专利名称：分离脆性材料的切割刀头机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分离脆性材料的切割刀头机构，尤指一种通用于可借助不同的旋转及进给机构以调整切割刀位置及刀头旋转角度，以便对分离脆性材料进行切割划线动作的分离脆性材料的切割刀头机构。
此外，现有的切割方式是利用钻石刀头的某一晶相位置作为切割点，但在多次使用后将会造成该晶相位置的磨耗，传统作法是采用更换刀头方式，然而一般的钻石晶相可有多个位置以作为切割点，故上述更换新刀头方式除造成钻石的浪费外，且每更换一次便必须对切割刀再进行一次调校动作，如此不仅费时费力，更影响晶圆裂片机的精密度。
本实用新型的另一目的是在提供一种分离脆性材料的切割刀头机构，以便能借一进给机构以调整切割刀对分离脆性材料的切割划线力量。
本实用新型的再一目的是在提供一种分离脆性材料的切割刀头机构，以便能借助旋转机构促使切割刀轴向旋转以变换使用钻石刀头上不同角度的钻石晶相切割点以对分离脆性材料进行切割划线动作。
为实现上述的目的，本实用新型提供了一种分离脆性材料的切割刀头机构，主要包括有一机架、一升降机构、一转动机构、一固定刀座以及一刀具模块，并将的组设于一分离脆性材料裂片机的工作面上，以便对一分离脆性材料进行划线动作；其中，机架组设于分离脆性材料裂片机的工作面上，且机架的前缘位置形成有一装配面，而升降机构则以其底座组设于此装配面上，并以一升降块滑设于底座上且能相对于此底座作上下升降滑移的动作；此外，转动机构以一固定件组设于上述升降机构的升降块上而能随其升降滑移，同时转动机构的一旋转件则组设于固定件上且能相对于此固定件作旋转运动，而旋转件则于其前缘位置处形成有一前缘面；之后，将一贯设有一通孔的固定刀座组设于上述转动机构旋转件的前缘面上而能随其旋转，且固定刀座通孔的中心线是平行于旋转件的前缘面；最后，将刀具模块组设于上述固定刀座的通孔内，此刀具模块夹持有一钻石切割刀，同时其包括有一旋转机构是能使钻石切割刀以通孔的中心线为转轴而进行旋转运动、及一进给机构是能使钻石切割刀沿通孔的中心线的轴向而进行直线运动。
因此，本实用新型可利用多个串联的直线进给机构及旋转机构以作为调整钻石切割刀位置之用，亦即本实用新型的钻石切割刀可先借助上述升降机构作上下较大距离的调整，即所谓粗调，之后借转动机构以调整钻石切割刀与分离脆性材料间的相对切割角度，最后再利用刀具模块的进给机构做小距离的运动，即所谓微调，借此不同的旋转及进给机构而可精确调整钻石切割刀与分离脆性材料的相对距离，以便对分离脆性材料进行划线动作。此外，作为微调用的进给机构尚可借助其相对分离脆性材料距离的移动而可调整其接触分离脆性材料的力量，亦即可控制切割刀于划线切割时所施予于分离脆性材料的力量大小。
此外，当钻石切割刀使用一段时间后且因磨耗而无法继续进行切割动作时，尚可借助刀具模块的旋转机构使钻石切割刀旋转九十度或其它所设定的角度，促使钻石切割刀的刀头旋转至另一位置继续进行切割划线动作，亦即利用不同钻石晶相切割点而使同一钻石切割刀可不断使用，并借此避免因更换钻石切割刀所衍生的精确度问题。
以下结合附图进一步说明本实用新型的具体实施例。
图2是本实用新型的立体分解图。
图3是本实用新型升降机构的立体分解图。
图4是本实用新型刀具模块的组合图。
图5是本实用新型刀具模块的剖面图。
请参阅图2，其显示本实用新型主要由一机架2、一升降机构3、一转动机构4、一固定刀座5及一刀具模块6依序串接而成，其中，机架2是组设于上述晶圆裂片机9的工作面91(请参阅
图1)上，且于机架2的前缘位置形成有一装配面21，另外，升降机构3包括有一底座32与一升降块31，且底座32组设于机架2的装配面21上，而升降块31则是滑设于底座32上且能相对于此底座32进行上下升降滑移的运动。
请同时参阅图3是显示升降机构3的详细构造，其中，本实施例的升降机构3是以一导螺杆35枢设于上述底座32上、及一驱动螺帽36螺套于导螺杆35上，该驱动螺帽36先组设于结合块360上再固设于升降块31，因此借助一动力源37以驱动导螺杆35旋转进而带动驱动螺帽36、结合块360、及升降块31，并使升降块31相对于底座32作升降滑移动作。由于导螺杆35的螺距可设定一较大螺距，故此升降机构3于升降滑移时可提供一上下较大距离的移动。
此外，在本实施例中，升降机构3的动力源37是使用一马达371，当然其它如油压缸、气压缸等亦可作为动力来源的一种。再者，为使升降块31与底座32之间能顺利相对滑移，本实施例的升降机构3更利用一第一组滑轨34组设于底座32上、及一第二组滑轨33组设于升降块31并相对滑设于第一组滑轨34上，故使升降块31借助该滑轨33、34的导引而可顺利相对于底座32作滑动升降运动。
请再参阅图2，在上述升降机构3的升降块31上组设有一连接板8与一转动机构4，此转动机构4包括有一固定件42及一旋转件41，其中的旋转件41可借助一旋转马达的驱动而相对于固定件42作旋转运动。在本实施例中，固定件42与升降块31间的连接板8是作为连接组设之用，亦即利用连接板8连接组设于转动机构4的固定件42及升降机构3的升降块31之间，使转动机构4可随升降机构3升降块31作升降滑移运动，同时于连接板8上可更组设有多个光学感测器81、82、83以检测旋转件41的旋转角度。须注意的是，上述连接板8并非必需，亦即本实用新型可将固定件42直接组设于升降块31上。
上述旋转件41的前缘位置形成有一前缘面410，前缘面410上形成有一条对位凸起411，可供固定刀座5于组设时利用其下缘面53对应靠合定位。
请同时参阅图4及图5，一固定刀座5贯设有一通孔51，此通孔51的中心线510则平行于旋转件41的前缘面410。刀具模块6组设于上述固定刀座5的通孔51内，此刀具模块6夹持有一钻石切割刀7，刀具模块6包括有一旋转机构61以及一进给机构620。在本实施例中，进给机构62包括有一中空柱体63、一线圈621及一永久磁铁622，中空柱体63是沿轴向滑设于固定刀座5的通孔51内，且固定刀座5于通孔51外周凹设有一圈同心槽511，内部容设有永久磁铁622，而中空柱体63的外周延伸出一圈同心环630并组设有线圈621，并可深入于同心槽511内以对应至永久磁铁622。此外，固定刀座5于通孔51的侧缘另轴向延伸有一延伸部52，延伸部52上组设有滑轨521平行在通孔51的中心线510，且刀具模块6并延设有一滑座631以对应于此滑轨521。故当线圈621通电时，借助调整其电流量而可控制进给机构62依循滑座631与滑轨521的导引以使钻石切割刀7沿通孔51的中心线510作轴向直线运动。而当线圈621于不通电状态时，一连接于固定刀座5延伸部52与滑座631间的复位弹簧623可提供刀具模块6一上拉的回复弹力使其切割刀7不致下滑碰损。
因此，本实用新型利用上述多个串联的升降机构3、转动机构4及进给机构62等不同的直线进给机构及旋转机构而可作为调整钻石切割刀7位置之用，亦即本实用新型的钻石切割刀7可先借助上述升降机构3作一上下较大距离的调整，即所谓粗调的动作，之后借转动机构4以调整钻石切割刀7相对于晶圆片92的切割角度θ2(请参阅图6)，再利用刀具模块6的进给机构62做小距离的直线调整，即所谓微调的动作，借此不同的旋转及进给机构而可精确调整钻石切割刀7与晶圆片92的相对切割距离与角度，以便对晶圆片92进行切割划线动作。本例进给机构62是通过控制通过线圈621的电流大小以调整其直线进给量，故可利用以控制钻石切割刀7在切割划线时施于晶圆片92上的力量大小。
再者，上述刀具模块6的旋转机构61是组设于中空柱体63的内部空间内，旋转刀座612与旋转马达611之间是借助一联轴器613予以相互联结，旋转马达611可驱动旋转刀座612进行旋转运动，因此可连带地使组设于旋转刀座612内的钻石切割刀7以中心线510为转轴进行旋转运动。在本实施例中，为使旋转马达611可精确旋转定位，故可使用一编码器614以便以检测旋转马达611的旋转角度。此外，本实施例中的旋转马达611设置在一马达座64上，之后将马达座64组设于中空柱体63内，使得旋转马达611下端的钻石切割刀7可与中空柱体63进行轴向直线运动。
钻石切割刀7使用一段时间后因磨耗而无法继续进行切割画线时，例如图6所示的B切割点已磨耗，则可借助旋转机构61将钻石切割刀7旋转θ1角度(例如90度)或其它所预设角度，借以利用同一支钻石切割刀7上不同钻石晶相切割点(例如C、D、B、A点)，促使同一支钻石切割刀7可不断重复使用，并可避免更换钻石切割刀7所衍生的精确度问题。
上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本实用新型所主张的权利范围应以专利要求的保护范围为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求1.一种分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于，包括有一机架，前缘形成有一装配面；一升降机构，包括有一底座组设于该机架的装配面上、及一升降块滑设于该底座上并能相对于该底座上下升降滑移；一转动机构，包括有一固定件组设于该升降块上、及一旋转件组设于该固定件上并能相对于该固定件旋转运动，且该旋转件于前缘形成有一前缘面；一固定刀座，组设于该旋转件的前缘面上，且于该固定刀座上贯设有一通孔，该通孔的中心线平行于该前缘面；以及一刀具模块，夹持有一钻石切割刀、并组设于该通孔内，该刀具模块包括有一旋转机构和一进给机构，该钻石切割刀在该旋转机构的作用下以该通孔的中心线为转轴进行旋转，该钻石切割刀在进给机构的作用下沿该中心线的轴向进行直线运动。
2.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的刀具模块的进给机构包括一中空柱体、一线圈及一永久磁铁，该中空柱体沿轴向滑设于该通孔内，且该中空柱体与该固定刀座于相对位置处分别组设有该线圈与该永久磁铁，通过调整该线圈的电流量控制该进给机构沿该中心线作轴向直线运动。
3.如权利要求2所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的固定刀座于通孔外周凹设有一同心槽并于内部容设该永久磁铁，该中空柱体外周延伸出一同心环以组设该线圈，且该同心环并能深入该同心槽内。
4.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的固定刀座包括有一延伸部是轴向延伸于该通孔的侧缘，该延伸部上组设有一滑轨，且该刀具模块并延设有一滑座以对应于该滑轨，另该固定刀座更包括一复位弹簧连接于该延伸部及该滑座之间，该复位弹簧提供该刀具模块一上拉的回复弹力。
5.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述钻石切割刀刀头上设有不同角度的钻石晶相切割点，并能接受该旋转机构带动旋转至不同角度的钻石晶相切割点。
6.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的旋转机构包括一旋转马达以驱动一旋转刀座进行旋转运动，且该旋转马达与该旋转刀座之间借助一联轴器联结；另外该旋转机构还包括一马达座，该旋转马达安装在该马达座上并组设于该中空柱体内。
7.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的升降机构更包括有一导螺杆枢设于该底座上以及一驱动螺帽螺套于该导螺杆上并固设于该升降块，该导螺杆旋转带动该驱动螺帽及该升降块相对于该底座升降滑移。
8.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于所述的升降机构更包括有一动力源，该动力源驱动该升降块相对于该底座升降滑移。
9.如权利要求1所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于，更包括有一连接板，连接组设该升降机构的升降块与该转动机构的固定件，
10.如权利要求9所述的分离脆性材料的切割刀头机构，其特征在于，更包括有至少一个光学感测器组设于该连接板上，所述光学感测器可检测该旋转件的旋转角度。
专利摘要本实用新型公开了一种分离脆性材料的切割刀头机构，包括有机架、升降机构、转动机构、固定刀座以及一刀具模块，机架的前缘位置形成有一装配面，升降机构设于装配面上，升降块滑设于底座上且能相对于底座滑移；转动机构的固定件组设于升降机构的升降块上并能随其升降滑移，转动机构的旋转件组设于固定件上且能作旋转运动，旋转件在其前缘位置处形成有一前缘面；将一贯设有一通孔的固定刀座组设于转动机构旋转件的前缘面上并能随其旋转，固定刀座通孔的中心线平行在旋转件的前缘面；将刀具模块组设于固定刀座的通孔内，刀具模块夹持有一钻石切割刀，并包括有旋转机构能使钻石切割刀以通孔的中心线为转轴进行旋转以及进给机构能使钻石切割刀沿通孔中心线的轴向进行直线运动。
文档编号B26D5/02GK2579621SQ0228734
公开日2003年10月15日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者陈贵荣, 陈孟群, 赖志一 申请人:财团法人工业技术研究院