线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法以及半导体晶片的...的制作方法_4

文档序号:9649908阅读:来源:国知局
42]图6是表示实施方式2的线电极放电加工装置的图,图7是其供电件单元的主要部分放大斜视图。本实施方式是实施方式1的供电件单元的变形例,供电件单元6a?6(1是将硬质合金的圆棒的侧面例如通过磨石研磨,隔开等间隔以恒定宽度形成切口而得到的。通过切口而以平面状形成倒角的切口部6R,是用于使一部分切割线电极部CL并列地通过时以与圆棒不接触的方式通过的、使线电极躲避的空间。另外,由2个切口部分夹持的圆棒的未加工部分,是切割线电极部CL中的供电对象的线电极所接触的部分,在此,进行用于架设线电极并供电的V字状槽GW加工,成为供电部6T。如上述所示,通过对圆棒的一部分进行研磨或切削而形成切口,也具有与图2、图3所示的供电件单元6a?6d同等的、对多根并列的线电极的供电功能。切割加工时晶片支撑部15a、15b对对相对于被加工物即晶锭51靠近和分离的动作进行控制。除供电件单元6a?6d以外的结构实质上与实施方式1的线电极放电加工装置相同,在此省略说明,但对相同的部位标注相同的标号。
[0043]在图7所示的供电件单元6a?6d中,如果供电部分由于与切割线电极部CL之间的滑动而不断磨损,则只能以供电件单元为单位进行更换,但如果从图7所示的供电件单元6a?6d的切口部起,每隔90度对切口部6R进行加工,则能够在1根供电件单元中具备相当于更换4次的供电部6T。此外,对于该供电件单元,将其两轴端加工为与切口部6R同数的正Μ边形(Μ是周面上的切口部6R的数量),对供电件单元进行保持的供电件支架的供电件单元轴端嵌入部也具备对应的相同形状的正Μ边形孔。
[0044]在进行放电加工时,使主导辊lc、Id旋转而使线电极3行进,并且使被加工物即晶锭51相对于该切割线电极部CL隔开规定的极间距离相对配置之后,向切割线电极部CL施加电压脉冲,与切割速度相匹配地使工作台9上升,该晶锭51利用提拉(pull-up)法等形成。通过在使极间距离保持恒定的状态下,使并列线电极部PS与晶锭51相对移动,从而如在图8(a)中的加工中的状态所示,使电弧放电持续进行,与晶锭51的从切割线电极部CL通过后的路径相对应而形成加工槽G。因此,如图8(b)所示,切割得到的晶片5W的厚度t。,是从卷挂间距tp中减去加工槽的宽度(加工宽度)t:而得到的长度,该加工槽是晶锭51的切割余量。为了减小加工宽度,优选使线电极线径较小,在实用上往往使用0.1_左右的钢丝,但有时也使用0.05mm等更细的钢丝。此外,为了使放电开始电压较为适合,也可以在钢丝的表面进行黄铜等的涂敷。
[0045]根据本实施方式的线电极放电加工装置,使用供电件单元6a?6d,能够从晶锭51容易地制作高精度的晶片5W。
[0046]线电极放电加工的加工速度不依赖于被加工物的硬度,因此对于硬度高的材料特别有效。作为被加工物5,例如能够将下述材料作为对象,S卩:作为溅射靶材的钨、钼等金属;作为各种构造部件使用的多晶碳化硅(SiC)等陶瓷;作为半导体器件制作用的晶片基板的单晶硅、单晶碳化硅、氮化镓等半导体材料;以及作为太阳能电池用晶片的单晶硅或多晶硅等。特别地,碳化硅或氮化镓由于硬度高,因此在利用机械式钢丝锯的方式下存在生产率低、并且加工精度低的问题,根据本实施方式,能够在兼顾高生产率和高加工精度的同时,进行碳化硅或氮化镓的晶片制作。
[0047]如上述所示,本实施方式的线电极放电加工装置具有:一根线电极3,其在隔开间隔而平行地配置的一对导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂,该线电极3随着导辊的旋转而行进,并且在一对导辊之间形成彼此分离的并列线电极部PS ;以及供电件,其设置在导辊之间,与多个并列线电极部PS分别接触而供电,用于与各个并列线电极接触而供电的供电件针对每个排列单位进行了一体化。另外,上述多个供电件(供电件单元6a?6d)与作为供电对象的各切割线电极部CL的线电极并列间隔相对应地排列,加工电源对各供电件单元6a?6d进行供电,该各供电件单元6a?6d配置为对切割线电极部CL每隔3根进行供电。
[0048]此外,在本实施方式1及2中,使用了 2根驱动式的主导辊,但也能够将其中的1根变更为从动式。但是,根据线电极的截面积决定线电极的最大张力,因此在为了减少加工宽度而使用细线线电极的情况下,优选使用多个驱动式导辊而减少对线电极施加的张力(内部应力)。通过防止线电极的张力变得过大,从而能够增加卷挂次数,使线电极变细,实现生广率的提尚。
[0049]另外,在本实施方式1及2中,示出了将1根线电极3卷挂于4根主导辊的例子,但例如也可以采用配置有3根主导辊的结构。此外,不限于上述实施方式,只要是通过反复折返1根线电极3而形成并列线电极部PS,其具体的结构并不特别限定。
[0050]如上述所示,根据本实施方式1、2的结构,具备:1根线电极,其在主导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂,该线电极随着主导辊的旋转而行进;在主导辊lc、ld之间排列的并列线电极部PS ;供电件单元6a、6b、6c、6d,它们向该并列线电极部PS的各个线电极3进行供电,分别进行了一体成型,在减振导辊7a、7b之间被拉伸的线电极3成为与被加工物5相对的切割线电极部CL,因而从加工电源10可靠地对并列线电极部PS进行供电,由此能够进行高精度的线电极放电加工。
[0051]另外,供电件单元6a、6b、6c、6d是一体成型得到的,因此与线电极接触的供电部分的排列精度极其良好,此外,通过嵌入供电件支架60a、60b,从而不需要进行供电件位置的微调就能够进行排列,因而能够使多根线电极与各个供电件容易且可靠地进行接触,因而在加工过程中线电极不会从供电件偏离,起到能够缩短加工准备时间的效果。另外,也不需要供电件单元6a、6b、6c、6d相对于并列线电极部PS的按压量的微调,能够使线电极的接触长度均匀化,因而放电加工电流的波动消失,起到放电加工稳定化的效果。根据上述结构,起到下述效果,即,使切割线电极部CL的供电稳定化,在长时间的加工中也进行稳定的放电加工,能够一次制作多片厚度波动小的晶片。
[0052]另外,通过使用取得上述效果的线电极放电加工装置,对于包含碳化硅等硬质材料的被加工物即晶锭51,能够以高生产率将其切割加工为薄板状,形成半导体晶片。
[0053]此外,在本实施方式中,从使圆柱状锭的定向平面部分朝上的状态开始,进行切害J。此外,通过实验确认,定向平面位置对加工不存在影响,锭的设置方向也可以如图6所示是使定向平面部分朝上的状态,并不限定于锭的设置方向。
[0054]实施方式3
[0055]下面,对本发明的实施方式3的结构以及动作进行说明。图9是表示本发明的实施方式3所涉及的线电极放电加工装置的供电件单元6a、6b、以及对上述单元进行嵌入的供电件支架60a及其相关部件的结构的斜视图。在本实施方式所涉及的供电件单元以及供电件支架中,具有很多与上述实施方式1相同的结构以及动作,因此对于这些相同的结构以及动作省略说明,对与实施方式1不同的部分的结构和动作进行说明。首先,对本实施方式3的供电件外围的结构进行描述。使供电件单元6a?6d的两轴端的形状为圆柱状,在供电件支架60a、60b的用于嵌入供电件单元6a?6d的两轴端的部分,加工有轴承部,该轴承部被加工为比与供电件单元6a?6d的轴端相同的直径稍大的半圆形状,并在此处设置供电件单元6a?6d,对供电件固定用具61也进行相同形状的半圆形状的加工,因而供电件单元6a?6d的两轴端以由半圆形部分夹入的方式得到支撑。此外,在供电件单元6a?6d的轴端处安装汇流环73,位于汇流环73内表面的电刷与供电件单元6a?6d的轴外周面接触。另外,将来自加工电源(未图示)的供电线与汇流环73连接。图9详细地示出对供电件单元6a、6b进行收纳的供电件支架60a,对供电件单元6c、6d进行收纳的供电件支架60b也是相同的构造。
[0056]下面,对动作进行说明。对于安装于供电件支架60a、60b的供电件单元6a?6d而言,供电件单元6a?6d的两轴端是圆柱形状,与两轴的支撑部相当的部分也是圆柱形状,因此供电件单元6a?6d能够以轴向为旋转中心进行旋转。因而,如果在将并列线电极部PS挂于供电件单元6a?6d的各个供电部的槽中的状态下使线电极3行进,则并列线电极部PS与供电件单元6a?6d接触,并且通过其
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