CN103289837A - 树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种树脂金刚线的树脂溶解液，其按质量百分比包括：溶解剂20%～80%、洗涤剂2%～40%、增溶剂0.2%～5%及纯水10%～80%。该树脂溶解液可以用于树脂金刚线锯断线连接方法中，所述方法包括：将两根树脂金刚线锯断线的断头进行清洗后浸入上述树脂溶解液中进行溶解，将溶解后的树脂金刚线锯断线的断头进行清洗、干燥并将两根树脂金刚线锯断线的断头焊接在一起。上述树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法，由于采用树脂溶解液先将树脂金刚线端头处多余的树脂层进行溶解腐蚀，除去多余的树脂层后再进行焊接。在焊线过程中，位于树脂金刚线内部的芯线能够完全熔合，有效保证焊线后的抗拉性能能够满足切割需要，从而减少加工成本。

Description

树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法

技术领域

本发明涉及树脂金刚石线锯的断线连接技术，特别是涉及对树脂金刚石线锯的断面进行溶解并对其断面进行断线连接的一种树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法。

背景技术

随着科学技术的进步和现代工业的发展，硅、石英或陶瓷等硬脆材料的应用日益广泛，尤其是在制造各种半导体或光伏器件时，由于被加工工件硬度高、脆性大，这些加工工件在切割过程中容易产生无法弥补的蹦碎损坏，从而降低其成品率。

目前普遍使用的切割技术有游离磨料线锯和固结磨料线锯切片技术。相较于硅晶体等半导体材料切割加工所使用的游离磨粒的线锯切割的加工技术，固结磨粒线锯具有加工效率高、材料损失率低、加工精度高、加工废料易于回收等优点。因此，近几年固结磨粒金刚石线锯已逐步进入工业应用。

固结磨粒金刚石线锯一般为通过电镀或树脂粘合的方式将金刚石附着在钢线上。通常将金刚石通过树脂粘合的方式将金刚石附着在钢线上的线锯，称为树脂金刚石线锯（简称为树脂金刚线）。该树脂金刚石线锯较电镀金刚线锯而言，具有断线率低、较小的硅片表面切割损伤和较小的TTV（总厚度波动）等优势，因此被广泛应用在半导体、光伏产业等领域。

然而，树脂金刚线所用的树脂结合剂由于存在把持度低、耐磨性及耐热性差以及切片机本身排线不良等问题，仍会导致一些断线不良的问题。树脂金刚线一旦产生断线，则由于母线外树脂层包裹导致焊线后破断拉力无法达到工艺要求，而更换线网又需要抬棒后压线网动作，操作过程易造成整根硅锭成品不良，其使用成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对上述由于树脂金刚线断线而导致的成品不良，成本增加的问题，提供一种树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法。

一种树脂金刚线的树脂溶解液，按质量百分比，包括以下成分：

溶解剂             20%～80%；

洗涤剂             2%～40%；及

水                 10%～80%。

其中，所述溶解剂为质量百分比为30%～50%的氢氧化钠溶液、质量百分比为10%～30%的氢氧化钾溶液及质量百分比为0.05%～0.08%氢氧化钙溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

所述洗涤剂为质量百分比为2%～40%的甲醇溶液、质量百分比为2%～40%乙醇溶液及质量百分比为2%～40%异丙醇溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

在其中一个实施例中，还包括质量百分比为0.2%～5%的增溶剂，所述增溶剂为质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯单硬脂酸酯溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯脂肪醇溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯月桂醚溶液及质量百分比为0.2%～5%的油酸钠溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

一种树脂金刚线断线的连接方法，包括以下步骤：

步骤一、将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗；

步骤二、将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入所述的树脂金刚线的树脂溶解液中，进行断头处多余树脂层的溶解腐蚀；

步骤三、将腐蚀后的树脂金刚线锯断线的断头进行清洗、干燥；

步骤四、将干燥后的两根树脂金刚线锯断线的断头焊接在一起。

在其中一个实施例中，所述树脂金刚线的树脂溶解液的温度为30～90摄氏度。

在其中一个实施例中，所述树脂金刚线的断头在所述树脂金刚线的树脂溶解液中的溶解时间为30～300秒。

在其中一个实施例中，所述树脂金刚线的树脂溶解液的温度为85摄氏度，所述树脂金刚线的断头在所述树脂金刚线的树脂溶解液中的溶解时间为90秒。

上述树脂金刚线的树脂溶解液及其断线连接方法，由于采用树脂溶解液先将树脂金刚线端头处多余的树脂层进行溶解腐蚀，除去多余的树脂层后再进行焊接。在焊线过程中，位于树脂金刚线内部的芯线能够完全熔合，有效保证焊线后的抗拉性能能够满足切割需要，从而减少加工成本。

附图说明

图1为的树脂金刚线断线焊接方法的一种实施方式示意图；

图2为实施例1的树脂金刚线树脂层未溶解时的原始状态图；

图3为实施例1的树脂金刚线树脂层经过溶解液腐蚀的效果图；

图4为实施例1的树脂金刚线断线焊接后的效果图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例以及实施方式的限制。

一实施方式的树脂金刚线的树脂溶解液，用于对树脂金刚线断线端断头上的树脂层进行溶解腐蚀，该树脂溶解液按照质量百分比，包括以下成分：

溶解剂             20%～80%；

洗涤剂             2%～40%；及

水                 10%～80%。

其中，溶解剂为质量百分比为30%～50%的氢氧化钠溶液、质量百分比为10%～30%的氢氧化钾溶液及质量百分比为0.05%～0.08%氢氧化钙溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。采用这种溶解剂能够破坏树脂金刚线外层树脂涂覆层的网状结构，使得树脂层与内芯钢丝易于剥离。

洗涤剂为质量百分比为2%～40%的甲醇溶液、质量百分比为2%～40%乙醇溶液及质量百分比为2%～40%异丙醇溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

当溶解剂将树脂层溶解后，通过洗涤剂利用卷离机理将剥离的树脂层与内芯钢丝分离。即借助洗涤剂的界面活性作用及对固体表面的优先润湿，改变污垢/溶液、基质/溶液、污垢/基质及水溶液本身的界面性质、从而使树脂层污垢卷缩起来最终从中心钢线分离。此外，具有该成分的洗涤剂还能起到降低纯水的表面张力，增加其表面润湿性，促使树脂层从内芯钢丝分离的作用。

此外，该树脂金刚线的树脂溶解液中还包括质量百分比为0.2%～5%的增溶剂，增溶剂为质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯单硬脂酸酯溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯脂肪醇溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯月桂醚溶液及质量百分比为0.2%～5%的油酸钠溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

由于该增溶剂能够使水溶液中亲油基向内形成非极性中心区，使亲水基向外形成极性从而成的球状体胶团，由于整个胶团的内部是非极性的，外部是极性的，能够将难溶的树脂颗粒包藏或吸附在其中，从而增加了对树脂层的溶解力度。

该实施方式的树脂金刚线的树脂溶解液可以用于树脂金刚线断线的连接方法中，一实施方式的树脂金刚线断线连接方法，包括以下步骤：

步骤一、将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗；断头的清洗可以使用超声波水洗，也可以使用其他设备或清洁剂进行初步清洗，主要目的是初步去除树脂金刚线上残留的污物，并为下一步的工序做好准备。

步骤二、将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入上述树脂金刚线的树脂溶解液中，进行断头处多余树脂层的溶解腐蚀；

通过所配置的溶解液中不同组成成分的化学以及物理作用，将浸入溶解液内部的树脂金刚线上的树脂层溶解。其中，树脂金刚线的树脂溶解液的温度为30～90摄氏度，树脂金刚线的断头在树脂金刚线的树脂溶解液中溶解的时间为30～300秒。另外，在优选方案中，当树脂金刚线的树脂溶解液的温度为85摄氏度，树脂金刚线的断头在树脂金刚线的树脂溶解液中的溶解时间为90秒时，能够达到更好的树脂层去除效果。

步骤三、将腐蚀后的树脂金刚线锯断线的断头进行清洗、干燥；将已经从内芯钢丝上剥离但仍残留在树脂金刚线断头表面的树脂层以及其它污物清洁并且干燥。

步骤四、将干燥后的两根树脂金刚线锯断线的断头焊接在一起。

对干燥后的两根树脂金刚线锯断线的断头进行焊接的方法很多，有电弧焊、气体保护焊、等离子弧焊以及激光焊接。结合多年来实际生产情况，优选方案中，采用如图1所示的焊接方法：将干燥后的树脂金刚线断线的断头将干燥后的树脂金刚线断线110的断头112穿入对应尺寸石英管120中。固定石英管后加盖盖板130，并旋紧螺丝132。将弹簧140钩在盖板柄134上。移动激光头150至断头112处并启动激光，将干燥后的树脂金刚线的断头112打磨成半球形。将两个都经过打磨处理的树脂金刚线断线110用弹簧140调节，使得两个树脂金刚石线断线的断头112相互贴紧，移动激光头150至两线锯线锯断头112贴紧中心位置，然后启动激光进行焊接。

上述树脂金刚线的树脂溶解液，通过溶解液与树脂金刚线上树脂层发生反物理以及化学作用，对断头处多余的树脂层进行溶解腐蚀，从而除去多余的树脂层，保证了两个端头之间的连接强度，从而有效的保证后续断线连接工序的正常进行。

上述树脂金刚线的连接方法，由于采用溶解液先将树脂金刚线断头处多余的树脂层进行溶解，腐蚀多余树脂层后再进行焊接，从而保证在焊线过程中，内芯钢丝线能够完全熔合，抗拉性能提高，有效避免了由于树脂金刚线断线而导致的报废成本增加的问题。

除此之外，其还具有以下优点：

（1）处理速度快，树脂金刚线断头处树脂层溶解时间短，且不损伤芯线基体。

（2）操作简便，树脂金刚线溶解过程在常温常压即可进行，从而方便车间现场操作。

（3）焊点区域范围较小，焊接范围小于5毫米，不会影响后续树脂金刚线的使用。

以下通过具体实施例来进一步说明：

实施例1

1）将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗。

2）将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入上述树脂金刚线的树脂溶解液中，进行溶解，溶解时间为30秒，树脂金刚线的树脂溶解液的温度为90摄氏度。

其中，树脂金刚线的树脂溶解液中各组分的质量百分比分别为：

溶解剂为质量百分比为10%氢氧化钾溶液，洗涤剂为质量百分比为40%的乙醇溶液，增溶剂为质量百分比为2%的油酸钠溶液，余量为水。

3）将溶解后的树脂金刚线断线的断头进行清洗、干燥；

4）将干燥后的两根树脂金刚石线断线的断头焊接在一起。

请参图2，该图所示为树脂金刚线树脂层溶解前的原始状态图，使用实施例1所配比的树脂金刚线的树脂溶解液对树脂金刚线表面进行腐蚀处理，其溶解效果如图3所示，由图3可知，经过溶解液腐蚀处理后的树脂金刚石线表面上多余的树脂层已经被除去。采用这种树脂溶解液对树脂金刚石线断头的树脂层进行处理，能够保证在断线焊接过程中，树脂金刚石线断头的内芯钢丝线能够完全熔合，从而有利于后续断线连接工序的正常进行。

由该树脂金刚线断线连接方法焊接后得到的线锯，退火冷却后取线锯断头焊接处，依据GB/T228-2002标准在万能材料试验机进行拉力测试，测试拉力上限为24牛顿，其抗拉性能强，由此说明该树脂金刚线断线连接方法较优，能达到实际生产要求。其焊接效果如图4所示，由图4可以看出，断头连接处的结合较为紧密，整体焊接效果较佳。

实施例2

1）将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗。

2）将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入上述树脂金刚线的树脂溶解液中，进行溶解，溶解时间为60秒，树脂金刚线的树脂溶解液的温度为70摄氏度。

其中，树脂金刚线的树脂溶解液中各组分的质量百分比分别为：

溶解剂为质量百分比为50%的氢氧化钠溶液，洗涤剂为质量百分比为30%的异丙醇溶液，增溶剂为质量百分比为5%的聚氧乙烯月桂醚溶液，余量为水。

3）将溶解后的树脂金刚线断线的断头进行清洗、干燥；

4）将干燥后的两根树脂金刚石线断线的断头焊接在一起。

由该树脂金刚线断线连接方法焊接后得到的线锯，退火冷却后进行拉力测试，测试拉力上限为25牛顿。

实施例3

1）将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗。

2）将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入上述树脂金刚线的树脂溶解液中，进行溶解，溶解时间为300秒，树脂金刚线的树脂溶解液的温度为30摄氏度。

其中，树脂金刚线的树脂溶解液中各组分的质量百分比分别为：

溶解剂为质量百分比为0.05%的氢氧化钙溶液和30%氢氧化钠溶液，洗涤剂为质量百分比为30%的乙醇溶液和5%的异丙醇溶液，增溶剂为质量百分比为2%的聚氧乙烯脂肪醇溶液，余量为水。

3）将溶解后的树脂金刚线断线的断头进行清洗、干燥；

4）将干燥后的两根树脂金刚石线断线的断头焊接在一起。

由该树脂金刚线断线连接方法焊接后得到的线锯，退火冷却后进行拉力测试，测试拉力上限为22牛顿。

实施例4

1）将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗。

2）将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入上述树脂金刚线的树脂溶解液中，进行溶解，溶解时间为90秒，树脂金刚线的树脂溶解液的温度为85摄氏度。

其中，树脂金刚线的树脂溶解液中各组分的质量百分比分别为：

溶解剂为质量百分比为40%的氢氧化钠溶液、10%的氢氧化钾溶液，洗涤剂为质量百分比为10%的乙醇溶液和5%的异丙醇溶液，增溶剂为质量百分比为1%的聚氧乙烯单硬脂酸酯溶液，余量为水。

3）将溶解后的树脂金刚线断线的断头进行清洗、干燥；

4）将干燥后的两根树脂金刚石线断线的断头焊接在一起。

由该树脂金刚线断线连接方法焊接后得到的线锯，退火冷却后进行拉力测试，测试拉力上限为29牛顿。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种树脂金刚线的树脂溶解液，其特征在于，按质量百分比，包括以下成分：

溶解剂             20%～80%；

洗涤剂             2%～40%；及

水                 10%～80%。

其中，所述溶解剂为质量百分比为30%～50%的氢氧化钠溶液、质量百分比为10%～30%的氢氧化钾溶液及质量百分比为0.05%～0.08%氢氧化钙溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液；

所述洗涤剂为质量百分比为2%～40%的甲醇溶液、质量百分比为2%～40%乙醇溶液及质量百分比为2%～40%异丙醇溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

2.根据权利要求1所述的树脂金刚线的树脂溶解液，其特征在于，还包括质量百分比为0.2%～5%的增溶剂，所述增溶剂为质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯单硬脂酸酯溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯脂肪醇溶液、质量百分比为0.2%～5%的聚氧乙烯月桂醚溶液及质量百分比为0.2%～5%的油酸钠溶液中的一种溶液或多种溶液形成的混合液。

3.一种树脂金刚线断线的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将两根树脂金刚线断线的断头进行清洗；

步骤二、将清洗后的树脂金刚线断线的断头浸入如权利要求1～2中任意一项所述的树脂金刚线的树脂溶解液中，进行断头处多余树脂层的溶解腐蚀；

步骤三、将腐蚀后的树脂金刚线锯断线的断头进行清洗、干燥；及

步骤四、将干燥后的两根树脂金刚线锯断线的断头焊接在一起。

4.根据权利要求3所述的树脂金刚线断线的连接方法，其特征在于，所述树脂金刚线的树脂溶解液的温度为30～90摄氏度。

5.根据权利要求3所述的树脂金刚线锯断线连接方法，其特征在于，所述树脂金刚线的断头在所述树脂金刚线的树脂溶解液中的溶解时间为30～300秒。

6.根据权利要求3所述的树脂金刚线锯断线连接方法，其特征在于，所述树脂金刚线的树脂溶解液的温度为85摄氏度，所述树脂金刚线的断头在所述树脂金刚线的树脂溶解液中的溶解时间为90秒。

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