[发明专利]具有圆盘状的切断刀具的切断工具以及切断装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够有利地用于由以玻璃、硅、氮化硅为代表的硬且脆的材料形成的加工对象物的切断或者开槽的、具有圆盘状的切断刀具的切断工具以及切断装置。

背景技术

为了将由以玻璃、硅、氮化硅为代表的硬且脆的材料形成的加工对象物切断或者开槽，使用具有圆盘状的切断刀具来作为切断工具的切断装置。在该切断装置中，一边令圆盘状的切断刀具旋转，一边令刀具的外周缘端部的刃尖与加工对象物接触，由此进行加工对象物的切断或者开槽。

在使用这样的切断装置而将例如硅晶片切断为多个硅芯片时，要求有高的成品率(切断一张硅晶片而得到的硅芯片的张数)。因此，切断装置使用晶片的切削量少的厚度薄的切断刀具。此外，在对加工对象物开宽度微细的槽时，也使用厚度薄的切断刀具。

另一方面，公知通过令切断装置的切断刀具在其径向上进行超声波振动，能够减小切断刀具与加工对象物的摩擦阻力，抑制由于摩擦产生的热导致的加工对象物的变形，所以可以提高将加工对象物切断或者开槽的精度。

图1是表示专利文献1中记载的现有的切断装置的结构例的侧视剖视图。图1的切断装置10包括：旋转驱动装置11；可旋转地支承在驱动装置11的轴承上的旋转轴12；包括安装在旋转轴12的周围的圆盘状的切断刀具14和分别固定在切断刀具的两表面的圆环状的超声波振子15的切断工具17；附设在旋转轴12的顶端的旋转变压器17；以及经由旋转变压器17与各个超声波振子15电气连接的电源18等。

旋转变压器17，包括分别由线圈16a和铁心16b构成的电力供给单元17a、以及电力接收单元17b。而且，旋转变压器17的电力供给单元17a固定在支柱19上，而且，电力接收单元17b固定在旋转轴12的顶端。旋转变压器17，用于在切断或者开槽时将电源18的电能提供给与切断刀具14一起旋转的各个超声波振子15。

而且，该切断装置10所具有的切断工具，各个超声波振子15直接固定在切断刀具14的表面上，能够高效且稳定地将由各个超声波振子15产生的超声波振动提供给切断刀具14，所以稳定地体现出优异的切断性能。

专利文献1：特开2004-291636号公报

图1所示的切断工具能够将由超声波振子产生的超声波振动高效且稳定地提供给切断刀具，所以能够以稳定的高精度将加工对象物切断或者开槽。而且，通过使用厚度薄的切断刀具作为切断工具，能够以高精度且高成品率切断加工对象物，或者以高精度且以微细的宽度对加工对象物开槽。

但是，若使用的切断刀具的厚度薄到一定程度以下(1mm以下，特别在100μm以下)，则切断刀具容易在其厚度方向上挠曲，所以受到超声波振动的切断刀具容易不仅仅在其径向上而且在厚度方向上也发生超声波振动(挠曲振动)。若切断刀具在其厚度方向上发生超声波振动(挠曲振动)，则加工对象物以比切断刀具的厚度还大的宽度被切断或者被开槽，所以切断或开槽的精度降低，此外，存在加工对象物对应于切断刀具的厚度的切削量的比例变大的倾向。进而，切断刀具的刃尖的磨耗量也有变大的倾向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种切断工具，能够与使用的切断刀具的厚度无关地以高精度将加工对象物切断或者开槽。

本发明的目的还在于提供一种切断工具，能够有利地用于以高精度且高成品率切断加工对象物，或者以高精度且以微细的宽度将加工对象物开槽。

本发明是一种切断工具，包括：中央具有透孔的圆盘状的切断刀具；在该切断刀具的两表面的各自上与切断刀具同轴地配置固定的圆环状的刚性板；以及与刚性板的各个外侧表面或者内周缘端部相接而与刚性板同轴地配置固定的、具有比刚性板的外径小的外径的圆环状的超声波振子。

另外，本说明书中“切断工具”中，包括部分地切断加工对象物即开槽的用具。此外，在本说明书中，“刚性板的外径”在超声波振子与刚性板的表面相接而配置固定的情况下，指刚性板的两表面中的与超声波振子相接的表面的外径，在超声波振子与刚性板的内周缘端部相接而配置固定的情况下，指刚性板的两表面中外径小的表面的外径。此外，在本说明书中，“超声波振子的外径”，在超声波振子与刚性板的表面相接而配置固定时，是指超声波振子的两表面中的与刚性板相接的表面的外径，在超声波振子与刚性板的内周缘端部相接而配置固定时，是指超声波振子的与刚性板的内侧周缘部相接的部分的外径。

本发明的切断工具的优选方式如下。

(1)切断刀具的厚度在1mm以下。

(2)各个刚性板具有外径的10％以下的厚度。