CN104608037B - 切片装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，对于在现有技术中不容易进行的将作为加工对象物的被加工物安装在装置中时的安装工序，通过本发明提供一种能够容易地实施的切片装置。本发明所涉及的切片装置构成为，利用丝线对安装在梁的主面上的被加工物进行切片的切片装置，所述切片装置的特征在于，具有直接夹紧所述梁的侧面的夹持器。

Description

切片装置

技术领域

本发明涉及一种切片装置。

背景技术

作为从铸锭切片成具有规定的厚度的晶片的装置，存在切片装置(钢丝锯)。在现有的切片装置(例如专利文献1)中，被加工物通过垫板(用于粘接的工艺夹具)固定在工作板上。

图9表示现有的切片装置中的被加工物的安装部。安装夹具150被安装在工作板152上。在工作板152上设置有贯通孔154。贯通孔154具有支承台阶部155，在该支承台阶部155的下部具有小径孔156，在上部具有大径孔157。在贯通孔154上配置有紧固螺栓158。

侧面L字状的夹紧爪160由在垂直方向上设置的主体部162和从主体部162的下端向侧方突出的紧固部164构成，在主体部162的上面设置有螺纹孔166。通过使紧固螺栓158旋转使夹紧爪160上下移动。

由夹紧爪160构成夹紧机构。该夹紧机构夹紧垫板168。

垫板168具有设置在长方形板状的宽幅卡止部172的下表面中央部的窄幅接合部170。窄幅接合部170的下表面通过粘接剂C而粘接有被加工物140。

将垫板168的宽幅卡止部172插入工作板152的下表面与夹紧爪160的紧固部164的上表面之间，通过对紧固螺栓158进行紧固而使夹紧爪160上升，从而将宽幅卡止部172固定在工作板152和紧固部164之间。

在垫板168的宽幅卡止部172和夹紧爪160的主体部162之间形成有第一间隙部174，而且，在垫板168的窄幅接合部170与夹紧爪160的紧固部164之间形成有第二间隙部176。

【在先技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开平10-44143号公报

在专利文献1中，在将被加工物粘接在垫板后，需要进一步将垫板安装在工作板上，将被加工物固定在切片装置上所需的工序复杂，因此存在作业性差的课题。

发明内容

本发明是为解决所述课题而完成的，其目的在于，提供能够容易地安装被加工物从而能够实现作业性的提高的切片装置。

为了实现所述目的，本发明的切片装置为利用丝线(例如钢丝)对安装在梁的主面上的被加工物进行切片的切片装置，所述切片装置的特征在于，直接夹紧所述梁的侧面。

【发明效果】

根据本发明，由于直接夹紧梁，因此能够容易地安装被加工物，从而能够提高作业性。

附图说明

图1是本实施方式1中的钢丝锯的整体结构图。

图2是本实施方式1中的夹紧部分的结构图。

图3是表示本实施方式1中的松开时的姿势的结构图。

图4是表示本实施方式1中的被加工物安装顺序的图。

图5是本实施方式1中的夹持器的结构图。

图6是本实施方式1中的夹紧部分的结构图。

图7是表示本实施方式1中的夹紧力的变化的一例的图。

图8是表示本实施方式1中的夹紧力的变化的另一例的图。

图9是表示现有的工件安装夹具的结构图。

【符号说明】

1 被加工物

2 导轮

3 丝线

4 喷嘴

6a 供给侧卷轴

6b 回收侧卷轴

7 梁

12 输送轴电动机

19 控制部

21 固定侧夹持器

22 可动侧夹持器

23 进给轴

24 旋转机构

25 挡块

26 弹簧

27 棒

28 工作缸

29 旋转轴

30 底面

31 凸部

31a 第一倾斜面

31b 第二倾斜面

具体实施方式

以下，参照图1～图8说明本实施方式。

(实施方式1)

图1是本实施方式中的钢丝锯(切片装置)的整体结构图。

丝线3像绕线那样有规则地卷绕在供给侧卷轴6a上，从其抽出的丝线3被卷绕在导轮2上。以多圈卷绕在导轮2的丝线3之后卷绕在回收侧卷轴6b上而被回收。导轮2呈圆筒形状，在外周面贴附有例如聚氨酯橡胶，在该聚氨酯面上以规定的间距沿圆周方向刻设有达到100至2000处的多条槽。该导轮2配置有多个，具体而言配置有2～4个左右。一条丝线3经由各机构部且中途不切断地连接。

在利用钢丝锯的加工方式中存在固定磨粒方式和游离磨粒方式。固定磨粒方式为，将冷却介质(切削液)浇灌在通过镀镍或树脂结合剂等附着有金刚石等磨粒的丝线3上而进行加工的方式。另一方面，游离磨粒方式为将包含磨粒和水或油等的浆料浇灌在丝线3上进行加工的方式。冷却介质、浆料从喷嘴4供给。

在本实施方式中的钢丝锯中，可以采用两种方式，在此对采用固定磨粒方式的情况进行说明。丝线3进行交替运动并且被一点一点地送出。具体而言，反复进行将丝线3抽出500m而返回490m的循环。在该情况下，在一个循环中，将丝线3从供给侧卷轴6a抽出10m，并卷收于回收侧卷轴6b中10m。在沿一方向动作的区间中，使丝线3以300～1500m/min行驶。

加工进行至将被贴附在被加工物1上的梁7(用于粘接的工艺夹具)被半切断。在被加工物1为太阳能电池用单晶硅的情况下，例如，达到每分钟1mm左右的速度地驱动输送轴电动机12而使被加工物1下降。

关于切片装置的一连串的动作，通过被存储在控制部19的任意的加工程序，以一连串的顺序自动控制。

被加工物1在通过粘接剂粘接在梁7的主面后，其侧面被切片装置的夹紧机构(夹持器)夹紧。对被夹紧的被加工物1实施上述的加工。

作为粘接剂，例如使用单液型的环氧树脂、或者双液型的环氧树脂。梁7的主面的长度方向上的长度比被加工物1的主面的长度方向上的长度长。而且，梁7的主面的宽度方向上的长度比被加工物1的主面的宽度方向上的长度长。

此处，利用图2至图5说明本实施方式所涉及的钢丝锯中的夹持器以及夹紧顺序。此处的夹持器具备固定侧夹持器21和可动侧夹持器22。固定侧夹持器21固定在进给轴(输送轴)23上。可动侧夹持器22安装在旋转机构24上。旋转机构24以旋转轴29为中心旋转，通过棒27、弹簧26、工作缸28而产生成为夹紧力的旋转力。

图3表示松开时的状态。弹簧26的一侧与安装在进给轴23上的挡块25相接，弹簧26的相反侧与工作缸28相接。在松开时，由工作缸28对弹簧26进行按压，弹簧26成为以挡块25为基点而收缩的状态。工作缸28使用例如液压缸。棒27按压旋转机构24，旋转机构24向箭头指示A的方向旋转。该状态为松开状态。

其次，图4表示直接夹紧梁7的侧面时的状态。自动输送的情况通过机器人，手动搬送的情况通过升降机，来将粘接有被加工物1的梁7压抵在被进给轴23的底面30上。从该状态起，使工作缸28沿弹簧26伸缩的方向返回。此时棒27将旋转机构24拉回，使旋转机构24向箭头指示B的方向旋转。通过旋转机构24旋转，将梁7压附在固定侧夹持器21上，并且通过可动侧夹持器22将梁7的侧面夹紧。夹紧力由弹簧26的伸缩的距离和弹簧常数决定。进给轴23通过输送轴电动机12(图1)在上下方向上动作。

其次，利用图5说明固定侧夹持器21以及可动侧夹持器22的形状。图5是将可动侧夹持器22放大的图。固定侧夹持器21的形状与可动侧夹持器22相同，因此，以下，对可动侧夹持器22进行说明。可动侧夹持器22的与梁7的侧面接触的接触部(夹紧部)的截面形状为具有凹凸。该凹凸具备凸部31。由此，能够防止因加工造成的滑动地对梁7进行固定。此外，为了更牢固地固定梁7，优选凹凸的形状为锯齿波形状。

另外，凸部31由丝线3(图1)侧的第一倾斜面31a和第一倾斜面31a的相反侧的第二倾斜面31b构成，优选在凸部31的顶点处的第一倾斜面31a与水平面所成的锐角(仰角)小于在凸部31的顶点处的第二倾斜面31b与水平面所成的锐角(俯角)。当通过该第一倾斜面31a和第二倾斜面31b夹紧梁7时，作用沿着凸部31的斜面向上侧(丝线的相反侧)推压梁7的力，从而能够更牢固地保持梁7。

需要说明的是，优选使第一倾斜面31a成为水平(与水平面所成的角为0°)，使第二倾斜面31b与水平面所成的角为45°。在该情况下，通过加工时产生的力矩，在咬入梁7的夹紧部相等地产生水平分力和垂直分力，从而能够进一步抑制梁7的滑动。在该情况下，若夹持器的宽度为10mm，则以1mm间距的等间隔分隔开。

而且，优选由比梁7的硬度高的材料构成可动侧夹持器22的凹凸。这是为了使夹紧部的凹凸咬入梁7而实现更牢固的夹紧。由于，梁7由碳或者树脂构成，因此可动侧夹持器22由铁系材料构成。更优选的是，由比铁系材料的硬度更高的超硬合金来构成夹紧部。固定侧夹持器21也同样，优选由铁系材料构成，更优选由超硬合金构成。

在梁7的厚度为20mm的情况下，固定侧夹持器21以及可动侧夹持器22的厚度为例如6～12mm。在对被加工物1进行切片的情况下，超过被加工物1的高度，而进一步切入至梁7。例如，对梁7切入5mm。将该位置作为加工结束位置。在该情况下，以固定侧夹持器21以及可动侧夹持器22的下表面到达梁7的距离被加工物1侧(下侧)5mm以上的上方的位置的方式夹紧梁7。需要说明的是，固定侧夹持器21和可动侧夹持器22可以为一根杆，也可以是分割为两根以上的杆。而且，也可以由双方均可动的夹持器来构成夹紧机构。

如此通过从横向直接夹紧梁7的侧面，从而能够实现作业的削减以及准备时间的缩短。此外，不夹设工作板使得加工位置和夹紧位置接近，因此，产生的力矩变小，从而能够降低对进给轴施加的负荷。

此处，对固定侧夹持器21以及可动侧夹持器22进行夹紧的夹紧力进行说明。可以使从夹紧开始时至加工结束时的夹紧力固定，然而，更优选的是，在加工中使夹紧力变化的方式。以下，详细说明使夹紧力变化的方式。

如图6所示，使进给轴23下降按压丝线3，从而将被加工物1切片成晶片状。此时，在被加工物1产生以进给轴23的固定点为旋转中心的箭头指示C的力矩，因此，在加工中，需要利用固定侧夹持器21和可动侧夹持器22以使被加工物1不动的力夹紧梁7。但是，当夹紧力过强时，梁7变形，从而存在因被加工物1晶片化时的应力的变化造成晶片裂开的情况。

在被加工物1产生的力矩越接近加工的后半部分(加工位置越接近进给轴23)越变小。因此，优选随着接近加工的后半而减小夹紧力地进行控制。在工作缸28为液压缸的情况下，通过变更油压而使夹紧力变化。夹紧力的变化通过控制部19(图1)来执行。即，本实施方式的切片装置具备控制部19，该控制部19使夹持器(固定侧夹持器21、可动侧夹持器22)在被加工物1的加工中以比加工开始时弱的夹紧力夹紧梁7。

接下来，说明本实施方式中应用的夹紧力的具体例。

图7表示加工开始时的夹紧力为15000[N]，且在作为加工结束位置的130mm位置以6000[N]夹紧的方式以固定的倾斜度使夹紧力逐渐减小的坐标图。优选将像该坐标图那样的夹紧力的变化应用在被加工物1为低硬度的材料的情况。这是由于在被加工物1为低硬度的材料的情况下，被加工物1容易变形，因此优选根据加工的进行而使夹紧力逐渐减小。

另一方面，图8中示出了直到加工距离100mm的位置为止将夹紧力固定为15000[N]，而从加工距离100mm至加工结束位置130mm将夹紧力固定在6000[N]的坐标图。优选将像该坐标图那样的夹紧力的变化应用在被加工物1为高硬度的材料的情况。若被加工物1为高硬度的材料，则直到成为晶片状为止被加工物1几乎不变形，因此在成为晶片状之前减弱夹紧力即可。因此，如图8的坐标图所示，优选在被加工物1的加工中以比加工开始时弱的夹紧力使夹持器夹紧梁7的方式进行控制。

如此通过具备使夹持器在被加工物1的加工中以比加工开始时弱的夹紧力夹紧梁7的控制部19，从而能够防止晶片裂开等质量问题。

工业实用性

本发明能够应用在例如太阳能电池用晶片等的半导体的制造装置中。

Claims (5)

1.一种切片装置，其为利用丝线对安装在梁的主面上的被加工物进行切片的切片装置，所述切片装置的特征在于，

具有直接夹紧所述梁的侧面的夹持器，

所述夹持器在夹紧所述梁的面上具有凹凸，

所述凹凸的凸部由所述丝线侧的第一倾斜面和该第一倾斜面的相反侧的第二倾斜面构成，

在所述凸部的顶点处的所述第一倾斜面与水平面所成的锐角小于在所述凸部的顶点处的所述第二倾斜面与水平面所成的锐角。

2.根据权利要求1所述的切片装置，其中，

所述凹凸呈锯齿波状。

3.根据权利要求1所述的切片装置，其中，

所述夹持器由比所述梁硬的材料构成。

4.根据权利要求3所述的切片装置，其中，

所述梁由碳或树脂构成，所述夹持器由超硬合金构成。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的切片装置，其中，

具备控制部，所述控制部使所述夹持器在所述被加工物的加工中以比加工开始时弱的夹紧力夹紧所述梁。