專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多線(xiàn)切割技術(shù)，特別是涉及一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)。
背景技術(shù)：
我們知道，發(fā)光二極管LED在當(dāng)今社會(huì)中用途十分廣泛，例如各種通信設(shè)備、儀器儀表及顯示面板背光上均用有大量的LED。藍(lán)寶石(Sapphire)作為制作LED的材料在半導(dǎo)體領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。在形成用于制作LED藍(lán)寶石硅襯底之前，仍需要對(duì)藍(lán)寶石硅材料進(jìn)行前端加工，即將藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切片的作業(yè)。當(dāng)今對(duì)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切片加工普遍采用多線(xiàn)切割，多線(xiàn)切割技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的硅片加工技術(shù)。它的原理是通過(guò)一根高速運(yùn)動(dòng)的鋼絲帶動(dòng)附著在鋼絲上的切割刃料對(duì)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行摩擦從而達(dá)到切割目的。線(xiàn)切割技術(shù)與傳統(tǒng)的刀鋸片、砂輪片及內(nèi)圓切割相比具有效率高，產(chǎn)能高，精度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的多線(xiàn)切割設(shè)備例如藍(lán)寶石硅棒切片機(jī)等通常至少包括有:機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)置有工作臺(tái)，用于收、放金剛線(xiàn)的貯絲筒(未在圖式中予以顯示)，多個(gè)用于為所述金剛線(xiàn)進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)線(xiàn)輪以及跨設(shè)在工作臺(tái)相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)切割輥，所述兩個(gè)切割錕為水平設(shè)置，且在兩者之間纏繞的金剛線(xiàn)形成一段切割線(xiàn)，在所述切割線(xiàn)的上方設(shè)有送件治具及固定在送件治具上的藍(lán)寶石硅棒。在對(duì)藍(lán)寶石硅棒的實(shí)際切割過(guò)程中，所述金剛線(xiàn)通過(guò)十幾個(gè)導(dǎo)線(xiàn)輪的引導(dǎo)，在工作臺(tái)相對(duì)兩側(cè)的切割輥上形成一張線(xiàn)網(wǎng)，利用所述送件治具將固定的所述藍(lán)寶石硅棒運(yùn)送至所述切割線(xiàn)上，切割線(xiàn)為金剛線(xiàn)，金剛砂噴鍍?cè)诮饎偩€(xiàn)上，由金剛線(xiàn)帶動(dòng)研磨劑往復(fù)告訴運(yùn)動(dòng)，利用金剛砂對(duì)所述藍(lán)寶石硅棒產(chǎn)生切削，以將所述藍(lán)寶石硅棒一次同時(shí)切割為許多藍(lán)寶石硅片。在現(xiàn)有技術(shù)中的藍(lán)寶石硅棒切片機(jī)上，位于工作臺(tái)相對(duì)兩側(cè)的切割輥被設(shè)置在機(jī)架的相對(duì)兩側(cè)立柱上，因而左、右切割輥之間的跨度很大，所以位于兩側(cè)切割輥之間的金剛線(xiàn)走線(xiàn)距離也很長(zhǎng)，在實(shí)際的切片作業(yè)中，當(dāng)將工作臺(tái)相對(duì)兩側(cè)的切割輥降下來(lái)，兩側(cè)的切割輥之間的金剛線(xiàn)壓迫到工件時(shí)，會(huì)使金剛線(xiàn)形成很大的繞曲度，因而金剛線(xiàn)也就始終受到最大的運(yùn)行阻力，由于工件本身往往具有很高的硬度而不易切割，再加上針對(duì)工件切片精準(zhǔn)度的要求又很?chē)?yán)格，所以上述因切割輥的設(shè)置方式而致使金剛線(xiàn)繞曲度過(guò)大很容易影響切割精準(zhǔn)度。另外，上述的晶體硅棒切片機(jī)中，僅設(shè)置了水平布局的兩個(gè)切割輥，使得用于供切割藍(lán)寶石硅棒的切割區(qū)間單一(僅為兩側(cè)兩個(gè)切割輥之間纏繞的鋼絲形成一段切割線(xiàn))，所以，單次能夠切割藍(lán)寶石硅棒的數(shù)量也很少(一般單次僅支持一個(gè)藍(lán)寶石硅棒的切割)，進(jìn)行切割的工作效率較低。因此，如何提供一種應(yīng)用于藍(lán)寶石硅棒的切割設(shè)備，以避免以上所述的缺失，實(shí)為相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者亟待解決的問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺失，本發(fā)明的目的在于提供一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因切割輥的設(shè)置方式而致使金剛線(xiàn)繞曲度過(guò)大易影響切割精準(zhǔn)度以及單次僅支持一個(gè)藍(lán)寶石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，包括:機(jī)架，具有工件切割區(qū)；第一切割輥，設(shè)置在所述工件切割區(qū)的一側(cè)；第二切割輥，設(shè)置在所述工件切割區(qū)的另一側(cè)，與所述第一切割輥相對(duì)平行且位于同一水平面上；第三切割輥，設(shè)置在所述第一切割輥與所述第二切割輥之間，并位于所述第一切割輥與所述第二切割輥同一水平面的上方，且所述第三切割輥的軸心與所述第一、第二切割輥的軸心連線(xiàn)構(gòu)成一個(gè)等邊三角形；以及金剛線(xiàn)，依次纏繞于所述第一、第二及第三切割輥上，并在所述第一、第二、與第三切割輥之間形成三段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)，在所述金剛線(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由其中兩段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)同時(shí)對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)?？蛇x地，所述切片機(jī)還包括與進(jìn)行切割作業(yè)的所述兩段切割線(xiàn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)送件治具，分別設(shè)置在所述機(jī)架上，用于運(yùn)送所述兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒至所述第一切割輥與所述第三切割輥之間的切割線(xiàn)和/或所述第二切割輥與所述第三切割輥之間的切割線(xiàn)上進(jìn)行切割?？蛇x地，所述送件治具經(jīng)由黏合膠黏合所述藍(lán)寶石硅棒?？蛇x地，所述藍(lán)寶石硅棒與所述送件治具之間還黏合有玻璃板?？蛇x地，所述藍(lán)寶石硅棒為圓柱體。可選地，所述金剛線(xiàn)的運(yùn)行速度大于等于720m/min 900m/min。本發(fā)明所提供的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其提供了三個(gè)切割錕，并將三個(gè)所述切割錕的設(shè)置方式獨(dú)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)成三者呈夾角為60°的等邊三角形，從而確保三個(gè)所述切割錕之間纏繞的金剛線(xiàn)的長(zhǎng)度和繞曲度相同，從而確保了藍(lán)寶石硅棒的精確度。另外，在本發(fā)明中，三個(gè)所述切割錕呈夾角為60°的等邊三角形，提供了左右兩段切割線(xiàn)，從而同時(shí)可以對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割，相較于僅提供一段切割線(xiàn)單次僅支持一個(gè)藍(lán)寶石硅棒切割的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可大大提高藍(lán)寶石硅棒切割的工作效率。


圖1為本發(fā)明用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)的切割原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀(guān)點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。請(qǐng)參閱圖1及圖2，其中，圖1為本發(fā)明用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)的切割原理示意圖。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
如圖1所示，本發(fā)明提供切片機(jī)，其應(yīng)用于對(duì)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)。所述藍(lán)寶石硅棒呈圓柱體,包括相對(duì)的頂面、底面以及位于所述頂面和所述底面之間的圓周面。在本實(shí)施方式中，所述切片機(jī)I至少包括:機(jī)架10，設(shè)置在機(jī)架10上的第一切割輥12a、第二切割輥12b、第三切割輥12c，依次纏繞于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c上的金剛線(xiàn)14，以及設(shè)置在機(jī)架10上的第一送件治具16a和第二送件治具16b。以下將會(huì)對(duì)上述各部件進(jìn)行詳細(xì)描述。機(jī)架10具有工件切割區(qū)，用于作為工件(在本實(shí)施例中，所述工件即為藍(lán)寶石硅棒)的切割場(chǎng)所。第一切割輥12a設(shè)置在所述工件切割區(qū)的一側(cè)，第二切割輥12b則相對(duì)地設(shè)置在所述工件切割區(qū)的另一側(cè)，第二切割輥12b與第一切割輥12a相對(duì)平行且位于同一水平面上。在本實(shí)施方式中，所述第一切割輥12a與所述第二切割輥12b位于同一水平高度。第三切割輥12c設(shè)置在第一切割輥12a與第二切割輥12b之間，并位于第一切割輥12a與第二切割輥12b同一水平面的上方。特別地，在本實(shí)施方式中，第三切割錕12c的軸心與第一、第二切割輥12a、12b的軸心連線(xiàn)(如圖1所示的連線(xiàn)L1、L2、L3)構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，即，第一切割輥12a與第二切割輥12b的間距、第二切割輥12b與第三切割錕12c的間距、以及第三切割錕12c與第一切割錕12a的間距相同。金剛線(xiàn)14依次纏繞于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c上，并在第一、第二、與第三切割輥12a、12b、12c之間形成三段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)。具體地，在本實(shí)施方式中，金剛線(xiàn)14在第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成第一切割線(xiàn)14a，在第三切割輥12c與第二切割輥12b之間形成第二切割線(xiàn)14b，以及在第一切割輥12a與第二切割線(xiàn)12b之間形成第三切割線(xiàn)14c，其中，第一切割線(xiàn)14a和第二切割線(xiàn)14b可以同時(shí)對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)。如此，本發(fā)明提供的切片機(jī)，利用第一切割線(xiàn)14a和第二切割線(xiàn)14b，可以支持兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒的同時(shí)進(jìn)行切割作業(yè)，即在金剛線(xiàn)14高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其中的第一、第二切割線(xiàn)14a、14b可以對(duì)分別例如圖2中所示的兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒15a、15b進(jìn)行切割作業(yè)。所述金剛線(xiàn)14的運(yùn)行速度大于等于720m/min 900m/min,所述金剛線(xiàn)收緊力為張力，決定了繞曲度大小，在本實(shí)施方式中，本發(fā)明提供的切片機(jī)的張力為35N/M。需要說(shuō)明的是，正是由于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c之間的軸心連線(xiàn)構(gòu)成等邊三角形(即第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c之間的間距恒定，也就是說(shuō)，三個(gè)切割輥的位置均是固定不變的)，這樣就確保了分別纏繞在第三切割錕12c與第一切割錕12a之間、第三切割錕12c與第二切割錕12b之間以及第一切割輥12a與第二切割輥12b之間的三段切割線(xiàn)的長(zhǎng)度及其繞曲度相同，從而確保了其中的第一、第二切割線(xiàn)14a、14b對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒15a、15b進(jìn)行切割的精確度。在本實(shí)施方式中，金剛線(xiàn)14纏繞于第三切割輥12c與第一切割輥12a之間或第三切割輥12c與第二切割輥12b之間形成兩段切割線(xiàn)14a、14b，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可對(duì)藍(lán)寶石硅棒15a、15b進(jìn)行切割作業(yè)。更詳細(xì)地，在實(shí)際的切片機(jī)I上，還有貯絲筒(未圖示)以及驅(qū)動(dòng)所述貯絲筒的電機(jī)(未圖示)，藉由該電機(jī)帶動(dòng)所述貯絲筒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使其收線(xiàn)或放線(xiàn)而使得所述金剛線(xiàn)14高速運(yùn)轉(zhuǎn)。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，本發(fā)明的切片機(jī)I還包括設(shè)置在所述機(jī)架10上的兩個(gè)送件治具，記作第一送件治具16a和第二送件治具16b，其中，第一送件治具16a用于將藍(lán)寶石硅棒15a運(yùn)送至第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成的第一切割線(xiàn)14a，第二送件治具16b用于將藍(lán)寶石硅棒15b運(yùn)送至第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成的第二切割線(xiàn) 14b。在本實(shí)施方式中，每一個(gè)所述送件治具(現(xiàn)以第二送件治具16b為例進(jìn)行說(shuō)明)均包括:設(shè)置在機(jī)架10上的支架160b，與支架160b軸接的擺臂161b，設(shè)于擺臂161b上，朝向第三切割輥12c與第一切割輥12a之間的第二切割線(xiàn)14b的送件臂162b，由擺臂161b延伸的延長(zhǎng)臂163b，在延長(zhǎng)臂163b中遠(yuǎn)離擺臂161b的自由端上活動(dòng)設(shè)置有滾子絲桿螺母164b,貫穿滾子絲桿螺母164b以與滾子絲桿螺母164b配合的絲桿165b,固定橫梁166b和固定設(shè)置在固定橫梁166b上的絲桿座167b，活動(dòng)設(shè)置在絲桿座167b上、用于承托絲桿166b的絲桿轉(zhuǎn)盤(pán)168b，以及用于驅(qū)動(dòng)絲桿166b的電機(jī)169b。第一送件治具16a與第二送件治具16b相類(lèi)似，故不在贅述。利用上述結(jié)構(gòu)的第一送件治具16a或第二送件治具16b，就可以如圖1所示的箭頭方向而將藍(lán)寶石硅棒15a或藍(lán)寶石硅棒15b相應(yīng)地運(yùn)送到第三切割輥12c與第一切割輥12a之間的第一切割線(xiàn)14a或第三切割輥12c與第一切割輥12a之間的第二切割線(xiàn)14b。另外，第一、第二送件治具16a、16b具有用以黏合藍(lán)寶石硅棒15a、15b的底面的黏合介質(zhì)，具體地，所述黏合介質(zhì)可以是例如黏合膠，所述黏合膠將一塊玻璃(未標(biāo)不)一同黏合在藍(lán)寶石硅棒15a、15b的底面上，待切片完成后，用熱水溶化黏合膠而分離藍(lán)寶石硅棒和玻璃。請(qǐng)參閱圖2，圖2顯示為本發(fā)明切片機(jī)的切割原理示意圖。在實(shí)際的切割過(guò)程中，第一送件治具16a將藍(lán)寶石娃棒15a運(yùn)送至第三切割棍12c與第一切割棍12a之間的第一切割線(xiàn)14a上，并壓迫使得高速運(yùn)轉(zhuǎn)的第一切割線(xiàn)14a對(duì)藍(lán)寶石硅棒15a進(jìn)行切割作業(yè)；與之類(lèi)似地，第二送件治具16b將藍(lán)寶石硅棒15b運(yùn)送至第三切割輥12c與第二切割輥12b之間的第二切割線(xiàn)14b上，并壓迫使得高速運(yùn)轉(zhuǎn)的第一切割線(xiàn)14a對(duì)藍(lán)寶石硅棒15a進(jìn)行切割作業(yè)。由于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c構(gòu)成夾角α為60°的等邊三角形，纏繞在第一切割輥12a與第二切割輥12b之間、第二切割輥12b與第三切割錕12c之間、以及第三切割錕12c與第一切割錕12a之間的三段金剛線(xiàn)14的長(zhǎng)度及其繞曲度相同，從而確保了第一、第二切割線(xiàn)14a、14b對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒15a、15b進(jìn)行切割的精確度。綜上所述，本發(fā)明所提供的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其提供了三個(gè)切割錕，并將三個(gè)所述切割錕的設(shè)置方式獨(dú)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)成三者呈夾角為60°的等邊三角形，從而確保三個(gè)所述切割錕之間纏繞的金剛線(xiàn)的長(zhǎng)度和繞曲度相同，從而確保了藍(lán)寶石硅棒的精確度。另外，在本發(fā)明中，三個(gè)所述切割錕呈夾角為60°的等邊三角形，提供了左右兩段切割線(xiàn)，從而同時(shí)可以對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割，相較于僅提供一段切割線(xiàn)單次僅支持一個(gè)藍(lán)寶石硅棒切割的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可大大提高藍(lán)寶石硅棒切割的工作效率。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟習(xí)此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由后述的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于，包括: 機(jī)架，具有工件切割區(qū)； 第一切割輥，設(shè)置在所述工件切割區(qū)的一側(cè)； 第二切割輥，設(shè)置在所述工件切割區(qū)的另一側(cè)，與所述第一切割輥相對(duì)平行且位于同一水平面上； 第三切割輥，設(shè)置在所述第一切割輥與所述第二切割輥之間，并位于所述第一切割輥與所述第二切割輥同一水平面的上方，且所述第三切割輥的軸心與所述第一、第二切割輥的軸心連線(xiàn)構(gòu)成一個(gè)等邊三角形；以及 金剛線(xiàn)，依次纏繞于所述第一、第二及第三切割輥上，并在所述第一、第二、與第三切割輥之間形成三段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)，在所述金剛線(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由其中兩段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)同時(shí)對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于:還包括與進(jìn)行切割作業(yè)的所述兩段切割線(xiàn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)送件治具，分別設(shè)置在所述機(jī)架上，用于運(yùn)送所述兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒至所述第一切割輥與所述第三切割輥之間的切割線(xiàn)和/或所述第二切割輥與所述第三切割輥之間的切割線(xiàn)上進(jìn)行切割。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于:所述送件治具經(jīng)由黏合膠黏合所述藍(lán)寶石硅棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于:所述藍(lán)寶石硅棒與所述送件治具之間還黏合有玻璃板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于:所述藍(lán)寶石硅棒為圓柱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，其特征在于:所述金剛線(xiàn)的運(yùn)行速度 720m/min 900m/min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于切割藍(lán)寶石硅棒的切片機(jī)，包括機(jī)架，具有工件切割區(qū)；第一切割輥；第二切割輥；第三切割輥，設(shè)置在第一切割輥與第二切割輥之間，位于第一切割輥與第二切割輥同一水平面的上方，且第三切割輥的軸心與第一、第二切割輥的軸心連線(xiàn)構(gòu)成一個(gè)等邊三角形；金剛線(xiàn)，依次纏繞于第一、第二及第三切割輥上，并在第一、第二、與第三切割輥之間形成三段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)，在金剛線(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由其中兩段等長(zhǎng)的切割線(xiàn)同時(shí)對(duì)兩個(gè)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)。本發(fā)明的切片機(jī)可以解決現(xiàn)有技術(shù)中因切割輥的設(shè)置方式而致使金剛線(xiàn)繞曲度過(guò)大易影響切割精準(zhǔn)度以及單次僅支持一個(gè)藍(lán)寶石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B28D5/04GK103085178SQ20111034675
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者盧建偉 申請(qǐng)人:上海日進(jìn)機(jī)床有限公司