CN103056974A - 多线切割方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及专用于固体材料多线切割剖方或切片的方法及实施该方法的专用设备。现有的专用于固体材料多线切割的方法和设备，切割效率较低，切割均匀度较差，成本较高。本发明的方法和设备，采用的将待切割固体材料从上向下压向切割线网的切割方式，使已切割部分和切割前沿保持浸没在切割液中，能大大提高切割效率较低和切割均匀度，显著降低切割成本。

Description

多线切割方法及专用设备

技术领域

本发明涉及专用于固体材料多线切割剖方或切片的方法及实施该方法的专用设备。

背景技术

现有的专用于固体材料、例如但不限于包括硅、氧化铝等硬脆晶体材料的多线切割的方法，通常包括步骤：使用单根或多根切割线通过布线系统排列成包含有至少2条切割线的切割线网，使切割线做切割运动的同时，使待切割固体材料与切割侧切割线网接触，通过切割线本身的切割作用，或由切割线携带的切割或研磨砂浆的切割作用，实现待切割固体材料的切割，包括锭的剖方，或切片，等等。其中，切割线的切割运动包括例如单向运动、双向往复运动、旋转运动、振动及其复合运动等等。切割线和待切割固体材料的位置，可以区分为开始切割时，切割侧切割线位于待切割固体材料的上方(包括倾斜切割时的斜上方)和切割侧切割线位于待切割固体材料的下方(包括倾斜切割时的斜下方)两类方法。

使用现有的多线切割方法，通常需要在切割的时候，使切割液尽可能靠近切割前沿，或者与切割前沿直接接触，一方面起冷却和浸润或润滑作用，另一方面，在使用悬浮砂浆切割时，也可以提高切割线携带砂浆的能力，增强砂浆的切割效用。

然而，无论是切割线的位置在待切材料上方或下方，切割线携带切割液的能力均极其有限，特别是当切割深度较深时，切割液的冷却能力、切割能力下降明显。这导致在例如金刚石线切割时切割前沿的降温成为影响切割速度的重要因素，和在钢线悬浮砂浆切割时，切割力难以提高，并且切割力沿切割路径全程的分布存在很大的差异，影响了切割质量和切割效率。同时，无论是直接喷淋切割液到待切割材料上，还是喷淋到切割线上通过切割线携带切割液到切割前沿，切割液对切割前沿的灌注效率均极低，特备是切割深度增加和长度增大时，切割液更难以有效和均匀地灌注到切割前沿，导致大量切割液呈无效运输，能耗极大。

在晶体硅的线切割领域，业内曾提出技术改进方案，在待切割晶硅锭的下方，设置容液槽，使晶体硅锭浸没入容液槽内的切割液中，使切割线从上方向下切割晶体硅锭。这种技术方案虽然可以大幅度提高切割前沿的砂浆灌注程度，但存在着只适用于切割线从待切割晶体上方向下切割的方法，难以适应多线切片的情况，并且，在整个切割过程中，容液槽的侧壁被一同切割破坏，同时，由于液体沿切割线穿过容液槽侧壁的线槽泄露，容液槽内的液面也难以稳定保持在浸没切割前沿的水平上，影响了切割效果的提高；而浸没整个待切割硅晶体需要始终保持较深的容液深度，对于依靠砂浆切割的情况，由于切割砂的沉降作用增大，降低了切割线携带的砂浆的切割能力。

发明内容

鉴于以上现有技术和技术改进方案中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种新型多线切割方法，以更为有效、经济的方式，使切割前沿保持在切割液的充分浸没或包围下，同时，不破坏容液槽侧壁，以及可以保持切割前沿的切割液的包括降温、提供切割力、带走切屑的最大效用，从而大幅度提高多线切割速度和降低切割成本，并且更加适用于固体材料的多线切片的情况。本发明的再一个目的是，提供一种实施该新型切割方法的专用多线切割设备，从而为该方法迅速工业化提供装备基础。

为此，本发明提供了一种固体材料的多线切割方法，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的切割线网，将待切割固体材料置于切割侧切割线网上方，并在切割侧切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳切割液的容液槽，其中，容液槽的大小和深度优选足以容纳所述的待切割固体材料或其待切割部分的尺寸；

(2)任选将切割液喷淋在切割侧切割线网上，其中优选将切割液喷淋在切割侧切割线网的紧邻待切割固体材料的位置；使切割线做切割运动，使待切割固体与切割侧切割线网作相向运动，使待切割固体材料的底部从上方向下接触和压迫切割侧切割线网，使切割侧切割线形成向下的倾角的同时，实现对待切割固体材料的切割；同时，使切割液容纳并保持在所述的位于切割侧切割线网下方的容液槽内，使所述的固体材料的已切割部分和切割前沿两者中的至少部分保持浸入容液槽内的切割液中；

(3)任选在容液槽外设置紧邻容液槽的溢流槽以承接容液槽溢出的切割液；任选设置搅拌装置以搅拌容液槽内的切割液使之保持运动；任选设置冷却装置冷却容液槽或溢流槽内的切割液；任选设置泵装置将容液槽或溢流槽内的切割液泵至切割线网上方，喷淋到切割线网或切割前沿；使所述的待切割固体材料与切割侧切割线网持续相向运动直至切割完成。

其中，所述的待切割固体材料，包括任意的固体材料，例如，晶体材料、非晶体材料，金属或合金材料、陶瓷材料，硬脆材料、强韧材料，等等，优选晶体硅和晶体氧化铝(蓝宝石、白宝石、红宝石，等等)；所述的切割线网是由单根或多根切割线通过多线切割装置的布线系统排列成的包含有至少2条切割线的线网，其与待切割固体相接触、并参与切割的一侧为切割侧；所述的切割线的切割运动，包括沿切割路径的单向走线、双向往复走线、旋转转动、震动，或这几种运动方式的任意复合运动：其中单向走线时，优选在待切割固体的进线侧将切割液喷淋在容液槽内上方的切割线上，和优选在待切割固体的出线侧将切割液喷淋在容液槽外上方的切割线上；所述的待切割固体材料的切割前沿，包括待切割固体材料上与切割线或切割线携带的起切割作用的切割砂浆直接接触并被切割着或磨削着的部分；所述的切割液，包括、但不限于与喷淋到切割线上的同质的单一或混合液体，例如冷却液、悬浮砂浆液、研磨液、抛光液、化学腐蚀液，等等。

其中，所述的任选设置的溢流槽，用来收集从容液槽溢出的切割液，可由槽形的容腔或类似装置置于容液槽下方构成，或与容液槽以套叠方式连成一体。其紧邻容液槽的设计，可使切割液在反复收集、泵吸、喷淋循环中最大限度地降低克服重力势能所需的功耗。

其中，所述的任选设置的搅拌装置，包括在容液槽外部和/或内部设置的机械、电磁、声波例如超声或者兆声或者次声搅拌装置，能提供促使容液槽内的液体运动的能量，以实现切割液的持续充分混合、避免严重的分层或沉淀。

其中，所述的任选设置的冷却装置，用以保持容液槽或溢流槽内的切割液处于适宜冷却或切割的温度。

根据本发明的方法，可以使待切割固体材料的底部或者切割前沿的水平位置高于、等于或者低于所述的容液槽的侧壁上缘，从而使容液槽内的切割液能够浸没部分、全部已切割部分和切割前沿，以及切割前沿以上的部分；但优选低于所述的容液槽的侧壁上缘，这时，即使在切割液未注满容液槽的情况下，依然可以完全浸没所述的切割前沿。

根据本发明的方法，可以至少在切割的部分时间段，例如，切割开始时，切割中途任意时段，切割结束前，或者切割全程，使切割线网与位于其下方的所述的容液槽的侧壁上缘保持不接触。这样可以避免切割线网对容液槽侧壁上缘的切割，保持容液槽的完整。

根据本发明的方法，可以至少在切割的部分时间段，例如，切割开始时，切割中途任意时段，切割结束时，或者切割全程，使切割线网与位于其下方的所述的容液槽的侧壁上缘保持接触。这样可以最大限度地利用容液槽的深度，使注满容液槽的切割液最大高度地浸没待切割固体，并降低切割线位置的控制难度，和减少切割线的不利振动。

根据本发明的方法，在所述的容液槽的侧壁上缘还可以含有预先设置或由线网切割形成的线槽，使切割线在切割时穿过所述的线槽，这样可以最大限度地降低线震，降低切片时片的厚度差异。

根据本发明的方法，还可以将所述的切割侧切割线网、待切割固体材料、容纳切割液的容液槽三者中至少一个呈倾斜设置，优选至少将容液槽倾斜设置，进一步优选将待切割固体材料和容液槽同时倾斜设置，例如将待切割固体材料的切割线出线侧和对应的容液槽侧向下倾斜，这样可使切割液从容液槽水平位置较低的侧壁上缘自然流出容液槽，实现切割液的流动及更新。

根据本发明的方法，所述的切割线，可以是钢线或镀膜、涂膜钢线，或者金刚石磨料涂覆线、或者立方氮化硼磨料涂覆线、或者碳化硼磨料涂覆线。其中，所述的磨料涂覆线，是指在基线表面采用电镀、粘结、热压等方式涂覆、埋植一些起磨削作用的磨料颗粒，例如金刚石、立方氮化硼、碳化硼磨料等超硬磨料颗粒。

根据本发明的方法，所述的切割液可以是任选自悬浮砂浆切割液、研磨液、抛光液、冷却液、化学腐蚀液之一的液体，包括混合物液体，其中，各种切割液在起到冷却待切割固体材料及其切割前沿、带走切屑的作用外，悬浮砂浆切割液主要起到对待切割固体材料的切割作用，研磨液起到对待切割固体材料切割前沿及其附近的表面的研磨作用，抛光液起到对待切割固体材料切割前沿及其附近的表面的抛光作用，冷却液起到对待切割固体材料切割前沿及其附近的表面的浸润冷却作用，化学腐蚀液起到对待切割固体材料切割前沿及其附近表面的腐蚀作用或修饰作用，以提高切割效率，改善切割表面。

本发明还提供了实施本发明所述的多线切割方法的专用设备，其至少包含有切割线网的装载及切割线运动驱动系统、使待切割固体材料保持在切割线网上方和向切割线网移动的待切割固体材料的装载及其移动系统，还包含有设置在紧邻切割侧切割线网下方的容液槽，及其装载系统(例如支撑或悬挂装置)，容液槽用以容纳切割液，使切割液在切割中至少浸没部分穿过切割线网的固体材料已切割部分。其中，所述的容液槽的大小和深度优选足以容纳所述的待切割固体材料或其待切割部分的尺寸，其由侧壁和底壁构成，可以容纳和至少保持部分切割液，其可以采用任意的合适材料制成，并优选具有规则的外形；容液槽装载系统可以是支撑系统，或者悬挂系统，或两者的结合，将容液槽支撑或悬托在所述的位置，或者需要时使容液槽移动，例如跟随切割侧切割线网或待切割固体材料的移动。

根据本发明所述的多线切割方法的专用设备，还任选包含有在容液槽外设置的紧邻容液槽的溢流槽以承接容液槽溢出的切割液。所述的溢流槽收集从容液槽侧壁上缘溢出的切割液并暂时容纳存储。

根据本发明所述的多线切割方法的专用设备，还包含有任选的搅拌所述紧邻线网下方的容液槽内切割液的搅拌装置。其中，所述的搅拌装置，包括设置在容液槽外部或内部的机械、电磁、声波例如超声或者兆声或者次声搅拌装置，能提供使容液槽内的液体运动的能量，以实现切割液的持续充分混合。

根据本发明所述的多线切割方法的专用设备，还任选设置冷却装置用以冷却容液槽或溢流槽内的切割液使之保持在需要的温度，其中，优选冷却装置设置在容液槽或溢流槽侧壁或底壁，并优选将容液槽或溢流槽的壁，例如侧壁或底壁作为冷却装置的热交换面。

根据本发明所述的多线切割方法的专用设备，还任选设置泵装置用以将容液槽或溢流槽内的切割液泵至高位后喷淋在切割线网或切割前沿。

采用本发明方法和专用设备作固体材料的多线切割，无论是剖方或切片切割，包含切割前沿或接近切割前沿的部分待切割固体材料始终浸没在切割液中，可以极大地提高对待切割固体材料的降温效果，极大提高切割前沿处切屑的分散和带走效果，极大提高例如采用钢线悬浮砂浆切割时切割线的带砂能力和切割砂浆沿切割路径全程的分布均匀性，从而显著提高切割效率，提高切割质量；同时，由于容液槽始终保持在切割线网下方，避免或减少了切割线在切割时对容液槽侧壁的不必要或不需要的切割破坏，降低了切割的控制难度，最终大幅度降低了切割成本。

附图说明

附图仅为示意图，并不意味着具体的尺寸大小及其实际比例。图1为本发明的多线切割方法及其专用设备在切割开始前的切割侧切割线网、待切割固体材料和容液槽位置关系示意图。图中，容液槽3的侧壁上缘31位于切割侧切割线网2的下方，紧邻切割侧切割线网；待切割固体材料1置于切割侧切割线网的上方。箭头表示切割开始时待切割固体材料移动的方向。

图2为本发明的多线切割方法及其专用设备在切割开始时的切割侧切割线、待切割固体材料和容液槽、容液槽内切割液的状态示意图。图中，待切割固体材料1从上方压迫切割侧切割线网2，使切割线网形成向下的倾角θ的同时，压问待切割材料的切割前沿11。待切割固体材料1的切割前沿11浸没入容液槽3内的切割液4中。

图3为本发明的多线切割方法及具专用设备在切割中途时切割侧切割线网、待切割固体材料和容液槽、容液槽内切割液的状态示意图。图中，切割侧切割线网2已切入待切割固体材料1的内部，并形成切割前沿11，随着待切割固体材料持续向下移动，切割前沿11从上方压迫切割线网2，使切割线网形成向下的倾角θ的同时，由于被磨削而不断地向上移动；此时，待切割固体材料已切割部分12和切割前沿11浸没在容液槽3内的切割液4中，直至完成切割。

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步说明本发明。

本发明的多线切割方法应用于硅片钢线切割的具体实施方式，包括步骤：

(1)使用导轮等钢线装载和运动控制系统将一根钢线设置成多根钢线并列的水平切割线网，其至少一部分作为切割侧，将待切割的晶体硅锭置于切割侧切割线网上方，并在切割侧切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳悬浮砂浆的容液槽，其中，容液槽的大小足以容纳所述的待切割晶体硅锭；

(2)将悬浮砂浆喷淋在切割侧切割线网上；使切割线做中向或双向切割运动，使待切割晶体硅锭与切割侧切割线网作相向运动，使待切割晶体硅锭的底部从上方向下接触和压迫切割侧切割线网，在使切割线形成向下的倾角的同时，实现对晶体硅锭的切割；同时，使悬浮砂浆容纳并保持在所述的位于切割侧切割线网下方的容液槽内，使所述的晶体硅锭的已切割部分和切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)使所述的待切割晶体硅锭持续向下移动直至切割完成，获得多个硅片；

其中，任选在所述的容液槽外设置紧邻容液槽的溢流槽以承接容液槽溢出的悬浮砂浆；任选设置机械搅拌装置以搅拌容液槽内的悬浮砂浆使之保持运动，并优选使切割液在硅锭的切割前沿呈现与钢线同向运动的搅拌方式；任选设置冷却装置冷却容液槽或溢流槽内的悬浮砂浆；任选设置泵装置将容液槽或溢流槽内的悬浮砂浆泵至切割线网上方后喷淋在切割侧切割线网上，使切割悬浮砂浆在切割线网和切割前沿、容液槽内循环流动。

通常，装载切割线网的导轮水平位置保持不变，晶体硅锭粘结在工装夹具上，在切割过程中从上向下压向切割线网。

在本发明的多线切割方法应用于硅片切割的上述具体实施方式中，优选的一种实施方案是，至少在切割的部分时间段，例如切割开始和切割中途，使待切割晶体硅锭的底部或者切割前沿的水平位置低于所述的容液槽的侧壁上缘。这样可以确保切割前沿全部浸没在注满容液槽的悬浮砂浆中。

在本发明的多线切割方法的应用于硅片切割的上述具体实施方式中，优选的再一种实施方案是，至少在切割的部分时间段，例如切割开始和切割中途，或者切割全程中，通过例如控制倾角θ的大小，或者调整容液槽侧壁上缘的位置，使切割线网与位于其下方的所述的容液槽的侧壁上缘保持不接触。这样可以避免钢线切割容液槽的侧壁上缘而造成容液槽的破坏，并避免出现过大的线弓而断线。

在本发明的多线切割方法应用于硅片切割的上述具体实施方式中，优选的另一种实施方案是，至少在切割的部分时间段，例如切割开始和切割中途，或者切割全程中，通过例如控制倾角θ的大小，或者调整容液槽侧壁上缘的位置，使切割线网与位于其下方的所述的容液槽的侧壁上缘保持接触。这样可以减少钢线的线震和跳线。其中，容液槽与线网接触的侧壁，优选由上下两部分组成，上部分采用易于分开、拆卸、替换的安装、固定方式安装、固定或附着在下部分上，并优选采用柔性、韧性或软性材料制成容液槽的侧壁上缘。例如，板状的上部分插入顶端带有沟槽的下部分侧壁，组成完整的容液槽侧壁，或者，板状的上部分粘结在下部分侧壁组成完整的容液槽侧壁。

在本发明的多线切割方法的应用于硅片切割的上述具体实施方式中，优选的再一种实施方案是，在所述的容液槽的侧壁上缘含有预先设置或由切割线网切割形成的线槽，使切割线在切割时穿过所述的线槽。这样可以最大限度地减少钢线的线震和跳线，提高切割精度。其中，容液槽与线网接触的侧壁，优选由上下两部分组成，上部分采用易于拆卸、替换的安装、固定方式，以便更换。

在本发明的多线切割方法应用于硅片切割的上述具体实施方式中，优选的再一种实施方案是，所述的切割侧切割线网、待切割晶体硅锭、容纳悬浮砂浆的容液槽三者中至少一个呈倾斜设置，优选待切割晶体硅锭和容液槽呈倾斜设置，并优选沿钢线单向切割运动方向的远端处晶体硅锭和容液槽的一侧向下倾斜。这样有利于砂浆在容液槽内单向流动并实现溢流，和提高切割成品率。

在本发明的多线切割方法应用于硅片切割的具体实施方式中，一个实施方案是设置至少2个切割侧切割线网部分，例如通过上下2排每排各1对导轮设置的切割线网，其上方和下方水平方向上的切割线网部分即可分别作为切割侧切割线网，根据本发明的方法，每个切割侧切割线网的上方设置待切割固体材料，下方设置容液槽并注入切割液，上、下2个待切割固体分别从上方向下压入各自对应的切割侧切割线网而被切割，其已被切割部分穿过线网浸没入容液槽内的切割液中。

本发明的多线切割方法的应用于硅片的金刚石磨料涂覆线(金刚石线)切割的具体实施方式，包括步骤：

(1)使用导轮等金刚石磨料涂覆线装载和运动控制系统将一根金刚石磨料涂覆线设置成多根金刚石磨料涂覆线并列的水平切割线网，将待切割的晶体硅锭置于切割线网上方，并在切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳冷却液的容液槽，其中，容液槽的大小足以容纳所述的待切割晶锭；

(2)任选将冷却液喷淋在切割线网上：使金刚石磨料涂覆线做单向或双向切割运动，使待切割晶体硅锭与切割线网作相向运动，使待切割晶体硅锭的底部从上方向下接触和压迫切割线网，在使切割线形成向下的微小倾角的同时，实现对晶体硅锭的切割，并任选将冷却液喷淋在晶锭切割前沿部分；同时，使冷却液容纳并保持在所述的位于切割线网下方的容液槽内，使所述的晶体硅锭的已切割部分和切割前沿浸入容液槽内的冷却液中；

(3)使所述的待切割晶体硅锭持续向下移动直至切割完成，获得多个硅片。

其中，所述的切割线形成向下的微小倾角通常控制在0.1～5度。

根据本发明，类似地，可将上述实施方式中的金刚石磨料涂覆线分别换成立方氮化硼磨料涂覆线或碳化硼磨料涂覆线，实现硅片的切割。其中，立方氮化硼磨料涂覆线较金刚石线具有更好的切割效果和更耐用，而碳化硼磨料涂覆线成本更低。

根据本发明，可将上述实施方式中的冷却液分别换成研磨液、抛光液、化学腐蚀液，实现硅片的切割。其中，研磨液优选含金刚石或立方氮化硼研磨料的研磨液，可以提高切割效率；抛光液优选含金刚石或立方氮化硼或碳化硅或碳化硼抛光粉的抛光液，可以提高切割获得的硅片表面的光洁度；化学腐蚀液优选含碱性物质和氧化剂的化学腐蚀液，可以提高切割效率、改善硅片表面质量，提高成品率。

本发明的多线切割方法的应用于蓝宝石基片的钢线切割的具体实施方式，包括步骤：

(1)使用导轮等钢线装载和运动控制系统将一根钢线设置成多根钢线并列的水平切割线网，将待切割的蓝宝石晶锭置于切割线网上方，并在切割线网下方设置包含底壁和侧壁的可容纳悬浮砂浆的容液槽，其中，容液槽的大小足以容纳所述的待切割晶锭；

(2)将悬浮砂浆喷淋在切割线网上；使切割线做单向或双向水平切割运动，使待切割晶锭与切割线网作相向运动，使待切割晶锭的底部从上方向下接触和压迫切割线网，在使切割线形成向下的倾角的同时，实现对蓝宝石晶锭的切割；同时，使悬浮砂浆容纳并保持在所述的位于切割线网下方的容液槽内，使所述的晶锭的已切割部分和切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)使所述的待切割晶锭持续向下移动直至切割完成，获得多个蓝宝石基片。

其中，悬浮砂浆包含有可切割蓝宝石的超硬磨料，优选碳化硼或立方氮化硼或金刚石磨料。

本发明的多线切割方法的应用于硅锭的钢线剖方的具体实施方式，包括步骤：

(1)使用导轮等钢线装载和运动控制系统将1根或2根钢线设置成多根钢线并列和交叉的水平切割线网，其中，交叉的切割线网彼此分处不同的高度而错开，将待剖方的晶体硅锭置于切割线网上方，并在切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳悬浮砂浆的容液槽，其中，容液槽的大小足以容纳所述的待切割晶体硅锭；

(2)将悬浮砂浆喷淋在切割线网上；使切割线做单向或双向切割运动，使待切割晶体硅锭与切割线网作相向运动，使待切割晶体硅锭的底部从上方向下接触和压迫切割线网，在使切割线形成向下的倾角的同时，实现对晶体硅锭的切割；同时，使悬浮砂浆容纳并保持在所述的位于切割线网下方的容液槽内，使所述的晶体硅锭的已切割部分和切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)使所述的待晶体硅锭持续向下移动直至切割完成，获得多个较小硅锭。

实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的一个具体实施方式中，所述的设备包含有多线切割装置，其含有切割线网的装载及运动驱动系统的至少2个导线轮，其中导线轮的水平位置保持固定，切割线卷绕在导线轮上的线槽内；和使待切割硅锭保持在切割线网上方和可控制硅锭向切割线网移动的待切割硅锭的装载及其移动系统，包括工装夹具和升降所述的工装夹具的移动装置；和设置在紧邻切割线网切割侧部分的下方的容液槽及其装载系统，用以容纳切割液，使切割液在切割中至少浸没部分穿过切割线网的硅锭已切割部分；以及其他任何使该切割设备正常工作的必要装置和系统，这些装置和系统的结构、组成和现有的硅片多线硅片切割设备的相应装置和系统的结构、组成一致。本发明的专用设备在使用中，所述的容液槽可以注满切割液，使穿过切割线网的硅锭部分保持浸没在切割液中。

在上述实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的具体实施方式中的一个优选的实施方案是，所述的设备还包含有可以搅拌所述的紧邻切割线网下方的容液槽内的切割液的搅拌装置，例如机械、电磁、超声、兆声、次声搅拌装置。

在上述实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的具体实施方式中的再一个优选的实施方案是，所述的设备还包含有设置在紧邻容液槽外侧的溢流槽，以承接容液槽溢出的切割液，其中，溢流槽可以设置在不参与切割的底层切割线网的下侧，远离切割侧切割线网，但优先设置在不参与切割的底层切割线网的上侧。

本发明中，为避免围绕导线轮的位于下部的不参与切割的切割线网触及所述的容液槽或溢流槽的底部，可以采用大直径的导线轮，增加上部线网和下部线网间的空间高度，或在容液槽或溢流槽下方设置额外的导线轮，以增大上下层切割线网之间的高度。

在上述实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的具体实施方式中的再一个优选的实施方案是，所述的设备还包含有设置在容液槽或溢流槽内或附近的泵装置，包括泵的吸液嘴，可将容液槽或溢流槽内的切割液泵吸至高位后通过喷淋装置例如喷头喷淋在切割线网或切割前沿。

在上述实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的具体实施方式中的再一个优选的实施方案是，所述的设备还包含有冷却装置用以冷却容液槽或溢流槽内的切割液，其中冷却装置的热交换面优选设置在容液糟或溢流槽内，并优选以容液槽或溢流槽的壁作为热交换面。

在上述实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的专用设备的具体实施方式中的再一个优选的实施方案是，所述的设备还同时包含有冷却装置用以冷却容液槽或溢流槽内的切割液；设置在容液槽或溢流槽内或附近的泵装置；设置在紧邻容液槽外侧的溢流槽；可以搅拌所述的紧邻切割线网下方的容液槽内的切割液的搅拌装置。

本发明的多线切割方法及其专用设备，不仅具有较高的切割能力，而且也具有较广的使用范围，并不限于晶体材料的多线切割，例如，还可用于金属、合金、玻璃体合金、陶瓷等固体材料的线切割，或用于其它硬脆材料的多线切割。

本领域的技术人员显而易见，在不偏离本发明的范围或构思的情况下，可以对所披露的方案和方法做出各种修改和变化。

本发明的说明书和实施方案只是示例性的，考虑到说明书以及实践本文中披露的发明精神，本领域的技术人员可以显而易见本发明的其他实施方案。

Claims (10)

1.一种固体材料的多线切割方法，包括步骡：

(1)设置包含有至少一个切割侧的切割线网，将待切割固体材料置于切割侧切割线网上方，并在切割侧切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳切割液的容液槽，其中，容液槽的大小和深度优选足以容纳所述的待切割固体材料或其待切割部分的尺寸；

(2)任选将切割液喷淋在切割线网上；使切割线做切割运动，使待切割固体材料与切割侧切割线网作相向运动，使待切割材料的底部从上方向下接触和压迫切割侧切割线网，使切割线形成向下的倾角的同时，实现对待切割材料的切割；同时，使切割液容纳并保持在所述的位于切割侧切割线网下方的容液槽内，使所述的固体材料的已切割部分和切割前沿两者中的至少部分保持浸入容液槽内的切割液中；

(3)任选在容液槽外设置紧邻容液槽的溢流槽以承接容液槽溢出的切割液；任选设置搅拌装置以搅拌容液槽内的切割液使之保持运动；任选设置冷却装置冷却容液槽或溢流槽内的切割液；任选设置泵装置将容液槽或溢流槽内的切割液泵至切割线网上方，喷淋到切割侧切割线网或切割前沿；使所述的待切割固体材料与切割侧切割线网持续相向运动直至切割完成。

2.根据权利要求1的多线切割方法，其特征是，至少在切割的部分时间段，使待切割固体材料的底部或者切割前沿的水平位置低于所述的容液槽的侧壁上缘。

3.根据权利要求1的多线切割方法，其特征是，至少在切割的部分时间段，使切割侧切割线网与位于其下方的所述的容液槽的侧壁上缘保持不接触。

4.根据权利要求1的多线切割方法，其特征是，至少在切割的部分时间段，使切割侧切割线网与所述的容液槽的侧壁上缘保持接触。

5.根据权利要求1的多线切割方法，其特征是，在所述的容液槽的侧壁上缘含有预先设置或由切割侧切割线网切割形成的线槽，使切割侧切割线在切割时穿过所述的线槽。

6.根据权利要求1的多线切割方法，其特征足，所述的切割侧切割线网、待切割固体材料、容纳切割液的容液槽三者中至少一个呈倾斜设置。

7.根据权利要求1～6所述的多线切割方法，其特征是，所述的切割线任选自钢线、金刚石磨料涂覆线、立方氮化硼磨料涂覆线、碳化硼磨料涂覆线。

8.根据权利要求1～6所述的多线切割方法，其特征是，所述的切割液任选自悬浮砂浆切割液、研磨液、抛光液、冷却液、化学腐蚀液。

9.实施权利要求1～8的多线切割方法的专用设备，包含有切割线网的装载及切割线运动驱动系统、使待切割固体材料保持在切割侧切割线网上方和向切割线网移动的待切割固体材料的装载及其移动系统，其特征是，还包含有设置在紧邻切割侧切割线网下方的容液槽，用以容纳切割液，使切割液在切割中至少浸没部分穿过切割线网的固体材料已切割部分。

10.根据权利要求9的所述的多线切割专用设备，其特征是，还包含有搅拌所述紧邻切割侧切割线网下方的容液槽内切割液的搅拌装置，以及任选的设置在容液槽外紧邻容液槽的溢流槽，任选的冷却装置以冷却容液槽或溢流槽内的切割液，任选的泵装置以将容液槽或溢流槽内的切割液泵至切割线网上方。

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