TWI834509B - 切割設備及其固持裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種固持裝置，係應用於切割設備以固持待切割物件。固持裝置包括固持件及複數減振顆粒。固持件用以固持待切割物件，且固持件包括至少一容置腔，各容置腔自固持件之外表面向內延伸以形成容置空間；複數減振顆粒置入至少一容置腔內。其中待切割物件於被切割過程中，藉由複數減振顆粒彼此間或與各容置腔之腔壁產生碰撞與摩擦以降低待切割物件產生之振動，進而使得待切割物件於被切割後所形成之複數小體積物件之表面翹曲幅度降低。

Description

切割設備及其固持裝置

本發明係關於一種固持裝置，尤指一種應用於切割設備且具有減振效果之固持裝置。本發明更包括應用該固持裝置之切割設備。

許多元件在製造過程中，需要執行切割作業以將大體積元件切割為複數個小體積元件，以利於執行後續加工。在切割作業執行過程中，一般會採用切割器械（例如刀、鋸等）相對於大體積元件來回或循環移動，進而切割大體積元件。然而，當切割器械接觸到大體積元件後，隨著切割器械之移動，大體積元件可能會產生振動，進而導致經切割後形成之複數個小體積元件出現切割表面不平整等問題。特別是在針對較精密元件（例如晶圓柱等）執行切割作業時，一旦因為振動而發生前述問題，對切割後所形成之小體積元件（例如晶圓片或晶粒等）之平整度之影響更為劇烈，導致較精密元件之製造成本及多餘之損耗。

本發明之目的在於提供一種應用於切割設備且具有減振效果之固持裝置。

為達上述目的，本發明之固持裝置包括固持件及複數減振顆粒。固持件用以固持待切割物件，且固持件包括至少一容置腔，各容置腔自固持件之外表面向內延伸以形成容置空間；複數減振顆粒置入至少一容置腔內。其中待切割物件於被切割過程中，藉由複數減振顆粒彼此間或與各容置腔之腔壁產生碰撞與摩擦以降低待切割物件產生之振動，進而使得待切割物件於被切割後所形成之複數小體積物件之表面翹曲幅度降低。

在本發明之一實施例中，固持件包括相對之第一面及第二面，各容置腔自第一面沿實質上垂直第一面之軸線方向朝第二面延伸。

在本發明之一實施例中，軸線方向實質上垂直待切割物件之被切割方向。

在本發明之一實施例中，當至少一容置腔為單一個時，容置腔設置於固持件之中心位置。

在本發明之一實施例中，當至少一容置腔為複數個時，該些容置腔基於固持件之中心位置呈結構對稱排列。

在本發明之一實施例中，該複數減振顆粒填充至該些容置腔之至少一者。

在本發明之一實施例中，各容置腔係為圓柱狀孔、矩形柱狀孔或橢圓柱狀孔。

在本發明之一實施例中，各容置腔係為盲孔或貫通孔。

在本發明之一實施例中，複數減振顆粒係以金屬、合金或塑性材料製成。

在本發明之一實施例中，複數減振顆粒係為空心或實心顆粒結構。

在本發明之一實施例中，複數減振顆粒係為球狀顆粒或非球狀顆粒。

據此，本發明之固持裝置可藉由複數減振顆粒之設置，使得待切割物件於被切割過程中能降低待切割物件產生之振動，而被固持件穩定固持，進而使得待切割物件於被切割後所形成之複數小體積物件之表面翹曲幅度降低。此外，藉由複數減振顆粒之設置可大致保持固持件之質心位於其中心位置，使固持件移動時更為平穩。

本發明之另一目的在於提供一種應用前述固持裝置之切割設備。本發明之切割設備包括前述固持裝置、驅動裝置及切割裝置。固持裝置用以固持待切割物件。驅動裝置連接固持裝置，並可驅動固持裝置沿軸線方向接近或遠離切割裝置。切割器械對應於固持裝置而設置，且切割器械可沿著待切割物件之被切割方向來回或循環移動，以對待切割物件以執行切割作業。

由於各種態樣與實施例僅為例示性且非限制性，故在閱讀本說明書後，具有通常知識者在不偏離本發明之範疇下，亦可能有其他態樣與實施例。根據下述之詳細說明與申請專利範圍，將可使該等實施例之特徵及優點更加彰顯。

於本文中，係使用「一」或「一個」來描述本文所述的元件和組件。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。

於本文中，用語「第一」或「第二」等類似序數詞主要是用以區分或指涉相同或類似的元件或結構，且不必然隱含此等元件或結構在空間或時間上的順序。應了解的是，在某些情形或組態下，序數詞可以交換使用而不影響本創作之實施。

於本文中，用語「包括」、「具有」或其他任何類似用語意欲涵蓋非排他性之包括物。舉例而言，含有複數要件的元件或結構不僅限於本文所列出之此等要件而已，而是可以包括未明確列出但卻是該元件或結構通常固有之其他要件。

本發明之固持裝置係應用於切割設備，例如線切割設備、刀具切割設備或鋸切割設備等，但本發明不以前述設備為限。在以下實施例中，以線切割設備為例加以說明，也就是利用移動之線材（如金屬或合金所組成之單一線或多線，或者於線材表面更鍍上質地較硬之輔助切割顆粒，如鑽石顆粒等）作為主要切割器械。前述線材可沿至少單一軸向來回或循環移動，以對任一待切割物件執行切割作業，將大體積之待切割物件切割為小體積之多個部件。

請一併參考圖1至圖3，其中圖1為本發明之固持裝置之示意圖，圖2為本發明之固持裝置之局部剖視圖，圖3為本發明之固持裝置另一實施例之示意圖。如圖1及圖2所示，本發明之固持裝置10包括固持件11及複數減振顆粒12。固持件11用以固持待切割物件20（在圖1中以虛線表示），舉例來說，當本發明之固持裝置10應用於晶圓切割機時，待切割物件20可為大體積之晶柱，而晶柱經切割後可形成複數小體積之晶圓片，但本發明不以此為限。固持件11可藉由本身之結構（例如夾爪等）或者藉由額外施加之黏著件以固持待切割物件。以前述晶圓切割機為例，固持件11可先藉由黏著件（例如環氧樹脂等）黏固晶柱，於晶柱切割完成後再利用特定溶劑去除黏著件以利於取下晶圓片。

如圖1所示，固持件11可為類似矩形體之結構，且該矩形體基於固持件11之中心位置呈對稱結構，但本發明不以此為限，例如固持件11也可以設計為其他形狀或結構不對稱之立體結構。固持件11之結構尺寸也可視需求而改變。此外，固持件11可採用不易變形之剛性材料所製成，例如金屬、石材、塑性材料或其他具類似特性之材料等，但本發明不以此為限。

在本發明中，固持件11包括至少一容置腔111。至少一容置腔111之設置數量及設置位置可視需求而作出調整，例如至少一容置腔111可僅存在單一個或複數個。當至少一容置腔111為單一個時，容置腔111可設置於固持件11之中心位置，如圖3所示，但本發明不以此限，例如單一個容置腔111也可以視需求設置於偏離前述中心位置之其他位置。當至少一容置腔111為複數個時，該些容置腔111可基於固持件11之中心位置呈結構對稱排列。如圖1所示，在本實施例中，固持件11可包括4個容置腔111，且4個容置腔111環繞固持件11之中心位置設置並呈結構對稱排列，且該些容置腔111具有相同之尺寸，但本發明不以此限，例如複數個容置腔111也可以視需求基於固持件11之中心位置呈結構非對稱排列或/及具有不同之尺寸。

如圖1及圖2所示，在結構設計上，各容置腔111自固持件11之外表面向內凹陷並延伸以形成容置空間S。在本發明之一實施例中，固持件11包括相對之第一面112及第二面113，各容置腔111係自第一面112沿實質上垂直第一面112之軸線方向O朝第二面113凹陷並延伸。此處所述軸線方向O實質上垂直待切割物件20之被切割方向P及待切割物件20之長度方向L，也就是說，待切割物件20之被切割方向P及長度方向L實質上分別平行固持件11之第一面112及第二面113。在本發明之一實施例中，各容置腔111係為圓柱狀孔、矩形柱狀孔或橢圓柱狀孔，但本發明不以此限，例如各容置腔111也可以為其他形狀之孔洞。

此外，各容置腔111沿軸線方向O之延伸長度可視需求而作出調整，舉例來說，如圖2所示，各容置腔111係為盲孔，也就是說，各容置腔111係自第一面112沿軸線方向O朝第二面113延伸但未延伸至第二面113，但本發明不以此限，例如各容置腔111也可以為自第一面112沿軸線方向O延伸至第二面113之貫通孔。因應前述盲孔或穿孔之設計不同，各容置腔111可搭配一或多個蓋體，用以封閉盲孔或穿孔之開口處。

複數減振顆粒12用以置入至少一容置腔111內。複數減振顆粒12係以金屬、合金或塑性材料製成，例如在本發明中，複數減振顆粒12可採用不易變形之鎢或鋼製成；而當複數減振顆粒12採用塑性材料製成時，因材料可變形之特性可使顆粒本身具有彈性。依設計或需求不同，複數減振顆粒12可為實心顆粒結構或空心顆粒結構，又或者，複數減振顆粒12可為球狀顆粒或非球狀顆粒。在本發明之一實施例中，複數減振顆粒12更可置入至該些容置腔111之至少一者。藉由調整所置入之複數減振顆粒12之總質量及位置（即置入不同容置腔111之選擇），用以保持固持件11之質心位於前述中心位置，以維持固持件11於切割作業中之結構及狀態穩定。

在本實施例中，複數減振顆粒12未完全填滿容置腔111，也就是說，容置腔111在置入複數減振顆粒12後仍保留一定空間，以容許複數減振顆粒12可隨著固持件11移動而於容置腔111內自由移動，且使得複數減振顆粒12與腔體壁面114之間產生摩擦及碰撞。然而，依據設計需求不同，複數減振顆粒12也可以完全填滿容置腔111。

以下將利用圖1之實施例說明本發明之固持裝置10之應用。首先，待切割物件20可被本發明之固持裝置10之固持件11所固持住，而固持件11可藉由切割設備之驅動裝置驅動，以帶動待切割物件20沿著軸線方向O朝切割器械移動。於待切割物件20被切割過程中，隨著切割器械開始接觸並沿著被切割方向P來回或循環移動以切割待切割物件20，可能會導致待切割物件20連同固持件11產生振動，其中該振動主要包括沿被切割方向P之振動、沿軸線方向O之振動或/及沿待切割物件20之長度方向L（即分別垂直被切割方向P及軸線方向O之方向）之振動。由於本發明在設計上，各容置腔111是沿軸線方向O延伸，使得各容置腔111之腔壁主要垂直於切割方向P及待切割物件20之長度方向L，因此在前述振動產生時，藉由複數減振顆粒12彼此之間或/及複數減振顆粒12與各容置腔111之腔壁之間產生碰撞與摩擦，能夠有效降低待切割物件20沿被切割方向P產生之振動、沿軸線方向O之振動或/及沿待切割物件20之長度方向L之振動，特別是降低沿待切割物件20之長度方向L之振動。據此，本發明之固持裝置10可保持待切割物件20於被切割過程中之平穩，進而使得待切割物件20於被切割後所形成之複數小體積物件之表面翹曲幅度降低。

請參考圖4為本發明之切割設備1之示意圖。如圖4所示，本發明更包括一種切割設備1，係針對待切割物件20以執行切割作業。本發明之切割設備至少包括前述固持裝置10、驅動裝置30及切割器械40。固持裝置10主要用以固持待切割物件20，例如可藉由額外施加之黏著件A以黏固待切割物件。驅動裝置30連接固持裝置10，並可驅動固持裝置10沿軸線方向O接近或遠離切割器械40。切割器械40對應於固持裝置10而設置，例如在圖4中，切割器械40位於固持裝置10之正下方，以便正對被固持之待切割物件20。切割器械40可被驅動以促使切割器械40沿著被切割方向P來回或循環移動，以便對被固持之待切割物件20執行切割作業。切割器械40可由單一或複數個線切割元件、刀具元件或鋸元件所組成。

據此，當本發明之切割設備1執行切割作業時，驅動裝置30可驅動固持裝置10沿軸線方向O逐漸接近切割裝置40，使得固持裝置10帶動待切割物件20被切割器械40切割。反之，當本發明之切割設備1完成切割作業後，驅動裝置30可驅動固持裝置10沿軸線方向O逐漸遠離切割器械40，使得固持裝置10帶動待切割物件20離開被切割器械40，以便取下被切割後之待切割物件20之各部分。

以上實施方式本質上僅為輔助說明，且並不欲用以限制申請標的之實施例或該等實施例的應用或用途。此外，儘管已於前述實施方式中提出至少一例示性實施例，但應瞭解本發明仍可存在大量的變化。同樣應瞭解的是，本文所述之實施例並不欲用以透過任何方式限制所請求之申請標的之範圍、用途或組態。相反的，前述實施方式將可提供本領域具有通常知識者一種簡便的指引以實施所述之一或多種實施例。再者，可對元件之功能與排列進行各種變化而不脫離申請專利範圍所界定的範疇，且申請專利範圍包含已知的均等物及在本專利申請案提出申請時的所有可預見均等物。

1:切割設備

10,10a:固持裝置

11,11a:固持件

111:容置腔

112:第一面

113:第二面

114:腔體壁面

12:減振顆粒

20:待切割物件

30:驅動裝置

40:切割裝置

O:軸線方向

P:切割方向

L:長度方向

S:容置空間

A:黏著件

圖1為本發明之固持裝置之示意圖。 圖2為本發明之固持裝置之局部剖視圖。 圖3為本發明之固持裝置另一實施例之示意圖。 圖4為本發明之切割設備之示意圖。

10:固持裝置

11:固持件

111:容置腔

112:第一面

113:第二面

12:減振顆粒

20:待切割物件

O:軸線方向

P:切割方向

L:長度方向

Claims (10)

1. 一種固持裝置，係應用於一切割設備以固持一待切割物件，該固持裝置包括：一固持件，用以固持該待切割物件，該固持件包括至少一容置腔，各該容置腔自該固持件之一外表面向內延伸以形成一容置空間；以及複數減振顆粒，置入該至少一容置腔內；其中該固持件包括相對之一第一面及一第二面，各該容置腔自該第一面沿實質上垂直該第一面之一軸線方向朝該第二面延伸，且該軸線方向實質上垂直該待切割物件之一被切割方向及一長度方向；其中該待切割物件於被切割過程中，藉由該複數減振顆粒彼此間或與該容置腔之腔壁產生碰撞與摩擦以降低該待切割物件產生之振動，進而使得該待切割物件於被切割後所形成之複數小體積物件之表面翹曲幅度降低。
2. 如請求項1所述之固持裝置，其中當該至少一容置腔為單一個時，該容置腔設置於該固持件之中心位置。
3. 如請求項1所述之固持裝置，其中當該至少一容置腔為複數個時，該些容置腔基於該固持件之中心位置呈結構對稱排列。
4. 如請求項3所述之固持裝置，其中該複數減振顆粒填充至該些容置腔之至少一者。
5. 如請求項1所述之固持裝置，其中各該容置腔係為圓柱狀孔、矩形柱狀孔或橢圓柱狀孔。
6. 如請求項5所述之固持裝置，其中各該容置腔係為盲孔或貫通孔。
7. 如請求項1所述之固持裝置，其中該複數減振顆粒係以金屬、合金或塑性材料製成。
8. 如請求項1所述之固持裝置，其中該複數減振顆粒係為空心或實心顆粒結構。
9. 如請求項1所述之固持裝置，其中該複數減振顆粒係為球狀顆粒或非球狀顆粒。
10. 一種切割設備，係針對一待切割物件以執行一切割作業，該切割設備包括：一如請求項1至9中任一項所述之固持裝置，用以固持該待切割物件；一驅動裝置，連接該固持裝置並可驅動該固持裝置沿一軸線方向接近或遠離切割裝置；以及一切割器械，對應於該固持裝置而設置，且該切割器械可沿著該待切割物件之一被切割方向來回或循環移動，以對該待切割物件以執行該切割作業。

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