專利名稱：一種用于切割藍寶石硅棒的切片機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多線切割技術，特別是涉及一種用于切割藍寶石硅棒的切片機。
背景技術：
我們知道，發光二極管LED在當今社會中用途十分廣泛，例如各種通信設備、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的材料在半導體領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。當今對藍寶石硅棒進行切片加工普遍采用多線切割，多線切割技術是目前世界上比較先進的硅片加工技術。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藍寶石硅棒進行摩擦從而達到切割目的。線切割技術與傳統的刀鋸片、砂輪片及內圓切割相比具有效率高，產能高，精度高，成本低等優點。現有的多線切割設備例如藍寶石硅棒切片機等通常至少包括有:機架，所述機架上設置有工作臺，用于收、放金剛線的貯絲筒(未在圖式中予以顯示)，多個用于為所述金剛線進行導向的導線輪以及跨設在工作臺相對兩側的兩個切割輥，所述兩個切割錕為水平設置，且在兩者之間纏繞的金剛線形成一段切割線，在所述切割線的上方設有送件治具及固定在送件治具上的藍寶石硅棒。在對藍寶石硅棒的實際切割過程中，所述金剛線通過十幾個導線輪的引導，在工作臺相對兩側的切割輥上形成一張線網，利用所述送件治具將固定的所述藍寶石硅棒運送至所述切割線上，切割線為金剛線，金剛砂噴鍍在金剛線上，由金剛線帶動研磨劑往復告訴運動，利用金剛砂對所述藍寶石硅棒產生切削，以將所述藍寶石硅棒一次同時切割為許多藍寶石硅片。在現有技術中的藍寶石硅棒切片機上，位于工作臺相對兩側的切割輥被設置在機架的相對兩側立柱上，因而左、右切割輥之間的跨度很大，所以位于兩側切割輥之間的金剛線走線距離也很長，在實際的切片作業中，當將工作臺相對兩側的切割輥降下來，兩側的切割輥之間的金剛線壓迫到工件時，會使金剛線形成很大的繞曲度，因而金剛線也就始終受到最大的運行阻力，由于工件本身往往具有很高的硬度而不易切割，再加上針對工件切片精準度的要求又很嚴格，所以上述因切割輥的設置方式而致使金剛線繞曲度過大很容易影響切割精準度。另外，上述的晶體硅棒切片機中，僅設置了水平布局的兩個切割輥，使得用于供切割藍寶石硅棒的切割區間單一(僅為兩側兩個切割輥之間纏繞的鋼絲形成一段切割線)，所以，單次能夠切割藍寶石硅棒的數量也很少(一般單次僅支持一個藍寶石硅棒的切割)，進行切割的工作效率較低。因此，如何提供一種應用于藍寶石硅棒的切割設備，以避免以上所述的缺失，實為相關領域之業者亟待解決的問題
發明內容
鑒于以上所述現有技術的缺失，本發明的目的在于提供一種用于切割藍寶石硅棒的切片機，以解決現有技術中因切割輥的設置方式而致使金剛線繞曲度過大易影響切割精準度以及單次僅支持一個藍寶石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的問題。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用于切割藍寶石硅棒的切片機，包括:機架，具有工件切割區；第一切割輥，設置在所述工件切割區的一側；第二切割輥，設置在所述工件切割區的另一側，與所述第一切割輥相對平行且位于同一水平面上；第三切割輥，設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構成一個等邊三角形；以及金剛線，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的切割線，在所述金剛線高速運轉時，由其中兩段等長的切割線同時對兩個藍寶石硅棒進行切割作業。可選地，所述切片機還包括與進行切割作業的所述兩段切割線對應的兩個送件治具，分別設置在所述機架上，用于運送所述兩個藍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和/或所述第二切割輥與所述第三切割輥之間的切割線上進行切割。可選地，所述送件治具經由黏合膠黏合所述藍寶石硅棒。可選地，所述藍寶石硅棒與所述送件治具之間還黏合有玻璃板。可選地，所述藍寶石硅棒為圓柱體。可選地，所述金剛線的運行速度大于等于720m/min 900m/min。本發明所提供的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其提供了三個切割錕，并將三個所述切割錕的設置方式獨創性地設計成三者呈夾角為60°的等邊三角形，從而確保三個所述切割錕之間纏繞的金剛線的長度和繞曲度相同，從而確保了藍寶石硅棒的精確度。另外，在本發明中，三個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，從而同時可以對兩個藍寶石硅棒進行切割，相較于僅提供一段切割線單次僅支持一個藍寶石硅棒切割的現有技術，本發明可大大提高藍寶石硅棒切割的工作效率。


圖1為本發明用于切割藍寶石硅棒的切片機的簡化結構示意圖。圖2為本發明用于切割藍寶石硅棒的切片機的切割原理示意圖。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，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發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。請參閱圖1及圖2，其中，圖1為本發明用于切割藍寶石硅棒的切片機的簡化結構示意圖，圖2為本發明用于切割藍寶石硅棒的切片機的切割原理示意圖。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發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
如圖1所示，本發明提供切片機，其應用于對藍寶石硅棒進行切割作業。所述藍寶石硅棒呈圓柱體,包括相對的頂面、底面以及位于所述頂面和所述底面之間的圓周面。在本實施方式中，所述切片機I至少包括:機架10，設置在機架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14，以及設置在機架10上的第一送件治具16a和第二送件治具16b。以下將會對上述各部件進行詳細描述。機架10具有工件切割區，用于作為工件(在本實施例中，所述工件即為藍寶石硅棒)的切割場所。第一切割輥12a設置在所述工件切割區的一側，第二切割輥12b則相對地設置在所述工件切割區的另一側，第二切割輥12b與第一切割輥12a相對平行且位于同一水平面上。在本實施方式中，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(如圖1所示的連線L1、L2、L3)構成一個等邊三角形，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之間形成三段等長的切割線。具體地，在本實施方式中，金剛線14在第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成第一切割線14a，在第三切割輥12c與第二切割輥12b之間形成第二切割線14b，以及在第一切割輥12a與第二切割線12b之間形成第三切割線14c，其中，第一切割線14a和第二切割線14b可以同時對兩個藍寶石硅棒進行切割作業。如此，本發明提供的切片機，利用第一切割線14a和第二切割線14b，可以支持兩個藍寶石硅棒的同時進行切割作業，即在金剛線14高速運轉時，其中的第一、第二切割線14a、14b可以對分別例如圖2中所示的兩個藍寶石硅棒15a、15b進行切割作業。所述金剛線14的運行速度大于等于720m/min 900m/min,所述金剛線收緊力為張力，決定了繞曲度大小，在本實施方式中，本發明提供的切片機的張力為35N/M。需要說明的是，正是由于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c之間的軸心連線構成等邊三角形(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，三個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之間的三段切割線的長度及其繞曲度相同，從而確保了其中的第一、第二切割線14a、14b對兩個藍寶石硅棒15a、15b進行切割的精確度。在本實施方式中，金剛線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14a、14b，在高速運轉時可對藍寶石硅棒15a、15b進行切割作業。更詳細地，在實際的切片機I上，還有貯絲筒(未圖示)以及驅動所述貯絲筒的電機(未圖示)，藉由該電機帶動所述貯絲筒旋轉，進而使其收線或放線而使得所述金剛線14高速運轉。請繼續參閱圖2，本發明的切片機I還包括設置在所述機架10上的兩個送件治具，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用于將藍寶石硅棒15a運送至第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成的第一切割線14a，第二送件治具16b用于將藍寶石硅棒15b運送至第三切割輥12c與第一切割輥12a之間形成的第二切割線 14b。在本實施方式中，每一個所述送件治具(現以第二送件治具16b為例進行說明)均包括:設置在機架10上的支架160b，與支架160b軸接的擺臂161b，設于擺臂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14b的送件臂162b，由擺臂161b延伸的延長臂163b，在延長臂163b中遠離擺臂161b的自由端上活動設置有滾子絲桿螺母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和固定設置在固定橫梁166b上的絲桿座167b，活動設置在絲桿座167b上、用于承托絲桿166b的絲桿轉盤168b，以及用于驅動絲桿166b的電機169b。第一送件治具16a與第二送件治具16b相類似，故不在贅述。利用上述結構的第一送件治具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寶石硅棒15a或藍寶石硅棒15b相應地運送到第三切割輥12c與第一切割輥12a之間的第一切割線14a或第三切割輥12c與第一切割輥12a之間的第二切割線14b。另外，第一、第二送件治具16a、16b具有用以黏合藍寶石硅棒15a、15b的底面的黏合介質，具體地，所述黏合介質可以是例如黏合膠，所述黏合膠將一塊玻璃(未標不)一同黏合在藍寶石硅棒15a、15b的底面上，待切片完成后，用熱水溶化黏合膠而分離藍寶石硅棒和玻璃。請參閱圖2，圖2顯示為本發明切片機的切割原理示意圖。在實際的切割過程中，第一送件治具16a將藍寶石娃棒15a運送至第三切割棍12c與第一切割棍12a之間的第一切割線14a上，并壓迫使得高速運轉的第一切割線14a對藍寶石硅棒15a進行切割作業；與之類似地，第二送件治具16b將藍寶石硅棒15b運送至第三切割輥12c與第二切割輥12b之間的第二切割線14b上，并壓迫使得高速運轉的第一切割線14a對藍寶石硅棒15a進行切割作業。由于第一切割輥12a、第二切割輥12b以及第三切割輥12c構成夾角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14的長度及其繞曲度相同，從而確保了第一、第二切割線14a、14b對兩個藍寶石硅棒15a、15b進行切割的精確度。綜上所述，本發明所提供的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其提供了三個切割錕，并將三個所述切割錕的設置方式獨創性地設計成三者呈夾角為60°的等邊三角形，從而確保三個所述切割錕之間纏繞的金剛線的長度和繞曲度相同，從而確保了藍寶石硅棒的精確度。另外，在本發明中，三個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，從而同時可以對兩個藍寶石硅棒進行切割，相較于僅提供一段切割線單次僅支持一個藍寶石硅棒切割的現有技術，本發明可大大提高藍寶石硅棒切割的工作效率。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟習此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明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，仍應由后述的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于，包括: 機架，具有工件切割區； 第一切割輥，設置在所述工件切割區的一側； 第二切割輥，設置在所述工件切割區的另一側，與所述第一切割輥相對平行且位于同一水平面上； 第三切割輥，設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構成一個等邊三角形；以及 金剛線，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的切割線，在所述金剛線高速運轉時，由其中兩段等長的切割線同時對兩個藍寶石硅棒進行切割作業。
2.根據權利要求1所述的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于:還包括與進行切割作業的所述兩段切割線對應的兩個送件治具，分別設置在所述機架上，用于運送所述兩個藍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和/或所述第二切割輥與所述第三切割輥之間的切割線上進行切割。
3.根據權利要求2所述的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于:所述送件治具經由黏合膠黏合所述藍寶石硅棒。
4.根據權利要求3所述的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于:所述藍寶石硅棒與所述送件治具之間還黏合有玻璃板。
5.根據權利要求1所述的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于:所述藍寶石硅棒為圓柱體。
6.根據權利要求1所述的用于切割藍寶石硅棒的切片機，其特征在于:所述金剛線的運行速度 720m/min 900m/min。
全文摘要
本發明提供一種用于切割藍寶石硅棒的切片機，包括機架，具有工件切割區；第一切割輥；第二切割輥；第三切割輥，設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構成一個等邊三角形；金剛線，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的切割線，在金剛線高速運轉時，由其中兩段等長的切割線同時對兩個藍寶石硅棒進行切割作業。本發明的切片機可以解決現有技術中因切割輥的設置方式而致使金剛線繞曲度過大易影響切割精準度以及單次僅支持一個藍寶石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的問題。
文檔編號B28D5/04GK103085178SQ20111034675
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者盧建偉 申請人:上海日進機床有限公司