超声波振动切割方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于切断半导体晶片等。在搭载台４固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构１２下降，使超声波振动旋转机构１２的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构１２的下降，使超声波振动旋转机构１２进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波振动切割方法及其装置。在半导体装置的制造中，在把装有IC等的半导体晶片切割成数个所谓双触点(对偶管)的方块状半导体芯片时，试图通过超声波振动进行切断。但是，由于通过上述超声波振动把半导体晶片切割成方块状半导体芯片时，常出现不成功的现状。另外，对于金、银、铝、软钎料、铜等有粘性的柔软东西；陶瓷、硅、铁素体等的硬而脆的东西；由合成树脂与金属构成的叠层结构；或者由无机物、金属与合成树脂构成的叠层结构等，用超声波振动切割还没有成功的例子。因此，本专利技术的目的是提供一种适于切割具有上述物性的各种切割对象部件的超声波振动旋转切割方法及其装置。权利要求1的专利技术，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀并使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。权利要求2的专利技术，包括用于固定切割对象部件的安装在装置本体上的搭载台；安装在装置本体上并可沿前后、左右、上下相互垂直的3个方向直线运动的三轴驱动机构；用于切断搭载台上所固定的切割对象部件并安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的超声波振动旋转机构。权利要求3的专利技术，是在权利要求2的基础上作出的，包括对超声波振动旋转机构的切刀和切割对象部件冷却的冷却机构。权利要求4的专利技术，是在权利要求2的基础上作出的，超声波振动旋转机构包括安装在三轴驱动机构的三方向输出部上的固定外壳；可旋转地装在固定外壳内部的旋转内壳；容纳在旋转内壳内的振子；与振子结合并与旋转内壳同轴状地配置的圆形共振器；从共振器的固定外壳及旋转内壳的一端向外侧突出的设置在最小振动振幅点处的切刀；及安装在固定外壳另一端部并且使旋转内壳旋转的驱动源。如上文所述，根据权利要求1的专利技术，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀并使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。由此，利用超声波振动旋转，可适当的切断切割对象部件。根据权利要求2的专利技术，把切割对象部件固定在搭载台上之后，让三轴驱动机构和超声波振动旋转机构运动，由此，超声波振动旋转机构的切刀沿一个方向旋转的同时，进行超声波振动，使三轴驱动机构的三方向输出部描绘出四边形的轨迹，超声波振动旋转机构的切刀切断切割对象部件。根据权利要求3的专利技术，通过用冷却机构对超声波振动旋转机构的切刀和切割对象部件进行冷却，可以保护切割对象部件，使其避免受到切割热的损伤。根据权利要求4的专利技术，在旋转内壳的内部容纳有共振器，另外还具有从共振器的固定外壳及旋转内壳的一端向外侧突出的设置在最小振动振幅点处的切刀，安装在固定外壳另一端部的驱动源，使旋转内壳旋转。由此，可简化超声波振动旋转机构的结构。附图说明图1是本专利技术第一实施例的超声波振动切割装置的主视图。图2是该第一实施例的超声波振动旋转驱动机构的图1中的A-A断面图。图3是该第一实施例的超声波振动旋转驱动机构的图2中的B-B断面图。图4是表示该第一实施例的共振器与振动波形的关系的模式图。图5是该第一实施例的固定外壳与后部外壳的分解透视图。图6是表示该第一实施例的冷却介质容器周围的断面图。图7是表示该第一实施例的喷嘴部的斜视图。图8是本专利技术第二实施例的侧视图。下面参照图1～图7，说明本专利技术的第一实施例的结构。首先，参照图1，叙述超声波振动切割装置。1是装置本体，其下部设有移动用车轮2和固定用脚部3。并且，在移动超声波切割装置时，脚部3退回到比车轮2更靠近装置本体1的一侧，在车轮2与设置面G接触的状态下，通过推或拉装置本体1，车轮2旋转，使装置本体1移动。另外，在设置超声波切割装置时，如图所示，脚部3伸出到较车轮2更靠近设置面G的一侧，并与设置面G接触，使车轮2上浮在设置面G上，把装置本体1固定到设置面G上。脚部3由螺栓、螺母形成，在把装置本体1固定到设置面G上时，可水平地调整装置本体1。4是用于搭载并固定切削对象部件的设置在装置本体1上部的搭载台，具有调整仰角φ和旋转角θ的功能。仰角φ的调整是通过称作所谓的测微头的精密针状促动器在3个位置调整搭载台4最上面的水平的。旋转角θ的调整是通过促动器调整旋转工作台的搭载台4最上面的水平面内的方向。为了把切削对象部件固定在搭载台4上，可采用松脂、UV树脂、两面胶带等的同时具有冷却介质耐久性和热可塑性的粘接剂或真空吸附等手段。所谓冷却介质耐久性是指，即使冷却介质与粘接剂接触，粘接剂对搭载台4和切削对象部件的粘接也不会分离的特性。所谓冷却介质热可塑性是指在切削对象部件为例如半导体装置的晶片的场合，即使在高温下，当粘接剂受到进行半导体装置制造过程的工作寿命试验情况下的加热温度时，粘接剂对搭载台4和切削对象部件的粘接不会分离的特性。真空吸附的情况是，在搭载台4的最上面设有抽吸孔，抽吸孔与搭载台4经过抽吸管路与单独设置的抽吸泵相连，在驱动抽吸泵的状态下，通过打开抽吸管路的阀，经过抽吸孔把切割对象部件固定在搭载台4的最上面。抽吸孔也可对应于切割对象部件被切断的各单体而设置。在搭载台4的最上面设有围绕切割对象部件的外框架，以防止被切断单体的飞散。5是能沿前后、左右、上下相互垂直的3个方向直线移动的三轴驱动机构，其具有间隔地配置在搭载台4的两侧且安装在装置本体1上的朝向前后方向的导向部6、7；在搭载台4的上方横向架设在导向部6、7的可动部上的朝向左右方向的导轨8；可在左右方向驱动地组装在导轨8上的可动头9；组装在可动头9上的沿上下方向升降的升降头10；以及组装在升降头10上的保持架11。并且导轨8通过图外的(图中未示的)步进电动机之类的促动器驱动，使其沿导向部6、7不转动地朝图1纸面的表里方向的Y方向直线地移动；可动头通过图中未示的步进电动机之类的促动器驱动，使其沿导轨8不转动地朝图1纸面的左右方向的X方向直线地移动；升降头10通过图中未示的步进电动机或气缸的任何一种的促动器驱动，可相对于可动头9不转动地直线地升降；由此，使保持架11沿着由下降、切断、上升、回位的这4个直线组成的四边形轨迹移动。12是超声波振动旋转机构，用于切断固定在搭载台4上的切割对象部件，设置在作为三轴驱动机构5的三方向输出部的保持架11上。13是对超声波振动旋转机构12的切刀和切割对象部件冷却的冷却系统，具有箱14、安装在保持架11或超声波振动旋转机构12的任何一方上的喷嘴部15、配置在搭载台14周围的冷却介质容器16、把冷却介质容器16与箱14以配管连接的冷却介质返回通路17、把箱14与喷嘴部15以配管连接的冷却介质供给通路18。并且在水或其他液体的任何冷却介质装入箱14中的状态下，通过电力驱动设置在箱14的图中未示的泵，可对冷却介质加压，并通过冷却介质供给通路18供给喷嘴部15，之后通过喷嘴部15把冷却介质喷射到超声波振动旋转机构12的切刀和切割对象部件上，对其进行冷却。冷却之后的冷却介质由冷却介质容器收集(捕捉)后，经过冷却介质返回通路17返回箱14中。返回箱14的冷却介质通过箱14本文档来自技高网...

【技术保护点】
超声波振动切割方法，在搭载台上搭载并固定切割对象部件，让超声波振动旋转机构下降，使超声波振动旋转机构的切刀到达对切割对象部件可切削的位置，然后，停止超声波振动旋转机构的下降，使超声波振动旋转机构进行便于切断的直线运动，同时旋转驱动切刀使其进行超声波振动，把切割对象部件切断。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤茂，石井僚一，
申请(专利权)人：株式会社厄泰克斯，
类型：发明
国别省市：JP[日本]