法被當作一個對策提出來。
為了做到這一點，必須將切割晶圓之切割刀片的厚度做薄，可是如果做薄，刀片的強度會降低，在切割加工中將有刀片發生彎折，切割刀片出現破損的問題。
作為解決這個問題的技術，在特開2008-49412号公報中記載了，以含有研磨粒徑大的研磨粒之金屬黏結的生胚薄片為中心層，以含有研磨粒徑小的研磨粒之金屬黏結的生胚薄片為側面層，在中心層的兩側黏貼側面層並加以燒結，作成多層構造的切割刀片，再通過使這個多層構造的切割刀片切入修整工具的方式，機械式地除去側面層以使中心層突出，在切割刀片的前端形成凸部之凸形狀切割刀片。
利用具有這種構造的切割刀片，由於實際上對加工做出貢獻的刀片前端的凸部雖然刃厚是薄的，但是切割刀片本身卻具有足夠的厚度，因此刀片強度並未降低，可以防止發生切斜等的情事。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】特開2008-49412號公報
發明概要
但是，專利文獻1中所揭示之多層構造的切割刀片，必須製成具有不同特性的生胚薄片(研磨石)，並將這些生胚薄片黏合燒結以進行製造，不僅作業性差，同時有成 本上的問題。
本發明即是有鑑於這幾點而完成的，目的在於提供一種可以將切割刀片的前端容易地成形成所要求的形狀之修整工具，以及使用該修整工具之切割刀片的前端形成成形方法。
根據請求項1記載之發明，所提供的是一種將切割刀片的前端成形成所要求之形狀的修整工具，且係以形成有該所要求的形狀之反轉形狀的溝槽作為特徵之修整工具。
合適的是，修整工具上互相平行地形成有複數道前述所要求的形狀之反轉形狀的溝槽。
根據請求項3記載之發明，所提供的是使用請求項1記載之修整工具將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的切割刀片之成形方法，係具有：以吸盤工作台吸引保持該修整工具之保持步驟，和，使該切割刀片一邊高速旋轉一邊切入被保持在該吸盤工作台上之該修整工具的溝槽，並使該切割刀片與被保持在該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉而將該切割刀片的前端形狀成形為所要求之形狀的成形步驟之切割刀片的前端形狀成形方法。
根據請求項4記載之發明，所提供的是使用請求項1記載之修整工具將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的切割刀片之成形方法，特徵在於其係具有：以吸盤工作台吸引保持該修整工具之保持步驟，和，使該切割刀片 一邊高速旋轉，一邊以較該溝槽之深度淺的切入深度切入被保持於該吸盤工作台之該修整工具的第1溝槽，並使該切割刀片和被保持於該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉以對該切割刀片之前端形狀進行修正的修正步驟，和，使該切割刀片以該切入深度切入與該第1溝槽不同的第2溝槽，並使該切割刀片和被保持於該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉以對該切割刀片之前端形狀進行再修正的再修正步驟，通過改變切入的溝槽並重複進行該再修正步驟複數次，將該切割刀片的前端成形為所要求的形狀之切割刀片的前端形狀成形方法。
透過使用本發明之修整工具來修整切割刀片，可以在不須製造多層構造的切割刀片下，將習知構造之切割刀片的前端成形為所要求的形狀，作業性提昇的同時還可以壓低切割刀片的成形成本。
2‧‧‧切割裝置
4‧‧‧基座
6‧‧‧外部封蓋
6a‧‧‧前面
8‧‧‧切割單元
10、10A、10B‧‧‧切割刀片
10a‧‧‧安裝孔
10b、10c、10d‧‧‧凸部
11‧‧‧被加工物
12‧‧‧吸盤工作台
14‧‧‧顯示器
16‧‧‧儲料盒昇降機
18‧‧‧儲料盒
20‧‧‧轉軸套
24‧‧‧轉軸
26‧‧‧刀片安裝座
28‧‧‧凸座部
30‧‧‧固定凸緣
30a‧‧‧支持面
32‧‧‧公螺紋
34‧‧‧螺帽
36‧‧‧可裝卸式凸緣
38‧‧‧固定螺帽
40、40A、40B‧‧‧修整工具
40a‧‧‧表面
42、42a、42b、42c、42A、42B‧‧‧溝槽
44‧‧‧輪蓋
46‧‧‧管子
48‧‧‧切割水噴嘴
F‧‧‧環狀框架
R1、X1‧‧‧箭頭
T‧‧‧切割膠帶
【圖1】切割裝置的斜視圖。
【圖2】示意對切割刀片之轉軸的安裝結構的分解斜視圖。
【圖3】本實施態樣之修整工具的斜視圖。
【圖4】示意將修整工具黏貼至外周部安裝在環狀框架上之切割膠帶的狀態的斜視圖。
【圖5】示意修正步驟及再修正步驟的斜視圖。
【圖6】說明修正步驟及再修正步驟的側面圖。
【圖7】圖7(A)所示為利用第1實施態樣之修整工具對切割刀片的前端形狀進行成形的狀態之斷面圖；圖7(B)所示為成形後之切割刀片的前端形狀之斷面圖。
【圖8】圖8(A)~圖8(C)所示係以第1實施態樣之修整工具對切割刀片進行修整後之溝槽的形狀變化之斷面圖；圖8(A1)~圖8(C1)所示係對應於圖8(A)~圖8(C)之切割刀片的前端形狀之斷面圖。
【圖9】圖9(A)所示係以第2實施態樣之修整工具對切割刀片的前端形狀進行成形的狀態之斷面圖；圖9(B)所示為成形後之切割刀片的前端形狀之斷面圖。
【圖10】圖10(A)所示係以第3實施態樣之修整工具對切割刀片的前端形狀進行成形的狀態之斷面圖；圖10(B)所示為成形後之切割刀片的前端形狀之斷面圖。
用以實施發明之形態
以下，將參照圖式詳細說明本發明的實施態樣。參見圖1，所示為切割裝置2的斜視圖。切割裝置2顯示出支持切割裝置2之各構造部分的基座4。在基座4的上方設有覆蓋基座的外部封蓋6。
在外部封蓋6的內側形成有空間，此空間內則配置著具有切割刀片10的切割單元8及吸盤工作台12等。切割單元10透過未圖示出之切割單元移動機構而在Y軸方向(分度進給方向)上移動。
在切割單元8的下方配設著保持晶圓等之被加工 物的吸盤工作台12。吸盤工作台12透過未圖示出之吸盤工作台移動機構而在X軸方向(加工進給方向)上移動，並透過旋轉機構而環繞平行於鉛直方向(Z軸方向)的旋轉軸而旋轉。
在基座4的前方的角落上配置著儲料盒昇降機16。能夠收容晶圓等之複數個被加工物11的儲料盒18被載置於儲料盒昇降機16的上面。儲料盒昇降機16被建構成能夠昇降，將儲料盒18的高度調整成可以適切地搬出．搬入被加工物11。
外部封蓋6的前面6a上配設著構成使用者介面之觸控面板式的顯示器14。這個顯示器14與上述之切割單元8、切割單元移動機構、吸盤工作台12、吸盤工作台移動機構、旋轉機構、儲料盒昇降機16等一起被連接到控制切割裝置2之各部分的控制器。
參見圖2，所示為將切割刀片10安裝至固定在轉軸24的前端之刀片安裝座26上的狀態之分解斜視圖。切割單元8包含旋轉自如地收容在轉軸套20中之轉軸24，轉軸24的前端部則安裝著刀片安裝座26並以螺帽34固定住。
刀片安裝座26由凸座部28，和與凸座部28一體形成的固定凸緣30構成，凸座部28的外周上形成有公螺紋32。在固定凸緣30的外周部形成有抵接切割刀片10而提供支持之環狀的支持面30a。
將切割刀片10的安裝孔10a插入刀片安裝座26的凸座部28，進一步將可裝卸式凸緣36插入凸座部28，再將 固定螺帽38螺合至形成於刀片安裝座26之凸座部28的公螺紋32並鎖緊，藉此，切割刀片10被固定凸緣30之支持面30a和可裝卸式凸緣36之抵接面從兩側夾住而安裝在轉軸24的前端部上。
較佳的是，將切割刀片10安裝在轉軸24之前端部後，以高速轉轉的切割刀片10切割保持在吸盤工作台12上之修整工具(修整板)，藉以將切割刀片10的外周整形成正圓。
參見圖3，所示為本實施態樣之修整工具(修整板)40的斜視圖。這個修整工具40是用來將切割刀片10的前端成形為所要求之形狀的修整工具，特徵在於其表面40a上互相平行地形成有複數道所要求之形狀的反轉形狀的溝槽42。各溝槽42的深度宜相同。
修整工具40係將鑽石、CBN(立方氮化硼，Cubic Boron Nitride)等之超磨粒和，WA(白剛玉，White Alundum)、GC(綠碳化矽，Green Carborundum)等之一般磨粒，用金屬黏結劑、玻璃化熔結劑、樹脂黏結劑等凝固成片狀而形成生胚薄片，將此生胚薄片燒結後，再用具有硬且堅固的刀刃的切割刀片在表面40a切削指定深度而製成。
作為此種切割刀片之一例，可以使用以鍍鎳法將鑽石等之超磨粒電鍍於圓盤狀的SUS刀片(不鋼板)之外周部前端而製成之墊圈式的刀片。
作為替代實施態樣，也可以對修整工具40，將具有吸收性的波長(例如355nm)之較強功率的雷射光束照射 到修整工具40的表面40a，利用燒蝕法形成溝槽42。在本實施態樣之修整工具40中，溝槽42的斷面形狀是具有指定深度及指定寬度的長方形。此外，也可以使用軟鋼、SUS等作為修整工具。
以下，將針對使用修整工具40將切割刀片10之前端成形為所要求的形狀之切割刀片的成形方法進行說明。首先，如圖4所示，將修整工具40黏貼到外周部安裝在環狀框架F上之切割膠帶T，形成修整工具單元。
將此修整工具單元插入圖1所示之儲料盒18中，從儲料盒18中搬出之後再用搬送單元搬送到吸盤工作台12，如圖5所示地，用吸盤工作台12隔著切割膠帶T吸引保持住修整工具40(保持步驟)。
在圖5，切割刀片10被輪蓋44覆住，輪蓋44的管子46連接到供給純水等之切割水的切割水供給源。管子46連接到設置成將切割刀片10夾在其間的切割水噴嘴48。但是，在以修整工具40進行之切割刀片10的前端形狀成形時，是在不從切割水噴嘴48供給切割水之下實施切割刀片的修整。另外，亦可依需要而供給切割水。
接著，如圖5及圖6所示，一邊使切割刀片10沿箭頭R1方向高速旋轉，一邊以較溝槽42之深度淺的切入深度，切入被保持在吸盤工作台12之修整工具40的第1溝槽42，將保持著修整工具40的吸盤工作台12在圖6中的箭頭X1方向上進行加工進給，藉而以切割刀片10切削修整工具40，修正切割刀片10之前端形狀(修正步驟)。
通過實施此修正步驟，修整工具40之第1溝槽42部分受到切削而除去溝槽42的前端部分，形成具有與切割刀片10之寬度大略相同的寬度的切割槽。切割刀片10之前端部兩側面被修整工具40多少削去一些。
實施過修正步驟後，使切割刀片10以和修正步驟相同的切入深度切入不同於第1溝槽42的第2溝槽42，並在箭頭X1方向上使吸盤工作台12進行加工進給，藉以實施再修正切割刀片10之前端形狀的再修正步驟。
實施此再修正步驟複數次後之修整工具40的溝槽42的形狀示於圖8(A)。修整工具40除溝槽42的前端部分外受到切割刀片40的切削，形成寬度大的溝槽42a。
此時之切割刀片10的前端形狀示於圖8(A1)，切割刀片10之前端部分的側面對應於溝槽42a被削去，在前端形成對應於溝槽42的形狀之凸部10b。
進一步重複再修正步驟複數次後，如圖8(B)所示，修整工具40由於受到切割刀片10的切削，在修整工具40的表面40a附近形成寬度比溝槽42的寬度更大的溝槽42b。此再修正步驟結束後之切割刀片10的形狀係形成如圖8(B1)所示的形狀，在前端形成對應於溝槽42的形狀之凸部10b。
變換溝槽42並進一步重複再修正步驟複數次後，如圖8(C)所示地，修整工具40受到切割刀片10的切削，在修整工具40的表面40a附近形成連接溝槽42之比示於圖8(B)之溝槽42b寬度更窄的溝槽42c。
此再修正步驟結束後之切割刀片10的前端形狀 係如圖8(C1)所示，在切割刀片10之前端形成對應於溝槽42的形狀之凸部10b。
藉由進一步重複再修正步驟複數次，如圖7(A)所示地，修整工具40之溝槽42幾乎不再被切割刀片10所切削，殘存著大略對應於原來的溝槽42之形狀的狀態。至此再修正步驟就結束了，如圖7(B)所示，可以將切割刀片10的前端成形為具有指定長度之凸部10b的指定形狀。
以下將就本發明實施例之切割刀片的前端形狀成形方法做說明。
(實施例1)
切割刀片：#800的鑽石磨粒之樹脂刀片
厚度：0.3mm
修整工具：WA#1000(玻璃化熔結劑)
溝槽寬度：0.1mm
溝槽深度：0.7mm
(加工條件)
轉軸旋轉數：20000rpm
加工進給速度：0.5mm/s
切入深度：0.5mm
溝槽的切入道數：50道
在上述條件下用修整工具40來成形切割刀片10的前端時，能夠在切割刀片10的前端成形成如圖7(B)所示之對應於溝槽42的寬度，具有0.1mm的寬度且突出長度0.5mm的凸部10b。
所要求的形狀並不限於圖7中所示之長方形，例如，如果用具有如圖9(A)中所示之溝槽42A的形狀之修整工具40A來對切割刀片10的前端進行成形，就可以如圖9(B)所示地，將切割刀片10A的前端成形為對應於溝槽42A的形狀之凸部10c。
此外，作為其他的實施態，通過用具有如圖10(A)中所示之溝槽形狀42B的修整工具40B來對切割刀片10的前端進行成形，可以將切割刀片10B的前端形狀成形為如圖10(B)所示之凸部10d。
另外，也可以透過在比較長的修整工具上形成指定形狀的溝槽，並對切割刀片10進行切割的方式，以1次切削將切割刀片的前端處理成所要求的形狀。
10:切割刀片
10b:凸部
40:修整工具
40a:表面
42、42a、42b、42c:溝槽

Claims (2)

  1. 一種切割刀片之前端形狀成形方法，係使用修整工具將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的切割刀片之前端形狀成形方法，其特徵在於：於該修整工具形成有該所要求之形狀的反轉形狀的溝槽，且前述方法具備：保持步驟，用吸盤工作台吸引保持該修整工具；及成形步驟，使該切割刀片一邊高速旋轉一邊切入被保持在該吸盤工作台之該修整工具的溝槽，並使該切割刀片和被保持於該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉而在該切割刀片的前端形成對應於該溝槽的形狀的凸部。
  2. 一種切割刀片之前端形成形方法，係使用修整工具將切割刀片的前端成形為所要求之形狀的切割刀片之前端形狀成形方法，其特徵在於：該所要求之形狀的反轉形狀的溝槽係互相平行地形成複數道於該修整工具，前述方法具備：保持步驟，用吸盤工作台吸引保持該修整工具；修正步驟，使該切割刀片一邊高速旋轉，一邊以較該溝槽之深度淺的切入深度切入被保持於該吸盤工作台之該修整工具的第1溝槽，並使該切割刀片和被保持 於該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉以對該切割刀片之前端形狀進行修正；及再修正步驟，使該切割刀片以該切入深度切入與該第1溝槽不同的第2溝槽，並使該切割刀片和被保持於該吸盤工作台之該修整工具相對地移動，藉以對該切割刀片之前端形狀進行再修正，通過改變切入的溝槽並重複進行該再修正步驟複數次，於該切割刀片的前端形成對應於該溝槽的形狀的凸部。
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