CN103774199A - 电泳式切割系统及电泳式切割载体制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种电泳式切割系统及电泳式切割载体制作方法。其中，该电泳式切割系统应用于基材的切割加工，其包含容置槽、第一电极板、切割载体、第二电极板与传动单元。该容置槽储存具有磨料粒子的悬浮溶液，且该容置槽施加第一电压，又该切割载体施加第二电压，使得该第一电压与该第二电压在该容置槽形成电场而使得该磨料粒子产生电泳分离，并自该悬浮溶液脱离而附着于该切割载体的表面，用以形成具有该磨料粒子的该切割载体。故本发明利用电泳沉积的方式将该磨料粒子沉积于该切割载体的表面，而用以降低切割载体切割该基材时所造成的切口损失，以及有效地增加该悬浮溶液中该磨料的使用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电泳(electrophoresis)式切割系统与电泳式切割载体制作方法，特别是针对具有硬脆材质或高硬度金属材料的基材进行切割的系统与制作切割载体的方法。
背景技术
在太阳能产业中，硅晶圆的制造过程基本上包含长晶(Grown)、去头尾(Cropping)、开方(S/Bricking)、切割(Sawing)与清洗(Clean)等制程步骤。
其中，利用线锯进行切割为一般常用的方式，且该切割作业在整个硅晶圆形成过程中占有十分重要的地位，因该线锯的切割制程将决定硅晶圆在切割后的厚度与表面的品质等因素，而这些因素将更进一步决定该硅晶圆的后续制程的困难度和复杂度。
传统的线锯切割主要可区分为分离磨料和固定磨料的两种方式。又，因为分离磨料的方式具有成本低、磨料可回收以及切割出的表面较符合后段太阳能模组的制程等优点，因而使应用分离磨料的方式大量地使用于该线锯切割作业中。
然而，在现有的该分离磨料的制程当中，其所使用的浆料为乙二醇(Ethylene Glycol)和碳化硅(SiC)所混合而成，而通常浆料的黏度和乙二醇的化学成分可能会造成浆料附着于该线锯上线材表面的厚度不一致，进而造成该线锯切割的切口损失(Kerf Loss)不同。
有鉴于上述的缺陷，如何提出一种有效的系统与方法来解决现有技术的缺点，已是目前重要且亟欲解决的课题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电泳式切割载体制作方法，用以形成切割载体而达到对基材进行切割加工的目的。
本发明的另一目的是提供一种电泳式切割系统，通过电泳分离沉积方式将磨料附着于可对该基材进行切割的切割载体，而降低在对该基材进行切割时所造成切口损失的目的。
本发明的又一目的是提供上述的该电泳式切割系统，可应用于传统的分离磨料与固定磨料切割的技术，并可搭配不同的磨料和悬浮液，通过电场的方式控制该磨料沉积在该切割载体的膜厚，用以达到弹性地与均匀地控制薄膜厚度及提高磨料使用率的目的。
为达到上述目的及其它目的，本发明提供一种电泳式切割载体制作方法，形成切割载体以应用于基材的切割加工，该电泳式加工方法的步骤包含，步骤(a)，调和介质、解离剂与结合剂，以形成悬浮溶液；接着步骤(b)，结合磨料与该悬浮溶液，并在该悬浮溶液与该磨料施加第一电极；在接着步骤(c)，设置切割载体并在该切割载体施加第二电极，以在该悬浮溶液与该磨料之间形成电场并在该切割载体的邻近部分产生该磨料的电泳沉积；以及，又再接着步骤(d)，该磨料的其中一部分附着至该切割载体，以使该切割载体具有该磨料。
为达到上述目的及其它目的，本发明提供一种电泳式切割系统，应用于基材的切割加工，该电泳式切割系统包含容置槽、第一电极板、切割载体、第二电极板与传动单元。其中，该容置槽形成容置空间，该容置槽供储存具有磨料粒子的悬浮溶液；该第一电极板设置于该容置槽，该第一电极板具有第一电压；该切割载体设置于该容置空间的上方；该第二电极板与该切割载体电性连接，该第二电极板在该切割载体形成第二电压，该第二电压与该第一电压的电压极性相反；以及，该传动单元，设置于该容置槽的两侧及连接该切割载体，该传动单元驱动该切割载体以一位移方向产生移动，用以供该切割载体以该位移方向对该基材进行切割。其中，该第一电极板与该第二电极板在该容置空间产生电场，用以对该悬浮溶液中的该磨料粒子产生电泳分离，而让该磨料粒子的其中一部分脱离该悬浮溶液而附着于该切割载体。
与现有技术相较，本发明所提供的电泳式切割系统及电泳式切割载体制作方法，通过磨料进行电泳分离沉积的方式，使得该磨料可均匀地分布在可供对基材进行切割的切割载体的表面，并提供对该基材进行低切口损失的切割。
附图说明
图1为本发明一实施例的电泳式切割载体制作方法的制作流程图。
图2为本发明另一实施例的电泳式切割载体制作方法的制作流程图。
图3为本发明一实施例的电泳式切割系统的架构示意图。
图4为说明图3中容置槽的详细示意图。
图5为说明图3中切割载体的另一示意图。
图6为本发明另一实施例的电泳式切割系统的架构示意图。
主要部件附图标记：
2 基材
22 硅晶
24 玻璃层
10、10’ 电泳式切割系统
12 容置槽
122 容置空间
124 磨料粒子
126 悬浮溶液
14 第一电极板
16 切割载体
18 第二电极板
20 传动单元
26 辅助单元
28 控制单元
V1 第一电压
V2 第二电压
S11～S14 方法步骤
S21 方法步骤
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及技术效果，兹通过下述具体实施例，并结合附图，对本发明做详细说明，说明如下：
参照图1，其为本发明一实施例的电泳式切割载体制作方法的制作流程图。在图1中，该电泳式切割工作制作方法通过电泳沉积(ElectrophoresisDeposition)的方式，形成切割载体以对基材进行切割加工。
再者，该电泳沉积为一种电动现象(Electrokinetic Phenomenon)，即在两个电极(正极与负极)所形成的均匀电场下，具有电性的粒子将受到电场的作用而产生迁移，进而产生电泳现象(Electrophoresis Phenomenon)并沉积于与该粒子的表面电荷相反的电极上。
该电泳式切割工作，其起始的制作步骤S11，调和介质、解离剂(ChargingAgent)与结合剂(Bonding Agent)形成悬浮溶液。其中，该介质为水、醇类、酮类或烷类;该解离剂为氢氧化物、氯化物或胺类;而该结合剂为水溶性树脂。此外，在电泳沉积的过程中，由于该悬浮溶液内的成分改变粒子的表面电荷，因此该悬浮溶液的成分为主要的关键。一般而言，在该悬浮溶液中，用以改变粒子表面电荷的物质为该解离剂，而该解离剂会在该悬浮溶液中解离出分子，并吸附于粒子表面而造成粒子表面电荷的改变。
接着进行步骤S12，将磨料与该悬浮溶液结合，并在该悬浮溶液与该磨料中施加第一电极。其中，该磨料的材质为碳化硅(SiC)、钻石(Diamond)、立方碳化硼(B4C)、氧化铝(Al2O3)或氧化锆(ZrO2)等的硬脆材质，或者该磨料的材质亦可为氧化物、碳酸盐类、锰化物或含铁氧化物等的高硬度金属。
再接着进行步骤S13，设置切割载体并在该切割载体内施加第二电极，以在该悬浮溶液与该磨料之间形成电场，并在该切割载体的邻近部分产生该磨料的电泳沉积。同时该第二电极的电极性与该第一电极的电极性相反，例如该第一电极为负极以供产生负电压，而该第二电极则为正极以供产生正电压。
又接着进行步骤S14，该磨料的其中一部分将附着至该切割载体，以使得该切割载体具有该磨料。在本步骤中，该磨料受到该电场的影响而产生电泳分离现象，并进而在该切割载体的表面沉积该磨料。
可一并参考图2，在另一实施例中，在步骤S13与步骤S14之间，还可进一步包含步骤S21，将该磨料朝该切割载体的表面进行喷涂，以使得该磨料紧密地附着于该切割载体。
回到图1，在步骤S12与S13中，该第一电极与该第二电极选用脉波式供应电压与直流定电压的至少其中一种方式来进行驱动，以产生在电泳沉积时所需的该电场。
参照图3，其为本发明一实施例的电泳式切割系统的架构示意图。在图3中，该电泳式切割系统10应用于基材2的切割加工。在本实施例中，该基材2以硅晶(Silicon Ingot)22与玻璃层24的组合结构为例说明。
其中，该电泳式切割系统10包含容置槽12、第一电极板14、切割载体16、第二电极板18与传动单元20。
一并参照图4，其为该容置槽的详细示意图。其中，该容置槽12形成容置空间122，且该容置槽12用于储存具有磨料粒子124的悬浮溶液126。其中，该悬浮溶液126还包含调和介质、解离剂与结合剂。举例而言，该介质为水、醇类、酮类或烷类、该解离剂为氢氧化物、氯化物或胺类，而该结合剂为水溶性树脂；该磨料的材质为碳化硅、钻石、立方碳化硼、氧化铝或氧化锆；同时，该磨料的材质为氧化物、碳酸盐类、锰化物或含铁氧化物。
该第一电极板14设置于该容置槽12内，该第一电极板14具有第一电压V1。在本实施例中，该第一电压V1以负电压为范例来说明。
该切割载体16设置于该容置空间122的上方。在本实施例中，该切割载体16以线状型态为范例来说明。请一并参照图5，在另一实施例中，该切割载体16亦可为圆状型态。
回到图3，该第二电极板18与该切割载体16电性连接，又该第二电极板18在该切割载体16形成第二电压V2，且该第二电压V2与该第一电压V1的电压极性相反，即，该第二电压V2在此以正电压为范例来说明。
该传动单元20设置于该容置槽12的两侧并与该切割载体16连接，该传动单元20用于驱动该切割载体16，使其朝向一位移方向产生移动，以供该切割载体16以该位移方向对该基材2进行切割。
回到图4，此外，该第一电极板14与该第二电极板18，会在该容置空间122内产生电场，以对该悬浮溶液126中的该磨料粒子124产生电泳分离，而让该磨料粒子124之中的一部分，脱离该悬浮溶液126而附着于该切割载体16。
参照图6，其为本发明的另一实施例的电泳式切割系统的架构示意图。在图6中，该电泳式切割系统10’同样亦被应用于该基材2的切割加工中，且该电泳式切割系统10’除了包含与上述实施例相同的该容置槽12、该第一电极板14、该切割载体16、该第二电极板18与该传动单元20以外，还包含辅助单元26与控制单元28。
该切割载体16的材料为镀铜钢线或含固定磨料的钻石线。
该辅助单元26邻近地设置于该切割载体16旁，由此让该辅助单元26改变该磨料粒子124的行进方向，而将该磨料粒子124导引至该切割载体16的表面。
该控制单元28与该传动单元20连接，该控制单元28借着产生直流定电压与脉波电压中的至少其中之一的驱动电压，以驱动该传动单元20。举例而言，该控制单元28通过该驱动电压来控制该传动单元20，而使得该切割载体16进行移动。
故本发明所提供电泳式切割系统及电泳式切割载体制作方法，其通过该磨料进行电泳分离沉积的方式，以使得该磨料可被均匀地分布在可供对基材进行切割的切割载体的表面，以对该基材提供低切口损失的切割作业。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，凡是与该实施例等效的变化与置换，均应视为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所限定的内容为准。
Claims (10)
1.一种电泳式切割载体制作方法，其特征在于，包含：
调和介质、解离剂与结合剂，形成悬浮溶液；
将磨料与该悬浮溶液结合，并在该悬浮溶液与该磨料中施加第一电极；
设置切割载体并在该切割载体处施加第二电极；
分别对该第一电极与该第二电极施加电能，以在该悬浮溶液与该磨料以及该切割载体之间形成电场；以及
在该切割载体上形成该磨料的电泳沉积现象，以使得该磨料之中的至少一部分附着至该切割载体，进而使该切割载体上具有该磨料。
2.如权利要求1所述的电泳式切割载体制作方法，其特征在于，该第一电极与该第二电极，通过脉波式供应电压与直流定电压的至少其中之一来进行驱动以产生该电场。
3.如权利要求1所述的电泳式切割载体制作方法，其特征在于，还包含将该磨料朝该切割载体的表面进行喷涂的步骤，以使得该磨料得以更紧密地附着于该切割载体上。
4.一种电泳式切割系统，其特征在于，包含：
容置槽，其用于形成容置空间，该容置槽用于储存具有磨料粒子的悬浮溶液；
第一电极板，其设置于该容置槽内，该第一电极板具有第一电压；
切割载体，其设置于该容置空间的上方；
第二电极板，其与该切割载体电性连接，该第二电极板会在该切割载体形成第二电压，该第二电压与该第一电压的电压极性相反；以及
传动单元，其设置于该容置槽的两侧及连接该切割载体，该传动单元驱动该切割载体而以一位移方向产生移动，以供该切割载体对基材进行切割；
其中该第一电极板与该第二电极板会在该容置空间产生电场，以使得该悬浮溶液中的该磨料粒子产生电泳分离，进而让该磨料粒子的其中至少一部分脱离该悬浮溶液而附着于该切割载体上。
5.如权利要求4所述的电泳式切割系统，其特征在于，还包含有辅助单元，其邻近地设置于该切割载体旁，该辅助单元会改变该磨料粒子的行进方向，以将该磨料粒子导引至该切割载体的表面。
6.如权利要求5所述的电泳式切割系统，其特征在于，该切割载体的材料为镀铜钢线或含固定磨料的钻石线。
7.如权利要求4所述的电泳式切割系统，其特征在于，还包含与该传动单元连接的控制单元，该控制单元会产生直流定电压与脉波电压的至少其中之一的驱动电压，以驱动该传动单元。
8.如权利要求4所述的电泳式切割系统，其特征在于，该悬浮溶液包含有调和介质、解离剂与结合剂。
9.如权利要求8所述的电泳式切割系统，其特征在于，该介质为水、醇类、酮类或烷类；该解离剂为氢氧化物、氯化物或胺类；以及该结合剂为水溶性树脂。
10.如权利要求4所述的电泳式切割系统，其特征在于，该磨料的材质为碳化硅、钻石、立方碳化硼、氧化铝或氧化锆、氮化物、锰化物或有机材料，其中碳化硅、钻石、立方碳化硼、氧化铝或氧化锆为硬质磨料。
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