CN102626959A - 用于多线切割机的等线损计算方法 - Google Patents

Abstract

一种用于多线切割机的等线损计算方法，是通过求多线切割中任意一点的回线率来实现，所述的任意一点的回线率是由如下公式得出：K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)，其中：r：切割材料半径；p：主辊槽距；C：设定磨损面积；a：线加速度；Vw：线速度；L：切割材料长度；h：切割深度；fw：进线量；k：回线率；V(h)：进给速度与切割深度的函数；β＝α*V(h)*L*C/(fw*p*a*Vw)/30；α＝sqrt(r*r-(r-h)*(r-h))。所述的V(h)是在加工前进行设定。本发明保证线切够设定的面积才报废，即线的磨损量一致，达到最佳的磨损量，从而节约用线量。

Description

用于多线切割机的等线损计算方法

技术领域

本发明涉及一种多线切割方法。特别是涉及一种在假设线的磨损量由线所切过的面积决定的前提下，通过计算，保证线切够设定的面积才报废的用于多线切割机的等线损计算方法。

背景技术

在半导体或者蓝宝石加工时，往往使用多线切割机。多线切割机是一种全新概念的新型切割设备，简称线锯，通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片。多线切割机以其极高的生产效率和出片率，在大直径硅片加工领域有逐渐取代内圆切割机的趋势。多线切割机经过多年的发展已经成熟，但任何事物都不会一劳永逸，今后的发展方向应该是大型、快速、高精度、高效益。其中：

(1)、大型是指体积适度加大，质量适度加大、以便一次加工更多材料，增加质量以提高机器稳定度，使晶片加工过程稳定性更好。

(2)、切割线行走速度的提高，有利于加快切割速度提高工作效率、带入砂浆速度的加快可以使砂浆配比改变，使其流动性、渗透性、研磨性更好，从而减少碳化硅、碳化硼、金刚石粉的消耗量，降低生产成本，同时砂浆稀释流动加快使冷却效果更好，使砂浆对热交换器的依赖程度减低。

(3)、机器精度提高使切割线无效磨擦减少，切割线径减小会使加工材料损耗减少，切割晶片的弯曲度、翘曲度、平行度、总厚度公差变好，加工晶片表面损伤层浅，粗糙度小，出片率高。

(4)主轴绕线轮一般采用树脂材料，其耐磨性散热性较差，商家给出单件最长寿命、800、h、线槽磨损深度超过、1、mm，必须送专业厂家磨平重新开槽，工艺复杂费用高，近来用陶瓷材料制作的绕线轮表现出较高的散热性和抗磨损特性，有望最终取代树脂绕线轮

(5)、镀金刚砂的切割线使用，可使用水冷却，减少了庞大的热交换系统，又可减少磨料的使用，可谓一举多得

(6)、切削液对多线切割机是非常重要的一环，尤其对大直径、超薄片的切割、首先切削液本身具有不污染环境和被加工材料，对后道工序不构成影响，低黏度、高带沙量、低杂质含量、易于清洗、切削液有专一化的倾向

(7)、砂浆回收装置系统的应用可使昂贵的金刚石粉、碳化硅粉和碳化硼粉得到充分利用，从而降低生产成本，减少废弃物保护环境

(8)、人们一直在试验其它硬脆材料的更高效、更简捷、更高精度的切割方法如高压水刀，激光水刀、激光水刀划片机的成功应用似乎已经为激光水刀切割机开创了一条新的途径。

它的特点是线是往复运动，进多回少，所以每次消耗一定的线。假设进线300米，回线240米，那么在这个周期内消耗60米线，这些线因为磨损就直接报废了。但是有个问题，因为半导体晶锭或蓝宝石棒是圆形的，并且长度、切片厚度都不相同，如果使用相同的工艺，线的磨损量就不一样。如对于圆形的材料，在刚切入时，弦长比较短，同样的周期，这线磨损量就比较小，在弦长接近直径时，线的磨损就比较大，同样道理，对于短的长度或者厚度比较大片数少的情况，在同样工艺条件下，线的磨损量小，这样钢线没有充分利用就报废了，造成了极大的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够达到最佳的磨损量，从而节约用线量的用于多线切割机的等线损计算方法。

本发明所采用的技术方案是：一种用于多线切割机的等线损计算方法，是通过求多线切割中任意一点的回线率来实现，所述的任意一点的回线率是由如下公式得出：

K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)，其中：

r：切割材料半径；p：主辊槽距；C：设定磨损面积；a：线加速度；

Vw：线速度；L：切割材料长度；h：切割深度；fw：进线量；

k：回线率；V(h)：进给速度与切割深度的函数；

β＝α*V(h)*L*C/(fw*p*a*Vw)/30；

α＝sqrt(r*r-(r-h)*(r-h))

所述的V(h)是在加工前进行设定。

本发明的用于多线切割机的等线损计算方法，在假设线的磨损量由线所切过的面积决定的前提下，通过计算，保证线切够设定的面积才报废，即线的磨损量一致，达到最佳的磨损量，从而节约用线量。本发明根据切割时的导轮实际槽距、切割棒实际长度以及切割位置来调节不同位置的回线率，例如在刚切入时，弦长比较短，回线量就大，中间小。通过本发明，至少一次切割节约用线量达到20％以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的用于多线切割机的等线损计算方法做出详细说明。

本发明的用于多线切割机的等线损计算方法，是通过求多线切割中任意一点的回线率来实现，所述的任意一点的回线率是由如下公式得出：

K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)，其中：

r：切割材料半径；

p：主辊槽距；

C：设定线磨损量下切割面积；

a：线加速度；

Vw：线速度；

L：切割材料长度；

h：切割深度；

fw：进线量；

k：回线率；

V(h)：进给速度与切割深度的函数，是在加工前进行设定；

β＝α*V(h)*L*C/(fw*p*a*Vw)/30；

α＝sqrt(r*r-(r-h)*(r-h))

通过上述的公式：K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)，可以得出各个位置点的回线率。

下面给出对某一位置点进行切割的等线损计算实际例子：

晶棒半径r＝75毫米；

进线量fw＝270米；

切割晶棒长度L＝780毫米；

切割线速度Vw＝12米/秒；

切割线加速度a＝3.5米/秒^2；

导轮槽距p＝0.910毫米；

切割位置点深度h＝75毫米；

工作台进给速度V(h)＝0.35毫米/分；

设定线磨损量下切割面积C＝0.00258平方米；

V(h)＝0.330.35毫米/分；

α＝sqrt(r*r-(r-h)*(r-h))＝75；

β＝α*V(h)*L*C/(fw*p*a*Vw)/30＝0.00016088；

K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)＝0.69；表示此位置回线量为69％。

Claims (2)

1.一种用于多线切割机的等线损计算方法，其特征在于，是通过求多线切割中任意一点的回线率来实现，所述的任意一点的回线率是由如下公式得出：

K＝(1-β*fw*a-2*β*Vw*Vw)/(1+β*fw*a)，其中：

r：切割材料半径；p：主辊槽距；C：设定磨损面积；a：线加速度；

Vw：线速度；L：切割材料长度；h：切割深度；fw：进线量；

k：回线率；V(h)：进给速度与切割深度的函数；

β＝α*V(h)*L*C/(fw*p*a*Vw)/30；

α＝sqrt(r*r-(r-h)*(r-h))

2.根据权利要求1所述的用于多线切割机的等线损计算方法，其特征在于，所述的V(h)是在加工前进行设定。