專利名稱：切削刀具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具，其安裝于切削裝置的主軸，用于對被加工物進行切削。
背景技術：
關于一般被稱為切割機的切削裝置，在主軸的前端安裝支座凸緣，在該支座凸緣安裝具有薄切削刃的切削刀具并利用螺母進行固定，該切削裝置使用于這樣的領域將形成有 IC(Integrated Circuit :集成電路)或者 LSI (Large Scale Integration :大規(guī)模集成電路)等的硅晶片、形成有光波導等的鈮酸鋰(LN)等的陶瓷基板、樹脂基板、玻璃板等切斷，從而分割成一個個LSI芯片、電子器件或者光器件。在使用于切削裝置的切削刀具中，有被稱為輪轂刀具的切削刀具。該輪轂刀具通過在圓形基座的外周電沉積切削刃而構成，其中，上述圓形基座具有為了容易把持 (handling)而形成的圓形輪轂，上述切削刃通過將金剛石磨粒分散在鎳母材中而形成。將這樣的切削刀具安裝于主軸，并使切削刀具與主軸一起以大約20000 60000rpm的速度旋轉，來切削晶片等被加工物，從而分割成一個個的器件等。由于利用切削刀具進行的切削是通過細微的脆性破壞來完成的，所以在切削過的被加工物的外周會產(chǎn)生被稱為崩碎(chipping)的微米級的細微缺口。由于這樣的缺口有可能會降低被加工物的特性和抗彎強度等，因此希望將缺口抑制得盡可能小。一般來說，當使切削刀具高速旋轉時，每1個磨粒的工作量減少，因此抑制了所產(chǎn)生的缺口的大小。專利文獻1 日本特開2009-206362號公報另一方面，當使切削刀具高速旋轉時，切削刀具因離心力而向切削刀具的外周方向伸長。然而，輪轂刀具的切削刃呈環(huán)狀地形成于圓形基座的一側面外周部，輪轂刀具的形狀形成為圓形輪轂側和切削刃側不對稱。由此，當使輪轂刀具高速旋轉時，切削刃部分的伸長量比具有圓形輪轂的基座部分的伸長量要大，其結果為，產(chǎn)生了切削刃向基座側傾倒的現(xiàn)象。這樣的現(xiàn)象雖然也與切削刀具的種類有關，但在60000rpm以上的高速旋轉中特別明顯。如果在切削刃向基座側傾倒的狀態(tài)下進行切削，則會產(chǎn)生以下問題發(fā)生由加工載荷的偏置所引起的崩碎的增大或切削刀具的曲折行進(蛇行)等，進而會使切削刀具或被加工物破損。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種抑制切削時的曲折行進的發(fā)生、不會使被加工物或切削刀具自身破損的切削刀具。根據(jù)本發(fā)明，提供一種切削刀具，該切削刀具安裝在切削裝置的主軸的前端部，并且該切削刀具至少具有圓形基座，該圓形基座在一面?zhèn)纫惑w地形成有圓形輪轂；和切削刃，該切削刃形成在上述圓形基座的作為與上述圓形輪轂相反的一側的另一面?zhèn)鹊耐庵懿?，上述切削刀具的特征在于，上述圓形基座形成為當該圓形基座被安裝于上述主軸的前
3端部并高速旋轉時，上述一面?zhèn)鹊碾x心力與作為該一面?zhèn)鹊南喾疵娴纳鲜隽硪幻鎮(zhèn)鹊碾x心力平衡。根據(jù)本發(fā)明的切削刀具，圓形基座形成為當切削刀具高速旋轉時，形成有圓形輪轂的一面?zhèn)鹊碾x心力與作為該一面?zhèn)鹊南喾疵娴牧硪幻鎮(zhèn)鹊碾x心力平衡，由此能夠抑制曲折行進的發(fā)生，實現(xiàn)高速旋轉下的切削加工，能夠抑制切削時的崩碎的產(chǎn)生，并且能夠防止切削刀具自身的破損。


圖1是切削裝置的概要立體圖。圖2是示出經(jīng)切割帶支承于環(huán)狀框架的半導體晶片的圖。圖3是表示將切削刀具安裝于主軸的狀況的分解立體圖。圖4是表示支座凸緣安裝結構的另一實施方式的分解立體圖。圖5是現(xiàn)有的切削刀具的縱剖視圖。圖6是本發(fā)明第一實施方式的縱剖視圖。圖7是本發(fā)明第二實施方式的縱剖視圖。標號說明2 切削裝置；18 卡盤工作臺；24 切削構件；26 主軸；28.28A.28B 切削刀具； 46 圓形基座；48 圓形輪轂；50 切削刃；64 環(huán)狀锪孔部；66 圓形锪孔部。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1表示能夠切割半導體晶片以使其分割成一個個芯片(器件)的本發(fā)明實施方式所涉及的切削裝置2的外觀。在切削裝置2的前表面?zhèn)仍O置有操作構件4，該操作構件4用于由操作員輸入加工條件等對裝置的指示。在裝置上部設置有CRT等顯示構件6，該顯示構件6顯示對操作員的引導畫面和由后述攝像構件拍攝到的圖像。如圖2所示，在作為切割對象的晶片W的表面，正交地形成有第一間隔道Sl和第二間隔道S2，大量器件D由第一間隔道Sl和第二間隔道S2劃分開來地形成在晶片W上。晶片W粘貼于作為粘貼帶的切割帶T，切割帶T的外周緣部粘貼于環(huán)狀框架F。由此，晶片W成為經(jīng)切割帶T支承于框架F的狀態(tài)，在圖1所示的晶片盒8中收納有多塊(例如25塊)晶片。晶片盒8載置于能夠上下活動的盒升降機9上。在晶片盒8的后方配設有搬出搬入構件10，該搬出搬入構件10從晶片盒8中搬出切削前的晶片W，并且將切削后的晶片搬入到晶片盒8。在晶片盒8和搬出搬入構件10之間設置有臨時放置區(qū)域12，臨時放置區(qū)域12是臨時載置作為搬出搬入對象的晶片的區(qū)域， 在臨時放置區(qū)域12配設有使晶片W的位置對準固定位置的位置對準構件14。在臨時放置區(qū)域12的附近配設有搬送構件16，該搬送構件16具有吸附與晶片W 成為一體的框架F并進行搬送的回轉臂，搬出至臨時放置區(qū)域12的晶片W由搬送構件16 吸附并搬送至卡盤工作臺18上，該晶片W被該卡盤工作臺18吸引，并且利用多個固定構件 19固定框架F，由此，將晶片W保持在卡盤工作臺18上。卡盤工作臺18構成為能夠旋轉并且能夠在X軸方向上往復移動，在卡盤工作臺18的X軸方向的移動路徑的上方，配設有檢測晶片W的應切削間隔道的校準構件20。校準構件20具有對晶片W的表面進行攝像的攝像構件22，校準構件20能夠根據(jù)通過攝像獲得的圖像，通過圖案匹配等處理來檢測應切削的間隔道。利用攝像構件22獲得的圖像顯示于顯示構件6。在校準構件20的左側配設有切削構件24，該切削構件M對保持于卡盤工作臺18 的晶片W實施切削加工。切削構件M與校準構件20構成為一體，并且兩者聯(lián)動地在Y軸方向和Z軸方向移動。切削構件M構成為在能夠旋轉的主軸沈的前端安裝切削刀具28，并且該切削構件M能夠在Y軸方向和Z軸方向上移動。切削刀具觀位于攝像構件22的X軸方向的延長線上。參照圖3，示出了表示將切削刀具安裝于主軸的狀況的分解立體圖。在主軸單元 30的主軸殼體32中，以能夠旋轉的方式收納有由未圖示的伺服馬達旋轉驅動的主軸沈。主軸沈具有錐度部26a和前端小徑部^b，在主軸沈的前端形成有螺紋孔34。螺紋孔34形成為具有底部的盲孔狀。標號36是支座凸緣，其具有凸臺部(凸部)38和與凸臺部38 —體地形成的固定凸緣40，在凸臺部38形成有外螺紋42。而且，支座凸緣36具有安裝孔43。將支座凸緣36的安裝孔43經(jīng)由主軸沈的前端小徑部26b插到錐度部26a上，并將螺釘44螺合于螺紋孔34并擰緊，由此支座凸緣36被安裝到主軸沈的錐度部^a。切削刀具觀被稱為輪轂刀具，其構成為在具有圓形輪轂48的圓形基座46的外周電沉積有切削刃50，其中該切削刃50通過將金剛石磨粒分散在鎳母材中而形成。在將切削刀具觀安裝于主軸沈時，將切削刀具觀的安裝孔52插到支座凸緣36 的凸臺部38，并將固定螺母M螺合于凸臺部38的外螺紋42并擰緊，由此切削刀具觀被安裝于主軸沈。參照圖4，表示支座凸緣36的安裝結構的另一實施方式。在本實施方式中，在主軸 26的前端小徑部26b形成有外螺紋34’。并且，在主軸沈的前端形成有中心盲孔33。在將支座凸緣36安裝于主軸沈時，將支座凸緣36的安裝孔43經(jīng)主軸沈的前端小徑部26b插到錐度部26a上，并且將螺母4 螺合于外螺紋34’并擰緊，由此支座凸緣36 被安裝于主軸沈的前端部。在這樣構成的切削裝置2中，關于收納在晶片盒8中的晶片W，利用搬出搬入構件 10夾持框架F，將搬出搬入構件10移動向裝置后方(Y軸方向)，并在臨時放置區(qū)域12中解除該夾持，由此晶片W被載置到臨時放置區(qū)域12。然后，通過使位置對準構件14向彼此靠近的方向移動，從而晶片W被定位于固定的位置。接著，利用搬送構件16吸附框架F，通過搬送構件16的回轉，將與框架F成為一體的晶片W搬送至卡盤工作臺18，并由卡盤工作臺18保持。然后，使卡盤工作臺18在X軸方向移動，使晶片W定位在校準構件20的正下方。關于在校準構件20檢測應切削的間隔道的校準時的圖案匹配中所使用的圖像， 需要在切削前預先獲得。因此，當晶片W定位在校準構件20的正下方時，攝像構件22對晶片W的表面進行攝像，并將拍攝到的圖像顯示在顯示構件6。切削裝置2的操作員通過對操作構件4進行操作，來使攝像構件22緩慢地移動，
5并同時根據(jù)需要使卡盤工作臺18也移動，由此來搜索成為圖案匹配的目標的圖案。當操作員確定了關鍵圖案(key pattern)時，包含該關鍵圖案的圖像被存儲在切削裝置2的控制器所具備的存儲器中。此外，利用坐標值等求出該關鍵圖案與間隔道Si、 S2的中心線之間的距離，并將該值也存儲在存儲器中。接著，通過使攝像構件22移動，來利用坐標值等求出相鄰的間隔道與間隔道之間的間隔(間隔道間距)，并將間隔道間距的值也存儲在控制器的存儲器中。在沿晶片W的間隔道進行切斷時，利用校準構件20進行所存儲的關鍵圖案的圖像與實際由攝像構件22拍攝而獲得的圖像之間的圖案匹配。然后，在圖案匹配后，通過使切削構件M沿Y軸方向移動相當于關鍵圖案與間隔道的中心線之間的距離的量，來進行將要切削的間隔道與切削刀具觀的位置對準。若在將要切削的間隔道與切削刀具觀進行了位置對準的狀態(tài)下，使卡盤工作臺 18在X軸方向上移動，并且一邊使切削刀具觀高速旋轉一邊使切削構件M下降，則進行了位置對準的間隔道被切削。每使切削構件對在Y軸方向分度進給相當于存儲器中存儲的間隔道間距的量時， 便進行切削，由此將相同方向的間隔道Sl全部切削。然后，在使卡盤工作臺18旋轉90°之后進行與上述相同的切削，這樣間隔道S2也全部被切削，從而分割成一個一個的器件D。關于完成了切削的晶片W，在使卡盤工作臺18在X軸方向移動后，由能夠在Y軸方向移動的搬送構件25把持并且搬送至清洗裝置27。在清洗裝置27中，一邊使水從清洗噴嘴噴出一邊使晶片W低速旋轉(例如300rpm)，由此來清洗晶片。清洗后，一邊使晶片W高速旋轉(例如3000rpm) —邊使空氣從空氣噴嘴噴出，以使晶片W干燥，然后由搬送構件16吸附晶片W并返回至臨時放置區(qū)域12，接著通過搬出搬入構件10使晶片W返回至晶片盒8的原來的收納場所。接下來，參照圖5至圖7，對本發(fā)明實施方式所涉及的切削刀具詳細地進行說明。 參照圖5，示出了被稱為輪轂刀具的現(xiàn)有的切削刀具觀的縱剖視圖。關于切削刀具28，圓形基座46在一面?zhèn)染哂袌A形輪轂48，通過在該圓形基座46的另一面?zhèn)鹊耐庵茈姵练e切削刃50而構成切削刀具觀，其中該切削刃50通過將金剛石磨粒分散在鎳母材中而形成。切削刀具28還具有安裝孔52 ；形成在圓形基座46的兩側的淺的锪孔部56、58 ； 和將圓形基座46的外周與圓形輪轂48的基部連接起來的環(huán)狀錐度部60。锪孔部56、58是為了在將切削刀具28安裝到支座凸緣36時減小抵接面積、提高相對于主軸沈的安裝精度而設置的。參照圖5的(A)，很明顯切削刀具洲的形狀形成為圓形輪轂48側和切削刃50側左右不對稱。當使切削刀具觀以例如60000rpm以上的高速旋轉時，切削刀具觀借助于離心力向外周方向稍稍伸長。然而，由于切削刀具觀形成為左右不對稱，因此在高速旋轉時切削刃50側的伸長量比圓形輪轂48側的伸長量要大，其結果為，如圖5的(B)的箭頭62所示， 產(chǎn)生切削刃50向基座側傾倒的現(xiàn)象。若在這樣的切削刃傾倒的狀態(tài)下進行切削，則會發(fā)生曲折行進。本發(fā)明就是要提供防止這樣的切削刃50的傾倒、從而在切削時不會發(fā)生曲折行進的切削刀具，下面，參照圖6和圖7詳細說明本發(fā)明的實施方式。參照圖6，示出了本發(fā)明第一實施方式的切削刀具28A的縱剖視圖。關于本實施方式的切削刀具^A，與圖5所示的切削刀具觀同樣地，圓形基座46在一面?zhèn)?6a具有圓形輪轂48，通過在該圓形基座46的另一面?zhèn)?6b的外周電沉積切削刃50而構成本實施方式的切削刀具觀A，其中該切削刃50通過將金剛石磨粒分散在鎳母材中而形成。進而，在圓形基座46的另一面?zhèn)?6b形成有深度深(例如3mm 5mm)的環(huán)狀锪孔部64。通過這樣在圓形基座46的形成有切削刃50的另一面?zhèn)?6b形成深度深的環(huán)狀锪孔部64，在切削刀具28A高速旋轉時，施加于基座46側和切削刃50側的離心力大致相等， 從而能夠在高速旋轉時防止切削刃50向基座46側傾倒，能夠抑制曲折行進的發(fā)生。因此， 能夠使用切削刀具28A在高速旋轉下進行切削加工，能夠抑制切削時的崩碎的產(chǎn)生。參照圖7，示出了本發(fā)明第二實施方式的切削刀具28B的縱剖視圖。在本實施方式的切削刀具^B中，在圓形基座46的另一面?zhèn)?6b形成有圓形锪孔部66，以取代圖6所示的第一實施方式的切削刀具28k的環(huán)狀锪孔部64。這樣，在圓形基座46的形成有切削刃50的另一面?zhèn)?6b形成了圓形锪孔部66的情況下，也能夠使切削刀具28B高速旋轉時的施加于基座46側和切削刃50側的離心力大致相等，能夠防止切削刃50的傾倒，能夠抑制曲折行進的發(fā)生。
權利要求
1.一種切削刀具，該切削刀具安裝在切削裝置的主軸的前端部，并且該切削刀具至少具有圓形基座，該圓形基座在一面?zhèn)纫惑w地形成有圓形輪轂；和切削刃，該切削刃形成在上述圓形基座的作為與上述圓形輪轂相反的一側的另一面?zhèn)鹊耐庵懿?，上述切削刀具的特征在于，上述圓形基座形成為當該圓形基座被安裝于上述主軸的前端部并高速旋轉時，上述一面?zhèn)鹊碾x心力與作為該一面?zhèn)鹊南喾疵娴纳鲜隽硪幻鎮(zhèn)鹊碾x心力平衡。
2.根據(jù)權利要求1所述的切削刀具，其特征在于，在上述圓形基座的上述另一面?zhèn)刃纬捎袌A形或者環(huán)狀的锪孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種切削刀具，該切削刀具能夠抑制高速旋轉時的曲折行進的發(fā)生，并且不會使被加工物或切削刀具自身破損。切削刀具安裝在切削裝置的主軸的前端部，并至少具有圓形基座，其在一面?zhèn)纫惑w地形成有圓形輪轂；和切削刃，其形成在上述圓形基座的作為與上述圓形輪轂相反的一側的另一面?zhèn)鹊耐庵懿可?，該切削刀具的特征在于，上述圓形基座形成為當該圓形基座被安裝于上述主軸的前端部并高速旋轉時，上述一面?zhèn)鹊碾x心力與作為該一面?zhèn)鹊南喾疵娴纳鲜隽硪幻鎮(zhèn)鹊碾x心力平衡。
文檔編號B23B27/14GK102189278SQ20111004410
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權日2010年2月25日
發(fā)明者寺田圭介, 石井隆博 申請人:株式會社迪思科