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具線上放電銳化技術之晶粒分割系統開發與矽晶圓基板晶粒分割研究

為了解決SUZUKI 零件手冊的問題，作者胡竣泓 這樣論述：

本研究旨在開發一「具線上放電銳化技術之晶粒分割系統」，並應用於矽晶圓基板晶粒分割研究。傳統電鑄鑽石輪刀，鑽石顆粒含量低，且基材剛性較低，填塞後便須直接拋棄處理，導致刀具成本高。本研究嘗試以含硼聚晶鑽石輪刀取代傳統電鑄鑽石輪刀，聚晶鑽石鑽石含量高達95%以上，且剛性高，可提高鑽石輪刀使用壽命。為避免鑽石輪刀於晶粒分割期間，發生填塞，本研究提出一種線上放電銳化的方法，藉由所設計的「線上放電銳化機構」與「脈衝寬度調變放電電源」，開發出線上放電銳化技術，鑽石輪刀在不拆卸情況下，可於短時間內，完成線上銳化工作。脈衝寬度調變放電電源可輸出高頻、高峰值且窄脈衝寬度的放電波形，可使鑽石輪刀表面快速形成高密度

火花熔蝕坑(屑袋)，並裸露出銳利的鑽石切刃。此外，以脈衝寬度調變電源進行線上放電銳化，鑽石輪刀亦可獲得薄化效果及降低輪刀表面的石墨化層。實驗結果顯示，線上放電銳化技術能快速實現刃厚30 μm、刃長400 μm，長寬比達13：1的聚晶鑽石輪刀，表面具高密度且分佈均勻的鑽石切刃與屑袋。為比較晶粒分割實驗的切割道品質，本研究提出「溝崩比」，以便採用「類脆性研削」模式，以較快的進給率和類脆性研削深度，進行晶粒分割，符合商用切割道的容許崩裂量及減少加工所耗時間。實驗結果證實，經線上放電銳化後的聚晶鑽石輪刀，著實可改善傳統電鑄鑽石輪刀切割晶圓所發生的崩裂、蛇行與歪斜等問題。研究也藉由「智能化研削力感測機制

」對矽晶圓基板進行10×10陣列的晶粒分割驗證，發現晶圓正面及背面之溝崩比，分別達3.26及1.87，優於商用的溝崩比(1.34)(溝崩比愈大，溝緣崩裂量愈少)，且切割道具高筆直度，晶粒邊壁垂直平整，對半導體產業有實質幫助，深具商業化價值。