CN114274388A - 晶片线切割装置及其晶片线切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高切割的切削力，缩短切割时间和提高晶片角度合格率的晶片线切割装置及其晶片线切割方法。本发明包括机架，机架上设置有切割工作台，切割工作台上设置有进给装置，进给装置上放置有切割料板，进给装置的上方设置有三个排列为等腰三角形的旋转罗拉，旋转罗拉上均匀设有若干个罗拉槽，机架的下端两侧分别设置有送线装置和收线装置，送线装置上盘绕有波纹状切割钢丝，波纹状切割钢丝从送线装置出来后依次盘绕于三个旋转罗拉的罗拉槽内后固定于收线装置上。本发明应用于切割设备的技术领域。

Description

晶片线切割装置及其晶片线切割方法

技术领域

本发明涉及一种切割设备领域,特别涉及一种晶片线切割装置及其晶片线切割方法。

背景技术

石英晶片在初始加工过程中，需要将石英晶棒切割成石英晶片，目前都是采用多线切割机进行切割加工，将晶棒根据工艺之角度要求在自动粘棒机对晶棒角度进行调整、上胶、粘贴、固定在切割料板上；线切割机是根据所需的石英晶片厚度选用不同规格对应的罗拉槽距，设定切割工艺参数，工作台的进给速度、钢丝线的走线速度、钢丝线所承受的张力大小、通过电机带动钢丝线进行高速运转，配合配制好的砂浆进行切割；

目前现有的切割技术水平：晶片角度合格率：±60″的合格率为 90%；

晶片角度合格率：±30″的合格率为 60%；晶片整板厚度散差值：0.025mm；

晶片单片五点厚度差值：0.015mm；切割进给速度：0.12mm/min。

线切割机在进行石英晶片切割目前所存在的问题及缺陷是，随着市场需求小型化晶片越来越多，小型化晶片尺寸小、品质要求高；从而对切割后晶片的品质要求更高，而目前的生产设备及加工方法很难满足及质量要求，为了提高切割角度合格率和缩小晶片厚度散差值，致使切割速度变慢，导致切割生产效率低下；

影响这些不良的关键因素主要是切割用的钢丝线和切割工艺技术；

目前线切割所用的钢丝线为直线圆柱形，这种钢丝线的切削力慢，切割时间长，生产效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种提高切割的切削力，缩短切割时间和提高晶片角度合格率的晶片线切割装置及其晶片线切割装置及其晶片线切割方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括机架，所述机架上设置有切割工作台，所述切割工作台上设置有进给装置，所述进给装置上放置有切割料板，所述进给装置的上方设置有三个排列为等腰三角形的旋转罗拉，所述旋转罗拉上均匀设有若干个罗拉槽，所述机架的下端两侧分别设置有送线装置和收线装置，所述送线装置上盘绕有波纹状切割钢丝，所述波纹状切割钢丝从所述送线装置出来后依次盘绕于三个所述旋转罗拉的罗拉槽内后固定于所述收线装置上，所述机架的下端设置有研磨砂浆供给装置，三个所述旋转罗拉围成的等腰三角形中部的若干个喷淋管，所述喷淋管与所述研磨砂浆供给装置相连通，所述喷淋管的底部设置有若干个喷淋头。

进一步的，所述进给装置包括升降装置和设置与所述升降装置上的前后移动装置，所述机架上设置有MCU控制器，所述升降装置、所述前后移动装置、所述旋转罗拉和所述研磨砂浆供给装置均与所述MCU控制器电性连接。

进一步的，所述送线装置和所述旋转罗拉之间和所述旋转罗拉和所述收线装置之间均设置有若干个钢丝导轮，其中两个所述钢丝导轮之间设置有张力控制装置，所述张力控制装置包括底板、顶板和升降板，所述升降板安装于所述底板和顶板之间，所述升降板上设置有导轮安装座，所述导轮安装座上设置有张力调节导轮，所述张力调节导轮上设置有张力传感器，所述顶板上设有缺口，所述缺口位于所述张力调节导轮正上方，所述底板上设置有与所述升降板相连接的升降调节器，所述张力传感器和所述升降调节器均与所述MCU控制器电性连接。

进一步的，所述研磨砂浆供给装置包括搅拌砂桶，所述搅拌砂桶的顶部两端分别设置有砂泵，所述搅拌砂桶的内壁中下部做成平底圆锥型，搅拌砂桶内设置有搅拌器。

进一步的，所述波纹状切割钢丝的直径为0.14mm。

进一步的，所述旋转罗拉呈圆柱状。

一种晶片线切割方法，它包括以下步骤：A.晶棒通过定位夹具固定于切割料板上；B.控制MCU控制器启动旋转罗拉，从而带动波纹状切割钢丝高速运作，同时研磨砂浆供给装置启动从喷淋头喷出研磨砂浆液；C.进给装置带动晶棒进给，通过波纹状切割钢丝切割。

进一步的，所述研磨砂浆液的成分和配比为：碳化硅微粉GC#1000 含量为57%、专用切削油含量为32%和水含量11%。

进一步的，所述波纹状切割钢丝的走线速度为60m/min，进给装置的进给速度为0.2mm/min。

本发明的有益效果是：采用波纹状切割钢丝，此结构钢丝线不同于普通圆柱形直线钢纯正线，它的优点是钢丝线呈波纹带齿轮状，在切割过程中有两大优点：1.波纹带齿轮状的切削速度比较快；2.因为线切割切削晶棒有两个条件就钢丝线的线速度和砂浆磨削切割，而新型的结构线是波纹状更利于将更多的砂浆带入晶棒内进行磨削切割，使之晶片表面更加光滑，厚度及角度散差更加集中。

附图说明

图1是本发明的主视图。

具体实施方式

如图1所示，在本实施例中，本发明包括机架1，所述机架1上设置有切割工作台2，所述切割工作台2上设置有进给装置3，所述进给装置3上放置有切割料板4，所述进给装置3的上方设置有安装纵板，所述安装纵板上设置有三个排列为等腰三角形的旋转罗拉5，所述旋转罗拉5上均匀设有400-500个罗拉槽，所述机架1的下端两侧分别设置有送线装置6和收线装置7，所述送线装置6上盘绕有波纹状切割钢丝8，所述波纹状切割钢丝8从所述送线装置6出来后依次盘绕于三个所述旋转罗拉5的罗拉槽内后固定于所述收线装置7上，所述机架1的下端设置有研磨砂浆供给装置9，三个所述旋转罗拉5围成的等腰三角形中部的若干个喷淋管10，所述喷淋管10与所述研磨砂浆供给装置9相连通，所述喷淋管10的底部设置有若干个喷淋头，所述喷淋头的下方设置有喷淋池101，所述喷淋池的底部设有若干个喷淋孔，所述喷淋孔的间距与所述罗拉槽的间距相等，研磨砂浆液能通过所述喷淋孔直接淋在罗拉槽上的波纹状切割钢丝8上，且新型结构的波纹状切割钢丝8更利于将更多的研磨砂浆液带入晶棒内进行磨削切割，使之晶片表面更加光滑，厚度及角度散差更加集中。

在本实施例中，所述进给装置3包括升降装置和设置与所述升降装置上的前后移动装置，所述机架1上设置有MCU控制器，所述升降装置、所述前后移动装置、所述旋转罗拉5和所述研磨砂浆供给装置9均与所述MCU控制器电性连接。

在本实施例中，所述送线装置6和所述旋转罗拉5之间和所述旋转罗拉5和所述收线装置7之间均设置有若干个钢丝导轮11，其中两个所述钢丝导轮11之间设置有张力控制装置，所述张力控制装置包括底板12、顶板13和升降板14，所述升降板14安装于所述底板12和顶板13之间，所述升降板14上设置有导轮安装座15，所述导轮安装座15上设置有张力调节导轮16，所述张力调节导轮16上设置有张力传感器，所述顶板13上设有缺口，所述缺口位于所述张力调节导轮16正上方，所述底板12上设置有与所述升降板14相连接的升降调节器17，所述张力传感器和所述升降调节器17均与所述MCU控制器电性连接，此设计通过所述张力传感器检测到张力不足时，所述MCU控制器控制所述升降调节器17带动所述升降板14下降，使得所述张力调节导轮16下移，拉紧波纹状切割钢丝8并到达所需的张力，如果张力超出设定值，则所述MCU控制器控制所述升降调节器17带动所述升降板14上升。

在本实施例中，所述研磨砂浆供给装置9包括搅拌砂桶，所述搅拌砂桶的顶部两端分别设置有砂泵，所述搅拌砂桶的内壁中下部做成平底圆锥型，搅拌砂桶内设置有搅拌器，此设计通过将所述搅拌砂桶内壁中下部做成平底圆锥型，利用所述减速电机带动搅拌器搅拌，搅拌均匀，从而取消空压机及其配套设备，不需要压缩空气，只要有电就行，节省了资源。

在本实施例中，所述波纹状切割钢丝8的直径为0.14mm。

在本实施例中，所述旋转罗拉5呈圆柱状。

一种晶片线切割方法，包括以下步骤：A.晶棒通过定位夹具固定于切割料板4上；B.控制MCU控制器启动旋转罗拉5，从而带动波纹状切割钢丝8高速运作，同时研磨砂浆供给装置9启动从喷淋头喷出研磨砂浆液；C.进给装置3带动晶棒进给，通过波纹状切割钢丝8切割。

在本实施例中，所述研磨砂浆液的成分和配比为：碳化硅微粉GC#1000 含量为57%、专用切削油含量为32%和水含量11%。

在本实施例中，所述波纹状切割钢丝8的走线速度为60m/min，进给装置3的进给速度为0.2mm/min。

综上所述：本发明的切割技术水平：晶片角度合格率：±60″的合格率为95%以上；晶片角度合格率：±30″的合格率为80%；晶片整板厚度散差值：0.020mm；晶片单片五点厚度差值：0.010mm；切割进给速度：0.20mm/min；生产效率提高30%以上。

本发明应用于切割设备的技术领域。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种晶片线切割装置，其特征在于：它包括机架（1），所述机架（1）上设置有切割工作台（2），所述切割工作台（2）上设置有进给装置（3），所述进给装置（3）上放置有切割料板（4），所述进给装置（3）的上方设置有三个排列为等腰三角形的旋转罗拉（5），所述旋转罗拉（5）上均匀设有若干个罗拉槽，所述机架（1）的下端两侧分别设置有送线装置（6）和收线装置（7），所述送线装置（6）上盘绕有波纹状切割钢丝（8），所述波纹状切割钢丝（8）从所述送线装置（6）出来后依次盘绕于三个所述旋转罗拉（5）的罗拉槽内后固定于所述收线装置（7）上，所述机架（1）的下端设置有研磨砂浆供给装置（9），三个所述旋转罗拉（5）围成的等腰三角形中部的若干个喷淋管（10），所述喷淋管（10）与所述研磨砂浆供给装置（9）相连通，所述喷淋管（10）的底部设置有若干个喷淋头。

2.根据权利要求1所述的晶片线切割装置，其特征在于：所述进给装置（3）包括升降装置和设置与所述升降装置上的前后移动装置，所述机架（1）上设置有MCU控制器，所述升降装置、所述前后移动装置、所述旋转罗拉（5）和所述研磨砂浆供给装置（9）均与所述MCU控制器电性连接。

3.根据权利要求2所述的晶片线切割装置，其特征在于：所述送线装置（6）和所述旋转罗拉（5）之间和所述旋转罗拉（5）和所述收线装置（7）之间均设置有若干个钢丝导轮（11），其中两个所述钢丝导轮（11）之间设置有张力控制装置，所述张力控制装置包括底板（12）、顶板（13）和升降板（14），所述升降板（14）安装于所述底板（12）和顶板（13）之间，所述升降板（14）上设置有导轮安装座（15），所述导轮安装座（15）上设置有张力调节导轮（16），所述张力调节导轮（16）上设置有张力传感器，所述顶板（13）上设有缺口，所述缺口位于所述张力调节导轮（16）正上方，所述底板（12）上设置有与所述升降板（14）相连接的升降调节器（17），所述张力传感器和所述升降调节器（17）均与所述MCU控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的晶片线切割装置，其特征在于：所述研磨砂浆供给装置（9）包括搅拌砂桶，所述搅拌砂桶的顶部两端分别设置有砂泵，所述搅拌砂桶的内壁中下部做成平底圆锥型，搅拌砂桶内设置有搅拌器。

5.根据权利要求1所述的晶片线切割装置，其特征在于：所述波纹状切割钢丝（8）的直径为0.14mm。

6.根据权利要求1所述的晶片线切割装置，其特征在于：所述旋转罗拉（5）呈圆柱状。

7.一种晶片线切割方法，其特征在于，它包括以下步骤：A.晶棒通过定位夹具固定于切割料板（4）上；B.控制MCU控制器启动旋转罗拉（5），从而带动波纹状切割钢丝（8）高速运作，同时研磨砂浆供给装置（9）启动从喷淋头喷出研磨砂浆液；C.进给装置（3）带动晶棒进给，通过波纹状切割钢丝（8）切割。

8.根据权利要求7所述的晶片线切割方法，其特征在于：所述研磨砂浆液的成分和配比为：碳化硅微粉GC#1000 含量为57%、专用切削油含量为32%和水含量11%。

9.根据权利要求7所述的晶片线切割方法，其特征在于：所述波纹状切割钢丝（8）的走线速度为60m/min，进给装置（3）的进给速度为0.2mm/min。

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