專利名稱：金剛線切片機的切割機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種多線切割技術(shù)，特別是涉及一種應(yīng)用于圓柱形藍寶石硅棒進行切割的金剛線切片機的切割機構(gòu)。
背景技術(shù)：
我們知道，LED (藍色發(fā)光二極管)在當今社會中用途十分廣泛，例如各種通訊設(shè) 備、儀器儀表及顯示面板背光上均用有大量的LED。藍寶石(Sapphire)作為制作LED的重 要材料在半導體領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。在形成用于制作LED藍寶石硅襯底之前，仍需 要對藍寶石硅材料進行前端加工，即將藍寶石硅棒進行切片的作業(yè)。當今對藍寶石硅棒進 行切片加工普遍采用多線切割技術(shù)，它的原理是通過一根高速運動的鋼線帶動附著在鋼線 上的切割刃料對硅棒進行摩擦從而達到切割目的。線切割技術(shù)與傳統(tǒng)的刀鋸片、砂輪片及 內(nèi)圓切割相比有具有效率高，產(chǎn)能高，精度高等優(yōu)點?，F(xiàn)有技術(shù)中針對圓柱體的藍寶石硅棒進行加工是將所述藍寶石硅棒置于鋼線的 上方，待鋼線高速運行時將藍寶石硅棒緩慢放下，使其壓迫所述鋼線，經(jīng)由該高速運行的鋼 線對藍寶石硅棒的弧面進行摩擦而開始直線式切割作業(yè)，當鋼線由該藍寶石硅棒一側(cè)切割 至另一側(cè)時即將硅棒切割為藍寶石硅片。由此可知，當呈圓柱體的藍寶石硅棒被切割到一半的時候(即切割到所述藍寶石 硅棒的直徑距離的時候)，相較剛開始切割的時候，此時的該鋼線和硅棒的接觸面最大(摩 擦面積最大)，換言之，則鋼線在所述圓柱體硅棒中的運行距離最長，因而鋼線所受到的運 行阻力也就最大，由于藍寶石硅棒本身具有很高的硬度而不易切割，再加上針對藍寶石硅 棒的切片要求又很嚴格，故而如此垂直線切割的方式很容易出現(xiàn)切割不良；再者，由于藍寶 石硅棒在整個切割過程中要下移至少一個直徑的距離，則因加大了其行程而使該種垂直線 切割的方式過程緩慢，不利于節(jié)省切割的作業(yè)時間以及提高生產(chǎn)的工作效率。所以，如何提供一種應(yīng)用于藍寶石硅棒的切割設(shè)備，以避免以上所述的缺點，實為 相關(guān)領(lǐng)域之業(yè)者目前亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種金剛線切片機的 切割機構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用傳統(tǒng)的垂直線切割的方式而不易切割、切割時間長以及 生產(chǎn)效率低等問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種金剛線切片機的切割機 構(gòu)，用于圓柱形藍寶石硅棒進行切割作業(yè)，其特征在于，所述切割機構(gòu)至少包括工件夾具 以及金剛線，所述工件夾具設(shè)置于一機架上，所述工件夾具具有用以黏合所述藍寶石硅棒 兩側(cè)的頂面及底面的黏合介質(zhì)，并所述工件夾具可帶動所述藍寶石硅棒繞其軸線進行旋轉(zhuǎn) 以及垂向移動；所述金剛線纏繞于二切割輥上，藉由所述切割輥高速旋轉(zhuǎn)時帶動所述金剛 線高速運行，所述切割輥位于所述藍寶石硅棒下方，并使所述金剛線的走線方向與所述藍寶石硅棒的軸線呈相對垂直；其中，于切割作業(yè)時，預(yù)先設(shè)定所述工件夾具轉(zhuǎn)速及垂向移動 的行程、設(shè)定所述金剛線的運行速度，之后旋轉(zhuǎn)所述工件夾具以及高速運行所述金剛線，同 時下降黏合有所述藍寶石硅棒的工件夾具，使所述藍寶石硅棒壓迫所述高速運行的金剛線 進行旋轉(zhuǎn)切割。在本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)中，所述工件夾具的黏合介質(zhì)為黏合 膠；所述工件夾具藉由一伺服電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，具體的，所述工件夾具與所述伺服電機之間藉 由一傳送帶鏈接，以驅(qū)動所述工件夾具進行旋轉(zhuǎn)；所述伺服電機設(shè)置于所述機架上；于具 體的實施方式中，所述伺服電機驅(qū)動可所述工件夾具于順時針方向或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，較 為詳細地，當所述工件夾具于順時針方向時，所述金剛線反向走線；當所述工件夾具于逆時 針方向時，所述金剛線正向走線。在本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)于所述的切割作業(yè)中，可依據(jù)預(yù)先設(shè)定 的所述工件夾具行程而確定所述藍寶石硅棒的被切割深度。如上所述，本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)將將所述金剛線置于所述寶石 硅棒下方并與藍寶石硅棒的軸線呈相對垂直的方向設(shè)置，通過旋轉(zhuǎn)工件夾具以及高速運行 所述金剛線，同時使所述藍寶石硅棒壓迫所述高速運行的金剛線進行旋轉(zhuǎn)方式切割作業(yè)， 以解決現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的垂直線切割的方式而造成的切割困難，精度差以及切割時間 長以及生產(chǎn)效率低等問題，不但使整個切割過程順暢，容易控制，而且也大大的縮短了切割 時間，提高了切割效率。

圖1顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之正視圖。圖2顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之側(cè)視圖。圖3a及3b顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之切割原理示意 圖。圖4顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之切割過程示意圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說 明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另 外不同的具體實施方式
加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng) 用，在不背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1至圖4，圖1顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之正視 圖；圖2顯示為應(yīng)用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之側(cè)視圖；圖3a及3b顯示為應(yīng) 用本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)之切割原理示意圖；圖4顯示為應(yīng)用本實用新型 的金剛線切片機的切割機構(gòu)之切割過程示意圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構(gòu) 想，遂圖式中僅顯示與本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)有關(guān)的組件而非按照實際實 施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(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)也可能更為復雜。[0018]如圖所示，本實用新型提供一種金剛線切片機的切割機構(gòu)，其應(yīng)用于對藍寶石硅 棒進行切割作業(yè)，于本實施例中，所述圓柱形藍寶石硅棒1兩側(cè)具有頂面11及底面12，所述 金剛線切片機的切割機構(gòu)至少包括工件夾具2以及金剛線3。提供一具有黏合介質(zhì)21的工件夾具2，使所述工件夾具2黏合所述藍寶石硅棒1 兩側(cè)的頂面11及底面12，并所述工件夾具2可帶動所述藍寶石硅棒1繞其軸線O進行旋轉(zhuǎn) 以及垂向移動；于本實施例中，所述工件夾具2的黏合介質(zhì)21為黏合膠，然并不局限于此， 例如其他可將所述藍寶石硅棒1兩側(cè)的頂面11及底面12黏合于所述工件夾具2上的黏合 介質(zhì)也適用于本實用新型。需要說明的是，本實用新型設(shè)計的工件夾具非傳統(tǒng)采用兩側(cè)夾持的技術(shù)，所述藍 寶石硅棒1被切割的過程中，由于被切割片很薄，若采用相對的力量夾持所述藍寶石硅棒 1則很易將切割中的形成的薄片擠壓斷，因而本實用新型采用黏合技術(shù)，進而消除了對所述 藍寶石硅棒1兩側(cè)的擠壓力。于本實施例中，所述工件夾具2藉由一伺服電機5驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，具體的，所述工件夾 具2與所述伺服電機5之間藉由一傳送帶6鏈接，更為詳細的，所述工件夾具2與所述伺服 電機5分別具有帶輪(未標示)，所述傳送帶6鏈接于所述工件夾具2與所述伺服電機5的 帶輪，以驅(qū)動所述工件夾具2進行旋轉(zhuǎn)；于具體的實施方式中，所述伺服電機5驅(qū)動可所述 工件夾具2于順時針方向或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。于本實施例中，所述伺服電機5與所述工件夾具2均裝設(shè)于一機架7上，所述機架 7上具有使所述伺服電機5與所述工件夾具2上升及下降的導軌(未標示)，以在切割過程 中驅(qū)使所述工件夾具2垂向位移。提供至少一根可高速運行的金剛線3，將所述金剛線3置于所述寶石硅棒1下方， 并使所述金剛線3的走線方向與所述藍寶石硅棒1的軸線ο呈相對垂直；于本實施例中，所 述金剛線3纏繞于二切割輥4上，藉由所述切割輥4高速旋轉(zhuǎn)時帶動所述金剛線3高速運 行。設(shè)定所述工件夾具2轉(zhuǎn)速及垂向移動的行程、設(shè)定所述金剛線3的運行速度；于本 實施例中，所述金剛線3的運行速度為lOOOm/min。需要特別指明的是，于實際的切割過程中，可依據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述工件夾具2行 程而確定所述藍寶石硅棒1的被切割深度，呈如圖4所示，當需要不完全切割所述藍寶石硅 棒1時，即設(shè)定的所述工件夾具2下降的行程自所述藍寶石硅棒1表面至軸心的距離小于 其半徑距離即可。旋轉(zhuǎn)所述工件夾具2以及高速運行所述金剛線3，同時下降黏合有所述藍寶石硅 棒1的工件夾具2，使所述藍寶石硅棒1壓迫所述高速運行的金剛線2進行旋轉(zhuǎn)切割作業(yè)。 于實際的切割過程中，當所述工件夾具2于順時針方向時，所述金剛線3反向走線；當所述 工件夾具2于逆時針方向時，所述金剛線3正向走線。呈如圖3a及3b所示，如此進一步加 快了所述藍寶石硅棒1和金剛線3的相對速度，進而達成更好的切割效果。綜上所述，本實用新型的金剛線切片機的切割機構(gòu)將所述金剛線置于所述寶石硅 棒下方并與藍寶石硅棒的軸線呈相對垂直的方向設(shè)置，通過旋轉(zhuǎn)工件夾具以及高速運行所 述金剛線，同時使所述藍寶石硅棒壓迫所述高速運行的金剛線進行旋轉(zhuǎn)方式切割作業(yè)，以 解決現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的垂直線切割的方式而造成的切割困難，精度差以及切割時間長以及生產(chǎn)效率低等問題，不但使整個切割過程順暢，容易控制，而且也大大的縮短了切割時 間，提高了切割效率。故而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺 點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。 上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟習此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行 修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精 神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求一種金剛線切片機的切割機構(gòu)，用于圓柱形藍寶石硅棒進行切割作業(yè)，其特征在于，所述切割機構(gòu)至少包括工件夾具，設(shè)置于一機架上，所述工件夾具具有用以黏合所述藍寶石硅棒兩側(cè)的頂面及底面的黏合介質(zhì)，并所述工件夾具可帶動所述藍寶石硅棒繞其軸線進行旋轉(zhuǎn)以及垂向移動；以及金剛線，纏繞于二切割輥上，藉由所述切割輥高速旋轉(zhuǎn)時帶動所述金剛線高速運行，所述切割輥位于所述藍寶石硅棒下方，并使所述金剛線的走線方向與所述藍寶石硅棒的軸線呈相對垂直；其中，于切割作業(yè)時，預(yù)先設(shè)定所述工件夾具轉(zhuǎn)速及垂向移動的行程、設(shè)定所述金剛線的運行速度，之后旋轉(zhuǎn)所述工件夾具以及高速運行所述金剛線，同時下降黏合有所述藍寶石硅棒的工件夾具，使所述藍寶石硅棒壓迫所述高速運行的金剛線進行旋轉(zhuǎn)切割。
2.如權(quán)利要求1所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于所述工件夾具的黏合 介質(zhì)為黏合膠。
3.如權(quán)利要求1所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于所述工件夾具藉由一 伺服電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于所述伺服電機驅(qū)動可 所述工件夾具于順時針方向或逆時針方向旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于當所述工件夾具于順 時針方向時，所述金剛線反向走線；當所述工件夾具于逆時針方向時，所述金剛線正向走 線。
6.如權(quán)利要求3所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于所述工件夾具與所述 伺服電機之間藉由一傳送帶鏈接。
7.如權(quán)利要求3所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于所述伺服電機設(shè)置于 所述機架上。
8.如權(quán)利要求1所述的金剛線切片機的切割機構(gòu)，其特征在于于所述的切割作業(yè)中， 可依據(jù)預(yù)先設(shè)定的所述工件夾具行程而確定所述藍寶石硅棒的被切割深度。
專利摘要本實用新型提供一種金剛線切片機的切割機構(gòu)，用于圓柱形藍寶石硅棒進行切割作業(yè)，其至少包括用以黏合藍寶石硅棒的工件夾具以及纏繞于二切割輥上的金剛線，工件夾具可帶動藍寶石硅棒繞其軸線進行旋轉(zhuǎn)及垂向移動；切割輥高速旋轉(zhuǎn)時帶動金剛線高速運行，且切割輥位于藍寶石硅棒下方，且金剛線的走線方向與藍寶石硅棒的軸線呈相對垂直；于切割作業(yè)時，預(yù)先設(shè)定工件夾具轉(zhuǎn)速及垂向移動的行程、設(shè)定金剛線的運行速度，之后旋轉(zhuǎn)工件夾具及高速運行所述金剛線，同時下降黏合有藍寶石硅棒的工件夾具，使藍寶石硅棒壓迫高速運行的金剛線進行旋轉(zhuǎn)切割，以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用傳統(tǒng)的垂直線切割的方式而不易切割、切割時間長以及生產(chǎn)效率低等問題。
文檔編號B24B27/06GK201552489SQ20092021418
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者盧建偉 申請人:上海日進機床有限公司