一种加工半导体材料用超薄钝化刀片的制作方法

本发明涉及加工半导体的刀具，尤其涉及一种加工半导体材料用超薄钝化刀片。

背景技术：

1、现有的刀具切割半导体材料时，容易导致刀片崩刃或刀刃的变形，从而影响刀片的实际使用寿命，特别地，当对切割半导体材料面不需特别光滑时，由于半导体材料表面的摩擦系数较大，刀片的刀刃越锋利时，容易在切割这种表面摩擦系数较大的半导体材料而出现崩刃或变形，因此，需要解决加工半导体材料的刀片容易崩刃和变形的问题。

2、现有技术中，专利号为cn 113510764 a的一种改善片式元件切割倾斜的方法及刀片，公开了使用刀片在片式元件料片上切割时，使所述刀片的两个刃面在水平方向的合力f小于预定值，其中，f＝f1(cosα-u·sinα)-f2(cosβ-u·sinβ)，α和β分别为所述刀片的两个刃面与刀片中心线的夹角，f1和f2分别为所述刀片的两个刃面所受元件的排挤力，u表示切割过程中刀片与产品的动摩擦系数，该方法虽然能够快速有效地改善切割过程中刀片弯曲状况，消除切割过程刀片偏斜变形而导致的产品外观不良的问题，然而，该刀片在切削摩擦系数较大的半导体材料时，刀刃的尖角处容易出现崩刃，另外，现有的片式元件切割倾斜的方法虽然一定程度上能抵抗刀片的弯曲变形，特别地，刀刃与刀片间呈线性的连接，抵弯变形的能力是由材料性质和刀身的厚度决定，即材料的弹性模量越大，刀片的抗弯变形能力越强，刀身的厚度越大，刀片的抗弯变形能力越强，但由于切割半导体材料的厚度本身受到结构限制，导致现有的片式元件切割倾斜的方法的抗弯性能较差；因此，本案需要解决加工半导体材料时，刀片容易崩刃和抗弯变形效果差的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种加工半导体材料用超薄钝化刀片，旨在解决加工半导体材料时，刀片容易崩刃和抗弯变形效果差的难题。

2、为解决上述技术问题，提供一种加工半导体材料用超薄钝化刀片，包括基体、第一过渡部、第二过渡部和刀刃；所述第一过渡部的一端连接于所述基体；所述第二过渡部的一端连接于所述第一过渡部的另一端；所述刀刃包括刃体和连接于所述刃体一端的刃口，所述刃体的另一端与所述第二过渡部的另一端连接，且所述第一过渡部呈两侧对称的凹弧连接于所述基体与所述第二过渡部之间，所述第二过渡部呈两侧对称的凸弧连接于所述第一过渡部与所述刃体之间，所述刃体与所述第二过渡部连接处形成有第一过渡线，所述第一过渡部与所述基体的连接处形成第二过渡线，以仅通过所述刃口抵接切割半导体材料，且切割后的半导体材料在所述第一过渡线和所述第二过渡线之间偏离所述基体；其中，所述刃口呈抛物线连接于所述第一过渡线的两端，在抛物线的最高点抵接切割半导体材料。

3、进一步地，所述刃口形成有第一抛物线或第二抛物线，所述第一抛物线对称连接于所述第一过渡线的两端，所述第二抛物线的最高点偏离于所述刃体的对称中心线连接于所述第一过渡线的两端。

4、进一步地，记所述第二抛物线的最高点到所述刃体的对称中心线的距离为d1，所述第二抛物线的最高点到所述第一过渡线的距离为d2，满足关系式：0.05≤d1/d2≤0.1。

5、进一步地，记所述刃口与所述刃体的夹角为a，所述刃口到所述第二过渡线的距离为l2，所述第一过渡线的长度为s1，所述第二过渡线的长度为s2；

6、满足关系式：

7、21°≤a≤23°；

8、0.095mm≤s2≤0.105mm；

9、1.58≤s2/s1≤1.75；

10、6.67≤l2/d2≤28；

11、9.52≤l2/s2≤14.74。

12、进一步地，所述第二过渡部的凸弧的圆弧半径为r2，r2＝0.03mm；所述第一过渡部的凹弧的圆弧半径为r1，r1＝5.5mm。

13、进一步地，所述第一过渡部与所述基体的夹角为b，b＝4°；所述第一过渡部的截面最短距离为l,l＝0.05mm。

14、进一步地，所述基体的长度为s，所述基体的端部到所述刃口的距离为l，其中，161.8mm≤s≤162.2mm，22.2mm≤l≤22.6mm。

15、进一步地，所述刀片的材质为钨钢，所述刃口与所述刃体的连接呈抛物线，记所述刃口受半导体材料的反向切削力为f，且f的方向沿抛物线最高点切线的法向，所述刃体与所述第二过渡部的一侧的力矩为m1，所述基体与所述第一过渡部的一侧受到的力矩为m2，记钨钢的抗弯强度为m，满足关系式：m1＝f*s1/4，m2＝f*s2/4，m1＜m2＜m。

16、进一步地，记所述刃口受半导体材料的切削偏向力为f1，且f1的方向为沿所述第二抛物线的最高点指向远离最高点的所述第一过渡线的一端，此时，靠近所述第二抛物线最高点的所述刃体与所述第二过渡部形成第一交点，所述第一交点产生力矩为m3，且所述第一交点垂直f1方向的距离为d3，靠近所述第二抛物线最高点的所述基体与所述第一过渡部形成第二交点，所述第二交点产生力矩为m4，且所述第二交点垂直f1方向的距离为d4，所述第一过渡部形成有中点，所述中点产生力矩为m5，且所述中点垂直f1方向的距离为d5，满足关系式：

17、d3＝s1*cos[arctan((s1+2d1)/2d2)]；

18、d4＝l2*sin[arctan((s1+2d1)/2d2)]+[s2*cos[arctan((s1+2d1)/2d2)]]/2；

19、d5＝[l2*sin[arctan((s1+2d1)/2d2)]]/2；

20、m3＝f1*d3；

21、m4＝f1*d4；

22、m5＝f1*d5；

23、m3＜m5＜m4＜m。

24、实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

25、1、本实施例中的加工半导体材料用超薄钝化刀片，由于刃体的一端设有刃口，刃体的另一端与第二过渡部的另一端连接，第一过渡部呈两侧对称的凹弧连接于基体与第二过渡部之间，第二过渡部呈两侧对称的凸弧连接于第一过渡部与刃体之间，刃体与第二过渡部连接处形成有第一过渡线，第一过渡部与基体的连接处形成第二过渡线，从而使刃口抵接切割半导体材料，切割后的半导体材料在第一过渡线和第二过渡线之间偏离基体，另外，刃口呈抛物线连接于第一过渡线的两端，且在抛物线的最高点抵接切割半导体材料，进而使得刃口部形成钝化的抛物线切割半导体材料，克服现有技术中普通刀片在切割半导体材料容易出现崩刃和抗弯变形效果差的问题；

26、2、本实施例中的加工半导体材料用超薄钝化刀片，由于刃口与刀体的夹角为a，刃口到第一过渡线的距离为d2，刃口到第二过渡线的距离为l2，第一过渡线的长度为s1，第二过渡线的长度为s2，且满足关系式：21°≤a≤23°，0.095mm≤s2≤0.105mm，1.58≤s2/s1≤1.75；6.67≤l2/d2≤28；9.52≤l2/s2≤14.74。从而可以依据该关系式分别计算得出各所需参数的范围，进而设计出合适的加工半导体材料用超薄钝化刀片；

27、3、本实施例中的加工半导体材料用超薄钝化刀片，由于刀片的材质为钨钢，刃口与刃体的连接呈抛物线，当刃口受半导体材料的反向切削力为f，且f的方向沿抛物线最高点切线的法向，刃体与第二过渡部的一侧的力矩为m1，基体与第一过渡部的一侧受到的力矩为m2，记钨钢的抗弯强度为m，满足关系式：m1＝f*s1/4，m2＝f*s2/4，m1＜m2＜m，进而可以验算出刀片各参数在理想条件下切割半导体材料的可行性；

28、4、本实施例中的加工半导体材料用超薄钝化刀片，由于刃口受半导体材料的切削偏向力为f1，且f1的方向为沿第二抛物线的最高点指向远离最高点的第一过渡线的一端，此时，靠近第二抛物线最高点的刃体与第二过渡部形成第一交点，第一交点产生力矩为m3，且第一交点垂直f1方向的距离为d3，靠近第二抛物线最高点的基体与第一过渡部形成第二交点，第二交点产生力矩为m4，且第二交点垂直f1方向的距离为d4，第一过渡部形成有中点，中点产生力矩为m5，且中点垂直f1方向的距离为d5，满足关系式：

29、d3＝s1*cos[arctan((s1+2d1)/2d2)]；

30、d4＝l2*sin[arctan((s1+2d1)/2d2)]+[s2*cos[arctan((s1+2d1)/2d2)]]/2；

31、d5＝[l2*sin[arctan((s1+2d1)/2d2)]]/2；m3＝f1*d3；m4＝f1*d4；m5＝f1*d5；m3m5m4

32、m，从而验算刀片在极端的切削偏向力下，分析刀片抗弯强度的可行性。