TW578223B

TW578223B - Cutting apparatus and cutting method

Info

Publication number: TW578223B
Application number: TW091105357A
Authority: TW
Inventors: Michio Osada; Masataka Takehara; Makoto Matsuo
Original assignee: Towa Corp
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2004-03-01
Also published as: CN1248839C; KR100411501B1; DE60222205T2; JP2002321213A; KR20020082767A; EP1255283A3; US6736703B2; US20020160695A1; EP1255283A2; EP1255283B1; DE60222205D1; SG115463A1; JP3921354B2; CN1382571A

Description

五、發明説明（1 ) 本發明係關於，使用刀刃等之工具切斷被加工物之切斷裝置及切斷方法。傳統上要輯秒基板、陶€基板、印刷電路板（以下稱做基板）、或梦鑄塊等之易脆之被加工物時，係之圓板狀之旋轉刀，亦即令刀刃轉動，以切斷加卫基板等。這時是使用備有刀刃之稱做切削器切割器等之裝置。以此等裝置切斷基板時，係以下述方式為之。 2即’令轉動之刀刃對固定在工作台上之基板移動，或固定基板之工作台對轉動之刀刀移動，使基板與轉動之刀刃相接觸。藉此，可以切斷基板。然而’依照上述傳統之切斷加工方法時，以提高加工效率為目的而增加刀刀之轉數時，亦即增加周速時，會有下列問題。亦即，增加刀刀之轉數時，因切斷而產生之切屬無法充分排出，刀刀從基板接受之加工阻力會增加。因此，切斷加工之效率化受到阻礙，同時，摩擦使刀刀之表面溫度上昇，因此刀刃之壽命縮短。而且，由於加工阻力增加，在切斷後之被加工物，本來會完全去除之部分會殘留下來，而有可能產生毛邊。特別是’在切斷石夕基板以形成Csp(chipsizepackage)用之半導體晶片之製程產生毛邊時’在將半導體晶片安裝於印刷電路基板之製程，有可能會引起半導體晶片之浮動、甚至於接觸不良。因此’這種毛邊會成為降低csp之可靠性之原因。本發明之目的在提供，可以提高加工效率，能抑制毛本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 578223 五、發明説明（2 邊之發生，同時可以使刀刀長壽命化之切斷裝置及切斷方法。為了達成上述目的，本發明第1局面之切斷裝置具備有：固定被加工物之固定裝置；以軸中心為中心轉動同時接觸到被加工物，藉此切斷該被加工物之刀刃；令刀刃與被加工物以一定之相對移動速度移動，藉此使刀刃與被加工物相接觸之移動機構；在刀刃切斷被加工物時之切斷面之同一平面内，使對象之軸中心以一定之振動速度振動之軸中心之振動機構，而一定之振動速度係較相對移動速度為大。藉此，轉動之刀刀之軸中心較相對移動速度為大之一疋之振動速度，作兩速之微小振動，同時藉刀刃切削固定在固定裝置之被加工物。藉此，刀刃可以在一定之移動距離對被加工物返覆更多次之接觸與脫離。因此，被加工物被切斷時之加工阻力將因被加工物接觸刀刃之時間變短，且產生有不接觸刀刃之狀態，而變小。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之軸中心，以一定之軸中心轉動速度、轉動徑、及轉動方向，在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其刀刃轉動之方向可以與軸中心之轉動方向相同。藉此，因軸中心轉動速度，對被加工物之刀刀之相對周速被加速’因此加工效率提高。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其刀刃轉動之方向本紙張尺度適用“國ΐ標準(CNS) A4規格(210X297公釐） % (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— A7 ^------ - B7 五、發明説日f ( 3 )~" ""—"" -- 可以與軸中心之轉動方向相反。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之軸中心，以一定之來回運動振動。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之軸中心，以一定之橢圓運動振動。 ”同時，本發明第1局面之切斷裝置，其振動機構可以利用壓電元件之壓電效果，使軸中心振動。同時，本發明第1局面之切斷裝置，其振動機構可以合成一個方向之來回運動與另一方向之來回運動，使軸中心振動。同時，本發明第2局面之切斷裝置具備有：固定有被加工物之固定裝置；以軸中心為中心轉動同時接觸到被加工物’藉此切斷該被加工物之刀刃；令刀刃與被加工物以一疋之相對移動速度移動，藉此使刀刃與被加工物相接觸之移動機構；在刀刃切斷被加工物時之切斷面之同一平面内’使對象之固定裝置以一定之振動速度振動之固定裝置之振動機構，同時，一定之之振動速度較相對移動速度為大0 藉此，固定裝置能夠以較相對移動速度為大之一定之振動速度鬲速微小振動，同時藉刀刃切削固定在該固定裝置之被加工物。藉此，刀刃可以在一定之移動距離對被加工物返覆更多次之接觸與脫離。因此，被加工物被切斷時之加工阻力將因被加工物接觸刀刃之時間變短，且產生有不接觸刀刃之狀態，而變小。 6 578223 A7 B7 、發明説明（ 4 同時，本發明第2局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之固定裝置，以一定之固定裝置轉動速度、轉動徑、及轉動方向，在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。同時，本發明第2局面之切斷裝置，其刀刃轉動之方向可以與固定裝置之轉動方向相同。藉此，因固定裝置轉動速度，對被加工物之刀刃之相對周速被加速，因此加工效率提高。同日守，本發明第2局面之切斷裝置，其刀刃轉動之方向可以與固定裝置之轉動方向相反。同時，本發明第2局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之固定裝置，以一定之來回運動振動。同時，本發明第2局面之切斷裝置，其振動機構可以使對象之固定裝置，以一定之橢圓運動振動。同時，本發明第2局面之切斷裝置，其振動機構可以利用壓電元件之壓電效果，使固定裝置振動。同時，本發明第2局面之切斷裝置，其振動機構可以合成一個方向之來回運動與另-方向之來回運動，使固定裝置振動。之製製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂| 為了達成上述目的，本發明第丨局面之切斷方法，係利用以軸中心為中心轉動之刀刃切斷固定在固定裝置之被加工物之方法，具備有·在刀刃切斷被加工物時之切斷面同一平面内，使對象之軸中心以一定之振動速度振動之程；使刀刃與被加工物以一定之相對移動速度移動之程；以及，令刀刃與被加工物接觸，藉此切斷該被加工物

五、發明説明（5 ) 之製程，在使其振動之製程動速度為大。使一疋之振動速度較相對移稭此’轉動之刀77之轴中心較相對移動速度為大之一定之振動速度高速微小振動，同時藉刀刀切削固定在該固疋裝置之被加工物。藉此，刀刀可以在一定之移動距離對被加工物返覆更多次.之接觸與脫離。因此，被加工物被切斷時之加工阻力將因被加工物接觸刀刀之時間變短，且產生有不接觸刀刃之狀態，而變小。同時，本發明第1局面之切斷方法，在使其振動之製程：可以使對象之軸中心，以一定之軸中心轉動速度、轉動徑、及轉動方向ϋ之公轉中心周圍公轉狀振動。同時’本發明第2局面之切斷方法，係利用以軸中心為中心轉動之刀刃切斷固定在固定裝置之被加工物之切斷方法’具備有·在刀刃切斷被加工物時之切斷面之同一平面内，使對象之固定裝置以一定之振動速度振動之製程丨使刀刃與被加工物以一定之相對移動速度移動之製程；以及τ刀刃與被加工物接觸，藉此切斷該被加工物之製程，在使八振動之製& ’使—定之振動速度較相對移動速度為大0 藉此，轉動之刀刀之軸中心較相對移動速度為大之一疋之振動速度兩速微小振動，同時藉刀刃切削固定在該固定裝置之被加工物。藉此，刀刃可以在一定之移動距離對被加工物返覆更多次之接觸與脫離。因此，被加工物被切斷時之加工阻力將因被加工物接觸刀刃之時間變短，且產 y/^ζζό A7 --------B7 五、發明說明（6 — 生有不接觸刀刀之狀態，而變小。制。同蚪’本發明第2局面之切斷方法’可以在使其振動之，H對象之固定裝置’以_定之固定裝置轉動速度、轉動k 士及轉動方向，在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。、同捋，本發明第丨局面或第2局面之切斷方法，可以在述之切斷方法，於使其振動之製程，可以使刀刃轉動之方向與固定裝置之轉動方向相同。藉此，因轉動速度使刀刃與被加工物相互接觸之處所附近，恆成面對面反方向移動。因此，對被加工物之刀刃之相對周速會增加，可以提高加工效率。本發明之上述及其他目的以及新穎之特徵，可以從以下之β兒明及其附圖獲得進一步之瞭解。 (第1實施形態）參照第1圖〜第3圖，說明本發明之第1實施形態之切斷裝置及切斷方法如下。第1圖係表示本實施形態之切斷裝置之刀刃在切斷基板時之主要部分之部分正面圖。本實施形態之切斷裝·置係如第1圖所示，用以載置固定於切斷裝置之被加工物之工作台1，黏貼在工作台1之被加工物載置面之雙面有黏接層之黏貼帶2，及藉黏貼帶2固定在工作台1之例如以矽形成之基板。同時，本實施形態之切斷裝置備有，隨著主軸（未圖示）之轉動以一定之周速轉動之轉軸4。假定此轉軸4轉動時之中心為假想之軸中心5。而軸中心5本身則由軸中心轉動機本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4规格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •、^τ·

Awl 578223 A7 B7 以定且五、發明説明（構（未圖不）使其分別以—定之軸中心轉動速度vra，且以微小之轉動徑高速轉動。同時，本實施形態之切斷裝置備彳，含有《而固定在轉軸4之轉動刃，亦即刀刀6。圖中之箭頭表示刀刀6以轴中5為中。轉動之刀刀轉動方向7。同時，刀刀6在以轴中心5為中心轉動i圈之間’以移動速度VLB向水平方向直線移動。在本實施形態之切斷裝置，軸中心轉動速度VRA之大小設定成較刀刀移動速度VLB大，且，使其對刀刃移動速度VLB有一定之比率。在此，轴保持機構錢藉保持後述之圓筒轉動機構（第 3圖之⑷而間接保持轉軸4之保持機構。而，軸保持機構a 係安裝在球形螺栓S，藉由球形螺检s之轉動向圖中之左右方向移動。轉動機構R係令球形螺检8轉動之例如馬達。轴保持機構A、球形螺检§、韓勤趟播β 锝動機構11 一併構成移動機構DR。說明第1圖所示之切斷裝置之動作。首先，轉軸4以軸中心5為中心向一定之刀刀轉動方向 7(第1圖係反時針方向）轉動，同時，軸中心轉動速度VRA，且以微小之轉動徑高速轉動。藉此’刀刀6則以周緣部，亦即以刀尖成—定之周速之方式軸中心5為中心在轉動方向7自轉，同時，刀刃6整体在L 之公轉中心周圍’分別以-定之軸十心轉動速度似，且以微小之轉動徑高速轉動而振動，亦即，藉由公轉而旋轉振動。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公复） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 10 578223 A7 —~ --~一_B7 —_ 五、發明説明（8 ) "— - 在此，要在厚度方向完全切斷基板3時，須使其能形成刀刀6之下端較固定在工作上之基❸之下面為下方之位置之狀態’而使軸中心5轉動。同時增加刀刀6對基板3 之相對周速度，同時為了要使因切斷而產生之切屑容土易排出’軸中心5之轉動方向最好與刀刀轉動方向巧目同。其次，移動機構DR使刀刀6以一定之刀刀移動速度 VLB向第1圖之左侧水平移動，接觸到基板3。❿藉刀刃6 所含有之砥粒切削基板3，在基板3之上面形成溝，形成到達基板3下面之切口。接著，刀刀6向左水平移動，最後，從上面至下面從第1圖之右至左切斷基板3。在此，本發明實施形態之切斷裝置及切斷方法之特徵是，軸中心5對刀刃移動速度VLB以一定之比率，且以比較大之軸中心轉動速度VRA轉動。同時，對刀刃移動速度 VLB，將軸中心5之轉動徑設定成一定之值。並使軸中心5 之轉動方向與刀刃轉動方向7相同。例如探討，刀刃6轉動1圈之間，該刀刃6之水平方向之移動速度，亦即刀刃移動速度是VLB (μιη/圈）時之情形。這時是，依基板3之材質或切屑之大小等，將刀刃6轉動丨圈之間之軸中心5之轉動速度，亦即軸中心轉動速度vRA(pm/ 圈），及軸中心5之轉動徑設定如下。首先’將軸中心轉動速度VRA設定成對刀刃移動速度 VLB有一疋之比率’同時是較大之值。並將軸中心$之轉動徑設定成對刀刃移動速度VLB之一定之值。由於如此，可使以刀刃移動速度VLB切削基板3之刀刃本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再«!寫本頁) 、可| %· 五、發明説明（9 ) 6之軸中心5，以較刀刃移動速度VLB為大之一定之軸中心轉動速度VRA，且以微小之轉動徑高速轉動。而刀爛在一定之移動距離，返覆更多次之對基板3之接觸與脫離、。因此，被加工物被切斷時之加工阻力因被加工物接觸刀刃之時間變短，且產生有未接觸刀刃之狀態，而變小。參照第2圖A、第2圖B說明本實施形態之切斷裴置及切斷方法如下。第2圖A、第2圖B係分別表示，在本實施形態之切斷裝置及切斷方法，刀刃切斷基板時，刀刃擠壓基板時及離開基板時之作用之部分截面圖。百先，如第2圖A所示，軸中心5以軸中心轉動速度v r a 轉動。藉此，轉軸4則將以軸中心5為中心向刀刃轉動方向了轉動同時以刀刃移動速度VLB移動之刀刃6之刀尖，沿與刀刃轉動方向7之同一方向擠壓在基板3。因此，藉由刀刀6 含有之砥粒切削基板3，產生切屑8。產生之切屑8因供給刀刃6之刀尖附近之切削水（未圖示），沿刀刃轉動方向了移動，從刀刃6之刀尖與基板3之表面之間排出。惟，因刀刀6 之刀尖被擠壓在基板3，因此，切屑8不會充分排出。其次，如第2圖B所示，軸中心5繼續以軸中心轉動迷度VRA轉動。藉此，轉軸4將以軸中心5為中心向刀刃轉動方向7轉動而以刀刃移動速度VLB移動之刀刃6之刀尖，從基板3拉開。在此，若對刀刀移動速度VLB，適當設定軸中心5之轉動徑，刀刃6之刀尖與基板3之間隙便會充分擴大。同時對石刀刃轉動方向7移動之切屑8，軸中心轉動速度本紙張尺度翻中關家標準（⑽）A4規格（21GX297公幻 578223 A7 _____B7 _ 五、發明説明（10 ) VRA將切屑8從基板3拉上、拉開而沿刀刃轉動方向了排出。因之，切屑8便可以很容易連同切削水沿刀刀轉動方向 7移動，因此，可以很容易從刀刃6之刀尖與基板3之表面之間排出。因此，刀刃6切斷基板3時之加工阻力變小。接著，如第2圖A所示，軸中心5將繼續以軸中心轉動速度VRA轉動。藉此，轉軸4便對基板3沿刀刃轉動方向7 之同一方向擠壓刀刃6之刀尖。因此，以刀刃6所含有之砥粒切削基板3，而產生切屑8。以下，返覆將刀刃6之刀尖擠壓在基板3，切削基板3 之製程，及將刀刀6拉開基板3排出切屑8之製程。如以上所說明，依據本實施形態時，切屑8連同切削水很容易沿刀刃轉動方向7移動，而而很容易從刀刀6之刀尖與基板3之表面之間排出。因此，切屑8不太會阻礙刀刀6 之切斷動作，可以抑制加工阻力之增加。第斷續性返覆刀刃6接觸於基板3加以切削之製程。藉此，被加工物接觸刀刃之時間變短，且產生未接觸刀刃之狀態，因此，縱使刀刃6之轉速增加，加工阻力仍受到抑制。可以藉由增加刀刃6之轉速，高速切斷基板3，提高加工效率，而不致於大幅度增加加工阻力。同％，因為加工阻力受到抑制，刀刀6接觸基板3時發 | 纟之摩帛熱受到抑^。除此之外，產生之摩擦熱在刀刀6 未接觸到基板3之狀態下，可經由切削水從刀刀6放出。因此，刀刀6之表面溫度不容易上昇，可以延伸刀刀6之壽命。而且，因加工阻力之增加被抑制，切斷後之基板3發生本紙張尺度適财__準（_~ -

訂— f請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁；j 5 578223 五、發明説明（11 ) 毛邊受到抑制。因之，使用切斷矽基板後形成之半導體晶片組合CSP (Chip Size Package)時，可以防止半導體晶片之上浮，提高CSP之可靠性。在參照第3圖說明本實施形態之切斷裝置。第3圖係表示本實施形態之切斷裝置之架構之部分截面圖。在第3圖，9係内設有轉轴4之圓筒，10、丨丨係在圓筒9 之内部之兩端附近以支持轉軸4之支持構件，12係内設圓筒 9之内裝馬達，13係内裝馬達軸。内裝馬達軸13之内面接在圓筒9之外面，圓筒9與内裝馬達軸13分別轉動之中心，與轉軸4轉動之中心，亦即與軸中心5一致。内裝馬達12與内裝馬達軸13合起來構成圓筒轉動機構14。 15、16表示分別裝配在轉軸4之由支持構件1〇、u所支持之部分附近之壓電元件。在此，壓電元件15、16係被設定成，在施加一定電壓後，均會向大致垂直於軸中心5之方向變化其位置-定量，且壓電元件15、16之變位方向相互成為大体垂直狀。支持構件1〇、u與壓電元件i5、16合起來構成軸中心轉動機構17。令軸中心轉動機構口與軸中心分別以-定之軸中心轉動速度VRA，且以微小之轉動徑高速轉動，藉此使旋轉刃之刀刀6本身，在以柏中心5為中心之本來之轉動之外’高速以微小之轉動徑轉動般振動，亦即旋轉振動。第3圖之切斷裝置以下述方式動作。 I先，因内裝馬達軸13轉動使圓筒9轉動，並且，由支 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂—

578223 A7 B7 五、發明説明（η 持構件10、11支持在圓筒9之轉軸4轉動。藉此，固定在轉軸4之刀刃6向刀刃轉動方向7轉動。 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 接著，對壓電元件15、16分別施加一定之電壓。藉此，壓電元件15、16便向垂直於軸中心5，且相互大致垂直之方向變位。因此，由於壓電元件15、16之變位被合成，軸中〇 5便在固疋刀刃6之端部，分別以一定之轴中心轉動速度 VRA，且以微小之轉動徑高速轉動。亦即，旋轉刃之刀刃 6本身，在以軸中心5為中心之本來之轉動之外，高速以微小之轉動徑旋轉振動。、一 _ΰ 在此，對壓電元件15、16預先分別適宜設定，變位量、變位方向、及變位之定時。藉此可以預先設定，使軸中心5 之端部對第1圖之刀刀移動速度VLB以一定之比率，且以較大之軸中心轉動速度VRA，及微小之轉動徑轉動。如以上所說明，依據本實施形態之切斷裝置及切斷方法時，縱使增加刀刃6之轉速，仍可以抑制加工阻力之增加口此可以&供，能夠提南加工效率，達成刀刃6之長壽命化，防止在切斷後之基板3發生毛邊之切斷裝置及切斷方法。再者’以上係在軸中心轉動機構丨7使用壓電元件丨5、 16 ’但如果有能夠使軸中心5高速以微小之轉動徑轉動之其他機構’也可以使用此機構。 (第2實施形態）參照第4圖〜第6圖，說明本發明之第2實施形態之切斷裝置及切斷方法如下。

578223 五、發明説明（l3 ) 第1實施形態之切斷裝置係刀刃之軸中心高速以微小之轉動徑轉動，但本實施形態之切斷裝置係工作台本身高速以微小之轉動徑轉動。第4圖係表示本實施形態之切斷裝置之刀刃切斷基板時之之主要部分正面圖。再者，本實施形態之切斷裝置與第1圖所示之切斷裝置同樣，備有移動機構〇11，但省略未圖示。在第4圖，工作台丨係藉由工作台轉動機構，在一定之公轉中心周圍，分別以一定之工作台轉動速度VRs，且以微小之轉動徑高速公轉。在本實施形態之切斷裝置，工作台轉動速度VRs之大小設定成較刀刃移動速度VLB大，且對刀刃移動速度vlb 成一定之比率。再說明第4圖所示之切斷裝置之動作。首先，轉軸4以軸中心5為中心向一定之刀刃轉動方向 7(第4圖係反時針方向）轉動。同時，工作以工作台轉動速度VRS向第丨圖之反時針方向，以一定之微小轉動：高速轉動狀振動，亦即旋轉振動。藉此，工作台丨以工作台轉動速度VRS以高速微小之轉動徑，對向刀刀轉動方向7轉動之刀刃6旋轉振動，使刀刃6之周緣部，即刀尖成為一定周速。接著，與第1實施形態之切斷裝置一樣，刀刃6以一定之刀刃移動速度VLB向帛4圖之左側水平移動，接觸到基板 3 ’最後從上面至下面左右切斷基板3。在此’要提高加工效率’最好使工作台之轉動方向與五、發明説明（丨4) 刀刀轉動方向7相同（第4圖係反時與基板3接觸广之附< 十方向）。稭此，在刀刃6 反接觸處之附近，刀刀6與基板成面對面向反方向 =1此，對基板3之咖之相對周速會增加，可南加工效率。

本實施形態之切斷裝置與切斷方法之特徵是，工作W ::刀移動速度則，以一定之比率，且以較大之工作台轉動速度VRS轉動。同時’對刀刀移動速度VLBHM轉動時之轉動徑设定在-定之值。同時，使工作台之轉動方向與刀刀轉動方向7相同。，如對刀刀移動速度VLB，依基板3之材質或切屑之大小等’如下述決定工作台轉動速度VRS。亦即，對刀刃移動速度VLB為X μΐΏ/圈之刀刃6，令工作台1以對刀刃移動速度VLB有-定之比率，同時，以較大之作σ轉動速度VRS轉動，亦即，例如在刀刃6轉動j圈期間以ypm之周速使工作台丨轉動。同時’將工作台丨轉動時之轉動徑設定在對刀刃移動速度VLB之一定之值，例如設定成直徑ζ μπι。藉由此等，使工作台1分別以一定之工作台轉動速度 VRS且以微小之轉動徑局速轉動。而刀刀6以刀刃移動速度VLB切進載置在該工作台1之基板3時，刀刃6可以在一定之移動距離返覆更多次之與基板3之接觸及脫離。因此，被加工物被切斷時之加工阻力因為被加工物接觸刀刃之時間變短’且產生有未接觸刀刃之狀態，而變小。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 17 578223 A7 B7 五、發明説明（15 再參妝第5圖A、第5圖B，說明本實施形態之切斷裝置及切斷方法之作用。第5圖A、第5圖B係分別表示，在本實施形態之切斷裝置及切斷方法’由刀刀切斷基板時，基板擠壓刀刃與從基板拉開時之作用之部分截面圖。與第2圖A、第2圖β所示之切斷裝置同樣，依據本實施形悲之切斷裝置時，如第5圖A、第5圖Β所示，第丨，切屑8 很谷易攸刀刀6之刀尖與基板3表面之間排出。因此，刀刃6 切斷基板3時，加工阻力之增加受到抑制。第2，因為是斷續重複接觸於基板3加以切削之製程，加工阻力之增受到抑制。第3，刀刃6與基板3在相互接觸之處所附近，恆常成面對面而向反方向移動。因此，刀刃6對基板3之相對周速會增加’可以提高加工效率。再參知第6圖說明本實施形態之切斷裝置。第6圖係表示本實施形態之切斷裝置之架構之斜視圖。本實施形態之切斷裝置係如第6圖所示，具備有，由可刀別對應施加之電壓而向一定之方向，亦即向垂直及水平方向微小變位之壓電元件構成之垂直微動機構丨8及水平微動機構19。同時，圖中之記號20所示之箭頭，係表示垂直微動機構18變位之垂直方向之垂直微動方向。而記號21所示之箭頭，係表示水平微動機構19變位之水平方向之水平微動方向。亦即，此垂直微動方向20與水平微動方向2 ]相互成大致垂直之關係。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4规格（210X297公釐）

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五、發明説明（l6 ) 第6圖所示之切斷裝置之動作如下。首先’由於轉軸4轉動，固定在轉軸4之刀刃6向刀刃轉動方向7轉動。接著，分別對垂直微動機構18及水平微動機構19施加例如一定之正弦波狀之電壓。藉此，.垂直微動機構18向垂直微動方向2〇，水平微動機構19向水平微動方向21，分別做微小之變位後恢復原來之位置重覆這種動作而來回微動。因此，由垂直微動機構18與水平微動機構19將變位合成，在與刀刃6之轉動面之同一平面，工作台1本身以一定之工作台轉動速度VRS及微小之轉動徑高速旋轉振動。在此’預先對垂直微動機構18及水平微動機構19，分別適宜設定變位量、變位方向、及變位之定時。藉此可以預先設定’使工作台1本身對刀刃移動速度VLB以一定之比率，且較大之工作台轉動速度VRS，及微小之轉動徑轉動。如以上所說明’依據本實施形態之切斷裝置時，與第工貫施形恶之切斷裝置一樣，縱使增加刀刃6之轉速，仍可抑制刀刃6切斷基板3時之加工阻力。除此之外，刀刃6對基板3之相對周速會增加，因此，加工效率可以提高。同時’因加工阻力之增加受到抑制，刀刃6之表面溫度不易上昇。因此，可以達成刀刃6之長壽命化。同時，因加工阻力之增加受到抑制，因此可以抑制切斷後之基板3發生毛邊。因此，使用切斷矽基板後形成之半導體晶片組合CSP時，可以防止半導體晶片之浮動，因此可以提高CSP之可靠性。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

19 五、發明説明（π ) 再者’本實施形態之切斯裝置之垂直微動機構18與水平微動機構19使用壓電元件。但不限定如此，如果有可對工作台1施以相互垂直之來回微動，使工作台丨以高速且微小之轉動徑轉動之其他機構，也可以使用這種機構。再者，在對上述各實施形態之切斷裝置之說明，係使刀刃6接解到固定在工作台！之基板3。但也可以令工作台1 向水平方向移動以取代之。而且也可以分別使用適當之方法及適當之速度令工作台丨與刀刃6之雙方移動，藉此使基板3及刀刀6相對移動而相接觸。而工作台1及刀刀6之旋轉振動可以是真圓狀之旋轉振也"T以疋橢圓狀之旋轉振動。而且，也可以使雙方向之變位中之任一方停Α，以工作台1或刀刃6以單方向之來回微動:旋轉振動’亦即以進行單振動之狀態切斷基板）。不娜疋那種情形，令基板3與轉動中之刀刃6斷續性接觸，便可有效切斷基板3。、 ,以上係對刀刀轉動方向7是成為所謂向下切割之情 :進行說明’但不限定如此’也可以是向上切割。同時是 =月以I*中心5為中心之刀刀轉動方向7與轴中心$或工作 =之轉動方向是單一方向。但也不限定如此，依被加工物 =質，刀刀轉動方向7與轴中心5或工作之轉動方向可 Μ疋反方向。板3 、 $在基板3之厚度方向，進行可完全切斷基中、^1割之情形。自不限定如此’進行將基板3切削至所。月半切割時，也可以應用本發明。 578223 A7 _______B7___ 五、發明説明（l8 )

同時，被加工物之基板3也不限定為矽基板，s〇I (Silicon 0n Insulator)基板、化合物半導體基板、玻璃基板、陶瓷基板、金屬底座基板、石材、寶石類、結晶体等也可以。同時，使刀刃6之軸中心5本身，或工作台1本身以高速而微小之轉動徑旋轉振動。但也不限定如此，可以令刀刃6 之軸中心5與工作台丨，同時以高速而微小之轉動徑旋轉振動。藉此也可以重複進行，令刀刃6之刀尖與基板3接觸，切削基板3之製程，及令刀刃6與基板3分開以排出切屑8之製程。而且，也可以取代圓板狀之刀刃6，例如，藉由使工具進行直線運動而非旋轉運動，以加工被加工物時，也可以應用本發明。這時，也可以減少加工阻力，且很容易排出切屑。因此，可以提高加工效率，同時可以抑制毛邊之發生。並且，很谷易放出工具產生之摩擦熱，因而能達成工具之長壽命化。依據實施形態1及2之切斷裝置及使用此裝置之切斷方法時，以軸中心為中心轉動之刀刃與被加工物以相對移動速度移動。而在軸中心本身以較相對移動速度為大之軸中心轉動速度轉動之狀態下，刀刃與工作台成斷續接觸。同時，工作台以較相對移動速度為大之工作台轉動速度轉動，載置於該工作台之被加工物與刀刃斷續接觸。藉此，被加工物被加工時之加工阻力減小。因此可以提高加工效率，同時可以抑制發生加工後之毛邊。並且，切斷時產生本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 21 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .，\叮丨 578223 A7 B7 五、發明説明（l9 之摩擦熱在刀刃未接觸被加工物之狀態時從刀刃放出，因此可以延長刀刃之壽命。因之，本發明可以收到，能夠提供，可以提高加工效率、抑制其產生毛邊，同時可以延長刀刃之壽命之切斷裝置及切斷方法之優異且具實用性之效果。以上藉由貫施例對本發明進行詳細之說明，但以上之貫施形態只是作為例示，並非用以限制本發明，當然，本發明主旨及其範圍係如申請專利範圍所述。圖式之簡單說明第1圖係表示本發明第丨實施形態之切斷裝置，其刀刃切斷基板時之主要部分之部分正面圖。第2A圖、第2β圖係分別表示本發明第1實施形態之切斷裝置及切斷方法，其刀刃切斷基板時，將刀刃壓在基板時與拉開時之作用之部分截面圖。第3圖係表示本發明第1實施形態之切斷裝置之架構之部分截面圖。第4圖係表示本發明第2實施形態之切斷裝置，其刀刃切斷基板時之主要部分之部分正面圖。第5Α圖、第53圖係分別表示本發明第2實施形態之切斷裝置及切斷方法，其刀刀切斷基板時，將刀刃壓在基板時與拉開時之作用之部分截面圖。第6圖係表示本發明第2實施形態之切斷裝置之架構之部分截面圖.。本紙張尺^關 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr— 22 578223 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 1…工作台 2…黏貼帶 3…被加工物 4…轉軸 5…軸中心 6···刀刃 8…切屑 9…圓筒元件標號對照 10、11…支持構件 12···内裝馬達 13…内裝馬達軸 14…圓筒轉動機構 15、16…壓電元件 17…軸中心轉動機構 18…垂直微動機構 19…水平微動機構 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 23

Claims

578223 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1. 一種切斷裝置，具備有：固定有被加工物（3)之固定裝置（1); (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以軸中心（5)為中心轉動同時接觸到上述被加工物 (3)，藉此切斷該被加工物（3)之刀刃（6); 令上述刀刃（6)與上述被加工物（3)以一定之相對移動速度（VLB)移動，藉此使上述刀刃（6)與上述被加工物 (3)相接觸之移動機構（DR); 在上述刀刃（6)切斷上述被加工物（3)時之切斷面之同一平面内，使對象之上述軸中心（5)以一定之振動速度（VRA)振動之轴中心之振動機構（17)，上述軸中心（5)之振動速度（VRA)較上述相對移動速度（VLB)為大。 2. 如申請專利範圍第1項之切斷裝置，上述振動機構（17)使對象之上述軸中心（5)，以一定之軸中心轉動速度（VRA)、轉動徑、及轉動方向，在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。 3. 如申請專利範圍第2項之切斷裝置，上述刀刃（6)轉動之方向（7)與上述軸中心（5)之轉動方向（VRA)相同。 4. 如申請專利範圍第2項之切斷裝置，上述刀刃（6)轉動之方向（7)與上述軸中心（5)之轉動方向（VRA)相反。 5. 如申請專利範圍第1項之切斷裝置，上述振動機構（17)使對象之上述軸中心（5)，以一定本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 24 A8 B8 C8 ^ 之來回運動振動。 6·如申請專利範圍第1項之切斷裝置，上述振動機構（17)使對象之上述軸中心（5)，以一定 I 之擴圓運動振動。 7·如申請專利範圍第1項之切斷裝置，上述振動機構（17)利用壓電元件之壓電效果，使上述軸中心（5)振動。 8 .如申請專利範圍第1項之切斷裝置，上述振動機構（17)將一個方向之來回運動與另_ 方向之來回運動合成，使上述軸中心（5)振動。 9_ 一種切斷裝置，具備有：固定有被加工物（3)之固定裝置（1); 以軸中心（5)為中心轉動同時接觸到上述被加工物 (3) ’藉此切斷該被加工物（3)之刀刀（6); 々上述刀刃（6)與上述被加工物（3)以一定之相對移動速度（VLB)移動，藉此使上述刀刃（6)與上述被加工物 (3)相接觸之移動機構（dr); | 在上述刀刃（6)切斷上述被加工物時之切斷面之同一平面内，使對象之上述固定裝置（1)以一定之振動速度（VRS)振動之固定裝置（1)之振動機構（18、19)，上述固定裝置（1)之振動速度（VRS)較上述相對移動速度（VLB)為大。 10·如申請專利範圍第9項之切斷裝置，上述振動機構（18、19)使對象之上述固定裝置〇)，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐)

•訂丨 C請先閲讀背面之注意事项再填窝本頁) -25 - 厶厶:s

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) M 一定之固定裝置轉動速度（VRS)、轉動徑、及轉動方向’在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。 L如申睛專利範圍第9項之切斷裝置，上述刀刃（6)轉動之方向（7)與上述固定裝置（1)之轉動方向（VRS)相同。 2.如申凊專利範圍第9項之切斷裝置，上述刀刀（6)轉動之方向（乃與上述固定裝置（1)之轉動方向（VRS)相反。 13 ·如申請專利範圍第9項之切斷裝置，上述振動機構（18、19)使對象之上述固定裝置（丨），以一定之來回運動振動。訂| 14·如申請專利範圍第9項之切斷裝置，上述振動機構（1 8、19)使對象之上述固定裝置（1)，以一定之橢圓運動振動。 15 ·如申請專利範圍第9項之切斷裝置，上述振動機構（18、19)利用壓電元件之壓電效果·，使上述固定裝置（1)振動。 16·如申請專利範圍第9項之切斷裝置，上述振動機構（18、19)將一個方向之來回運動與另一方向之來回運動合成，使上述固定裝置（1)振動。 17· 一種切斷方法，係利用以軸中心（5)為中心轉動之刀刀 (6)切斷固定在固定裝置（1)之被加工物（3)之方法，具備有·· 在上述刀刃（6)切斷上述被加工物（3)時之切斷面之本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐) ' --- 26 578223 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍同一平面内，使對象之上述軸中心（5)以一定之振動速度（VRA)振動之製程；使上述刀刃（6)與上述被加工物（3)以一定之相對移動速度（VLB)移動之製程；以及，令上述刀刃（6)與上述被加工物（3)接觸，藉此切斷該被加工物（3)之製程，在上述使其振動之製程，使上述軸中心（5)之振動速度（VRA)較上述相對移動速度（VLB)為大。 18. 如申請專利範圍第17項之切斷方法，在上述使其振動之製程，使對象之上述軸中心 (5) ，以一定之軸中心轉動速度（VRA)、轉動徑、及轉動方向，在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。 19. 如申請專利範圍第17項之切斷方法，在上述使其振動之製程，使上述刀刃（6)轉動之方向（7)與上述軸中心（5)之轉動方向（VRA)相同。 20. —種切斷方法，係利用以軸中心（5)為中心轉動之刀刃 (6) 切斷固定在固定裝置（1)之被加工物（3)之方法，具備有：在上述刀刃（6)切斷上述被加工物（3)時之切斷面之同一平面内，使對象之上述固定裝置（1)以一定之振動速度（VRS)振動之製程；使上述刀刃（6)與上述被加工物（3)以一定之相對移動速度（VLB)移動之製程；以及，令上述刀刃（6)與上述被加工物（3)接觸，藉此切斷 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 27 578223 、申請專利範圍該被加工物（3)之製程，在上述使其振動之製程，使上述固定裝置〇)之振動速度（VRS)較上述相對移動速度（VLB)為大。 21·如申請專利範圍第17項之切斷方法，在上述使其振動之製程，使對象之上述固定裝置 (1)’以一定之固定裝置轉動速度（VRS)、轉動徑、^轉動方向’在一定之公轉中心周圍公轉狀振動。' 22·如申請專利範圍第17項之切斷方法，在上述使其振動之製程，使上述刀刃（6)轉動之方向（7)與上述固定裝置（1)之轉動方向（VRS)相同。本紙張尺度適财關家標準（CNS) A4規格⑵0χ297公爱）

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