一種大直徑、超長度高純硅晶體切割方法及設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大直徑、超長度高純硅晶體切割方法及設備，工藝為先對高純硅晶體通過吸振材料粘接后過度裝夾；再通過數控自動編程軟件系統對切割高純硅晶體圖形進行編排處理；然后通過電鍍金剛石砂線主切削運動為垂直往復運動，輔助切削運動為自轉運動對高純硅晶體切削；設備包括電鍍金剛石砂線、工作平臺、搖臂、曲柄搖桿機構和石墨粘塊；采用電鍍金剛石砂線作為刀具，大大提高高純硅晶體加工范圍，尤其針對大直徑、超長度的高純硅晶體；使用電鍍金剛石砂線參與切削面積小，材料利用率有效提高；通過控制切削速度，降低了加工表面的粗糙度，提高效率及成品率；由于采用了吸振材料粘接后過度裝夾，改善了高純硅晶體受力方式，提高產品成品率。
【專利說明】一種大直徑、超長度高純硅晶體切割方法及設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種硅晶體的切割工藝和設備，特別涉及一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝和設備。
【背景技術】
[0002]因高純硅晶體材料固有的物理機械性能，對于較大直徑、一定加工長度、復雜結構表面的加工，大致可分為兩種情況:
第一、標準圓表面的加工，采用吸振材料過度裝夾、成型金剛石刀具套料加工的方式進行。工藝步驟:刀具裝夾找正一高純硅晶體裝夾找正一套料加工一表面處理研磨。
[0003]第二、復雜結構表面的加工，采用標準通用機床、吸振材料過度裝夾、金剛石刀具加工的方式進行。工藝步驟:刀具裝夾找正一高純硅晶體重復裝夾找正一重復加工一表面處理研磨。該方式根據加工表面復雜程度，確定高純硅晶體重復裝夾找正次數，一般情況下至少需兩次以上裝夾找正。
[0004]上述兩種情況，存在的的主要問題有:
(I)高純硅晶體加工長度受工藝方法及刀具設備的限制，一般加工長度都小于400mm，受刀具加工精度、機床回轉精度、刀具裝夾精度等因素限制，套料加工直徑小于127mm。
[0005](2)刀具參與切削面積大，材料利用率低下。
[0006](3)受切削速度的影響，加工的高純硅晶體表面粗糙度較大，無法實現表面精細加工，加工表面均需研磨處理，導致加工效率較低，成品率。
[0007](4)因高純硅晶體在加工過程中受裝夾受力方式的制約，導致高純硅晶體加工成品率低下。
[0008](5)上述兩種情況的加工，要求操作人員具有較高的技能水平，具有較為豐富的機械加工經驗。

【發明內容】

[0009]本發明針對上述不足之處，提供了一種大直徑、超長度高純硅晶體切割工藝及設備，該工藝中采用電鍍金剛石砂線作為刀具以及不同的工藝步驟，解決了大直徑、大長度高純硅晶體表面加工的技術難題。
[0010]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:
一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于:
a.首先對高純硅晶體通過吸振材料粘接后過度裝夾；
b.再通過數控自動編程軟件系統對切割高純硅晶體圖形進行編排處理；
c.然后通過電鍍金剛石砂線對高純硅晶體切削，其主切削運動為電鍍金剛石砂線垂直往復運動、輔助切削運動為電鍍金剛石砂線自轉運動。
[0011]作為優選，所述c步驟為了保證加工高純硅晶體表面質量，提高電鍍金鋼石砂線使用壽命，選擇所需金剛石的粒度為0.074-0.15mm，制作電鍍金剛石砂線；根據切割高純硅晶體長度，確定電鍍金剛石砂線的直徑為2.5-4.5mm ;所述步驟c中，主切削運動參數速度控制在5-8mm/s之間，輔助切削為恒定速度,轉速為lOOrpm。
[0012]作為優選，高純硅晶體的切割長度為400-800mm。
[0013]本發明還提供一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:包括電鍍金剛石砂線、工作平臺、安裝電鍍金剛石砂線的搖臂、安裝固定搖臂的曲柄搖桿機構和石墨粘塊。
[0014]作為優選，所述聞純娃晶體粘接在石墨粘塊上，石墨粘塊粘接后過度裝夾在線切設備工作臺上，電鍍金剛石砂線固定在線切設備搖臂上，由主電機通過三角帶傳動到曲柄搖桿機構，讓電鍍金剛石砂線作主切削運動，輔助電機讓電鍍金剛石砂線作輔助切削運動。
[0015]作為優選，主切削運動為電鍍金剛石砂線垂直往復運動，輔助切削運動為電鍍金剛石砂線自轉運動。
[0016]與現有技術相比，本發明的優點在于:
一、由于采用電鍍金剛石砂線作為刀具，大大提高高純硅晶體加工范圍，尤其針對大直徑、超長度的聞純娃晶體；
二、根據高純硅晶體的長度，選擇電鍍金剛石砂線直徑，使電鍍金剛石砂線參與切削面積小，材料利用率有效提聞;
三、通過控制切削速度，降低了加工表面的粗糙度，不需進行表面精細加工，提高效率及成品率；
四、采用了吸振材料粘接后過度裝夾，由此改善了高純硅晶體受力方式，提高了工序產品的成品率；
五、電鍍金剛石砂線作為切割刀具，其切割運動精度取決于設備自身精度，一般情況下整個工序控制無需人為調整，操作人員進行簡單的技能培訓，具有數控設備操作能力即可上崗操作，降低用工成本，提高工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明工件切割示意圖；
圖2為本發明工作臺、工件與砂線相對位置示意圖，進給運動由工作臺X軸、Y軸步進電機控制進給；
圖3為本發明工件和砂線的裝配示意圖；
圖中:1-電鍍金剛石砂線、2-高純硅晶體、3-石墨粘塊、4-工作臺。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0019]參閱圖1、圖2和圖3，一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，首先對高純硅晶體2通過吸振材料粘接后過度裝夾，減小切削過程中振動對高純硅晶體的影響改善高純硅晶體受力方式。再通過簡單直觀的繪圖工具，將所要進行切割的高純硅晶體形狀描繪出來，將描繪出來的圖形進行編排處理，再通過數控自動編程軟件系統處理成一定格式的加工程序。然后通過電鍍金剛石砂線I對高純硅晶體2切削，其主切削運動為電鍍金剛石砂線I垂直往復運動、輔助切削運動為電鍍金剛石砂線I自轉運動。選擇粒度為0.074-0.15mm的金剛石，制作電鍍金剛石砂線1，以保證加高純硅晶體2表面質量，提高電鍍金鋼石砂線I使用壽命；根據切割高純硅晶體2長度，確定電鍍金剛石砂線I的直徑，以提高高純硅晶體2加工表面質量及提高高純硅晶體2材料利用率，一般采用Φ為2.5-4.5_，其參與切削面積小；通過結合切削與研磨，將主切削運動參數速度控制在5-8mm/s，輔助切削選為恒定速度，轉速為lOOrpm，以提高加高純硅晶體2表面質量及成品率，所述工藝可切割高純硅晶體2的范圍為400-800mm。
[0020]所述切割工藝中的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，包括電鍍金剛石砂線1、工作平臺4、安裝電鍍金剛石砂線的搖臂、安裝固定搖臂的曲柄搖桿機構和石墨粘塊3,所述聞純娃晶體2粘接在石墨粘塊3上，石墨粘塊3粘接后過度裝夾在線切設備工作臺4上，電鍍金剛石砂線I固定在線切設備搖臂上，由主電機通過三角帶傳動到曲柄搖桿機構，讓電鍍金剛石砂線I作垂直往復的主切削運動，輔助電機讓電鍍金剛石砂線I作自轉運動的輔助切削運動，實現高純硅晶體2切割。
[0021]本發明實施例為較佳實施方式，但其具體實施并不限于此，本領域的普通技術人員極易根據上述實施例，領會本發明的精神，并做出不同的引申和變化，只要不脫離本發明，都屬本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于，工藝步驟為: a.首先對高純硅晶體通過吸振材料粘接后過度裝夾； b.再通過數控自動編程軟件系統對切割高純硅晶體圖形進行編排處理； c.然后通過電鍍金剛石砂線對高純硅晶體切削，其主切削運動為電鍍金剛石砂線垂直往復運動，輔助切削運動為電鍍金剛石砂線自轉運動。
2.根據權利要求1所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于:所述步驟c中電鍍金剛石砂線選用粒度為0.074-0.15mm的金剛石制作。
3.根據權利要求1所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于:所述步驟c中電鍍金剛石砂線的直徑為2.5-4.5_。
4.根據權利要求1所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于:所述步驟c中，主切削運動參數速度控制在5-8mm/s之間，輔助切削為恒定速度，轉速為IOOrpm0
5.根據權利要求1-4任一所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割工藝，其特征在于:高純硅晶體的切割長度為400-800mm。
6.一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:包括電鍍金剛石砂線、工作平臺、安裝電鍍金剛石砂線的搖臂、安裝固定搖臂的曲柄搖桿機構和石墨粘塊。
7.根據權利要求6所述的大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:所述高純硅晶體粘接在石墨粘塊上，石墨粘塊粘接后過度裝夾在線切設備工作臺上，電鍍金剛石砂線固定在線切設備搖臂上，由主電機通過三角帶傳動到曲柄搖桿機構，讓電鍍金剛石砂線作主切削運動，輔助電機讓電鍍金剛石砂線作輔助切削運動。
8.根據權利要求7所述的大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:主切削運動為電鍍金剛石砂線垂直往復運動，輔助切削運動為電鍍金剛石砂線自轉運動。
9.根據權利要求6所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:所述電鍍金剛石砂線選用粒度為0.074-0.15mm的金剛石制作；電鍍金剛石砂線的直徑為2.5-4.5mm。
10.根據權利要求7或8所述的一種大直徑、超長度高純硅晶體的切割設備，其特征在于:所述主切削運動參數速度控制在5-8mm/s之間，輔助切削為恒定速度，轉速為lOOrpm。
【文檔編號】B28D7/04GK103568141SQ201310558805
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】王全文, 楊蛟 申請人:成都青洋電子材料有限公司