鋼絲鋸制造技術

本發明專利技術提供一種用于切割例如硅塊等硬質材料的鋼絲鋸，其中所述鋼絲鋸的直徑Φ為０．０８到０．３０ｍｍ，且在所述鋼絲鋸的處于距其表面５到１０μｍ的深度處的圓周部分中所述鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力為４００到１０００ＭＰａ。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋼絲鋸，且更明確地說，涉及一種具有優良可加工性的鋼 絲鋸。
技術介紹
鋼絲鋸通常用于切割例如磁頭芯片或半導體晶片的晶錠(crystal ingots) 等硬質材料。在切割操作期間，在將鋼絲鋸放置成與待切割材料接觸之后，沿 著所述材料驅動鋼絲鋸，同時將由研磨微粒(例如，充了碳酸氣的硅粉末和金 剛石粉末)的混合物形成的研磨液體和滑潤劑(例如，油)施加在鋼絲鋸與材 料之間。一般來說，鋼絲鋸由具有3300到4500 MPa的高硬度且具有0. 08到0. 3 ram 的直徑O的高碳素鋼絲形成，以便確保在研磨期間具有高張力(tension)。此外，常規的鋼絲鋸鍍敷有比高碳素鋼絲柔軟的銅、錫或黃銅，以便獲得 精確切割公差并確保鋼絲可拉性。明確地說，由于黃銅具有高柔軟度，所以當 將黃銅涂覆在鋼絲鋸上時獲得各種優點。也就是說，所鍍敷的黃銅不僅在鋼絲 鋸與鋼絲拉絲模(drawing die)之間傳送滑潤劑，而且具有滑潤功能。因此，鍍 敷有黃銅的鋼絲鋸具有相對較高的直徑公差和圓度，且另外，其即使在非常高 的鋼絲拉絲速度下也可防止發生短路。并且，用黃銅鍍敷可用低成本實現。當制造半導體晶片時，使用鋼絲鋸來切割比如硅塊等硬質材料。將一系列 鋼絲鋸纏繞在具有以預定節距形成的多個凹槽的多個輥上，且驅動所述輥。接 著，用預定力將鋼絲鋸按壓在待切割的硅塊上。同時，在鋼絲鋸與硅塊之間施 加拋光液體以使用拋光液體的微粒的研磨效應來切割硅塊，進而制造多個晶片。切割工藝的效率和所獲得的晶片的質量取決于例如正被切割的硅塊的特性 和鋼絲鋸的驅動速度等各種因素。在這些因素中，鋼絲鋸的厚度均勻性和施加 在鋼絲鋸上的拋光材料的量是最重要的因素。待用于切割比如硅塊等硬質材料的一系列鋼絲鋸通常纏繞300到1000次。在切割工藝期間，所述鋼絲鋸中的每一者沿著輥中所形成的凹槽移動，且因此 通過用注射于硅塊與鋼絲鋸之間的拋光液體中所包含的拋光材料研磨來影響鋼 絲鋸。因此，鋼絲鋸受到磨損，進而變薄。另外，當在鋼絲鋸上形成柔軟的鍍敷層時，可在切割工藝開始時通過鋼絲 鋸上的柔軟鍍敷層來施加大量拋光材料。然而，當正在切割硅塊時，逐漸移除 柔軟的鍍敷層并暴露瓷料層，且施加在鋼絲鋸上的拋光材料的量減少。因此， 切割工藝的效率降低，且此外，所制造的半導體晶片的厚度不均勻。因此，半 導體晶片的表面平整度也降低。為了解決這一問題，第W0 90/12670號國際專利申請公開案中已揭示一種 上面可施加增加量的拋光材料的鋼絲鋸。在此情況下，在鋼絲鋸的外表面中形 成多個微穴或圓周凹槽(grooves),使得鋼絲鋸的直徑改變，且因此施加在鋼絲 鋸上的拋光材料的量增加。然而，難以在鋼絲鋸的外表面中形成微穴或圓周凹 槽。
技術實現思路
本專利技術提供一種鋼絲鋸，即使當所述鋼絲鋸的直徑由于用于制造多個晶 片的硬質材料的磨損而減小時，所述鋼絲鋸也允許增加施加在其上的拋光材 料的量，進而導致切割工藝的效率增加且所獲得的晶片的厚度均勻性和表面 平整度增加。根據本專利技術的一方面，提供一種用于切割硬質材料的鋼絲鋸，其中所述 鋼絲鋸的直徑O為0.08到0.30 mm，且在所述鋼絲鋸的處于距其表面5到 10 pm的深度處的部分中鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力為400到1000 MPa。所述鋼絲鋸可滿足以下等式 Hw二0.5(D(rD0—1.5(D(rD0， Pw = 30Do- 50D0，其中Hw是鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的高度，Pw是鋼絲鋸在使用后的 彎曲截面的節距，D。是鋼絲鋸在使用前的鋼絲直徑，且D,是鋼絲鋸在使用后的鋼絲直徑。在所述鋼絲鋸的處于距其表面5到10 pm的深度處的部分中鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力可為450到950MPa。附圖說明通過結合附圖參考以下詳細描述將容易了解且更好地理解對本專利技術的更完整評價及其許多附隨優點，在附圖中相同參考符號指示相同或相似的組件，其中圖1繪示根據本專利技術實施例的鋼絲鋸在使用前的彎曲截面的高度和節距。圖2繪示根據本專利技術實施例的圖1的鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的高度和節距。具體實施例方式現將參看附圖更全面地描述本專利技術，在附圖中繪示本專利技術的示范性實施例。本專利技術提供一種用于切割例如硅塊等硬質材料的鋼絲鋸，其中所述鋼絲鋸的鋼絲直徑O為0.08到0.30 mm，且在所述鋼絲鋸的處于距其表面5到10 pm的深度處的圓周部分中鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力為400到1000MPa。所述鋼絲鋸可優選地滿足以下等式Hw = 0.5(Do畫D)- 1.5(D。畫D)，Pw = 30Do —50D0，其中Hw是鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的高度，Pw是鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的節距，Do是鋼絲鋸在使用前的直徑，且D,是鋼絲鋸在使用后的直徑。專利技術者分析了影響切割工藝的效率和使用鋼絲鋸從硅塊切割的晶片的質量的鋼絲鋸特性，并發現以下幾點。第一，當正在執行切割工藝時，鋼絲鋸的直徑減小。鋼絲鋸的直徑的減5小隨著切割條件而變化，且通常，鋼絲鋸的直徑減小10到20pm。第二，在使用后，鋼絲鋸的圓形形狀可能變化或可能在鋼絲鋸中形成較小彎曲截面。第三，切割工藝的效率當在鋼絲鋸中形成較小彎曲截面時可能比當在鋼絲鋸中不形成彎曲截面時更高。第四，不同于一般己知的，所切割晶片的質量當在鋼絲鋸中形成較小彎曲截面時可能比當在鋼絲鋸中不形成彎曲截面時更高。因此，專利技術者已得出結論，在切割工藝期間，鋼絲鋸的處于某一范圍內的較小彎曲截面增加了切割工藝的效率和晶片的質量，其中所述彎曲截面的范圍相對于鋼絲鋸在使用前和使用后的直徑應滿足以下等式Hw = 0.5(Do-D!) - 1.5(D。畫D)，Pw = 30Do-50D0，其中Hw是鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的高度，Pw是鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的節距，D。是鋼絲鋸在使用前的直徑，且D,是鋼絲鋸在使用后的直徑(見圖1和2)。并且，對于滿足以上條件的鋼絲鋸，在所述鋼絲鋸的處于距其表面5到10 pm的深度處的圓周部分中鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力應為400到1000 MPa。設定以上條件是出于以下原因。將鋼絲鋸在使用后的彎曲截面的高度設定為鋼絲鋸在使用前和使用后的直徑差異的0.5到1.5倍，這是因為處于此范圍內的鋼絲鋸的彎曲截面的高度可補償由于鋼絲鋸的直徑減小導致的晶片厚度差異。并且，將鋼絲鋸在使用前的節距定義為比鋼絲鋸在使用前的直徑大30到50倍，這是因為當鋼絲鋸在使用前的彎曲截面的節距小于鋼絲鋸在使用前的直徑的30倍時，與鋼絲鋸的彎曲截面的節距比鋼絲鋸在使用前的直徑大30倍或更大的情況相比，在形成彎曲截面時在鋼絲鋸中產生過多張力。因此，鋼絲鋸被切斷的可能性可能會增加。另外，當鋼絲鋸在使用前的彎曲截面的節距比鋼絲鋸在使用前的直徑大50倍時，由于鋼絲鋸的彎曲截面的產生而無法增加拋光材料的量。6鋼絲鋸中的殘余應力將在長度方向上出現于處于距鋼絲鋸表面5到10pm的深度處的圓周部分中。這是因為距鋼絲鋸表面5 pm或更小的深度太小而不能形成所需的彎曲截面，即使當存在大量殘余應力時也是如此。并且，已經在鋼絲鋸的距表面10 )im或更大的深度處的圓周部分中形成了彎曲截面，且因此在長度方向上鋼絲鋸的殘余應力不能影響彎曲截面的形狀或大小。此外，在長度方向上鋼絲鋸的殘余應力應在400到lOO本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于切割硬質材料的鋼絲鋸，　其特征在于，所述鋼絲鋸的直徑Φ為０．０８到０．３０ｍｍ，且在所述鋼絲鋸的處于距其表面５到１０μｍ的深度處的部分中所述鋼絲鋸在長度方向上的殘余應力為４００到１０００ＭＰａ。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：林承鎬，
申請(專利權)人：弘德精線株式會社，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]