CN103085179A - 超声波线切割方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及专用于线切割或多线切割的超声波线切割方法及实施该方法的专用设备。现有的超声波线切割方法和设备，虽然在切割效率、切割精度、切割质量等方面有极显著的优势，但只能用于固结磨料切割线的单线切割，并且切割线和超声波发生装置的无效磨损严重，难以应用于多线切割和持续长时间的线切割。本发明提出了新的超声波线切割方法和设备，采用液体传递超声波能量，不仅适用于单线和多线切割，而且也适用于悬浮砂浆线切割和固结磨料线切割，避免了切割线和超声波发生装置的无效磨损，适用于包括硬脆材料的各种材料的线切割，可提高线切割速度40～170％，降低切割面的粗糙度值一半左右，和显著降低切割损失，提高成品率。

Description

超声波线切割方法及专用设备

技术领域

本发明涉及用于固体材料线切割及多线切割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线切割及多线切割的方法，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1条切割线的切割线或切割线网，使切割线做切割运动的同时，使待切割固体材料与切割线或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，包括晶体锭的剖方，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。

使用现有的线切割方法切割硬脆材料时，通常切割效率较低、切割精度不高，成本高，并且切割终了时被切割材料易产生出线边缘崩边等损伤。为此，中国专利说明书ZL03133682.5介绍了采用超声波振动装置的超声波线切割锯，利用超声能量辅助金刚石线锯切割，实现了高效率、高精度、低成本的线锯方法。但是，这种线锯需要把超声波变幅杆与金刚石线的一端固定连接，只能适用于往复走线的短线锯切割，无法用于单向走线切割，也无法实现连续切割。

中国专利申请CN201010565214公开了一种超声锯切机床，其设置有与超声波发生装置的变幅杆连接的振动头，使振动头与金刚石切割线保持压力接触实现金刚石切割线的超声振动。这种机床虽然实现了金刚石线锯的连续切割，但是，由于振动头与高速运动的金刚石切割线接触会被切割，不仅快速切割消耗振动头，也使金刚石线发生无效切割磨损，降低了线锯的有效利用率，并且，由于硬性接触中难以实现超声波在多根切割线上的同步传递，只能用于单线切割，不能用于多线切割。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供新型线切割方法，以更为有效、经济的方式，实现超声波线切割方法；本发明的再一个目的是，提供实施该新型超声波线切割方法的专用线切割设备，从而为该方法的工业化提供装备基础。

为此，本发明提供了一种固体材料的线切割方法，包括步骤：

(1)设置包含有切割侧的至少一根切割线或切割线网：

(2)提供与至少部分切割侧切割线接触的液体，并在其中浸入超声波发生装置的超声发射表面；

(3)使切割线切割待切割固体材料，并启动超声波发生装置；

其中，所述的切割侧是指切割线或切割线网的参与切割的一侧，在该侧的部分位置，通常是中部，待切割固体材料与切割线接触，通过切割线往复或单向直线运动或旋转运动实现对待切割材料的切割；其中，所述的液体为任意液体，但优选有利于切割的液体，如参与切割的磨削液、悬浮砂浆、冷却液、切屑分散液；其中，所述的液体可以是置于容液装置例如容器或容液槽内的液体或流动的液体，也可以是悬空的、持续流动、且基本上不断流的液体流，使切割线或切割线网的一部分接触或浸入所述的液体或液体流中，其中，所述的接触包含液体的浸没；其中，所述的超声波发生装置的超声发射表面，可以是超生换能器的超声发射表面，也可以是超声变幅杆的超声发射表面，或者是超声振子的超声发射表面，或者是超声振板的超声发射表面，或者是超声聚焦透镜的超声发射表面。

本发明中，所述的超声波发生装置的超声发射表面发射的超声波，可以通过所述的液体传递到同样接触或浸没在所述的液体中的部分切割侧切割线，使切割中的切割线发生超声振动，从而实现切割线的超声波切割。

根据本发明的方法，优选设置所述的与液体接触的切割线或切割线网部分与所述的超声发射表面尽可能靠近，并优选所述的超声发射表面正对所述的切割线或切割线网与液体接触的部分，这样有利于获得高的超声传递效率。

根据本发明的方法，所述的超声发射表面在所述的液体中可以选择任意的朝向，但优选与切割方向一致的朝向或与切割方向相反的朝向，以获得其所发射的纵波超声波的振动方向与切割方向一致的效果，提高超声切割的效率和质量。

根据本发明的方法，所述的切割线的切割方向可以是从待切割物体下方向上方切割、也可以是从待切割物体上方向下方切割，或者从待切割物体的左侧向右侧切割、或者从待切割物体的右侧向左侧切割；其中，对于固结磨料切割线的情况，优选从待切割物体的左侧向右侧切割、或者从待切割物体的右侧向左侧切割。

超声发射表面在所述的液体中可以选择任意的朝向，但优选与切割方向一致的朝向或与切割方向相反的朝向，以获得其所发射的纵波超声波的振动方向与切割方向一致的效果，提高超声切割的效率和质量。

根据本发明的方法，所述的传递到切割线的超声波振动方向，可以是任意方向，例如与切割方向呈任意非零值夹角的方向，但优选与切割方向一致的振动方向，即与切割方向呈零值夹角的方向；并最好避免与切割线的直线运动方向一致的方向。

根据本发明的方法，所述的切割线，可以是金属切割线例如钢线或镀膜、涂膜钢线、钢绞线，或者非金属切割线例如棉线、尼龙线、碳纤维线、碳纤维多绞线，或者固结磨料切割线，例如金刚石磨料涂覆线、或者立方氮化硼磨料涂覆线、或者碳化硼磨料涂覆线，以及其他任意的适宜切割的切割线。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、固定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。所述的切割线网是指由单根或多根切割线组成的线网。

根据本发明的方法，所述的浸入了超声发射表面和接触部分切割侧切割线的液体，可以是任意种类的液体，例如水、油、醇类、混合液体、溶液，或者含固体颗粒的混合液体，优选高密度液体，优选较高温度的液体，优选具有高浓度溶质的溶液，并且在例如金刚石线切割等磨料涂覆线切割时，优选作为线切割所用的切割液的切割冷却液，和在例如悬浮砂浆线切割时，优选作为线切割所用的切割液的悬浮砂浆。

根据本发明的方法，所述的液体和所述的超声发射表面可以设置在所述的切割线切入待切割物体的一侧，与切割线接触和接近，也可以设置在所述的切割线切出待切割物体的一侧，与切割线接触和接近；但优选在切割线切入待切割物体的一侧和切出待切割物体的一侧各设置一个或一组所述的液体和所述的超声发射表面，并且优选设置在两侧对称的位置，和优选两侧的超声波设置成同频、同功率、同相位或同步，和优选所述的超声发射表面接近切割线的同时远离待切割物体以避免传递到待切割物体和切割前沿处的切割线的超声波同步。

根据本发明的方法，所述的超声波优选半波长或四分之一波长的整数倍为所述的切割侧切割线或切割线网的悬空长度，或切割线在切入侧或切出侧的长度。

根据本发明的方法，所述的超声波发生装置及其设置，可以选择使其在切割线上形成任意振幅的超声波，但优选使切割线形成振幅为0.1～200微米的超声波，并进一步优选形成振幅为1～20微米的超声波。较小的超声波振幅可以提高超声波线切割的精度，获得更加光滑的切割表面，并更适合硬脆材料的切割；较大的超声波振幅可以提高超声波线切割的能力，更适合低精度要求下的快速切割。

根据本发明的方法，所述的超声波发生装置及其设置，可以选择使其在切割线上形成任意频率的超声波，但优选使切割线形成频率10～1000kHz的超声振动，并进一步优选形成频率20～100kHz的超声振动，较高的频率可以获得较好的切割效率，但超声能量传递衰减增加。

本发明还提供了实施本发明所述的超声波线切割方法的专用设备，其至少包含有切割线或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附近的待切割固体材料的装载系统，以及使切割线和待切割固体材料进行相向移动的移动系统，还包含有超声波发生装置及其超声发射表面，以及提供接触或浸没超声发射表面和至少部分切割侧切割线的液体的提供装置，包括例如容液装置或液体喷流装置，其在工作时可提供液体同时接触或浸没所述的超声发射表面和至少部分切割侧切割线。

本发明的方法，利用了具有良好超声传递效果的液体，作为超声传递媒质，将超声波振子或波源发生的超声波传递到切割线上，避免了现有技术中采用固体的直接硬性接触的超声波传递方法导致的无效切割和切割线无效磨损，方便、低成本地实现了超声波线切割，具有适用范围广，成本低，效率高的优点。本发明提供的实施本发明所述的超声线切割方法的专用设备，结构简单，造价低，特别适宜在现有任意的线切割设备上直接改造来获得，为本发明的超声波线切割方法的迅速工业化提供了良好范例。

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为本发明的应用于硅片钢线切割的超声多线切割方法示意图，图中箭头左侧示意切割开始前，箭头右侧示意切割过程中。

图2为实施本发明的超声多线切割方法的用于硅片切割的一种专用设备示意图。

图3为本发明的应用于硅片钢线超声波线切割的再一种线切割方法示意图。

图4为实施本发明的超声波多线切割方法的用于硅片切割的再一种专用设备示意图。

图5为实施本发明的超声波多线切割方法的用于硅片切割的又一种专用设备示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式进一步说明本发明。

本发明的超声波线切割方法的一种实施方式，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的切割线或切割线网，将待切割物体置于切割侧切割线或切割线网上方，并在切割侧切割线或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，在容液槽中设置至少一个包含有超声发射表面的超声波发生装置，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或切割线网上，其中优选将切割液喷淋在切割侧切割线的紧邻待切割物体的位置；使切割线做切割运动，使待切割物体与切割侧切割线作相向运动，使待切割物体从上方向下接触和压迫切割侧切割线，使切割侧切割线的一段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下方的容液槽内，使所述的切割侧切割线或切割线网的至少部分和所述的超声波发生装置的超声发射表面保持浸入在容液槽内的切割液中；

(3)启动超声波发生装置，使超声波通过切割液传递到浸没在切割液中的切割线上，形成切割线的超声波振动；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；使所述的待切割物体与切割侧切割线或切割线网持续相向运动直至切割完成。

其中，所述的待切割物体，包括任意材料的固体物体，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，切割线、切割线网与待切割固体相接触的一侧为切割侧；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、震动，或这几种运动方式的任意复合运动；其中单向走线时，优选在待切割物体的进线侧将切割液喷淋在容液槽内上方的切割线上，和优选在待切割物体的出线侧将切割液喷淋在容液槽外上方的切割线上；所述的待切割物体的切割前沿，包括待切割物体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表面；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、酸性或碱性的化学腐蚀液，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、震动、声波例如超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。

其中，所述的设置在切割液中的超声波发生装置，包括一个或多个超声波换能器、或者超声波变幅杆、或者超声波振子或超声波振板，具有超声发射表面，其中，超声波换能器是指未连接变幅杆、直接在超声发射表面发射超声波的电声器件，其发射表面的振幅通常较小，在10微米以内；而变幅杆可将超声波换能器的振幅改变到需要的大小，包括圆锥形变幅杆、指数锥形变幅杆、阶梯形变幅杆或复合型变幅杆；将换能器与变幅杆连接，构成超声波振子；将至少一个换能器与板状变幅杆连接，或者将超声波振子与振动板连接，可构成超声波振板。

根据本发明的方法，所述的超声波发生装置可以设置在容液槽内的任意位置，但优选靠近切割线，并优选使超声发射表面即超声振动面朝向切割线，以最大限度地提高传递到切割线的超声能量；根据本发明的方法，所述的超声波发生装置可以设置在正对切割前沿的切割线部分的位置，或者靠近切割线的切入待切割物体的一侧，但优选设置在靠近切割线的切出待切割物体的一侧；根据本发明的方法，优选设置至少一对成对的超声波发生装置，对称地分别设置在靠近切割线的切入待切割物体一侧和切出待切割物体一侧；根据本发明的方法，所述的超声波发生装置可以设置在切割线的下方，并使超声发射表面朝上设置，但优选设置在切割线的上方，并使超声发射表面朝下设置。

根据本发明的方法，所述的超声波发生装置优选具有狭长的超声发射表面，并优选设置成其长度方向与切割线的走向垂直，置于切割线网一侧紧邻切割线网，这样能使超声能量最大限度地传递到切割线上。

根据本发明的方法，所述的超声波发生装置优选还具有超声波聚焦装置，并设置成超声波焦点落在切割线或切割线网上，或使切割线、切割线网落在聚焦深度的空间范围内。这样能使切割线获得较大份额的超声能量。

根据本发明的方法，可以使待切割物体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(例如低频振动)，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(即固结磨料金刚石锯线)、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线切割或多线切割方法的上述实施方案的专用设备，其至少包含有切割线或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，和设置在容液槽内的超声波发生装置，即包含有超声发射表面的超声波换能器、超声振子、超声振板或超声变幅杆，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，和任选设置的有限度溢流或漏流的孔、缝、槽；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，将容液槽支撑或悬挂在所述的位置，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。

根据本发明的上述线切割或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。

根据本发明的上述线切割或多线切割方法的专用设备，还任选包含有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。

根据本发明的上述线切割或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。

根据本发明的上述线切割或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线切割或多线切割，无论是例如剖方或切片切割，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，超声波发生装置产生的超声波通过切割液媒质传递到切割线上，使切割线形成超声振动，极大地提高了切割效率和切割精度；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。

本发明的超声波线切割方法的再一种实施方式，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的切割线或切割线网，以及待切割物体；

(2)设置超声波发生装置，使其超声发射表面靠近切割侧的切割线或切割线网；

(3)提供基本上连续的液体流，并使液体流保持浸没所述的超声发射表面和切割侧的部分切割线或切割线网；

(4)启动切割线的线切割运动，启动超声波发生装置，对待切割物体进行线切割。

其中，所述的液体流作为超声波传递媒质，将由超声波发生装置的超声发射表面发射的超声波传递到切割侧切割线上，使切割线发生超声振动，实现超声波线切割；

其中，所述的液体流可以是任意方向的液体流，但优选垂直方向的液体流，并优选液体源设置在上方，形成从上向下的液体流；

其中，所述的液体流的“基本上连续”是指在切割时大部分比例的时间内呈连续不断流，包括采用某些间歇式流体，其中，流体断流时间较连续时间短时，对超声切割效果影响不大，但可节省能量；

其中，所述的超声波发生装置的超声发射表面可以设置在切割线或切割线网的上方，侧方，或下方，但优选上方或下方，并在多线切割的情况下，优选覆盖切割线网的整个宽度。

实施本发明的上述超声波线切割方法的再一种实施方式的专用设备，至少包含：

(1)线切割的切割线或切割线网及其承载和切割运动驱动系统；待切割物体的承载系统和任选的运动驱动系统；

(2)液体流的喷嘴及液体流喷流控制系统；以及，任选的所述液体流的独立循环利用系统；

(3)超声波发生装置，和使超声波发生装置的超声发射表面靠近切割侧的切割线或切割线网的承载系统和任选的跟随运动系统；

(4)以及其他现有的线切割或多线切割设备必备的部件和系统。

其中，液体流的喷嘴、超声波发生装置的超声发射表面和切割侧的切割线或切割线网三者的位置设置成启动液体流喷流控制系统时喷嘴喷出的液体流能同时浸没所述的超声发射表面和切割侧的部分切割线或切割线网；

其中，所述的液体流的独立循环利用系统，是将所述的流经超声发射表面和切割线的液体流重新收集并输送到所述的液体流喷嘴而重复形成液体流的液体收集输送系统，例如由收集容器、泵、吸嘴和输送管道形成的系统。

以下结合附图和实施例进一步说明本发明的上述实施方式。

实施例1、本发明的应用于硅片钢线切割的超声多线切割方法，示意见图1，包括步骤：

(1)使用导轮5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切割线网2，其上部的水平悬空部分作为切割侧21，将待切割的晶体硅锭1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3，容液槽底部设置超声发射面41朝上的超声波振板4，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；使切割线做单向或双向切割运动，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θ的同时，实现对晶体硅锭的切割；同时，使悬浮砂浆6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，使所述的部分切割侧切割线网、超声波振板、晶体硅锭的切割前沿12浸入容液槽内的悬浮砂浆中；

(3)启动超声波发生装置，并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。

其中，所述的切割线形成向下的微小倾角θ是相对于待切割物体的水平线的，优选控制在0.1～5度；

其中，图中的圈状图示意启动超声波后超声发射面发射的超声波。

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实施例1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实施例1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实施例1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实施例1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实施例1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上述实施例1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。

实施例2、本发明的应用于硅片金刚石磨料涂覆线(金刚石线)切割的多线切割方法，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，容液槽内设置超声发射面朝上的超声波发生装置的超声波振板，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；使所述的部分切割侧切割线网、超声波振板、晶体硅锭的切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)启动超声波发生装置，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优选控制在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。

实施例3、本发明的应用于蓝宝石基片的钢线切割的多线切割方法，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，容液槽内任意位置、优选侧壁或底壁上设置超声发射面朝上的超声波振板，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，使所述的部分切割侧切割线网、超声波振板、晶体硅锭的切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)启动超声波发生装置，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。

实施例4、本发明的应用于硅锭的钢线剖方的超声波多线切割方法，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下方，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，容液槽内设置超声发射面朝向切割线网的超声波发生装置的超声波振板，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，和切割线网从上方向下接触和压迫待切割晶体硅锭，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，使所述的部分切割侧切割线网、超声波振板、晶体硅锭及其切割前沿浸入容液槽内的切割液中；

(3)启动所述的超声波发生装置，使切割线网持续向下移动直至切割完成，获得多个较小硅锭。

实施例5、实施本发明的多线切割方法的用于硅片切割的一种专用设备，见示意图2，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5，其中导线轮的水平位置保持固定，切割线2卷绕在导线轮上的线槽内；和使待切割硅锭1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6，例如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或容液装置3及其装载系统，以及设置在容液槽内的超声波发生装置的超声振板4，所述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硅锭已切割部分、部分切割侧切割线和超声振板；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，总体上包括：包括收放线系统、主辊及导向轮系统、送料系统、切割进给系统、工作台运动控制系统、冷却系统、自动控制系统等，都属于现有线切割设备结构系统，可从相应的公开技术文件中获得详尽的描述。

本发明的该专用设备在使用中，所述的容液槽或容液装置可以注满切割液，使穿过切割线网的那部分硅锭、切割线切割前沿、超声振板保持浸没在切割液中。

其中，所述的超声振板可以设置在容液槽的底壁或侧壁，优选设置成其超声发射表面朝向切割线网或切割前沿，并优选其长度等于切割线网的宽度，和其宽度等于硅锭或硅锭的切割前沿的宽度。

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实施例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、次声或震动搅拌装置。

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实施例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实施例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。

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实施例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槽或溢流槽内，并优选以容液槽或溢流槽的壁作为热交换面。

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实施例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。

实施例6、本发明的应用于硅片钢线超声波线切割的再一种线切割方法，见示意图3，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的钢芯切割线或切割线网2，以及待切割硅锭1；

(2)设置超声波发生装置4，使其超声发射表面41从上方靠近切割侧的切割线或切割线网2；

(3)通过设置在所述的超声发射表面和切割线上方的悬浮砂浆喷嘴3，提供基本上连续的悬浮砂浆流6，并使悬浮砂浆流保持浸没所述的超声发射表面41和其下方的部分切割侧切割线或切割线网21；

(4)启动切割线的线切割运动，使待切割硅锭压向切割线，并启动超声波发生装置，对待切割硅锭进行线切割。

其中，所述的悬浮砂浆，为硅片钢线切割使用的含磨料颗粒的磨削液，在本实施例中也作为超声波传递媒质，将由超声波发生装置的超声发射表面发射的超声波传递到切割侧切割线上，使切割线发生超声振动，实现超声波线切割；

其中，所述的悬浮砂浆流持续从上方流下而浸没所述的超声发射表面和部分切割侧切割线；所述的超声发射表面优选呈狭长的条形覆盖整个线网的宽度，所述的砂浆优选为狭长的缝隙喷嘴，覆盖整个切割线网的宽度。

通过调整超声波的频率、强度、超声发射表面离开切割线的距离、其构成材质、尺寸及其连接的变幅杆尺寸和材质，可在切割线上获得频率10～200kHz、振幅0.1～200微米的超声振动效果。

实施例7、本发明的应用于硅片钢线超声波线切割的再一种线切割方法，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的钢芯切割线网，以及待切割硅锭；

(2)设置超声波发生装置，使其超声发射表面从下方靠近切割侧切割线网；

(3)通过设置在所述的超声发射表面和切割线上方的悬浮砂浆喷嘴，提供基本上连续的悬浮砂浆流，并使悬浮砂浆流保持浸没所述的超声发射表面和其下方的部分切割侧切割线网；

(4)启动切割线网的线切割运动，使待切割硅锭压向切割线，并启动超声波发生装置，对待切割硅锭进行线切割。

实施例8、本发明的应用于硅片金刚石磨料涂覆线(金刚石线)切割的多线切割方法，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；

(2)设置超声波发生装置，使其超声发射表面从上方靠近切割侧的切割线网；

(3)通过设置在所述的超声发射表面和切割线上方的切割液喷嘴，提供基本上连续的切割液流，并使切割液流保持浸没所述的超声发射表面和其下方的部分切割侧切割线网；任选将切割液喷淋在切割线网上；

(4)启动切割线网的切割运动，使待切割晶体硅锭与切割线网作相向运动，使待切割晶体硅锭从上方向下接触和压迫切割线网，在使切割线的一侧形成向下的微小倾角的同时，实现对晶体硅锭的切割；同时启动超声波发生装置；并任选将切割液喷淋在晶锭切割前沿部分。

其中，所述的切割液优选金刚石线切割所用的通用水性切割液，具有冷却、润滑切割面的作用和冲刷分散切屑的作用；

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。

实施例9、本发明的应用于硅片金刚石磨料涂覆线(金刚石线)切割的多线切割方法，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垂直切割线网；将待切割的蓝宝石晶体置于切割线网左侧；

(2)设置超声波发生装置，使其超声发射表面从一侧(右侧或者左侧)靠近切割侧的切割线网；

(3)通过设置在所述的超声发射表面和切割线侧上方的切割液喷嘴，提供基本上连续的切割液流，并使切割液流保持浸没所述的超声发射表面和其侧下方的部分切割侧切割线网；任选将切割液喷淋在切割线网上；

(4)启动切割线网的切割运动，使待切割蓝宝石晶体与切割线网作相向运动，使待切割蓝宝石晶体从一侧接触和压迫切割线网，实现对蓝宝石晶体的切割；同时启动超声波发生装置；并任选将切割液喷淋在蓝宝石晶体的切割前沿部分。

其中，所述的切割液优选金刚石线切割所用的通用水性切割液，具有冷却、润滑切割面的作用和冲刷分散切屑的作用。

实施例10、本发明的应用于硅片金刚石磨料涂覆线(金刚石线)切割的多线切割方法，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垂直切割线网；将待切割的晶体硅锭置于切割线网右侧；

(2)设置超声波发生装置，使其超声发射表面从一侧(右侧或者左侧)靠近切割侧的切割线网；

(3)在所述的导轮及切割线下方设置容液槽中，使切割液容纳于容液槽中，并浸没所述的超声波发生装置的超声发射表面和部分切割侧的切割线网；

(4)启动切割线网的切割运动，使待切割蓝宝石晶体与切割线网作相向运动，使待切割蓝宝石晶体从一侧接触和压迫切割线网，实现对晶体硅锭的线切割；同时启动超声波发生装置；并任选将切割液喷淋在晶体硅锭的切割前沿部分。

其中，所述的切割液优选金刚石线切割所用的通用水性切割液，具有冷却、润滑切割面的作用和冲刷分散切屑的作用。

实施例11、实施本发明的超声波多线切割方法的用于硅片切割的一种专用设备，见示意图4，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5，其中导线轮的水平位置保持固定，切割线2卷绕在导线轮上的线槽内；和使待切割硅锭1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6，例如工装夹具和升降所述的工装夹具的移动装置；和设置在紧邻切割侧切割线网、其超声发射表面正对切割侧切割线网的超声波发生装置的超声振板4及其承载系统，以及设置在所述的切割侧切割线网21上方的液体喷嘴3，其中，液体喷嘴和超声振板的位置设置成使喷嘴喷出的持续液体流可同时浸没所述的超声振板的超声发射表面41和部分切割侧切割线网，以使超声发射表面发射的超声波通过所述的液体流传递到切割线网，使切割线网形成超声振动；和任选设置的位于切割侧切割线网下方的容液槽7，用以容纳切割液体和保持切割液体浸没所述的切割线网的切割前沿和待切割硅锭的已切割部分。

实施例12、实施本发明的超声波多线切割方法的用于硅片切割的一种专用设备，见示意图5，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上下排列的至少2个导线轮5，其中导线轮的位置保持固定，切割线2卷绕在导线轮上的线槽内；和使待切割硅锭1保持在切割线网侧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6，例如工装夹具和升降所述的工装夹具的移动装置；和设置在紧邻切割侧切割线网21、其超声发射表面41正对切割侧切割线网的超声波发生装置的超声振板4及其承载系统，以及设置在所述的位于下方的导论外的容液槽3，其中，容液槽可容纳液体，以浸没所述的导论、部分切割侧切割线网和所述的超声振板的超声发射表面41，以使超声发射表面发射的超声波通过所述的液体传递到切割线网，使切割线网形成超声振动。

根据本发明，上述硅片切割专用设备，优选利用现有已商业化的普通多线切割专用设备改造获得，例如，利用日产NTC PV800、瑞士产MB264、MB271、HCT/B5等多线切割设备进行改造，只需要在其现有的切割砂浆喷嘴下方的切割线网上方或下方设置超声波发生装置或其超声振板，其中，超声波发生装置或其振板设置的位置和方式满足使喷嘴喷出的砂浆流可同时浸没所述的超声波发生装置的超声发射表面和切割线即可，并优选具有和砂浆喷流横截面同样长度和宽度的超声发射表面。这样的改造方式极其简单、成本低廉，并可利用已投入使用的晶硅光伏行业和LED晶片行业的大量现有线切割设备，降低投资和成本，提高行业竞争力。

本发明的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单线或多线切割，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单线或多线切割，并且适合于各种类型和材料的切割线的线切割。

试验表明，采用了本发明的超声波切割方法，用于金刚石线切割，切割速度较未使用超声波的普通金刚石线切割提高1倍以上，最高可提高2.7倍；用于悬浮砂浆线切割，切割速度可提高40％以上，最高提高1.6倍，极大地提高了生产效率；同时发现，无论是金刚石线切割，还是悬浮砂浆线切割，采用了本发明的超声波线切割方法，切割表面的粗糙度显著下降，表面粗糙度值最多可降低一半以上，从而获得更加光滑和损伤层更浅的切割表面。

试验表明，采用本发明的超声波线切割方法，无论是采用固结磨料的线切割例如金刚石线切割，还是悬浮砂浆的线切割例如钢线的悬浮砂浆线切割，切割终了时被切割物体的切缘边缘的崩边、亮边等损伤均较普通线切割方法明显下降，包括用于晶体硅和蓝宝石等硬脆材料的单线或多线切片时，崩边、碎片、缺角明显下降，合格出片率提高。

试验表明，采用本发明的超声波线切割方法，无论是采用固结磨料的线切割例如金刚石线切割，还是悬浮砂浆的线切割例如钢线的悬浮砂浆线切割，其切缝宽度均较相应的普通线切割方法明显降低，并且切片的厚度差异也明显降低，获得的切片厚度更均匀，其中，切割硅片时，硅片的TTV(全片的厚度极差)最低可降低到4～6微米，提高了硅片的质量和出片率。

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，可以对所披露的方法和设备方案做出各种修改和变化，包括降低和提高切割的某些方面的指标的修改和变化。

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)

1.一种超声波线切割方法，包括步骤：

(1)设置包含有切割侧的至少一根切割线或切割线网；

(2)提供与至少部分切割侧切割线接触的液体，并在其中浸入超声波发生装置的超声发射表面；

(3)使切割线切割待切割物体，并启动超声波发生装置。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述的与切割线接触的液体任选容纳于容液槽中的液体和悬空的基本上连续流动的液体之一，所述的部分切割侧切割线和所述的超声发射表面浸没在该液体中。

3.根据权利要求1或2所述的超声波线切割方法，其中，所述的超声发射表面的位置任选为在所述的切割侧切割线的上方、在所述的切割侧切割线的下方、在所述的切割侧切割线的左侧、在所述的切割侧切割线的右侧、在所述的切割侧切割线的切入待切割物体的一侧、在所述的切割侧切割线的切出待切割物体的一侧、正对所述的切割前沿、靠近切割线的同时远离待切割物体几种位置之一。

4.根据权利要求1或2所述的超声波线切割方法，其中，所述的切割线任选自金属切割线、非金属切割线、固结磨料切割线之一。

5.根据权利要求1或2所述的超声波线切割方法，其中，所述的切割线的切割方向任选自从待切割物体下方向上方切割、从待切割物体上方向下方切割、从待切割物体的左侧向右侧切割、从待切割物体的右侧向左侧切割之一。

6.根据权利要求1或2所述的超声波线切割方法，其中，所述的液体为循环的线切割所用的切割液。

7.实施权利要求1～6的超声波线切割方法的专用线切割设备，包含有切割线或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附近的待切割固体材料的装载系统，以及使切割线和待切割固体材料进行相向移动的移动系统，其特征是，还包含有超声波发生装置及其超声发射表面，以及可接触或浸没超声发射表面和至少部分切割侧切割线的液体的提供装置，其中，所述的液体的提供装置在工作时可提供液体同时接触或浸没所述的至少部分切割侧切割线和超声发射表面。

8.根据权利要求7所述的超声波线切割方法的专用线切割设备，其特征是，所述的液体的提供装置任选自容液装置和液体的喷流装置之一。

9.根据权利要求7～8所述的超声波线切割方法的专用线切割设备，其特征是，所述的超声发射表面的外形尺寸之一任选待切割物体的切割前沿的长度和切割侧切割线网的宽度两者之一。

10.根据权利要求7～8所述的超声波线切割方法的专用线切割设备，其特征是，所述的超声发射表面朝向并任选设置在由上方、下方、左侧、右侧组成的一组位置之一靠近所述的至少部分切割侧切割线或切割线网或切割线切割前沿。

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