矽晶體線切割機的製作方法
2023-05-23 02:57:31
專利名稱：矽晶體線切割機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線切割技術，特別是涉及一種用以提高切割液的利用率以降低生產成本的矽晶體線切割機。
背景技術：
多線切割技術是目前世界上比較先進的晶體矽加工技術，它的原理是通過一根高速運動的鋼絲帶動附著在鋼絲上的切割刃料對半導體等硬脆材料進行摩擦而達到切割效果。多線切割技術與傳統的刀鋸片、砂輪片及內圓切割相比有具有效率高，產能高，精度高等優點，多線切割技術是目前採用最廣泛的半導體等硬脆材料切割技術。現有的多線切割設備例如晶體矽錠切斷機等通常至少包括有機架，設置於所述機架上用於承載晶體矽錠的工作檯，用於繞絲的貯絲筒，多個導線輪及可升降的切割輥等， 在對晶體矽錠的切割過程中，作為切割線的鋼絲通過十幾個導線輪的引導，在多個切割輥之間上形成一張線網，而待加工的晶體矽錠被固定於所述工作檯上時，將切割輥降下來，並在壓力泵在的作用下，裝配在設備上的切割液自動噴灑裝置將切割液(切割劑)噴灑至鋼絲和晶體矽錠的切削部位，由鋼絲帶動切割液往復運動，利用切割液中的研磨砂對工件產生切割，以將晶體矽錠一次同時切割為數段。在這一過程中，被噴灑至切削部位的切割液只佔到總噴灑量的大約20%的比例，換言之，所述切割液自動噴灑裝置實際噴灑的切割液大約有80%都被浪費掉了，而這部分被浪費掉的切割液不易回收，不利於降低加工成本；再者，由於高速運行的切割線在工件傷切割形成的是一條極細的切割縫隙，要保證上述切割液自動噴灑裝置噴灑出的切割液充分地落入該縫隙中也非易事，所以在實際切割過程中， 時有切割線上並未攜帶切割液進行切割的情況發生，進而不利於保證工件的切割品質。為此，在一些多線切割設備中採用了金剛線作為切割線，由於所述金剛線為表層具有金剛砂的金剛線，選用該種金剛線在加工過程中以減少切割液使用量，但是，在實際的切割過程中發現，在所述金剛線上未與工件接觸部分其上面的金剛砂並沒有得到利用，再者，金剛線被反覆磨損後在後期切割過程中效率會逐步降低。因而，仍未能徹底解決效率提高的問題。所以，如何提供一種矽晶體線切割機，以解決切割液在切割過程中未被充分利用而造成的生產效率低下等問題，實為相關領域之業者目前亟待解決的問題。
實用新型內容鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種矽晶體線切割機，用來解決切割液在切割過程中被帶入切割區稀少的問題，以及切割線、工件和切割液未充分接觸而帶來產能低下等問題。為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種矽晶體線切割機，用於對待切割晶體矽錠進行線切割作業，其特徵在於，所述矽晶體線切割機至少包括容液槽，包括一具有多條溝槽的底板以及四個分別圍設在所述底板四周側緣固定的側板，所述容液槽用於盛裝切割液及放置所述待切割晶體矽錠，且所述待切割晶體矽錠浸沒於所述切割液中；多線切割裝置，位於所述容液槽上側，其至少具有機架、分別設置於所述機架四周側的四組可同時升降的切割輥、多個導線輪、以及多根切割線，所述多根切割線通過各該導線輪的引導在所述四組切割輥之間上形成一張切割網，所述切割網在下降時壓迫所述容液槽及浸沒於所述切割液中的待切割晶體矽錠，以使所述切割線切割所述容液槽之側板的同時一併切割位於所述切割液中的待切割晶體矽錠，且在切割過程中，所述切割液從被切割的容液槽側板之豁口處流出，以便回收循環利用。在本實用新型的矽晶體線切割機中，所述容液槽的底板為切割臺面板，所述底板上的溝槽對應所述切割網形成之網格。在本實用新型的矽晶體線切割機中，所述容液槽的側板為隔液板材。所述隔液板材可為單一材質的易切割板材；也可以為多片縱向間隔設置的硬質板材與所述易切割板材組合而成，其中，各該易切割板材分別對應所述底板上的各溝槽。在具體的實施方式中，所述易切割板材為玻璃板、有機塑料板、樹脂板、石板；所述硬質板材為金屬板。所述硬質板材上形成用以裝設所述易切割板材的縱向溝道，所述硬質板材與易切割板材黏合於所述縱向溝道中。在本實用新型的矽晶體線切割機中，所述待切割晶體矽錠放置於所述容液槽內時與所述容液槽之四周側板預留有間隙。在本實用新型的矽晶體線切割機中，所述切割線為鋼線或金剛線。如上所述，本實用新型的矽晶體線切割機通過設置一個容液槽，使得待切割晶體矽錠被浸沒於切割液中進行切割作業，如此以確保切割液的具有較高的使用率，以便回收循環利用，同時，也完全實現了切割線、工件以及切割液之間充分接觸，進而保證了工件的切割品質，與現有技術相比，本實用新型解決了切割液在切割過程中未被充分利用而造成的生產效率低下等問題，也解決了切割液在切割過程中被大量浪費而造成的生產成本過高等問題。
圖1顯示為本實用新型的矽晶體線切割機簡化結構示意圖。圖2A顯示為本實用新型中容液槽的結構示意圖。圖2B顯示為圖2A中A處放大示意圖。圖3A顯示為待切割晶體矽放置在容液槽的狀態示意圖。圖;3B顯示為待切割晶體矽錠浸沒於切割液中的狀態示意圖。圖3C顯示為切割過程中切割線、容液槽與待切割晶體矽錠之間的對應位置關係示意圖。圖4顯示為應用本實用新型的矽晶體線切割機在切割過程中的剖視圖。圖5顯示為本實用新型中容液槽在另一實施方式中的應用狀態示意圖。
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，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本實用新型的其他優點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的具體實施方式
加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，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顯示為本實用新型的矽晶體線切割機簡化結構示意圖； 圖2A顯示為本實用新型中容液槽的結構示意圖；圖2B顯示為圖2A中A處放大示意圖；圖 3A顯示為待切割晶體矽放置在容液槽的狀態示意圖；圖;3B顯示為待切割晶體矽錠浸沒於切割液中的狀態示意圖；圖3C顯示為切割過程中切割線、容液槽與待切割晶體矽錠之間的對應位置關係示意圖；圖4顯示為應用本實用新型的矽晶體線切割機在切割過程中的剖視圖。需要說明的是，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士的了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，因而不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」 及「右」等的用語，也僅僅是為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。如圖所示，本實用新型提供一種矽晶體線切割機1，用於對待切割晶體矽錠2進行線切割作業，在本實施例中，所述晶體矽錠為單晶矽錠、多晶矽錠或藍寶石矽錠，在本實施方式中，所述矽晶體線切割機1至少包括容液槽11以及位於所述容液槽11上側的多線切割裝置12。所述容液槽11包括一個具有多條溝槽1111的底板111以及四個分別圍設在所述底板111四周側緣固定的側板112，所述容液槽11用於盛裝切割液3及放置所述待切割晶體矽錠2，且所述待切割晶體矽錠2浸沒於所述切割液3中。在本實施方式中，所述容液槽11的底板111為切割臺面板，所述底板111上的溝槽1111對應所述切割網(未標示)形成之網格。請參閱圖2A及圖2B，所述容液槽11的側板112為隔液板材，具體地，所述容液槽 11的側板112由多片縱向間隔設置的硬質板材1121與所述易切割板材1122組合而成，其中，各該易切割板材1122分別對應所述底板111上的各溝槽1111，所述硬質板材1121上形成用以裝設所述易切割板材1122的縱向溝道1123，所述硬質板材1121與易切割板材 1122黏合於所述縱向溝道1123中，在具體的實施方式中，所述硬質板材1121可選為金屬板，所述易切割板材1122可選為玻璃板、有機塑料板、樹脂板、石板等。在本實施方式中，所述待切割晶體矽錠2放置於所述容液槽11內時與所述容液槽 11之四周側板112預留有間隙。以確保後在注入切割液3時，可使所述待切割晶體矽錠2 的各表面完全浸沒於所述切割液3中，並為所述切割液3從被切割的容液槽11側壁之豁口流出預留空間。所述多線切割裝置12至少具有機架121、分別設置於所述機架121四周側的四組可同時升降的切割輥122、多個導線輪123、以及多根切割線124，所述多根切割線IM通過各該導線輪123的引導在所述四組切割輥122之間上形成一張切割網，所述切割網在下降時壓迫所述容液槽11及浸沒於所述切割液3中的待切割晶體矽錠2，以使所述切割線IM 切割所述容液槽11之側板112的同時一併切割位於所述切割液3中的待切割晶體矽錠2，且在切割過程中，所述切割液3從被切割的容液槽11側板112之豁口處流出，以便回收循環利用。在本實施方式中，選用的所述切割線1 可以為鋼線，也可以為表層具有金剛砂的金剛線，所述切割線124的運行速度為lOOOm/min。另外，在本實施方式中，所述機架121上還應設置有用於繞絲(纏繞貯存切割線 124)的貯絲筒以及用於驅動所述貯絲筒以實現高速運行切割線124的伺服電機，由於上述貯絲筒及伺服電機為應用在所述多線切割裝置12上的熟知技術，因而在本實施方式中，為明確本實用新型的技術原理，對於其具體構造並未給予圖示，特此述明。在實際的切割作業中，首先將所述待切割晶體矽錠2放置在所述容液槽11內，具體地，是將所述待切割晶體矽錠2通過黏合的方式固定在所述容液槽11的底板111上以確保在切割過程中不會移位，且使所述待切割晶體矽錠2放置於所述容液槽11內時與所述容液槽11之四周側板112預留有間隙，呈如圖3A所示之狀態；然後，向所述容液槽11內注入切割液3並使所述待切割晶體矽錠2浸沒於所述切割液3中，呈如圖;3B所示之狀態；接著就可以啟動所述多線切割裝置12，以使所述切割線124高速運行，並使所述切割線IM壓迫所述容液槽11及浸沒於所述切割液3中的待切割晶體矽錠2，呈如圖3C所示之狀態；在所述切割線124高速運行時，且隨著機架121上的四組切割輥122逐漸下降，所述切割線IM 由所述容液槽11側板112(具體是指側板112上的易切割板材1122)的頂端開始切割，晶體矽錠的切割深度逐漸增加，這一過程中，所述切割線1 將會一併切割位於所述切割液3 中的待切割晶體矽錠2，且在切割過程中，所述切割液3從被切割的容液槽11側板112(具體是指側板112上的易切割板材1122)之豁口(未標示)處流出，其液面也隨之下降，而從容液槽11側板112之豁口處流出的切割液3也可以很方便地加以回收循環利用，呈如圖4 所示之狀態。當所述切割線124由所述容液槽11側板112的頂端切割至所述容液槽11側板 112的底端時，也就是說，當所述切割線124切割至所述底板111(即切割臺面板)上的溝槽1111中時，所述待切割晶體矽錠2也被完全切割，此時，原來被注入到所述容液槽11內的切割液3也已完全被排出。此時便可移出所述容液槽11，取下切割完成的晶體矽錠。在另一種實施方式中，請參閱圖5，圖5顯示為本實用新型中容液槽11在另一實施方式中的應用狀態示意圖，如圖所示，所述容液槽11的側板112為隔液板材，在本實施方式中，所述隔液板材可為單一材質的易切割板材1122，例如為玻璃板、有機塑料板、樹脂板、石板等。相較於上一種實施方式，雖然結構更為簡單。需要說明的是，涉及本實用新型所述的隔液板材，其相對關的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。綜上所述，本實用新型的矽晶體線切割機通過設置一個容液槽，使得待切割晶體矽錠被浸沒於切割液中進行切割作業，如此以確保切割液的具有較高的使用率，以便回收循環利用，同時，也完全實現了切割線、工件以及切割液之間充分接觸，進而保證了工件的切割品質，與現有技術相比，本實用新型解決了切割液在切割過程中未被充分利用而造成的生產效率低下等問題，也解決了切割液在切割過程中被大量浪費而造成的生產成本過高等問題。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟習此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領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思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
權利要求1.一種矽晶體線切割機，用於對待切割晶體矽錠進行線切割作業，其特徵在於，所述矽晶體線切割機至少包括容液槽，包括一具有多條溝槽的底板以及四個分別圍設在所述底板四周側緣固定的側板，所述容液槽用於盛裝切割液及放置所述待切割晶體矽錠，且所述待切割晶體矽錠浸沒於所述切割液中；多線切割裝置，位於所述容液槽上側，其至少具有機架、分別設置於所述機架四周側的四組可同時升降的切割輥、多個導線輪、以及多根切割線，所述多根切割線通過各該導線輪的引導在所述四組切割輥之間上形成一張切割網，所述切割網在下降時壓迫所述容液槽及浸沒於所述切割液中的待切割晶體矽錠，以使所述切割線切割所述容液槽之側板的同時一併切割位於所述切割液中的待切割晶體矽錠，且在切割過程中，所述切割液從被切割的容液槽側板之豁口處流出，以便回收循環利用。
2.根據權利要求1所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述容液槽的底板為切割臺面板。
3.根據權利要求2所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述底板上的溝槽對應所述切割網形成之網格。
4.根據權利要求1所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述容液槽的側板為隔液板材。
5.根據權利要求4所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述隔液板材可為單一材質的易切割板材；或者為多片縱向間隔設置的硬質板材與所述易切割板材組合而成，其中，各該易切割板材分別對應所述底板上的各溝槽。
6.根據權利要求5所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述易切割板材為玻璃板、有機塑料板、樹脂板、石板；所述硬質板材為金屬板。
7.根據權利要求6所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述硬質板材上形成用以裝設所述易切割板材的縱向溝道。
8.根據權利要求7所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述硬質板材與易切割板材黏合於所述縱向溝道中。
9.根據權利要求1所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述待切割晶體矽錠放置於所述容液槽內時與所述容液槽之四周側板預留有間隙。
10.根據權利要求1所述的矽晶體線切割機，其特徵在於所述切割線為鋼線或金剛線。
專利摘要本實用新型提供一種矽晶體線切割機，用於對待切割晶體矽錠進行線切割作業，包括一將所述待切割晶體矽錠浸沒於切割液中的容液槽，以及形成有一張切割網的多線切割裝置，所述切割網在下降時壓迫所述容液槽及浸沒於所述切割液中的待切割晶體矽錠，以使所述切割線切割所述容液槽之側板的同時一併切割位於所述切割液中的待切割晶體矽錠，且在切割過程中，所述切割液從被切割的容液槽側板之豁口處流出以利回收，藉此設備解決了切割液在切割過程中被帶入切割區稀少的問題，從而大大提高了切割效率，以及切割線、工件和切割液未充分接觸而帶來產能低下等問題。
文檔編號B28D5/04GK202088316SQ20112003790
公開日2011年12月28日 申請日期2011年2月14日 優先權日2011年2月14日
發明者盧建偉 申請人:上海日進工具機有限公司