专利名称：切断装置及切断方法
技术领域：
本发明涉及使用刀片等的刀具将被加工物切断的切断装置及切断方法。
背景技术：
以往，在切断硅基板、陶瓷基板、印刷基板等(以下，称作基板)及硅坯料等容易开缺口的被加物的场合，使含有磨粒的圆板状的旋转刀、即刀片进行旋转而切断基板等。在该场合，使用具有刀片的被称作切粒机、切片机等的装置。在利用这些装置切断基板时如述那样进行。
也就是说，通过使旋转的刀片相对固定在载物台上的基板进行移动、或使固定基板的载物台相对旋转的刀片进行移动，从而使基板与旋转的刀片接触。由此，能切断基板。
但是，采用上述以往的切断加工，在以提高加工效率为目的而增加刀片的转速、即增加周速的场合，存在如下的问题，即在使刀片的转速增加的场合，由于利用切断所产生的切屑不能充分地排出，故刀片受到来自基板的加工阻力增加。因此，阻碍切断加工的高效化、并由于因摩擦而使刀片的表面温度上升，故刀片的寿命缩短。
另外，由于加工阻力增加，在切断后的被加工物上，本来应完全去除的部分残留于中途半端，有可能产生毛刺(毛边)。尤其，在切断硅基板而形成芯片尺寸插件(CSP)用的半导体芯片的工序中产生毛刺的场合，在将半导体芯片安装在印刷基板的工序中，有可能产生半导体芯片的浮起、进而引起连接不良的现象。因此，这样的毛刺，成为使CSP可靠性降低的原因。
发明的概要本发明的目的在于，提供使加工效率提高、抑制毛刺的产生、并能使刀片长寿命化的切断装置及切断方法。
为了达到上述目的，本发明的第1形态的切断装置，具有固定被加工物的固定装置；通过一边以轴中心为中心进行旋转一边与被加工物接触而切断该被加工物的刀片；通过以规定的相对移动速度使刀片和被加工物移动而使刀片与被加工物接触的移动机构；在与刀片切断被加工物时的切断面同一个平面内、以规定的振动速度使作为对象的轴中心进行振动的轴中心的振动机构，规定的振动速度比相对移动速度大。
用该结构，旋转的刀片的轴中心就能一边以大于相对移动速度的规定的振动速度进行高速微小振动、一边该刀片对固定在固定装置上的被加工物切进去。由此，刀片在一定的移动距离中以更多的次数重复对被加工物的接触与脱离。因此，切断被加工物时的加工阻力减少，是由于被加工物与刀片接触的时间缩短、且产生未与刀片接触的状态的缘故。
又，本发明的第1形态的切断装置，振动机构也可以使作为对象的轴中心以规定的轴中心旋转速度、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心作公转状地振动。
又，本发明的第1形态的切断装置，也可以刀片旋转的方向与轴中心的旋转方向是相同的。
如采用该结构，由于利用轴中心旋转速度，来加快刀片对被加工物的相对的周速，故加工效率提高。
又，本发明的第1形态的切断装置，也可以刀片旋转的方向与轴中心的旋转方向是相反的。
又，本发明的第1形态的切断装置，振动机构也可以利用规定的往复运动使作为对象的轴中心进行振动。
又，本发明的第1形态的切断装置，振动机构也可以利用规定的椭圆运动使作为对象的轴中心进行振动。
又，本发明的第1形态的切断装置，振动机构也可以利用压电元件的压电效果使轴中心进行振动。
又，本发明的第1形态的切断装置，振动机构也可以将一方向的往复振动和与该方向不同的另一方向的往复振动合成而使轴中心振动。
又，本发明的第2形态的切断装置，具有固定被加工物的固定装置；通过一边以轴中心为中心进行旋转一边与被加工物接触而切断该被加工物的刀片；通过以规定的相对移动速度使刀片和被加工物移动而使刀片与被加工物接触的移动机构；在与刀片切断被加工物时的切断面同一个平面内、以规定的振动速度使作为对象的固定装置振动的固定装置的振动机构，规定的振动速度比相对移动速度大。
如采用该结构，固定装置就能一边以大于相对移动速度的规定的振动速度进行高速微小振动，一边由刀片对固定在该固定装置上的被加工物切进去。由此，刀片在一定的移动距离中，以更多的次数重复对被加工物的接触和脱离。因此，切断被加工物时的加工阻力减少，是由于被加工物与刀片接触的时间缩短、且产生未与刀片接触的状态的缘故。
又，本发明的第2形态的切断装置，振动机构也可以使作为对象的固定装置以规定的固定装置旋转速度、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心作公转状地进行振动。
又，本发明的第2形态的切断装置，也可以刀片旋转的方向与固定装置的旋转方向是相同的。
如采用该结构，由于利用固定装置旋转速度来加快刀片对被加工物的相对的周速加快，故加工效率提高。
又，本发明的第2形态的切断装置，也可以刀片旋转的方向与固定装置的旋转方向是相反的。
又，本发明的第2形态的切断装置，振动机构也可以利用规定的往复运动使作为对象的固定装置进行振动。
又，本发明的第2形态的切断装置，振动机构也可以利用规定的椭圆运动使作为对象的固定装置进行振动。
又，本发明的第2形态的切断装置，振动机械也可以利用压电元件的压电效果使固定装置振动。
又，本发明的第2形态的切断装置，振动机构也可以将一方向的往复振动和与该方向不同的另一方向的往复振动合成而使固定装置振动。
为了达到上述目的，本发明的第1形态的切断方法，是利用以轴中心为中心进行旋转的刀片将固定在固定装置上的被加工物切断的切断方法，具有在与刀片切断被加工物时的切断面同一个平面内，以规定的振动速度使作为对象的轴中心进行振动的工序；以规定的相对移动速度使刀片和被加工物移动的工序；通过使刀片与被加工物接触而切断该被加工物的工序，在所振动的工序中，使规定的振动速度大于相对移动速度。
如采用该方法，就能一边使旋转的刀片的轴中心以比相对移动速度大的规定的振动速度进行高速微小振动、一边使用该刀片对固定在固定装置上的被加工物切进去。由此，刀片在仅移动一定的距离中，刀片以更多的次数重复对被加工物的接触和脱离。因此，由于被加工物与刀片接触的时间缩短、且产生未与刀片接触的状态，故使切断被加工物时的加工阻力减少。
又，本发明的第1形态的切断方法，在所振动的工序中，也可以以规定的轴中心旋转速度、旋转直径及旋转方向使作为对象的轴中心围绕规定的公转中心作公转状地进行振动。
又，本发明的第2形态的切断方法，是利用以轴中心为中心进行旋转的刀片将固定在固定装置上的被加工物切断的切断方法，具有在与刀片切断被加工物时的切断面同一平面内、以规定的振动速度使作为对象的固定装置进行振动的工序；以规定的相对移动速度使刀片和被加工物移动的工序；通过使刀片与被加工物接触切断被加工物的工序，在所振动的工序中，使规定的振动速度大于相对移动速度。
如采用该方法，就能一边使固定装置以大于相对移动速度的规定的振动速度进行高速微小振动，一边使用刀片对固定在该固定装置上的被加工物切进去。由此，刀片在仅移动一定的距离中，刀片以更多的次数重复对被加工物的接触和脱离。因此，由于被加工物与刀片接触的时间缩短、且产生未与刀片接触的状态，故使切断被加工物时的加工阻力减少。
又，本发明的第2形态的切断方法，在所振动的工序中，也可以以规定的固定装置旋转速度、旋转直径及旋转方向使作为对象的固定装置围绕规定的公转中心作公转状地进行振动。
又，本发明的第1形态或第2形态的切断方法，在上述的切断方法中，在所振动的工序中，也可以以轴中心为中心使刀片旋转的方向与轴中心或固定装置的旋转方向作成相同。
如采用该方法，利用旋转速度，刀片与被加工物在互相接触的部位的附近，始终相对地逆向移动。因此，由于刀片对被加工物的相对的周速增加，故加工效率提高。
从前述的及其他的目的及从下面结合附图对本发明的详细描述，可见本发明的特点和长处是较明显的。
附图的简单说明
图1是表示在本发明的第1实施形态的切断装置中刀片切断基板时的主要部分的主视图。
图2A和图2B是分别表示在本发明的第1实施形态的切断装置及切断方法中在刀片切断基板时、刀片对基板推压的场合和拉离的场合的作用的部分剖视图。
图3是表示本发明的第1实施形态的切断装置结构的部分剖视图。
图4是表示在本发明的第2实施形态的切断装置中刀片切断基板时的主要部分的主视图。
图5A和图5B是分别表示在本发明的第2实施形态的切断装置及切断方法中刀片切断基板时、刀片对基板推压的场合和拉离的场合的作用的部分剖视图。
图6是表示本发明第2实施形态的切断装置结构的立体图。
发明的实施方式(第1实施形态)参照图1-图3对本发明的第1实施形态的切断装置及切断方法进行说明。
图1是表示在本发明第1实施形态的切断装置中刀片切断基板时的主要部分的主视图。
本实施形态的切断装置如图1所示，具有固定在切断装置上、放置被加工物的载物台1、贴附在载物台1的被加工物载置面上并在两面具有粘接层的粘接带2、及由利用粘接带2而被固定在载物台1上的例如硅构成的基板。
又，本实施形态的切断装置，具有随着主轴(未图示)的旋转而以一定的周速旋转的旋转轴4。该旋转轴4以旋转时的中心作为假想表示的轴中心5。而且，轴中心5自身被构成为利用轴中心旋转机构(未图示)分别以规定的轴中心旋转速度VRA、且以微小的旋转直径高速地旋转。
又，本实施形态的切断装置，具有含有磨粒并固定于旋转轴4上的旋转刀即刀片6。图中箭头表示以轴中心5为中心、作为刀片6旋转方向的刀片旋转方向7。并且，刀片6在以轴中心5为中心旋转1周中以移动速度VLB直线地进行水平移动。
在本实施形态的切断装置中，轴中心旋转速度VRA的大小，比刀片移动速度VLB大，且相对刀片移动速度VLB被设定为规定的比率。
这里，轴保持机构A，是通过保持后述的圆筒旋转机构(示于图3的14)而间接地保持旋转轴4的保持机构。并且，轴保持机构A被安装在丝杆S上，利用丝杆的旋转向左右方向移动。旋转机构R，是使丝杆S旋转的例如电动机。轴保持机构A、丝杆S、旋转机构R一起构成移动机构DR。
下面，对图1所示的切断装置的动作进行说明。
首先，旋转轴4以轴中心5为中心向规定的刀片旋转方向7(图1中为逆时针旋转方向)旋转，并且轴中心5分别以规定的轴中心旋转速度VRA且以微小的旋转直径高速地旋转。由此，刀片6一边使周缘部、即刀口成为一定的周速地以轴中心5为中心向刀片旋转方向7进行自转，一边使刀片6的整体绕规定的公转中心分别以规定的轴中心旋转速度VRA且以微小的旋转直径高速旋转地振动、即成为由公转引起的旋转振动。
这里，为了将基板3向厚度方向完全地切断，使轴中心5旋转成刀片6的下端比固定于载物台1上的基板3的下面位置更下方的状态。并且，为了使刀片6对于基板3的相对的周速增加，同时为了容易排出因切断产生的切屑，最好将轴中心5的旋转方向作成与刀片旋转方向7相同的方向。
接着，利用移动机构DR以规定的刀片移动速度VLB使刀片6向图1的左侧水平移动，与基板3接触。而且，利用刀片6含有的磨粒来切削基板3并在基板3的上面形成槽，形成到达基板3下面的切口。接着，刀片6向左水平移动，最终将基板从上面至下面从图1的右方向左方进行切断。
这里，本实施形态的切断装置及切断方法的特征是，相对刀片移动速度VLB，以规定的比率且以大于其的轴中心旋转速度VRA使轴中心5旋转。又，相对刀片移动速度VLB，将轴中心5的旋转直径设定成规定的值。又，使轴中心5的旋转方向作成与刀片7旋转方向相同的方向。
例如，考虑在刀片6旋转1周的、向该刀片6水平方向的移动速度、即刀片移动速度为VLB(μm/旋转1周)的情况。在该情况下，根据基板3的材质及切屑的大小等，将刀片6旋转1周期间的轴中心5的旋转速度、即轴中心旋转速度VRA(μm/旋转1周)和轴中心5的旋转直径设定如下。
首先，使轴中心旋转速度VRA相对刀片移动速度VLB具有规定的比率，并设定比其更大的值。并且，将轴中心5的旋转直径相对刀片移速度VLB设定成规定的值。
由此，以刀片移动速度VLB对基板3切进去的刀片6的轴中心5，以比刀片移动速度VLB大的规定的轴中心旋转速度VRA、且以微小的旋转直径高速地旋转。而且，在一定的移动距离中，刀片6就以更多的次数重复进行对基板3的接触与脱离。因此，被加工物被切断时的加工阻力减少，这是由于被加工物与刀片的接触时间变短、且产生未与刀片接触的状态的缘故。
对本实施形态的切断装置及切断方法的作用，参照图2A、图2B详细地进行说明。
图2A、图2B是分别表示在本实施形态的切断装置及切断方法中在刀片将基板切断时刀片对基板推压的场合和拉离的场合的作用的部分剖视图。
首先，如图2A所示，轴中心5以轴中心旋转速度VRA旋转。由此，旋转轴4一边以轴中心5为中心向刀片旋转方向7旋转、一边将以刀片移动速度VLB移动的刀片6的刀口沿与刀片旋转方向7相同的方向向基板推压。因此，利用刀片6含有的磨粒对基板3进行切削、产生切屑8。产生的切屑8，利用向刀片6的刀口附近供给的切削水(未图示)，而沿刀片旋转方向7移动，并从刀片6的刀口与基板3的表面之间排出。但是，由于刀片6的刀口向基板3推压，故切屑8不能充分地排出。
接着，如图2B所示，轴中心5继续以轴中心旋转速度VRA进行旋转。由此，旋转轴4一边以轴中心5为中心向刀片旋转方向7旋转，一边以刀片移动速度VLB将移动的刀片6的刀口从基板3拉离。因此，若相对刀片移动速度VLB而适当地设定轴中心5的旋转直径，刀片6的刀口与基板3之间隙就足够地变宽。并且，对于沿刀片旋转方向7移动的切屑8，轴中心旋转速度VRA起着将切屑8从基板3上提起、拉离并沿刀片旋转方向7排出的作用。由此，由于切屑8与切削水一起容易沿刀片旋转方向7移动，故容易从刀片6的刀口与基板3的表面之间排出。因此，刀片6切断基板3时的加工阻力减少。
接着，如图2A所示，轴中心5以轴中心旋转速度VRA继续旋转。由此，旋转轴4相对基板3沿与刀片旋转方向7相同的方向推压刀片6的刀口。因此，利用刀片6含有的磨粒切削基板3，产生切削8。
以下，同样地重复将刀片6的刀口向基板3推压并切削基板3的工序，将刀片6的刀口从基板3上拉离而排出切屑8的工序。
如上所述，采用本实施形态的切断方法，切屑8与切屑水一起容易沿刀片旋转方向7移动，容易从刀片6的刀口与基板3的表面之间排出。由此，由于切屑8难以阻碍用刀片6进行的切断，故能抑制加工阻力的增加。
第2，继续重复刀片6与基板3接触并对其进行切削的工序。由此，由于被加工物与刀片接触的时间变短，且产生未与刀片接触的状态，故即使刀片6的旋转速度增加，也能抑制加工阻力的增加。因此，通过使刀片6的旋转速度增加，不会大幅度地增加加工阻力而高速地切断基板3，并提高加工效率。
又，由于能抑制加工阻力的增加，在刀片6与基板3接触时可抑制产生的摩擦热。此外，产生的摩擦热，在刀片6未与基板3接触的状态下通过切削水能从刀片6释放。因此，由于刀片6的表面温度难以上升，故能获得刀片6的长寿命化。
又，由于能抑制加工阻力的增加，故能抑制在切断后的基板3上产生毛刺。因此，在使用切断硅基板后形成的半导体芯片、并对芯片尺寸插件(CSP)进行装配时，由于能防止半导体芯片的浮动，故能提高CSP的可靠性。
对本实施形态的切断装置参照图3进行说明。
图3是表示本实施形态的切断装置结构的部分剖视图。
在图3中，9是内设有旋转轴4的圆筒，10和11是被设在圆筒9的内面上两端附近并支承旋转轴的轴承等的支承构件，12是内设有圆筒9的装入式电动机、13是装入式电动机轴。装入式电动机轴13的内面与圆筒9的外面连接着，圆筒9、装入式电动机轴13各自的旋转中心，与旋转轴4的旋转中心、即轴中心5一致。装入式电动机12与装入式电动机轴13一起构成圆筒旋转机构14。
15和16分别表示在旋转轴4中组装在用支承构件10、11支承的部分的附近的压电元件。这里，压电元件15、16被设定成当施加规定的电压时都与轴中心5在大致垂直的方向仅变位规定量且压电元件15、16的变位方向互相大致为垂直的状态。支承构件10、11和压电元件15、16，一起构成轴中心旋转机构17。轴中心旋转机构17，通过使轴中心5分别以规定的轴中心旋转速度VRA、并以微小的旋转直径高速地旋转，从而除了与以轴中心5为中心的本来的旋转外，还以微小的旋转直径高速旋转地使作为旋转刀的刀片6自身进行振动、即旋转振动。
图3的切断装置，作如下那样动作。
首先，由于装入式电动机轴13旋转而使圆筒9旋转，进一步，利用支承构件10、11使支承于圆筒9上的旋转轴4旋转。由此，固定于旋转轴4上的刀片6向刀片旋转方向7旋转。
接着，分别向压电元件15、16施加规定的电压。由此，压电元件15、16都向相对轴中心5大致垂直且互相大致垂直的方向变位。因此，通过由压电元件15、16的变位被合成，轴中心5在固定着刀片6的端部上分别以规定的轴中心旋转速度VRA、且以微小的旋转直径高速地旋转。也就是说，作为旋转刀的刀片6自身，除了以轴中心5为中心的本来的旋转外，还以微小的旋转直径高速地进行旋转振动。
这里，对于压电元件15、16，分别预先适当地设定变位量、变位方向及变位的定时。由此，轴中心5的端部，能设定成相对图1的刀片移动速度VLB以规定的比率、且以比其更大的轴中心旋转速度VRA和以微小的旋转直径进行旋转的状态。
如上所述，采用本实施形态的切断装置及切断方法，在使刀片6的旋转速度增加的场合，能抑制加工阻力的增加。因此，就可提供能提高加工效率、能获得刀片6的长寿命化、能防止在切断后的基板3上产生毛刺的切断装置及切断方法。
另外，虽然在轴中心旋转机构17上使用了压电元件15、16，但只要有能以微小的旋转直径使中心5高速地旋转的其他的机构，也能使用该机构来代替它。
(第2实施形态)参照图4-图6，对本发明的第2实施形态的切断装置及切断方法进行说明。
本实施形态的切断装置，第1实施形态的切断装置中，以微小的旋转直径使刀片的轴中心高速地旋转，而载物台自身以微小的旋转直径高速地进行旋转。
图4是表示在本实施形态的切断装置中刀片切断基板时的主要部分的部分主视图。并且，本实施形态的切断装置与图1所示的切断装置相同，具有移动机构DR，图示省略。
在图4中，载物台1被构成为利用载物台旋转机构围绕规定的公转中心分别以规定的载物台旋转速度VRS、且以微小的旋转直径高速地公转的状态。
在本实施形态的切断装置中，载物台旋转速度VRS的大小，被设定成比刀片移动速度VLB要大，且相对刀片移动速度VLB为规定的比率。
现说明图4所示的切断装置的动作。
首先，旋转轴4以轴中心5为中心向规定的刀片旋转方向7(图4中为逆时针方向)旋转。与此同时，载物台1以载物台旋转速度VRS向图1的逆时针回转方向，以规定的微小的旋转直径高速旋转地振动，即进行旋转振动。由此，相对于使刀片6的图缘部、即刀口成为恒定的周速地向刀片旋转方向7旋转的刀片6，载物台1就能以载物台旋转速度VRS、且微小的旋转直径高速地进行旋转振动。
接着，与第1实施形态的切断装置同样，刀片6以规定的刀片移动速度VLB向图4的左侧水平移动，与基板3接触，最终将基板3从上面向下面从右方向左方地进行切断。
这里，为了提高加工效率，最好将载物台的旋转方向作成与刀片旋转方向7相同的方向(图4中为逆时针回转方向)。由此，在刀片6与基板3接触的部位附近，刀片6与基板3始终相面对地向相反方向移动。因此，由于相对基板3的刀片6的相对周速增加，故加工效率提高。
这里，本实施形态的切断装置及切断方法的特征是，相对刀片移动速度VLB，以规定的比率并以比其大的载物台旋转速度VRS使载物台1旋转。
又，相对刀片移动速度VLB，将载物台1旋转时的旋转直径设定成规定的值。又，将载物台的旋转方向作成与刀片旋转方向7相同的方向。
例如，相对刀片移动速度VLB，根据基板3的材质及切屑的大小等，如下那样地确定载物台旋转速度VRS。
也就是说，对于刀片移动速度VLB为xμm/旋转1周的刀片6，具有相对刀片移动速度VLB的规定的比率，并以比其更大的载物台旋转速度VRS、例如在刀片6旋转1周期间以yμm的周速使载物台1旋转。又，将载物台1旋转时的旋转直径，设定成相对刀片移动速度VLB的规定的值、例如设定为直径zμm。
根据这些情况，载物台1分别以规定的载物台旋转速度VRS、并以微小的旋转直径高速地旋转。而且，在刀片6以刀片移动速度VLB对载置于该载物台1上的基板3切进去的场合，刀片6在一定的移动距离中就以更多的次数重复对基板3的接触和脱离。因此，被加工物在被切断时的加工阻力减少，这是由于被加工物与刀片接触的时间变短、且产生未与刀片接触的状态的缘故。
参照图5A、图5B说明本实施形态的切断装置及切断方法的作用。
图5A、图5B是分别表示在本实施形态的切断装置及切断方法中、在刀片切断基板时刀片推压基板的场合和拉离的场合的作用的部分剖面图。
与图2A、图2B所示的切断装置同样，采用本实施形态的切断装置，如图5A、图5B所示，第1，切屑8容易从刀片6的刀口与基板3的表面之间被排出。因此，能抑制刀片6切断基板3时的加工阻力的增加。
第2，由于断续地重复与基板3接触并对其进行切削的工序，故能抑制加工阻力的增加。
第3，刀片6与基板3，在互相接触的部位附近始终相对地逆向移动。因此，由于相对基板3的刀片6的相对的周速增加，故加工效率提高。
现参照图6对本实施形态的切断装置进行说明。
图6是表示本实施形态的切断装置结构的立体图。
本实施形态的切断装置如图6所示，具有由根据分别被施加的电压而向规定的方向、即向垂直及水平方向微小地变位的压电元件构成的、垂直微动机构18及水平微动机构19。又，图中的符号20所示的箭头，是表示垂直微动机构18变位的垂直方向所示的垂直微动方向。又，符号21所示的箭头，是表示水平微动机构19变位的水平方向所示的水平微动方向。即，该垂直微动方向20与水平微动方向21大致为互相垂直。
图6的切断装置，作如下那样动作。
首先，通过旋转轴4旋转，固定在旋转轴4上的刀片6向刀片旋转方向7旋转。接着，在垂直微动机构18和水平微动机构19上，分别施加例如规定的正弦波状的电压。
由此，垂直微动机构18在垂直微动方向20上，水平微动机构19在水平微动方向21上，分别在进行微小的变位后回复到原来的位置，对其重复地进行往复微动。因此，通过使由垂直微动机构18和水平微动机构19引起的变位进行合成，在与刀片6的旋转面同一的平面上，载物台1自身以规定的载物台旋转速度VRS及微小的旋转直径作高速旋转振动。
这里，对于垂直微动机构18和水平微动机构19，预先适当地设定各自的变位量、定位方向及变位定时。由此，载物台1自身，能设定成相对刀片移动速度VLB以规定的比率、且以比其更大的载物台旋转速度VRS和微小的直径进行旋转。
如以上的说明，采用本实施形态的切断装置，与第1实施形态的切断装置同样，即使是使刀片6的旋转速度增加的场合，也能抑制刀片6对基板3切断时的加工阻力的增加。此外，由于相对基板3的刀片6的相对的周速增加，因此，加工效率提高。
又，由于能抑制加工阻力的增加，刀片6的表面温度就难以上升。因此，能获得刀片6的长寿命化。
又，由于能抑制加工阻力的增加，故能抑制在切断后的基板3上产生毛刺。因此，在使用切断基板而形成的半导体芯片装配芯片尺寸插件(CSP)时，由于能防止半导体芯片的浮起，故能提高CSP的可靠性。
又，在本实施形态的切断装置中，使用了作为垂直微动机构18及水平微动机构19的压电元件。但不限于此，只要是能赋予载物台1互相垂直的往复微动、使载叶1以微小的旋转直径高速地旋转的其他的机构，也能使用该机构。
又，在上述各实施形态的切断装置的说明中，由于使刀片6向水平方向移动，作成使刀片6与固定在载物台1上的基板3接触的结构。也可以使载物台1向水平方向移动来取代它。又，也可以通过使载物台1和刀片6的双方分别以适当的速度向适当的方向移动，使基板3与刀片6相对地移动而接触。
又，载物台1及刀片6的旋转振动，既可以是正圆状的旋转振动，也可是椭圆状的旋转振动。此外也可使2个方向的变位中的任何一方停止，载物台或刀片6在进行仅由一个方向构成的往复微动所产生的旋转振动、即单振动的状态下，将基板3切断。
在任何一种场合，通过基板3与旋转的刀片6断续地接触，都能高效地切断基板3。
又，虽然就刀片旋转方向7成为所谓向下切割的情况作了说明，但不限于此，也可以作成向上切割的状态。作成了以轴中心5为中心的刀片旋转方向7与轴中心5或载物台1的旋转方向为同一方向。不限于此，也可以根据被加工物的材质，使刀片旋转方向7与轴中心5或载物台1的旋转方向作成相反方向的状态。
又，说明了在基板3的厚度方向上基板3完全地切断的所谓进行全切割的情况。不限于此，即使进行将基板3部分地切削至中途的所谓半切割的情况，也能适用本发明。
又，作为被加工物的基板3，不限于硅基板，也可以是SOI(Silicon OnInsulator)基板、化合物半导体基板、玻璃基板、陶瓷基板、金属基体基板、石材、宝石类、结晶体等。
又，将刀片6的轴中心5自身或载物台1自身作成以微小的旋转直径高速地旋转振动。不限于此，也可将刀片6的轴中心5和载物台1同时以微小的旋转直径高速地旋转振动。由此，也能重复使刀片6的刀口与基板3接触而切削基板3的工序和将刀片6的刀口与基板3拉开而排出切屑8的工序。
又，取代圆板状的刀片6，例如，在通过刀具不是旋转运动而是直线运动对被加工物进行加工的情况下，也能适用本发明。在该场合，加工阻力也减少，切屑容易被排出。因此，加工效率提高，并能抑制毛刺的产生。又，由于在刀具中产生的摩擦热容易散出，故能获得刀具的长寿命。
采用实施形态1和2的切断装置和使用它的切断方法，以轴中心为中心进行旋转的刀片和被加工物，以相对移动速度进行移动。而且，轴中心自身在以比相对移动速度更大的轴中心旋转速度进行旋转的状态下，刀片与被加工物断续地接触。又，载物台以比相对移动速度更大的载物台旋转速度进行旋转，载置在被载物台上的被加工物与刀片断续地接触。由此，被加工物被加工时的加工阻力减少。因此，加工效率提高并能抑制加工后的毛刺的产生。又，切断时产生的摩擦热，由于在刀片未与被加工物接触的状态下被从刀片散出，故能获得刀片的长寿命化。
由于这些情况，本发明在提高加工效率、抑制毛刺发生的同时，能提供使刀片能长寿命片的切断装置及切断方法，起到优异的实用效果。
以上虽然对本发明的某些实施形态作了详细的说明，但本发明不限于所作的说明及实例，只要在所附的权利要求书所述本发明的宗旨和范围内均属本发明。
权利要求
1.一种切断装置，其特征在于，具有固定被加工物(3)的固定装置(1)；通过一边以轴中心(5)为中心旋转一边与所述被加工物(3)接触将该被加工物(3)切断的刀片(6)；通过使所述刀片(6)与所述被加工物(3)以规定的相对移动速度(VLB)移动而使所述刀片(6)与所述被加工物(3)接触的移动机构(DR)；在与所述刀片(6)切断被加工物(3)时的切断面同一个平面内，使作为对象的所述轴中心(5)以规定的振动速度(VRA)振动的轴中心的振动机构(17)，所述轴中心(5)的振动速度(VRA)比所述相对移动速度(VLB)大。
2.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(17)，使作为对象的所述轴中心(5)以规定的轴中心旋转速度(VRA)、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心公转状态地进行振动。
3.如权利要求2所述的切断装置，其特征在于，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述轴中心(5)的旋转方向(VRA)是相同的。
4.如权利要求2所述的切断装置，其特征在于，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述轴中心(5)的旋转方向(VRA)是相反的。
5.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(17)，利用规定的往复运动使作为对象的所述轴中心(5)进行振动。
6.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(17)利用规定的椭圆运动使作为对象的所述轴中心(5)进行振动。
7.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(17)，利用压电元件的压电效果使所述轴中心(5)振动。
8.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(17)，将一方向的往复振动和与该一方向不同的另一方向的往复运动合成而使所述轴中心(5)进行振动。
9.一种切断装置，其特征在于，具有固定被加工物(3)的固定装置(1)；通过一边以轴中心(5)为中心旋转一边与所述被加工物(3)接触将该被加工物(3)切断的刀片(6)；通过使所述刀片(6)与所述被加工物(3)以规定的相对移动速度(VLB)移动而使所述刀片(6)与所述被加工物(3)接触的移动机构(DR)；在与所述刀片(6)在切断被加工物(3)的切断面同一个平面内，使作为对象的所述固定装置(1)以规定的振动速度(VRS)振动的固定装置(1)的振动机构(18、19)，所述固定装置(1)的振动速度(VRS)比所述相对移动速度(VLB)大。
10.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(18、19)，使作为对象的所述固定装置(1)以规定的固定装置旋转速度(VRS)、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心公转状态地进行振动。
11.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述固定装置(1)的旋转方向(VRS)是相同的。
12.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述固定装置(1)的旋转方向(VRS)是相反的。
13.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(18、19)，利用规定的往复运动使作为对象的所述固定装置(1)进行振动。
14.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(18、19)，利用规定的椭圆运动使作为对象的所述固定装置(1)进行振动。
15.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(18、19)，利用压电元件的压电效果使所述固定装置(1)振动。
16.如权利要求9所述的切断装置，其特征在于，所述振动机构(19、19)，将一方向的往复运动和与该一方向不同的另一方向的往复运动合成而使所述固定装置(1)进行振动。
17.一种切断方法，是利用以轴中心(5)为中心进行旋转的刀片(6)将固定在固定装置(1)上的被加工物(3)进行切断的切断方法，其特征在于，具有在与所述刀片(6)切断所述被加工物(3)时的切断面同一个平面中，以规定的振动速度(VRA)使作为对象的所述轴中心(5)进行振动的工序；以规定的相对移动速度(VLB)使所述刀片(6)和所述被加工物(3)进行移动的工序；通过使所述刀片(6)与所述被加工物(3)接触而切断该被加工物(3)的工序，在进行所述振动的工序中，使所述轴中心(5)的振动速度(VRA)大于所述相对移动速度(VLB)。
18.如权利要求17所述的切断方法，其特征在于，在进行所述振动的工序中，使作为对象的所述轴中心(5)以规定的轴中心旋转速度(VRA)、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心公转状态地进行振动。
19.如权利要求17所述的切断方法，其特征在于，在进行所述振动的工序中，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述轴中心(5)的旋转方向(VRA)作成相同。
20.一种切断方法，是利用以轴中心(5)为中心进行旋转的刀片(6)将固定在固定装置(1)上的被加工物(3)进行切断的切断方法，其特征在于，具有在与所述刀片(6)切断所述被加工物(3)时的切断面同一平面中，以规定的振动速度(VRS)使作为对象的固定装置(1)进行振动的工序；以规定的相对移动速度(VLB)使所述刀片(6)和所述被加工物(3)进行移动的工序；通过使刀片(6)与所述被加工物(3)接触而切断该被加工物(3)的工序，在进行所述振动的工序中，使所述固定装置(1)的振动速度(VRS)大于所述相对移动速度(VLB)。
21.如权利要求20所述的切断方法，其特征在于，在进行所述振动的工序中，使作为对象的所述固定装置(1)以规定的固定装置旋转速度(VLB)、旋转直径及旋转方向围绕规定的公转中心公转状态地进行振动。
22.如权利要求20所述的切断方法，其特征在于，在进行所述振动的工序中，所述刀片(6)旋转的方向(7)与所述固定装置(1)的旋转方向(VRS)作成相同。
全文摘要
本发明的切断装置,具有以轴中心(5)为中心向刀片旋转方向(7)旋转的旋转轴(4)和固定在旋转轴上以刀片移动速度(VLB)移动的刀片(6),使轴中心(5)以比刀片移动速度(VLB)大的规定的轴中心旋转速度(VRA)且以微小的旋转直径高速地旋转。由此,刀片(6)推压基板(3),对基板3切前并产生切屑(8),刀片(6)从基板(3)拉开,切屑(8)沿刀片旋转方向(7)移动从而刀片(6)的刀口与基板(3)之间被排出。因此,由于能抑制加工阻力的增加,故加工效率提高且能抑制在刀片(6)表面产生的摩擦热。另外,由于产生的摩擦热容易散出,故能获得刀片(6)的长寿命化。
文档编号H01L21/00GK1382571SQ0211865
公开日2002年12月4日 申请日期2002年4月24日 优先权日2001年4月25日
发明者长田道男, 竹原克尚, 松尾真 申请人:东和株式会社