專利名稱：藍(lán)寶石硅棒的切割治具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多線切割技術(shù)，特別是涉及一種應(yīng)用于藍(lán)寶石硅棒的切割治具。
背景技術(shù)：
我們知道，LED (藍(lán)色發(fā)光二極管)在當(dāng)今社會(huì)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(lán)寶石(Sapphire)作為制作LED的重要材料在半導(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切割技術(shù)，它的原理是通過(guò)一根高速運(yùn)動(dòng)的鋼線帶動(dòng)附著在鋼線上的切割刃料對(duì)硅棒進(jìn)行摩擦從而達(dá)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(diǎn)?！がF(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)圓柱體的藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行加工是將所述藍(lán)寶石硅棒置于鋼線的上方，待鋼線高速運(yùn)行時(shí)將藍(lán)寶石硅棒緩慢放下，使其壓迫所述鋼線，經(jīng)由該高速運(yùn)行的鋼線對(duì)藍(lán)寶石硅棒的弧面進(jìn)行摩擦而開始直線式切割作業(yè)，當(dāng)鋼線由該藍(lán)寶石硅棒一側(cè)切割至另一側(cè)時(shí)即將硅棒切割為藍(lán)寶石硅片。由此可知，當(dāng)呈圓柱體的藍(lán)寶石硅棒被切割到一半的時(shí)候(即切割到所述藍(lán)寶石硅棒的直徑距離的時(shí)候)，相較剛開始切割的時(shí)候，此時(shí)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(yùn)行距離最長(zhǎng)，因而鋼線所受到的運(yùn)行阻力也就最大，由于藍(lán)寶石硅棒本身具有很高的硬度而不易切割，再加上針對(duì)藍(lán)寶石硅棒的切片要求又很嚴(yán)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(lán)寶石硅棒在整個(gè)切割過(guò)程中要下移至少一個(gè)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(guò)程緩慢，不利于節(jié)省切割的作業(yè)時(shí)間以及提高生產(chǎn)的工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種藍(lán)寶石硅棒的切割治具，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(shí)間長(zhǎng)以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種藍(lán)寶石硅棒的切割治具，設(shè)置在一具有金剛線的切片機(jī)上，承載一具有平面?zhèn)缺诘乃{(lán)寶石硅棒，其特征在于所述切割治具包括一橫梁以及固定在所述橫梁兩端的轉(zhuǎn)軸部，所述橫梁黏合所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺冢銮懈钪尉叩膬啥宿D(zhuǎn)軸部的中心軸線與所述藍(lán)寶石硅棒的軸線為同一軸心線，所述切割治具位于所述金剛線上方，并且所述切割治具的兩端轉(zhuǎn)軸部的中心軸線與所述金剛線的走線方向相對(duì)垂直。在本實(shí)用新型的切割治具中，所述切割治具橫梁的寬度等于所述藍(lán)寶石硅棒平面?zhèn)缺诘膶挾?。所述橫梁經(jīng)由黏合膠黏合所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺凇Ｋ銮懈钪尉叩臋M梁與所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺谥g還黏合有一塊玻璃板。如上所述，本實(shí)用新型的藍(lán)寶石硅棒的切割治具主要是在切割作業(yè)中，旋轉(zhuǎn)承載有藍(lán)寶石硅棒的切割治具，當(dāng)切割治具的橫梁觸碰到金剛線時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)依據(jù)金剛線對(duì)藍(lán)寶石硅棒切割深度垂向下移所述切割治具；當(dāng)藍(lán)寶石硅棒的被切割深度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，再垂向位移切割，因而，本實(shí)用新型解決了現(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(shí)間長(zhǎng)以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，不但使整個(gè)切割過(guò)程順暢，容易控制，而且也大大的縮短了切割時(shí)間，提高了切割效率。

圖I顯示為本實(shí)用新型中藍(lán)寶石硅棒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2顯示為本實(shí)用新型中切割治具的正向剖視圖。圖3顯示為本實(shí)用新型中藍(lán)寶石硅棒被黏合在切割治具上的正向剖視圖。圖4a至圖4f顯示為應(yīng)用本實(shí)用新型的藍(lán)寶石硅棒的切割治具之切割過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖I至及圖4f ;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)明本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(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。如圖所示，本實(shí)用新型提供一種藍(lán)寶石硅棒的切割治具，其應(yīng)用于對(duì)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割作業(yè)，在具體的實(shí)施方式中，所述藍(lán)寶石硅棒的切割治具應(yīng)用于一用于對(duì)藍(lán)寶石硅棒進(jìn)行切割的金剛線切片機(jī)中。所述藍(lán)寶石硅棒I呈圓柱體，并在所述藍(lán)寶石硅棒I上具有一平行于軸線的平面?zhèn)缺?1。所述切割治具2具有一橫梁21以及固定在所述橫梁21兩端的轉(zhuǎn)軸部22 ;在具體的實(shí)施方式中，所述切割治具2兩端的轉(zhuǎn)軸部22可繞其軸線進(jìn)行正向或逆向旋轉(zhuǎn)以及垂向移動(dòng)。在具體的金剛線切片機(jī)中，所述切割治具2藉由一伺服電機(jī)(未圖示)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，具體的，所述切割治具2與所述伺服電機(jī)之間藉由一傳送帶(未圖示)鏈接以驅(qū)動(dòng)所述切割治具2進(jìn)行順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在本實(shí)施方式介紹的具體的切割過(guò)程中，所述藍(lán)寶石硅棒I的平面?zhèn)缺?1經(jīng)由黏合介質(zhì)(未圖示)黏合在所述切割治具2的橫梁21上，并使所述藍(lán)寶石硅棒I的軸線與所述切割治具2的兩端轉(zhuǎn)軸部22的中心軸線為同一軸心線O，進(jìn)而保證所述藍(lán)寶石硅棒I與所述切割治具2同軸心旋轉(zhuǎn)；在具體的實(shí)施方式中，所述藍(lán)寶石硅棒I平面?zhèn)缺?1的寬度等于所述切割治具2橫梁21的寬度，所述黏合介質(zhì)為黏合膠，所述藍(lán)寶石硅棒I的平面?zhèn)缺?1與所述切割治具2的橫梁21之間還黏合有一塊玻璃板3，以便待切片完成后，用熱水溶化黏合膠而分離藍(lán)寶石硅片和玻璃。所述金剛線4置于所述藍(lán)寶石硅棒I的下方，并所述金剛線4的走線方向與所述軸心線0相對(duì)垂直；在具體的金剛線切片機(jī)中，所述金剛線4纏繞于二切割輥(未圖示)上，藉由所述切割輥高速旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)所述金剛線4高速運(yùn)行。在具體的切割過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置所述工件治具2轉(zhuǎn)速及垂向下移速度，具體的，所述工件治具2轉(zhuǎn)速及垂向下移速度為勻速。高速運(yùn)行所述金剛線4，同時(shí)下降黏合有所述藍(lán)寶石硅棒I的工件治具2，使所述藍(lán)寶石硅棒I壓迫所述高速運(yùn)行的金剛線4 ;在具體的實(shí)施方式中，所述金剛線4的運(yùn)行速度為 1000m/min。呈如圖4a至圖4f所示的狀態(tài)，依據(jù)預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速及垂向下移速度旋轉(zhuǎn)并下移所述工件治具2，當(dāng)所述工件治具2的橫梁21觸碰到所述金剛線4時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨著所述藍(lán)寶石硅棒I切割深度的遞增所述工件治具2的轉(zhuǎn)角遞減，直至切割結(jié)束。需要特別說(shuō)明的是，由于所述切割治具2的橫梁21和金剛線4相對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系限制了的切割治具2轉(zhuǎn)角，所述切割治具2至始至終都在小于360°的角度內(nèi)進(jìn)行正向或逆向旋轉(zhuǎn)。呈如圖4d至圖4f所示的狀態(tài)，在本實(shí)施方式中，所述工件治具2的初始轉(zhuǎn)角為最大轉(zhuǎn)角，但是，隨著所述工件治具2承載著藍(lán)寶石硅棒I不斷的下移，所述藍(lán)寶石硅棒I的切割深度不斷地遞增，所述工件治具2的轉(zhuǎn)角也呈遞減的趨勢(shì)，當(dāng)藍(lán)寶石硅棒I被切割到其平面?zhèn)缺?1 (即藍(lán)寶石硅棒I和玻璃3的黏合面)時(shí)，所述工件治具2的轉(zhuǎn)角最小，直至切割結(jié)束。綜上所述，本實(shí)用新型的藍(lán)寶石硅棒的切割治具主要是在切割作業(yè)中，依據(jù)預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速及垂向下移速度旋轉(zhuǎn)并下移所述工件治具，當(dāng)所述工件治具的橫梁觸碰到所述金剛線時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨著所述藍(lán)寶石硅棒切割深度的遞增所述工件治具的轉(zhuǎn)角遞減，直至切割結(jié)束。因而，本實(shí)用新型解決了現(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(shí)間長(zhǎng)以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，不但使整個(gè)切割過(guò)程順暢，容易控制，而且也大大的縮短了切割時(shí)間，提高了切割效率。所述本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種藍(lán)寶石硅棒的切割治具，設(shè)置在一具有金剛線的切片機(jī)上，承載一具有平面?zhèn)缺诘乃{(lán)寶石硅棒，其特征在于所述切割治具包括一橫梁以及固定在所述橫梁兩端的轉(zhuǎn)軸部，所述橫梁黏合所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺冢銮懈钪尉叩膬啥宿D(zhuǎn)軸部的中心軸線與所述藍(lán)寶石硅棒的軸線為同一軸心線，所述切割治具位于所述金剛線上方，并且所述切割治具的兩端轉(zhuǎn)軸部的中心軸線與所述金剛線的走線方向相對(duì)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藍(lán)寶石硅棒的切割治具，其特征在于所述切割治具橫梁的寬度等于所述藍(lán)寶石硅棒平面?zhèn)缺诘膶挾取?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藍(lán)寶石硅棒的切割治具，其特征在于所述橫梁經(jīng)由黏合膠黏合所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺凇?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的藍(lán)寶石硅棒的切割治具，其特征在于所述切割治具的橫梁與所述藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺谥g還黏合有一塊玻璃板。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種藍(lán)寶石硅棒的切割治具，設(shè)置在一具有金剛線的切片機(jī)上，承載一具有平面?zhèn)缺诘乃{(lán)寶石硅棒，包括一黏合藍(lán)寶石硅棒的平面?zhèn)缺诘臋M梁以及固定在所述橫梁兩端的轉(zhuǎn)軸部，在切割作業(yè)中，依據(jù)預(yù)先設(shè)置的轉(zhuǎn)速及垂向下移速度旋轉(zhuǎn)并下移所述工件治具，當(dāng)所述工件治具的橫梁觸碰到所述金剛線時(shí)換向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)隨著所述藍(lán)寶石硅棒切割深度的遞增所述工件治具的轉(zhuǎn)角遞減，直至切割結(jié)束，因而，本實(shí)用新型解決了現(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(shí)間長(zhǎng)以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，不但使整個(gè)切割過(guò)程順暢容易控制，而且也大大的縮短了切割時(shí)間提高了切割效率。
文檔編號(hào)B28D5/04GK202439138SQ201220053880
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月19日
發(fā)明者盧建偉 申請(qǐng)人:上海日進(jìn)機(jī)床有限公司