CN101961806B - 金刚线截断机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金刚线截断机，其至少包括贮丝筒、用于驱动所述贮丝筒于正向或逆向旋转的电机、均匀地缠绕在所述贮丝筒上的切割丝、用于对切割丝进行导向的第一导丝轮及第二导丝轮、及切割辊，其中，贮丝筒及电机的数量仅为一个，大大降低了设备的成本；且缠绕在贮丝筒上的切割丝为一层，避免了多层切割丝易交错而发生纠缠；第一导丝轮及第二导丝轮之间设置有张力补偿装置，该张力补偿装置具有用以调整切割丝张力的调整轮、最大行程为200mm的滑块、及用于拉动调整轮于水平方向运动的气动伸缩件，以补偿切割丝在往返运动中产生的张力，进而解决了现有技术中需要在设备的走丝系统中配置多个贮丝滚筒到达补偿张力的目的，而导致的成本昂贵的问题。

Description

金刚线截断机

技术领域

本发明涉及一种线切割技术，特别是涉及一种采用单个贮丝滚筒及单个驱动电机的金刚线截断机。

背景技术

线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢线上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割目的。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比有具有效率高，产能高，精度高等优点。

在对工件的切割过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的上升下降实现工件的进给，并在压力泵在的作用下，装配在设备上的研磨剂自动喷洒装置将研磨剂喷洒至钢线和工件的切削部位，由钢线带动研磨剂往复运动，利用研磨砂对工件产生切削，以将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片，在上述的作业中，钢线的作用举足轻重，但即便最好的钢线，其延伸度及耐磨度也是有限度的，也就是说钢线在带动研磨剂往复运动中会逐渐变细，直至最终被拉断。

在现有技术中，常见的线切割设备(机床)都会设计钢线张力补偿机构，为弥补钢线往返行走中的延伸度，钢线的抽出及卷取均是独立驱动的，即在钢线左、右运动中把钢线抽出、卷取的。因此一根钢线要在其拉伸强度限度内克服钢线所受到的所有阻力，才会对钢线进行卷取。但是，如此一来就不得不在设备的走丝系统中配置两个贮丝滚筒，即一个用于放线，另一个用于收线，相应地，每一个贮丝滚筒都需要单独装配一个驱动电机。由于线切割设备(机床)具有两个独立驱动贮丝滚筒，在运行及维护过程中，分立元件的调节非常不方便，操作步骤也相当繁琐，增加了调节的技术难度，再者，每一个贮丝滚筒都需要单独装配一个驱动电机也大大增加了设备的成本。

另外，现有技术中运用的钢线往往需要配合研磨剂才能进行切割作业，不但增加了用料成本，也会导致后续对设备及工件的清洗十分不便，而且研磨液的回收难度很大，对工件的污染也比较严重，实为不容忽视的一大问题。

所以，如何提供一种线切割设备，以避免以上所述的缺点，实为相关领域之业者目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金刚线截断机，以解决现有技术中在设备中配置多个贮丝滚筒及驱动电机而导致的设备成本昂贵的问题。

本发明的另一目的在于提供一种金刚线截断机，以降低用料的成本、解决工件清洗不方便、研磨液回收难度大，以及对工件污染严重的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金刚线截断机，其至少包括贮丝筒、用于驱动所述贮丝筒于正向或逆向旋转的电机、均匀地缠绕在所述贮丝筒上的切割丝、用于对所述切割丝进行导向的第一导丝轮及第二导丝轮、以及切割辊，所述切割辊具有一个即用切割槽及多个备用切割槽，所述切割丝经由所述第一导丝轮及第二导丝轮引导并缠绕在所述切割辊的即用切割槽中，所述贮丝筒及电机的数量均为一个，且缠绕在所述贮丝筒上的切割丝为一层；所述第一导丝轮及第二导丝轮之间设置有张力补偿装置，所述张力补偿装置具有用以调整所述切割丝张力的调整轮、滑块、以及用于拉动所述调整轮于水平方向运动的气动伸缩件；所述滑块一端连接所述调整轮，另一端连接所述气动伸缩件；所述滑块滑动设置于一滑轨上，所述滑块与所述滑轨之间设有多个滚珠，所述滑块于所述滑轨上的最大行程为200mm。

本发明之金刚线截断机中，所述切割丝为表层具有金刚砂的金刚线，且缠绕在所述贮丝筒上的切割丝为单层，进而避免了切割丝因交错而发生纠缠的问题。

本发明之金刚线截断机中，所述张力补偿装置还具有一滑块，所述滑块一端连接所述调整轮，另一端连接所述气动伸缩件，具体地，所述滑块滑动设置于一滑轨上，且所述滑块与滑轨之间设有多个滚珠。所述气动伸缩件具有一气缸以及可根据所述气缸内气压变化做伸缩运动的伸缩杆，所述气缸具有一进气口，用于向所述气缸内输送气压。

如上所述，本发明的金刚线截断机，采用了单一贮丝筒及电机，并配合有张力补偿装置，进而解决了现有技术中需要在设备的走丝系统中配置多个贮丝滚筒到达补偿张力的目的，而导致的成本昂贵的问题；再者，本发明之金刚线截断机中，所述切割丝为表层具有金刚砂的金刚线，避免了浪费用料、解决了工件清洗不方便、研磨液回收难度大，以及对工件污染严重的问题，进而提高产品合格率也提高了设备的运行效率，即有效克服了现有技术中的种种缺点。

附图说明

图1显示本发明的金刚线截断机的走丝示意图。

图2为本发明的金刚线截断机的张力补偿装置结构示意图。

元件标号的简单说明：

11    贮丝筒

12    电机

13    切割丝

14    第一导丝轮

15    第二导丝轮

16    切割辊

17    张力补偿装置

171   调整轮

172   气动伸缩件

1721  气缸

1722  伸缩杆

1723  进气口

173   滑块

18    滑轨

19    滚珠

2     工件

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1及图2，其显示为本发明的金刚线截断机的实施方式示意图。如图所示，本发明提供一种金刚线截断机，用于对例如晶体硅等工件2进行切割或截断作业，本实施例中，所述金刚线截断机至少包括贮丝筒11、电机12、切割丝13、第一导丝轮14、第二导丝轮15、切割辊16、以及张力补偿装置17。然，并不仅限于此，为简化的示意图式，而仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明的金刚线截断机有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

所述切割丝13均匀地缠绕在所述贮丝筒11上，所述切割丝13藉由所述电机12驱动，于具体的运行过程中，所述电机12于正向或反向交替旋转，以使所述切割丝13往复运动以达到对所述工件2的截断作业。所述切割丝13的往返周期可依据不同的工艺要求而设定，本实施例中，所述切割丝13的走线速度为1000m/min。本发明重点指出的是，所述金刚线截断机的贮丝筒11及电机12的数量均为一个，于现有技术中的设备相比，则达到了降低成本的目的。

本发明还要重点指出的是，本发明之金刚线截断机所采用的切割丝13为表层具有金刚砂的金刚线，选用该种金刚线在加工过程中避免使用具有研磨砂的研磨液，不但减少了用料成本，也解决了工件清洗不方便、研磨液回收难度大，以及对工件污染严重的问题。于本实施例中，所述为金刚线的切割丝13的线径为0.3mm。

本发明再要重点指出的是，本发明之金刚线截断机所缠绕在所述贮丝筒11上的切割丝13为单层，进而避免了现有技术中因采用的多层贮丝的切割丝易交错而发生纠缠的问题。

所述第一导丝轮14及第二导丝轮15用于对所述切割丝13进行导向或改变所述切割丝13的路径，所述切割辊16具有一个即用切割槽(未图示)及多个备用切割槽(未图示)，所述切割丝13经由所述导丝轮14或15引导并缠绕在所述切割辊16的即用切割槽中，以确保所述切割丝13在反复运行中不发生跳丝现象。

本发明的金刚线截断机采用了单一贮丝筒11及电机12，并配合有张力补偿装置17以到达补偿所述切割丝13因反复运行而产生张力的目的。于本实施例中，所述张力补偿装置17包括：调整轮171、气动伸缩件172以及滑块173。

所述调整轮171位于所述第一导丝轮14及第二导丝轮15之间，具体地，所述切割丝13自所述贮丝筒11以此经过所述第一导丝轮14、调整轮171、第二导丝轮15、切割辊16，最后返回所述贮丝筒11。

所述调整轮171固定所述滑块173上，所述滑块173滑动设置于一滑轨18上，且所述滑块173与滑轨18之间设有多个滚珠19，以使所述滑块173于滑轨18上轻松滑行。于本实施例中，所述滑块173于滑轨18上的最大行程为200mm。

所述气动伸缩件172具有一个气缸1721以及可根据所述气缸1721内气压变化做伸缩运动的伸缩杆1722，即，所述伸缩杆1722可在所述气缸1721内做活塞运动，所述气缸1721具有一个进气口1723，用于向所述气缸1721内输送气压。于本实施例中，向所述气缸1721内输送气压为0.5mpa。

于具体的实施方式中，所述伸缩杆1722之远端固定于所述滑块173上，用于拉动所述滑块173的调整轮171于水平方向运动，所述进气口1723藉由一通气导管(未图示)连通有一加压装置(未图示)，用以对所述气缸1721进行加压。较详细地，所述加压装置可设置一个恒定气压(例如为0.5mpa)，以使所述气缸1721内的伸缩杆1722也受到一个恒定值，这样可使所述气动伸缩件172带动所述调整轮171保持一个稳定状态，当补偿缠绕于所述调整轮171上的切割丝13产生的张力发生变化的时候，所述气动伸缩件172之伸缩杆1722会拉动所述滑块173的调整轮171于水平方向运动，进而达到调节的效果，以补偿了该张力的变化。

综上所述，本发明主要是在采用了单一贮丝筒及电机，并配合有张力补偿装置，进而解决了现有技术中需要在设备的走丝系统中配置多个贮丝滚筒到达补偿张力的目的，而导致的成本昂贵的问题；再者，本发明之金刚线截断机中，所述切割丝为表层具有金刚砂的金刚线，避免了浪费用料、解决了工件清洗不方便、研磨液回收难度大，以及对工件污染严重的问题，进而提高产品合格率也提高了设备的运行效率，即有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由后述的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种金刚线截断机，其至少包括贮丝筒、用于驱动所述贮丝筒于正向或逆向旋转的电机、均匀地缠绕在所述贮丝筒上的切割丝、用于对所述切割丝进行导向的第一导丝轮及第二导丝轮、以及切割辊，其特征在于：所述切割辊具有一个即用切割槽及多个备用切割槽，所述切割丝经由所述第一导丝轮及第二导丝轮引导并缠绕在所述切割辊的即用切割槽中，所述贮丝筒及电机的数量均为一个，且缠绕在所述贮丝筒上的切割丝为一层；所述第一导丝轮及第二导丝轮之间设置有张力补偿装置，所述张力补偿装置具有用以调整所述切割丝张力的调整轮、滑块、以及用于拉动所述调整轮于水平方向运动的气动伸缩件；所述滑块一端连接所述调整轮，另一端连接所述气动伸缩件；所述滑块滑动设置于一滑轨上，所述滑块与所述滑轨之间设有多个滚珠，所述滑块于所述滑轨上的最大行程为200mm。

2.如权利要求1所述的金刚线截断机，其特征在于：所述切割丝为表层具有金刚砂的金刚线。

3.如权利要求1所述的金刚线截断机，其特征在于：所述气动伸缩件具有一气缸以及可根据所述气缸内气压变化做伸缩运动的伸缩杆。

4.如权利要求3所述的金刚线截断机，其特征在于：所述气缸具有一进气口。

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