現今半導體產業，為了追求晶圓生產速度，不斷地提升切片製程之效率，例如提高線速度與進給率，且改用鍍鑽石線作為主要切片工具，但線材受到磨耗影響發生斷線是必然的結果，因此必須找出評斷切削參數對線材壽命影響之方法。目前在線鋸切割中，線材磨耗研究非常缺乏，故本研究擬以實驗室自行開發之小型複線式線鋸機對矽晶碇進行切削之線材磨耗試驗，針對不同線速度與進給率組合之切削參數對於切削後之線材磨耗情況進行探討，並利用回歸分析找出線材磨耗安全值與其安全時間，以建立評斷線材壽命之泰勒刀具壽命數學模型，藉由此數學模型來降低製程中斷線機率並提升線材的使用壽命。實驗結果發現，線鋸加工之線材磨耗曲線並不像傳統加工之刀腹磨耗曲線，其磨耗曲線在第三區反而趨於平緩。在比較晶片表面品質時，發現線速度提高對晶片外側表面之粗糙度有帶來負面之效果，且在泰勒刀具壽命方程式也發現進給率大小對刀具壽命具有一定程度之影響，由此可以說明不管線速度大小或進給率大小，其皆對晶片表面品質以及線材壽命具有相當程度之影響。然而在驗證泰勒刀具壽命數學模型之準確度，其誤差百分比最大約為7.5%，而此結果證明了本研究所建立一套預測線材壽命之數學模型之使用可行性，故可以利用此評斷機制在選擇切削參數時進行線材壽命評估。

In order to increase wafer production, the semiconductor industry constantly advances the slicing process efficiency, such as increasing wire speed and feed rate. The use of diamond coated wire as the primary slicing tool is inevitable to enhance the efficiency and quality. However, there are few studies on the tool life of diamond coated wire. This research intends to investigate tool wear with different wire speeds and feed rates. The relationship between diamond wear height and slicing duration was collected and modeled by a quartic polynomial equation. Taylor tool life model was successfully applied to formulate the tool life equation of diamond coated wire. In addition, the wafer surface roughness is lower with higher wire speed, but the edge surface is worse. The higher feed rate also increases the wafer surface roughness.

[1]廖政慶，應用微量潤滑於鑽石線鋸製程及小型複線式線鋸機之開發，碩士論文，國立台灣科技大學機械工程研究所，台北，台灣，2014。
[2]顏柏輝，微細鑽石線鋸鋸切特性與磨耗之研究，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2004。
[3]D. Kray, M. Schumann, A. Eyer, G. P. Willeke, R. Kubler, J. Beinert, G. Kleer, 2006, "Solar wafer slicing with loose and fixed grains," in IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, pp. 948-951.
[4]李志士，黃彥傑，許哲彰，張益三，鑽石顆粒電鍍於切割線之研究，綠色科技工程與應用研討會(GTEA)，台中，台灣，2013。
[5]C. C. Chen, P. H. Chao, 2010, "Surface texture analysis of fixed and free abrasive machining of silicon substrates for solar cells," Advanced Materials Research, 126-128, pp. 177-180.
[6]M. Kojima, 1990, "Development of new wafer slicing equipment," Sumitomo Met, 42, pp. 218-224.
[7]M. B. Smith, F. Schmid, C. P. Khattak, L. Teale, J. G. Summers, 1991, "Multi-Wire FAST slicing for Photovoltaic Applications", in Conference Record of the Twenty Second IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2, pp. 979-981.
[8]I. Kao, 1997, "Technology and research of slurry wire saw manufacturing systems in wafer slicing with free abrasive machining," International Journal of Advanced Manufacturing Systems, 7, pp. 10-23.
[9]M. Nakai et. al, 2001, "Development of a Fixed Diamond Wire Saw for Electronics Application," Osaka Diamond Co., Ltd Japan, pp. 233-240.
[10]陳炤彰，鄭守智，林鼎將，鄭世隆，李奇澤，徐文慶，矽基板線鋸加工之鋼線機械性質分析，台灣磨粒加工學會一百年度研討會論文集，2011。
[11]廖運炫，許春耀，脆性材料線鋸切割，機械工業雜誌，第122-129頁，2002。
[12]T. Enomoto, Y. Shimazaki, Y. Tani, M. Suzuki, Y. Kanda, 1999, "Development of a Resinoid Diamond Wire Containing Metal Powder for Slicing a Silicon Ingot," Annals of the CIRP, 48(1), pp. 273-276.
[13]T. Watanable, M. Kojima, K. Yamato, 2001, "Study of Quartz Crystal Slicing Technology By Using Unidirectional Multi-Wire-Saw," in IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition, pp. 329-337.
[14]鄧嘉豪，鑽石線鋸切割硬脆材料暨加工參數之研究，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2002。
[15]陳建民，鑽石線鋸切割碳化矽與氧化鋁陶瓷材料之特性研究，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2003。
[16]鄭嘉葳，樹脂燒結固定磨粒鑽石線鋸切割矽晶棒之特性研究，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2005。
[17]陳勇廷，先進鑽石樹脂線鋸鋸切特性與磨耗之研究，碩士論文，清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2006。
[18]郭炳麟，漿料特性分析於矽晶片線鋸切割影響研究，碩士論文，國立台灣科技大學機械所，台北，台灣，2009。
[19]C. H. Chung, 2012, "A preliminary numerical study of the slurry wire sawing process," Proceedings of the ASME International Manufacturing Scienceand Engineering Conference.
[20]X. Y. Wang, Y. Li, S. J. Li, 2011, "Experimental study on reciprocating electroplated diamond wire saws cutting sic wafer," Key Engineering Materials, 450, pp. 296-299.
[21]B. Hwang, K. Park, H. B. Kim, K. H. Kim, D. S. Bae, Y. R. Cho, 2012, "Effect of tensile properties on the abrasive wear of steel saw wires used for silicon ingot slicing," Wear, 290-291, pp. 94-98.
[22]李健誌，線鋸切割用鑽石線性能測試機之開發，碩士論文，國立台灣科技大學機械工程研究所，台北，台灣，2013。
[23]林韋辰，電鑄法鑽石線切割藍寶石之特性研究，碩士論文，國立清華大學動力機械工程學系，新竹，台灣，2013。
[24]賴韋臣，鍍鑽石線對單晶矽之切削磨耗實驗，碩士論文，國立台灣科技大學機械工程研究所，台北，台灣，2014。
[25]S. Kalpakjian, S. R. Schmid, 2014, Manufacturing Engineering and Technology, Pearson Education South Asia Ltd, Singapore.
[26]王宗新，金字塔抗反射結構之製作及其單晶矽太陽能電池之應用，碩士論文，國立中山大學光電工程研究，高雄，台灣，2007。
[27]蔡岳龍，影像處理系統輔助微铣刀铣削黃銅之磨耗檢測，碩士論文，國立台灣科技大學機械工程研究所，台北，台灣，2009。