[發明專利]易磨蝕間隔件切割刀片成套組件

無效

• 申請號: 201010266738.4
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101992506A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: K·A·斯萬松;W·J·阿貝塔;S·道夫
• 申請（專利權）人: 威科儀器有限公司
• 主分類號: B28D5/02
• 分類號: B28D5/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊先;王永建

技術領域

本發明一般涉及用于半導體工業的旋轉式鋸片的組件。

背景技術

在由半導體材料等來制造電子元件的過程中，要在基片上產生多個構圖，該基片隨后被鋸切成更小的部分。在其上進行這種切割的鋸通常稱為“劃片機”。在這種鋸中所用的圓形刀片由研磨材料制成，例如保持在樹脂中的金剛石片、CBN研磨劑、或者電解沉積的(電鍍的)鎳結合基體。鋸片很薄，從而它們具有很小的切割寬度，因而浪費較小的材料，并產生較少的熱量。但是，當鋸片很薄時，它需要在進行切割的外刃附近進行支撐。此支撐必須在不干擾計劃切割任務的情況下提供。提供支撐的一種方法是使用比刀片直徑小的圓盤。作為一個例子，可使2英寸直徑的鋸片與1.7英寸直徑的支撐件相鄰并相接觸，從而鋸片能切入基片0.1英寸深，同時在支撐件和基片之間還留有0.05英寸的間隙。在此例子中，(2-1.7)/2-0.1＝0.05。在此例子中，0.15英寸被公知為“刀片暴露量”或“切削刃”。

作為現有技術的一個例子，圖1示出了一種成套切割器組件2，其具有轂盤本體4，該轂盤本體4具有孔6，該孔6精確配合在旋轉心軸10的導向件8上并由心軸螺母12固定。在此例子中，沒有用于力矩傳遞的鍵槽或類似結構。切割器組件2和心軸10的受擠壓表面之間的摩擦足以阻止滑動。該成套切割器組件2具有刀片14和間隔件16，所述刀片和間隔件通過用螺栓22緊固的外凸緣20在臺肩18上布置和擠壓就位。間隔件16提供前面所述的支撐。切割器組件2的多個副本通常由制造設備的工具室來組裝和庫存，從而在前面的切割器組件被磨損需要更換時它們可以被裝到劃片機上。并不總是因刀片鈍化才表示刀片切割器組件要更換。刀片通常由浸在結合材料中的金剛石或其他顆粒制成。隨著金剛石顆粒變鈍，作用在其上的切割力增加，且它會從結合材料中拉出來，從而新的金剛石顆粒暴露出來以保持刀片鋒利。但是，這一過程意味著刀片直徑的連續減小。隨著研磨刀片的磨損，其直徑變小，而相鄰間隔件的直徑保持不變。間隔件通常由耐磨的較硬材料制成，例如硬化不銹鋼或氧化鋁陶瓷。最終，在試圖進行意向切割時，間隔件會接觸基片表面。這可能損壞基片和鋸。在達到此磨損程度以前，鋸切工作必須停止，將新切割器組件放到心軸上，并將舊組件返回到工具室中。返回到工具室中后，刀片暴露量必須要回復到足夠的深度，這通過用新的研磨刀片來更換舊的，或者安裝小直徑的間隔件并繼續使用相同的刀片來實現。這一過程耽誤了鋸的時間，增加了勞動成本，并需要庫存各種直徑的間隔件。

存在至少兩種劃片機，一種具有單個受支撐刀片，例如在Kroll的美國專利5,261,385中所公開的，其必須多次跨過基片以進行多次切割；另一種是成套的刀片組(見圖1)。成套的刀片組是這樣一些刀片，即：它們位于公共軸線上，并通過間隔件彼此隔開。在許多情況下，各間隔件還提供支撐。在此申請中，名詞“支撐”和“間隔件”可以互換使用來指同一件硬件。雖然成套刀片組件使機器效率和產量增加了幾倍，但是，工具成本的顯著部分是用于堆疊組件的勞動力。與不需要堆疊過程的單刀片加工模式相比，此成本降低了價格上的競爭力。

當成套刀片組件第一次堆疊時，使用的是新制造的刀片和間隔件，部件通常都沒有扭軸且堆疊并不太困難。但是，在使用后，當需要用較小的間隔件進行重新堆疊時，刀片和先前使用的間隔件通常會扭軸，使堆疊變得更困難。在努力要得到最小測量偏擺時，通常需要在測量偏擺時有角度地相對于彼此改變刀片和間隔件許多次(此過程通常公知為同步調整(clocking))。

如果能減少再堆疊過程的頻度，那么成套刀片組件將需要使用更少的勞動力，且將更具有成本優勢。

減少再堆疊頻度的一個方法是將間隔件加工或磨蝕到較小直徑而不用從刀片上將它們卸下。如果間隔件是硬材料制成的話，這將很難做到。但是，公知的是，可以提供由較軟材料制成的間隔件，通過有目的地將其與硬修整(dressing)材料接觸，能相對容易地將間隔件磨蝕掉。另外，如果修整材料實質上比刀片軟，那么刀片就可能切入修整材料中而不會造成損害。如果需要的話，修整材料可以特別選擇為對刀片進行修整(即，選擇性地去除刀片結合材料以暴露新鮮的顆粒)。這種磨蝕間隔件的工藝過程在Kroll的美國專利5,261,385中已針對單刀片劃片機進行過描述。但是，需要在成套鋸組件中使用易磨蝕間隔件來獲得更大的效率。

發明內容