CN201609861U - 金刚线开方机 - Google Patents

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卢建伟
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Abstract

本实用新型提供一种金刚线开方机，用于对晶体硅棒进行切割作业，所述金刚线开方机至少包括机架、设置于机架上用于承载晶体硅棒的工作台、位于工作台两侧的立柱、可升降地分别设置于两侧立柱上的二切割辊、分别用于驱动二切割辊的二伺服电机、以及缠绕于二切割辊之间形成切割线的金刚线，其中，所述二切割辊依据预设定的升降周期交替进行升降作业，使二切割辊之间的金刚线相对水平线保持倾斜角度，于切割进行时，高速运行金刚线同时下降二切割辊，使相对水平线保持倾斜角度的金刚线压迫所述晶体硅棒以对其进行倾斜切割，以解决现有技术中采用传统的垂直线切割的方式而不易切割、切割时间长以及生产效率低等问题。

Description

金刚线开方机
技术领域
本实用新型涉及一种多线切割设备，特别是涉及一种用于切割单晶硅棒或多晶硅棒的金刚线开方机。
背景技术
多线切割技术是目前世界上比较先进的晶体硅加工技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦而达到切割效果。多线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比有具有效率高，产能高，精度高等优点，多线切割技术是目前采用最广泛的半导体等硬脆材料切割技术。
现有的多线切割设备例如晶体硅棒切断机等通常至少包括有：机架，设置于所述机架上用于承载晶体硅棒的工作台，用于绕丝的贮丝筒，多个导线轮以及可升降的切割辊等，在对晶体硅棒的切割过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在多个切割辊之间上形成一张线网，而待加工的晶体硅棒被固定于所述工作台上时，将切割辊降下来，并在压力泵在的作用下，装配在设备上的研磨剂自动喷洒装置将研磨剂喷洒至钢线和晶体硅棒的切削部位，由钢线带动研磨剂往复运动，利用研磨砂对工件产生切割，以将晶体硅棒一次同时切割为数段。
于实际的切割过程中，所述钢线由该晶体硅棒的顶侧开始切割一直逐渐下降，直至到该晶体硅棒的底侧后方才将整根晶体硅棒截断，在整个切割的过程中，该钢线和晶体硅棒的接触面积始终保持最大的接触面积，换言之，钢线在晶体硅棒中始终保持最长的运行距离，因而钢线也就始终受到最大的运行阻力，由于晶体硅棒本身具有很高的硬度而不易切割，再加上针对晶体硅棒切方的要求又很严格，故而如此垂直线切割的方式很容易出现切割不良；再者，该种垂直线切割的方式过程缓慢，不利于节省切割的作业时间以及提高生产的工作效率。所以，如何提供一种线切割技术，以避免以上所述的缺点，实为相关领域之业者目前亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种金刚线开方机，以解决现有技术中采用传统的垂直线切割的方式而不易切割、切割时间长以及生产效率低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种金刚线开方机，用于对晶体硅棒进行切割作业，所述金刚线开方机至少包括：机架、设置于机架上用于承载晶体硅棒的工作台、位于工作台两侧的立柱、可升降地分别设置于两侧立柱上的二切割辊、分别用于驱动所述二切割辊的二伺服电机、以及缠绕于所述二切割辊之间形成切割线的金刚线，其特征在于：所述二切割辊之间具有高度差，缠绕于所述二切割辊之间的金刚线相对水平线具有倾斜角度。
本实用新型之金刚线开方机中，所述二伺服电机分别设置于所述立柱的顶侧，所述切割辊与其对应的伺服电机之间设置有丝杆，具体地，所述伺服电机工作时驱动所述丝杆，藉由所述丝杆带动切割辊进行升降；所述切割辊与机架之间设置有用以支撑所述切割辊重量的汽缸。于具体的实施过程中，所述二切割辊之间的落差决定所述金刚线相对水平线的倾斜角度。
如上所述，本实用新型之金刚线开方机采用倾斜式金刚线切割晶体硅棒的技术，进而解决现有技术中普遍采用的垂直线切割的方式而造成的切割困难，精度差以及切割时间长以及生产效率低等问题，不但使整个切割过程顺畅，容易控制，而且也大大的缩短了切割时间，提高了切割效率。
附图说明
图1及图2显示为本实用新型的金刚线开方机的具体实施状态示意图。
图3至图5显示为应用本实用新型的金刚线开方机时被切割的晶体硅棒状态示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图2，图1及图2显示为本实用新型的金刚线开方机的具体实施状态示意图。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型的金刚线开方机有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图所示，本实用新型提供一种金刚线开方机，其应用于对晶体硅棒2进行切割作业，于本实施例中，所述晶体硅棒2为单晶硅棒或多晶硅棒，所述金刚线开方机至少包括机架11、工作台12、立柱131及132、二切割辊141及142、二伺服电机151及152、以及金刚线16。
于本实施例中，所述工作台12设置于机架11上用于承载晶体硅棒2，具体地，用于将所述晶体硅棒2固定在上面方便后续的切割作业，于具体的实施方式中，所述工作台12可进行升降操作。
于本实施例中，所述立柱131及132固定在所述机架11上，并分别位于在工作台12的两侧，所述二切割辊141及142分别可升降地设置于二立柱131及132上，具体地，所述二切割辊141及142藉由滑动件(未标示)可升降地设置于二立柱131及132上，所述二伺服电机151及152分别设置于所述立柱131及132的顶侧，所述二切割辊141及142与其对应的伺服电机151及152之间设置有丝杆171及172，所述伺服电机151及152工作时驱动所述丝杆171及172，藉由所述丝杆171及172带动切割辊141及142进行升降，于具体的实施方式中，所述切割辊141及142与机架11之间设置有用以支撑所述切割辊141及142重量的汽缸181及182。
所述金刚线16缠绕于所述二切割辊141及142之间形成切割线，于高速运行时可对晶体硅棒2进行切割作业，更详细的，于所述金刚线开方机还包括有贮丝筒以及驱动所述贮丝筒的电机(未图示)，藉由该电机带动所述贮丝筒旋转，进而使其收线或放线而使得所述金刚线16高速运行。
于具体的实施方式中，所述二切割辊141及142依据预设定的升降周期交替进行升降作业，即设定使一切割辊141上升的同时另一切割辊142下降，使所述二切割辊141及142之间的金刚线16相对水平线保持倾斜角度。
设定所述金刚线16相对水平线的倾斜角度，设定所述二切割辊141及142的升降交替周期，以及依据所述晶体硅棒2的高度设定所述二切割辊141及142下降的位移距离；于本实施例中，设定所述金刚线16相对水平线的倾斜角度是依据所述二切割辊141及142之间的落差设定所述金刚线16相对水平线的倾斜角度，换言之，当所述二切割辊141及142之间的落差大时，该金刚线16相对水平线的倾斜角度就大，当当所述二切割辊141及142之间的落差小时，该金刚线16相对水平线的倾斜角度就小。
于本实施例中，所述晶体硅棒2的高度是指其待切割面的高度。依据所述晶体硅棒2待切割面的高度设定所述二切割辊141及142下降的位移距离，用以保证金刚线16由该晶体硅棒2的顶侧开始切割一直逐渐下降，直至到该晶体硅棒2的底侧之后方才将整根晶体硅棒2截断。
将所述晶体硅棒固定于所述工作台上，之后高速运行所述金刚线16；于本实施例中，藉由所述金刚线开方机的贮丝筒电机带动所述贮丝筒旋转，进而使其收线或放线而使得所述金刚线16高速运行。
然后，同时下降所述二切割辊141及142，使相对水平线保持倾斜角度的金刚线16压迫所述晶体硅棒2，依据预先设定之所述二切割辊141及142的升降交替周期以及所述二切割辊141及142下降的位移距离对所述晶体硅棒2进行切割作业。
请参阅图3至图5，图3至图5显示为应用本实用新型的金刚线开方机时被切割的晶体硅棒状态示意图。更详而言之，图3至图6显示为所述二切割辊141及142于第一个升降交替周期中对所述晶体硅棒切割的状态示意图。如图4所示，下降所述二切割辊141及142，使相对水平线保持倾斜角度的金刚线16压迫所述晶体硅棒2，并藉由所述金刚线16的高速运行对所述晶体硅棒2进行切割，过一段时间之后，交替升降所述二切割辊141及142，使所述金刚线16变换另一种倾斜角度再次对金刚线进行切割，呈如图4所示，经过所述二切割辊141及142的一次升降交替后，被切割的晶体硅棒2便呈现图5所示的状态。
综上所述，本实用新型之金刚线开方机将金刚线倾斜式切割晶体硅棒的技术，进而解决现有技术中普遍采用的垂直线切割的方式而造成的切割困难，精度差以及切割时间长以及生产效率低等问题，不但使整个切割过程顺畅，容易控制，而且也大大的缩短了切割时间，提高了切割效率。故而，与现有技术相比，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种金刚线开方机，用于对晶体硅棒进行切割作业，所述金刚线开方机至少包括：机架、设置于机架上用于承载晶体硅棒的工作台、位于工作台两侧的立柱、可升降地分别设置于两侧立柱上的二切割辊、分别用于驱动所述二切割辊的二伺服电机、以及缠绕于所述二切割辊之间形成切割线的金刚线，其特征在于：所述二切割辊之间具有高度差，缠绕于所述二切割辊之间的金刚线相对水平线具有倾斜角度。
2.如权利要求1所述的金刚线开方机，其特征在于：所述二伺服电机分别设置于所述立柱的顶侧。
3.如权利要求2所述的金刚线开方机，其特征在于：所述切割辊与其对应的伺服电机之间设置有丝杆。
4.如权利要求1所述的金刚线开方机，其特征在于：所述切割辊与机架之间设置有用以支撑所述切割辊重量的汽缸。
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