CN208759787U - 金刚线切割机用的储线轮和金刚线切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金刚线切割机用的储线轮和金刚线切割机。该储线轮包括储线区和工作区，储线区对应的储线轮的表面为光滑表面，储线区用以缠绕并储存金刚线；工作区沿储线轮的轴向设于储线区一侧，工作区对应的储线轮的表面覆盖有耐磨层，耐磨层上沿储线轮的轴向设有若干等间距的金刚线容纳槽，各个金刚线容纳槽依次连通形成螺旋形状。工作区由于设置有金刚线容纳槽，使得金刚线可排布在金刚线容纳槽里。在收线和放线过程中可有效减少金刚线与金刚线之间的接触，也就可以有效避免由于金刚线与金刚线之间的接触而发生的磨损。从而可提高金刚线的使用寿命。此外，还有利于提升金刚线的切割能力、提升良品率、降低断线率且有利于降低加工成本。

Description

金刚线切割机用的储线轮和金刚线切割机

技术领域

本实用新型涉及切割设备领域，特别是涉及金刚线切割机用的储线轮和金刚线切割机。

背景技术

金刚线切割机是用于将硅锭通过金刚线切割成硅片的机器。目前，金刚线切割机所使用的金刚线是储存在储线轮上。储存方法是一层一层缠绕在储线轮上。这就导致储线轮上的金刚线是互相接触且层与层之间互相交叉叠加。在切割中，储线轮上的金刚线需要频繁收线和放线。在频繁收线和放线过程中，表层的金钢线与相邻层的金钢线之间有一定的剐蹭。这容易引起金刚线表面用于切割的金刚石发生掉落或损伤锐角。进而使得金刚线的切割能力降低，金刚线的使用寿命较短。

实用新型内容

基于此，有必要针对金刚线使用寿命较短的问题，提供一种金刚线切割机用的储线轮和金刚线切割机。

一种金刚线切割机用的储线轮，所述储线轮包括：

储线区，所述储线区对应的所述储线轮的表面为光滑表面，所述储线区用以缠绕并储存金刚线；

工作区，所述工作区沿所述储线轮的轴向设于所述储线区一侧，所述工作区对应的所述储线轮的表面覆盖有耐磨层，所述耐磨层上沿储线轮的轴向设有若干等间距的金刚线容纳槽，各个金刚线容纳槽依次连通形成螺旋形状。

上述储线轮使用时，可先将储线区的金刚线排布在工作区。工作区由于设置有金刚线容纳槽，使得金刚线可排布在金刚线容纳槽里。在收线和放线过程中，可有效减少金刚线与金刚线之间的接触，也就可以有效避免由于金刚线与金刚线之间的接触而发生的磨损。从而有利于提高金刚线的使用寿命。此外，由于有效避免了金刚线之间磨损情况的发生，使得金刚线上的金刚石的锐角不易发生不必要的损伤。所以有利于提升金刚线的切割能力、提升良品率并降低断线率，进而可有利于降低加工成本。

在其中一个实施例中，所述金刚线容纳槽包括弧形底部以及位于所述弧形底部两侧的斜面上部，所述金刚线容纳槽的槽宽由金刚线容纳槽的槽顶到槽底逐渐变小。

在其中一个实施例中，所述弧形底部的横截面形状为圆弧形，所述斜面上部所在平面与所述弧形底部对应的圆弧面相切。

在其中一个实施例中，所述弧形底部对应的两个斜面上部的夹角为25度-35度，相邻两个所述弧形底部的底端间距为95μm-105μm，所述弧形底部对应的圆弧半径为25μm-35μm，所述金刚线容纳槽的槽深为55μm-65μm。

在其中一个实施例中，所述弧形底部对应的两个斜面上部的夹角为30度，相邻两个所述弧形底部的底端间距为100μm，所述弧形底部对应的圆弧半径为30μm，所述金刚线容纳槽的槽深为60μm。

在其中一个实施例中，所述耐磨层为聚氨酯层。

在其中一个实施例中，所述耐磨层为碳化硅层。

本实用新型还提供了一种金刚线切割机，

包括上述的储线轮，所述储线轮的数量为两个，分别为与所述金刚线切割机的第一排线轮配设的第一储线轮，以及与所述金刚线切割机的第二排线轮配设的第二储线轮；

当首次放线时，所述第一排线轮在所述第一储线轮的储线区移动，所述第二排线轮由所述第二储线轮的储线区移动至所述第二储线轮的工作区，使得金刚线排布在第二储线轮的工作区；

当首次收线时，所述第二排线轮在所述第二储线轮的工作区移动，所述第一排线轮由所述第一储线轮的储线区移动至第一储线轮的工作区，使得金刚线排布在第一储线轮的工作区。

上述金刚线切割机由于使用了上述储线轮，从而有利于提高金刚线的使用寿命。此外，还有利于提升金刚线的切割能力、提升良品率、降低断线率且有利于降低加工成本。而且，应用上述储线轮，金刚线的排线过程也方便快捷。

本实用新型还提供了一种金刚线切割机，包括上述储线轮，所述储线轮的数量为两个，分别为与所述金刚线切割机的第一排线轮配设的第一储线轮，以及与所述金刚线切割机的第二排线轮配设的第二储线轮；

所述金刚线切割机所用金刚线的直径为50μm-65μm；

当首次放线时，所述第一排线轮在所述第一储线轮的储线区移动，所述第二排线轮由所述第二储线轮的储线区移动至所述第二储线轮的工作区，使得金刚线排布在第二储线轮的工作区；

当首次收线时，所述第二排线轮在所述第二储线轮的工作区移动，所述第一排线轮由所述第一储线轮的储线区移动至第一储线轮的工作区，使得金刚线排布在第一储线轮的工作区。

上述金刚线切割机中，储线轮的参数为：所述弧形底部的横截面形状为圆弧形，所述斜面上部所在平面与所述弧形底部对应的圆弧面相切。弧形底部对应的两个斜面上部的夹角为25度-35度，相邻两个弧形底部的底端间距为95μm-105μm，弧形底部对应的圆弧半径为25μm-35μm，金刚线容纳槽的槽深为55μm-65μm。上述参数下，使用直径为50μm-65μm的金刚线时，可有效避免金刚线由槽体内意外跳出。这是由于金刚线容纳槽的形状和尺寸是经过特殊设计和选择，通过实验证明，其可有效避免金刚线由槽体内意外跳出。且金刚线容纳槽的相应结构也有利于金刚线更加顺畅地出入槽体，可减少金刚线与槽体本身之间的剐蹭。有利于提高槽体本身的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的储线轮的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的金钢线容纳槽的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的金刚线切割机的结构示意图。

其中：

100、储线轮 101、储线区 102、工作区

130、金刚线容纳槽 131、第一斜面上部 132、弧形底部

133、第二斜面上部 110、第一储线轮

111、第一储线轮的储线区 112、第一储线轮的工作区

120、第二储线轮 121、第二储线轮的储线区

122、第二储线轮的工作区 200、金刚线切割机

201、第二轴承箱 202、第二电机

203、第二排线轮 204、第二张力轮 205、金刚线

206、第二过线轮 207、第二导轮 208、第一导轮

209、第一过线轮 210、第一张力轮 211、第一排线轮

212、第一轴向箱 213、第一电机

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

储线轮是用于存放金刚线的零件。用于驱动储线轮转动的机构一般包括电机以及传动组件。具体设置时，电机与传动组件相连，传动组件与储线轮相连。这样就可以通过电机驱动储线轮转动。金刚线切割机中一般设置两个储线轮，其中一个储线轮做放线轮时，另一个储线轮就做收线轮。如此交替，通过不断地收线和放线实现金刚线对硅锭的切割，使硅锭切割形成硅片。目前，金刚线切割机中应用的储线轮一般只有一个区域，就是储线区。储线区的表面为光滑表面，金刚线一层一层缠绕在其上。工作时，储线轮在电机驱动下进行旋转，金刚线由一个储线轮移动至另一个储线轮。在移动过程中，作为放线轮的储线轮上，由于金刚线彼此层层缠绕接触，使得金刚线之间极易发生剐蹭磨损。作为收线轮的储线轮上，由于金刚线收线过程也是层层缠绕，使得金刚线之间也极易发生剐蹭磨损。这容易引起金刚线表面用于切割的金刚石发生掉落或损伤锐角。进而使得金刚线的切割能力降低，金刚线的使用寿命较短。

为了解决金刚线使用寿命较短的问题，如图1所示，本实用新型的实施例提供了金刚线切割机用的储线轮100。该储线轮100沿轴向包括两个区域，分别是储线区101和工作区102。

上述储线轮100在工作区102设置有金刚线容纳槽130，使得储线区101缠绕的金刚线可排布在工作区102的金刚线容纳槽130里。这样设置，在收线和放线过程中，可有效减少金刚线与金刚线之间的接触，也就可以有效避免由于金刚线与金刚线之间的接触而发生的磨损。从而有利于提高金刚线的使用寿命。此外，由于有效避免了金刚线之间磨损情况的发生，使得金刚线上的金刚石的锐角不易发生不必要的损伤。所以有利于提升金刚线的切割能力、提升良品率并降低断线率，进而可有利于降低加工成本。

具体的，储线区101对应的储线轮100的表面为光滑表面，储线区101用以缠绕并储存金刚线。在储线区101缠绕的金刚线可以是一层一层彼此接触的缠绕。当需要进行线切割作业时，可先将储线区101的金刚线排布在工作区102，然后进行放线和收线操作。也就是两个储线轮100上都是在工作区102之间进行收线和放线操作。

具体的，工作区102设于储线区101一侧。工作区102对应的储线轮100的表面覆盖有耐磨层。耐磨层上沿储线轮100的轴向设有若干等间距的金刚线容纳槽130。各个金刚线容纳槽130依次连通形成螺旋形状。金刚线在排线时可沿上述螺旋形状的槽体连续排入各个金刚线容纳槽130内。金刚线容纳槽130可以起到对金刚线限位和分散排布的效果，使得金刚线不会一层一层缠绕，也就有效避免了金刚线与金刚线之间的剐蹭磨损。耐磨层的设置，可有效保护槽体，使槽体形状在一定时期内不会发生较大程度的磨损变形。进而有利于维持储线轮100的工作区102的正常运转。

本实施例中，工作区102与储线区101的轴向长度可以根据金刚线切割机的尺寸以及具体切割时需要的金刚线的长度来设定。例如，工作区102轴向长度可为500mm等。而且，本实施例中，由于设置有两个区，使得储线轮100的通用性较好。也就是同一个储线轮100可以匹配不同金刚线工作长度的需求。例如，储线轮100的储线区101可以储存较多的金刚线，工作区102在设置时可以具有一定的富余量，这样，储线区101的金刚线可以根据实际切割所需的金刚线的长度对工作区102进行布线。也就是，储线区101的金刚线有余量，工作区102的长度也有余量。例如，工作区102轴向长度为500mm时，实际使可能只需400mm，当需要更长金刚线进行线切割时，只需给工作区102排布更多金刚线即可。

具体的，金刚线容纳槽130的形状可以有多种实施方式。例如，本实施例中，金刚线容纳槽130包括弧形底部132以及位于弧形底部132两侧的斜面上部，例如图2中的第一斜面上部131和第二斜面上部133。金刚线容纳槽130的槽宽由金刚线容纳槽130的槽顶到槽底逐渐变小。弧形底部132有利于与金刚线的形状匹配，且有利于减少金刚线与槽体之间的磨损。斜面上部的设置方式便于金刚线出入槽体。可以理解的是，上述金刚线容纳槽130也可以是其它形状的槽体。

本实施例中，上述弧形底部132的横截面形状可以为圆弧形，上述斜面上部所在平面与弧形底部132对应的圆弧面相切。这样设置，槽体内表面比较平滑，与金刚线的形状匹配程度更高。

目前，一般金刚线切割机上使用的金刚线在50μm-80μm，较多的是集中在50μm-65μm。所以本实施例根据金刚线的尺寸对上述槽体进行了进一步的优化。具体为，上述弧形底部132对应的两个斜面上部的夹角a为25度-35度，例如可为25度、30度或35度等。相邻两个弧形底部132的底端间距s为95μm-105μm，例如可为95μm、100μm或105μm等。弧形底部132对应的圆弧半径r为25μm-35μm，例如可为25μm、30μm或35μm等。金刚线容纳槽130的槽深h为55μm-65μm，例如可为55μm、60μm或65μm等。上述参数下，可有效避免金刚线由槽体内意外跳出，尤其是使用直径为50μm-65μm的金刚线时，效果更好。这是由于金刚线容纳槽130的形状和尺寸是经过特殊设计和选择，通过实验证明，其可有效避免金刚线由槽体内意外跳出。且金刚线容纳槽130的相应结构也有利于金刚线更加顺畅地出入槽体，可减少金刚线与槽体本身之间的剐蹭。有利于提高槽体本身的使用寿命。

本实施例中，弧形底部132对应的两个斜面上部的夹角为30度，相邻两个弧形底部132的底端间距为100μm，弧形底部132对应的圆弧半径为30μm，金刚线容纳槽130的槽深为60μm。上述设置方式，使得储线轮100的通用性较好。也就是同一种储线轮100可以匹配大部分尺寸的金刚线。

本实施例中，耐磨层可为聚氨酯层或碳化硅层等。

如图3所示，本实用新型的实施例还提供了金刚线切割机200。

本实施例中，金刚线切割机200设有上述储线轮100。金刚线切割机200的其它结构与一般的金刚线切割机200的结构类似。这里就不再赘述。以下仅为了对排线过程描述方便，引入一般金刚线切割机200上的排线轮机构。

一般金刚线切割机200的储线轮只有储线区，因此排线轮只是在储线轮的储线区进行移动。本实施例中，排线轮是在储线区101和工作区102进行移动。所以本实施例中，排线轮的运动方式与一般金刚线切割机200不同。

具体的，本实施例中，储线轮的数量为两个，分别为第一储线轮110和第二储线轮120。还包括第一排线轮211和第二排线轮203，第一排线轮211设于机架上，并位于第一储线轮110上方。第一排线轮211与第一驱动机构相连。第二排线轮203设于机架上，并位于第二储线轮120上方。第二排线轮203与第二驱动机构相连。上述驱动机构可以包括支架、安装在支架上的丝杠副以及电机等。

在进行线切割作业前，需要将第一储线轮的储线区111上的金刚线205排布到第一储线轮的工作区112。

具体过程如下：

第一步，将第一储线轮110上的金刚线205进行放线，使其排布在第二储线轮的工作区122。具体为，先将第一储线轮110上的金刚线205的自由端依次穿过第一排线轮211、第一张力轮210、第一过线轮209、第一导轮208、第二导轮207、第二过线轮206、第二张力轮204和第二排线轮203，然后将该自由端固定在第二储线轮120上，可用胶带等方式固定。接着，开机。各导轮正向转动。随着第一储线轮110的转动，第一排线轮211在第一储线轮的储线区111移动。随着第二储线轮120的转动，第二排线轮203由第二储线轮的储线区121移动至第二储线轮的工作区122。这样可将金刚线205排布在第二储线轮的工作区122的槽体内。

第二步，将第二储线轮的工作区122的金刚线205进行放线，使其排布在第一储线轮的工作区112。具体为，使各导轮反向转动。随着第二储线轮120的转动，第二排线轮203在第二储线轮的工作区122移动。随着第一储线轮110的转动，所述第一排线轮211由所述第一储线轮的储线区111移动至第一储线轮的工作区112。这样可将金刚线205排布在第一储线轮的工作区112的槽体内。

上述排线完毕后，金刚线切割机200可正常进行线切割作业。由于在对硅锭进行线切割过程中，收放线是在两个储线轮的工作区之间进行，可有效减少金刚线205与金刚线205之间的接触，也就可以有效避免由于金刚线205与金刚线205之间的接触而发生的磨损，可降低金刚石损耗。从而有利于提高金刚线205的使用寿命。此外，还有利于提升金刚线205的切割能力、提升良品率、降低断线率且有利于降低加工成本。而且，上述排线过程基本不需要对一般的金刚线切割机进行较大程度的改造。整个排线过程快捷方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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

Claims (9)

1.一种金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述储线轮包括：

储线区，所述储线区对应的所述储线轮的表面为光滑表面，所述储线区用以缠绕并储存金刚线；

工作区，所述工作区沿所述储线轮的轴向设于所述储线区一侧，所述工作区对应的所述储线轮的表面覆盖有耐磨层，所述耐磨层上沿储线轮的轴向设有若干等间距的金刚线容纳槽，各个金刚线容纳槽依次连通形成螺旋形状。

2.根据权利要求1所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述金刚线容纳槽包括弧形底部以及位于所述弧形底部两侧的斜面上部，所述金刚线容纳槽的槽宽由金刚线容纳槽的槽顶到槽底逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述弧形底部的横截面形状为圆弧形，所述斜面上部所在平面与所述弧形底部对应的圆弧面相切。

4.根据权利要求3所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述弧形底部对应的两个斜面上部的夹角为25度-35度，相邻两个所述弧形底部的底端间距为95μm-105μm，所述弧形底部对应的圆弧半径为25μm-35μm，所述金刚线容纳槽的槽深为55μm-65μm。

5.根据权利要求4所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述弧形底部对应的两个斜面上部的夹角为30度，相邻两个所述弧形底部的底端间距为100μm，所述弧形底部对应的圆弧半径为30μm，所述金刚线容纳槽的槽深为60μm。

6.根据权利要求1所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述耐磨层为聚氨酯层。

7.根据权利要求1所述的金刚线切割机用的储线轮，其特征在于，所述耐磨层为碳化硅层。

8.一种金刚线切割机，其特征在于，

包括权利要求1、2、3、6或7中任意一项所述的储线轮，所述储线轮的数量为两个，分别为与所述金刚线切割机的第一排线轮配设的第一储线轮，以及与所述金刚线切割机的第二排线轮配设的第二储线轮；

当首次放线时，所述第一排线轮在所述第一储线轮的储线区移动，所述第二排线轮由所述第二储线轮的储线区移动至所述第二储线轮的工作区，使得金刚线排布在第二储线轮的工作区；

当首次收线时，所述第二排线轮在所述第二储线轮的工作区移动，所述第一排线轮由所述第一储线轮的储线区移动至第一储线轮的工作区，使得金刚线排布在第一储线轮的工作区。

9.一种金刚线切割机，其特征在于，

包括权利要求4或5所述的储线轮，所述储线轮的数量为两个，分别为与所述金刚线切割机的第一排线轮配设的第一储线轮，以及与所述金刚线切割机的第二排线轮配设的第二储线轮；

所述金刚线切割机所用金刚线的直径为50μm-65μm；

当首次放线时，所述第一排线轮在所述第一储线轮的储线区移动，所述第二排线轮由所述第二储线轮的储线区移动至所述第二储线轮的工作区，使得金刚线排布在第二储线轮的工作区；

当首次收线时，所述第二排线轮在所述第二储线轮的工作区移动，所述第一排线轮由所述第一储线轮的储线区移动至第一储线轮的工作区，使得金刚线排布在第一储线轮的工作区。