TW201904725A - 環狀磨石 - Google Patents

Abstract

[課題] 高度維持環狀磨石的切割加工之加工效率和環狀磨石的強度，同時使切割屑的排出性和加工點的冷卻效果提升。[解決手段] 一種環狀磨石，裝設於切割裝置，其特徵在於：具備以金屬固定磨粒的環狀切割刀刃，在該切割刀刃的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部，該些狹縫部從該切割刀刃的其中一方的側面側連續至另一方的側面側，該些V字形狀的狹縫部分別成為：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面，該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面，該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。

Description

環狀磨石

本發明關於裝設於切割裝置的環狀磨石。

在由半導體製成的大致圓板狀的晶圓正面，由排列成格子狀的多條分割預定線劃分，且在劃分出的各區域上形成IC（Integrated Circuit，積體電路）等元件。該晶圓最終沿著該些分割預定線被分割，成為一個個元件晶片。

近年，伴隨電子設備的小型化、薄型化，對搭載於該電子設備的元件晶片的小型化、薄型化之要求亦增高。欲形成薄型元件晶片，是例如將正面形成多個元件的該晶圓之背面進行研削，將該晶圓薄化成預定厚度之後，沿著該些分割預定線分割該晶圓。

欲分割該晶圓形成元件晶片，是在切割裝置上實施該晶圓的切割加工，該切割裝置具備環狀磨石（切割刀片），該環狀磨石具有環狀切割刀刃。該環狀磨石，例如是把使金剛石粒分散而成的鎳層電沉積到鋁基台上而形成的輪轂型刀片（hub blade）（參照專利文獻1）。

在該環狀磨石，為了良好地排出在加工晶圓等工件時產生的切割屑，或是為了將切割水良好地供給至加工點以得到高冷卻效果，存在於切割刀刃的外周形成多個狹縫部的情形。

[習知技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2000-87282號公報

[發明所欲解決的課題] 該狹縫是藉由部分地去除環狀磨石的切割刀刃的外周而形成。在此，若成為狹縫的區域變多，在該環狀磨石的整個外周中貢獻切割加工的區域之比例將減少，導致加工效率下降。此外，切割刀刃的去除量會變得過多，使該環狀磨石的強度下降，而存在無法適當實施切割加工的情形。例如，若環狀磨石的強度降低，即使實施切割加工，旋轉的該環狀磨石會產生波動及歪曲，使該環狀磨石變得容易對該工件蛇行。

本發明係鑑於上述問題所研發之技術，其目的在於提供一種具備狹縫部的環狀磨石，該狹縫部的形狀能夠高度維持環狀磨石的切割加工之加工效率和環狀磨石的強度，同時使切割屑的排出性和加工點的冷卻效果提升。

[解決課題的技術手段] 根據本發明的一方案，提供一種環狀磨石，裝設於切割裝置，其特徵在於：具有以金屬固定磨粒的環狀切割刀刃，在該切割刀刃的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部，該些狹縫部從該切割刀刃的其中一方的側面側連續至另一方的側面側，該些V字形狀的狹縫部分別成為：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面，該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面，該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。

此外，根據本發明的其他方案，提供一種環狀磨石，裝設於切割裝置，其特徵在於，具備：環狀鋁基台；以及以金屬將磨粒固定在該環狀鋁基台外周的環狀切割刀刃，在該切割刀刃的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部，該些狹縫部從該切割刀刃的其中一方的側面側連續至另一方的側面側，該些V字形狀的狹縫部分別成為：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面，該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面，該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。

[發明功效] 本發明一方案的環狀磨石在切割刀刃的外周形成有多個V字形狀的狹縫部。該些V字形狀的狹縫部分別露出：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面。並且，該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面。此外，該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。

亦即，該第1面被設定成：該環狀磨石在工件的切割加工時，適於切入工件的方向。另一方面，該第2面被設定成一適當方向，以形成在環狀磨石的切割刀刃、工件之間適於排出切割屑及供給切割液之空間。

因此，根據本發明的一方案，提供一種具備狹縫部的環狀磨石，該狹縫部的形狀能夠高度維持環狀磨石的切割加工之加工效率和環狀磨石的強度，同時使切割屑的排出性和加工點的冷卻效果提升。

以下，針對本發明的實施方式進行說明。圖1係作為本實施方式的使用環狀磨石的切割裝置的一例，且示意性表示切割晶圓等工件的切割裝置2之立體圖。在切割裝置2的本體4上容納著切割單元8，其裝設了該環狀磨石（切割刀片）6。在該切割單元8的下方配設有保持工件的保持台10。

覆蓋切割裝置2外周的外裝蓋12的正面配設有觸碰面板式的顯示器14。顯示器14上顯示該切割裝置2的運行狀況等。此外，切割裝置2的操作員能夠使用該顯示器14來輸入對該切割裝置2的指令。

在切割裝置2的本體4的角部，配設有載置台16，其載置能夠容納多片工件11的卡匣13。該載置台16構成為可在上下方向上移動，在工件11的搬送以及搬出時將該卡匣13定位於預定的高度。

再者，在工件11的正面上設定有交叉之多條分割預定線，且在由該些分割預定線所劃分出的各區域上形成IC（Integrated Circuit，積體電路）等元件。若該工件11沿著分割預定線被分割，便形成一個個元件晶片。在該工件11的背面側黏貼有裝設於環狀框架上的切割膠帶。該工件11是在該環狀框架以及該切割膠帶成為一體之框架單元的狀態下被處理。

當容納工件11的卡匣13被載置於載置台16上，則切割裝置2藉由未圖示的搬送機構而將工件11從該卡匣搬出，載置於保持台10上。並且，保持台10使來自未圖示的吸引源的負壓作用，將該工件11吸引保持在保持台10上。

在工件11的切割加工時，該切割單元8被定位在預定的高度位置上，且該保持台10在X軸方向上被加工進給。並且，使裝設於該切割單元8的環狀磨石6（切割刀片）旋轉並切入工件11，以對工件11進行切割加工。再者，該切割單元8，可在和X軸方向垂直的Y軸方向上移動，在Y軸方向上分度進給。

在此，用圖2說明切割單元8更詳細的構造。圖2為示意性表示切割單元的構造的分解立體圖。如圖2所示，切割單元8例如具備主軸外殼18，其固定於切割裝置2的移動機構（未圖示）等上。在前後方向（Y軸方向）上伸長的主軸20係可旋轉地支撐於主軸外殼18的內部。主軸20的前端部（尖端部）從主軸外殼18向前方突出。

主軸20的前端部安裝有後凸緣22。後凸緣22包含：凸緣部24，往徑向方向的向外方向延伸；以及轂部26，從凸緣部24的正面（前面）往前方突出。凸緣部24的外周側的正面成為和環狀磨石6的背側側面抵接的抵接面24a。該抵接面24a從主軸20的軸心方向（Y軸方向）觀之係形成為圓環狀。轂部26形成為圓筒狀，其外周面26a上設有螺紋。

環狀磨石6的中央形成有插通轂部26之圓形的開口6a，藉著將轂部26插通至該開口6a，環狀磨石6被安裝於後凸緣22。

並且，若將圓環狀的固定螺帽28緊扣入形成於轂部26的外周面26a之螺紋上，則該環狀磨石6在該固定螺帽28和該後凸緣22之間被夾持，使該環狀磨石6裝設於切割單元8。再者，固定螺帽28上形成有開口28a，該開口28a的內壁面設有螺槽。

接著，針對環狀磨石6進行說明。如圖2所示，環狀磨石6包含：環狀鋁基台6b，其中央形成開口6a；以及環狀切割刀刃6c，以金屬將磨粒固定在該環狀鋁基台6b外周。圖3（A）係示意性表示本實施方式的環狀磨石6的側視圖。

如圖3（A）所示，本實施方式的環狀磨石6的中央形成插通上述轂部26的圓形開口6a。環狀磨石6具備：環狀鋁基台6b，開設有開口6a；以及環狀切割刀刃6c，形成於該環狀鋁基台6b外周。若上述主軸20旋轉，則裝設於切割單元8的環狀磨石6旋轉。旋轉的環狀磨石6的前端若接觸工件11，則工件11藉由切割刀刃6c而被切割加工。

在該切割刀刃6c的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部32。各狹縫部32從切割刀刃6c的其中一方的側面側連續形成至另一方的側面側。圖3（B）係示意性表示環狀磨石6的切割刀刃6c的放大側視圖。如圖3（A）及圖3（B）所示，在各狹縫部32露出：在切割裝置中相對於該環狀磨石6的旋轉方向30於後方側的第1面32a；及旋轉方向30的前方側的第2面32b。

該第1面32a係和該第1面32a的切割刀刃6c側的端部之該旋轉方向30垂直，並且和該環狀磨石6的厚度方向平行的面。亦即，該第1面32a係和徑向方向平行的面，且在該環狀磨石6對工件11切割加工時，該第1面32a的切割刀刃6c能夠接觸工件11且效率良好地實施切割加工。

該第2面32b形成為和該第1面32a的夾角34為30°~60°。亦即，該第2面32b被配設成一適當方向，以形成在環狀磨石6的切割刀刃6c、工件11之間適於排出切割屑及供給切割液之空間，並且，被配設成能夠充分發揮環狀磨石6的切割能力同時保持必要強度的方向。

該夾角34若小於30°，則無法充分確保適於排出切割屑及供給切割液的空間。此外，一旦該夾角34超過60°，則切割刀刃6c的切割能力會下降，進而使該環狀磨石6的強度低於必要水準。V字形狀的狹縫部32的該第1面32a和該第2面32b的夾角34較佳係設為30°~60°，更佳係設為45°~56°。

例如，字形狀的狹縫部32的該第1面32a以在該環狀磨石6的徑向方向上2mm的長度所形成，該第2面32b則形成為和該第1面32a的夾角34為45°。如此，該第1面32a的該切割刀刃6c的外周側的邊緣和該第2面32的該切割刀刃6c的外周側的邊緣之距離成為2mm。例如，在切割刀刃6c上形成之V字形狀的狹縫部32的數量為16，且各V字形狀的狹縫部32被配設以使切割刀刃6c具備旋轉對稱性。

在此，針對調查在該環狀磨石6的切割刀刃6c上形成的V字形狀的狹縫部32的該夾角34，和該環狀磨石6對工件11的切割加工之關係的實驗來進行說明。在該實驗中，形成3個環狀磨石6，其分別具備V字形狀的狹縫部32的形狀互異之切割刀刃6，且分別用各環狀磨石6對樹脂基板進行切割加工，針對殘留於所形成的切割槽之毛邊（burr）的大小進行了調查。

該實驗所使用的3個環狀磨石6，皆將形成於切割刀刃6c的該V字形狀的狹縫部32的數量設為16。此外，V字形狀的狹縫部32的該第1面32a的該環狀磨石6的徑向方向的長度皆設為2mm。

3個環狀磨石6中，該第1面32a的該切割刀刃6c的外周側的邊緣和該第2面32的該切割刀刃6c的外周側的邊緣之距離互異。在第1個環狀磨石6中，該距離設為1mm；在第2個環狀磨石6中，該距離設為2mm；在第3個環狀磨石6中，該距離則設為3mm。亦即，各環狀磨石6的夾角34設為26.6°、45°、及56.3°。

用該3個環狀磨石6對樹脂基板進行切割加工，並用光學顯微鏡對所形成的切割槽上殘留的樹脂毛邊進行觀察。如此，用第1個環狀磨石6的切割加工中，確認到從該切割槽的壁面至0.15mm~0.20mm距離處堆積著毛邊。相對於此，用第2個環狀磨石6的切割加工中，確認到從該切割槽的壁面至0.05mm~0.07mm的距離處堆積毛邊，且用第3個環狀磨石6的切割加工中，確認到從該切割槽的壁面至0.03mm~0.05mm的距離處堆積毛邊。

根據該實驗，用第2個環狀磨石6以及第3個環狀磨石6進行切割加工時，相較於用第1個環狀磨石6進行切割加工，確認到能夠大幅削減加工槽上的殘留樹脂的毛邊。根據本實驗的本實施方式的環狀磨石6，能夠效率良好地排除加工所產生的切割屑，並確認到能夠獲得良好的加工結果。

該切割刀刃6c是將例如金剛石等形成的磨粒以鎳等金屬電鍍而固定在環狀鋁基台6b的外周上，接著藉由配設多個V字形狀的狹縫部32所形成。該多個V字形狀的狹縫部32例如是藉由具備銅線的線放電加工機所進行之線放電加工而精密地形成。

藉由包含切割單元8的切割裝置2（參照圖1）而對工件11進行切割加工時，首先將具備工件11的卡匣13載置於切割裝置2的載置台16，其中切割單元8具備本實施方式的環狀磨石6。接著，從該卡匣13搬出工件11，載置於保持台10上，使該工件11固定於該保持台10。

接著，使切割單元8的主軸外殼18所具備的馬達旋轉，以使主軸20旋轉並使環狀磨石6旋轉。並且，相對於保持台定位於預定的高度位置。進而，將環狀磨石6的切割刀刃6c定位於工件11的分割預定線上以能夠將環狀磨石6沿著該些分割預定線進行切割。

並且，使保持台10和切割單元8在加工進給方向（X軸方向）上相對移動，使該環狀磨石6的切割刀刃6c沿著分割預定線切入工件11以實施切割加工。沿著1條分割預定線對工件11進行切割加工後，使該保持台10在分度進給方向（Y軸方向）上移動，同樣地沿著其他分割預定線1條接著1條實施切割加工。

沿著在一個方向上平行之所有分割預定線而實施切割加工後，使保持台10旋轉90°而變更加工進給方向，進一步實施相同的切割加工。並且，若沿著工件11的所有分割預定線實施切割加工，則能夠將元件11分割成一個個元件晶片。

此外，本發明不限於上述實施方式的記載，可進行各種變更並加以實施。例如，在上述實施方式中，係針對具有鋁基台、切割刀刃的輪轂型刀片式之環狀磨石進行說明，但本發明並不限於此。例如，本發明一方案的環狀磨石，亦可為不包含基台的墊圈型（washer type）環狀磨石（切割刀片）、或附帶基台的金屬刀片式環狀磨石（切割刀片）。

此外，上述實施方式的構造、方法等，在不脫離本發明目的之範圍內能夠適當變更並實施。

2‧‧‧切割裝置

4‧‧‧本體

6‧‧‧環狀磨石

6a‧‧‧開口

6b‧‧‧環狀鋁基台

6c‧‧‧切割刀刃

8‧‧‧切割單元

10‧‧‧保持台

12‧‧‧外裝蓋

14‧‧‧顯示器

16‧‧‧載置台

18‧‧‧主軸外殼

20‧‧‧主軸

22‧‧‧後凸緣

24‧‧‧凸緣部

24a‧‧‧抵接面

26‧‧‧轂部

26a‧‧‧外周面

28‧‧‧固定螺栓

28a‧‧‧開口

30‧‧‧旋轉方向

32‧‧‧狹縫部

32a‧‧‧第1面

32b‧‧‧第2面

34‧‧‧夾角

11‧‧‧工件

13‧‧‧卡匣

圖1為示意性表示切割裝置的立體圖。 　　圖2為示意性表示切割單元的構造的分解立體圖。 圖3（A）為示意性表示環狀磨石的側視圖。圖3（B）為示意性表示環狀磨石的放大側視圖。

Claims (2)

1. 一種環狀磨石，裝設於切割裝置，其特徵在於： 具有以金屬固定磨粒的環狀切割刀刃， 在該切割刀刃的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部，該些狹縫部從該切割刀刃的其中一方的側面側連續至另一方的側面側， 該些V字形狀的狹縫部分別成為：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面， 該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面， 該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。
2. 一種環狀磨石，裝設於切割裝置，其特徵在於，具備： 環狀鋁基台；以及 以金屬將磨粒固定在該環狀鋁基台外周的環狀切割刀刃， 在該切割刀刃的外周部形成有多個V字形狀的狹縫部，該些狹縫部從該切割刀刃的其中一方的側面側連續至另一方的側面側， 該些V字形狀的狹縫部分別成為：在切割裝置中相對於該環狀磨石的旋轉方向於後方側的第1面；及前方側的第2面， 該第1面係和該第1面的切割刀刃側的端部之該旋轉方向垂直，並且和該環狀磨石的厚度方向平行的面， 該第2面和該第1面的夾角為30°~60°。