CN218614806U - 一种喷淋装置以及晶棒切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及喷淋机械技术领域，尤其涉及一种喷淋装置以及晶棒切割装置。其中，该喷淋装置，包括喷淋管以及至少两个喷淋嘴，至少两个喷淋嘴间隔分布在喷淋管上且均连通至喷淋管，喷淋管内液体输出至各个喷淋嘴。各个喷淋嘴的喷射角度为145°‑155°，任意两个喷淋嘴之间的间距为86mm‑96mm。该喷淋装置通过优化喷淋嘴的喷射角度以及间距，来提升切割液喷洒均匀性，优化降温、润滑以及排屑能力。从而达到提升切割良率的效果。

Description

一种喷淋装置以及晶棒切割装置

技术领域

本实用新型涉及喷淋机械技术领域，尤其涉及一种喷淋装置以及晶棒切割装置。

背景技术

制备蓝宝石衬底流程主要包含为切割、研磨、抛光三大领域。其中切割领域最为关键，决定衬底切割片源初始的良率及品质。

蓝宝石衬底切割的原理是通过一根高速运动的金刚线带动附着在钢丝上的金刚石颗粒对蓝宝石进行磨削的过程，从而达到切割效果。在整个切割过程中，钢线通过导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而切割蓝宝石是通过工作台的下降实现工件的切割。切割过程中，金刚线对蓝宝石切割产生大量的热量及磨削产生的废料，故在此过程中切割液起到降温、润滑、排屑的作用。

目前的喷淋装置由于喷嘴密度较高，相邻喷嘴雾状喷出的切割液相互接触撞击后形成水珠，导致冲击力减弱，切割液喷出雾状均匀性下降。

实用新型内容

本实用新型实施例为了解决现有技术中的喷淋装置由于喷嘴密度较高，导致冲击力减弱，切割液喷出雾状均匀性下降的技术问题，提供一种喷淋装置以及晶棒切割装置。

为了解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供了一种喷淋装置，包括：

喷淋管；以及

至少两个喷淋嘴，至少两个所述喷淋嘴间隔分布在所述喷淋管上且均连通至所述喷淋管，所述喷淋管内液体输出至各个所述喷淋嘴，各个所述喷淋嘴的喷射角度为145°-155°，任意两个所述喷淋嘴之间的间距为86mm-96mm。

可选地，所述喷淋嘴包括连接部以及与所述连接部相连的液体反射部，所述连接部固定连接至所述喷淋管，所述连接部上设有第一进液孔，所述第一进液孔的进口连通所述喷淋管且其出口对应至所述液体反射部。

可选地，所述连接部的底部设有延伸部，所述液体反射部固定连接在所述延伸部的底部，所述连接部和所述液体反射部之间形成有缺口部。

可选地，所述液体反射部具有反射斜面，所述反射斜面设置在所述第一进液孔的出口的下方，所述延伸部围挡在所述反射斜面的后侧。

可选地，所述连接部的外侧面设有连接螺纹以及旋转操作部，所述旋转操作部驱动所述连接部旋转以螺接在所述喷淋管上。

可选地，多个所述喷淋嘴沿直线等距布置在所述喷淋管上。

可选地，所述喷淋管的上设有第二进液孔，所述第二进液孔的孔径大于所述第一进液孔的孔径。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种晶棒切割装置，包括：

线槽轮，所述线槽轮上设有切割线；

活动工作台，所述活动工作台用于放置晶棒，所述活动工作台移动使所述晶棒接触所述切割线；以及

所述的喷淋装置，所述喷淋装置喷射至所述晶棒与所述切割线的接触处。

可选地，该晶棒切割装置还包括机座，两个所述线槽轮相对设置在所述机座上，所述活动工作台设于两个所述线槽轮之间，两个所述喷淋装置分别设于两个所述线槽轮的上方，两个所述喷淋装置均向所述活动工作台的方向喷淋。

可选地，所述喷淋装置的两端分别设有直角安装件，所述机座的两侧均具有直角台阶部，两所述直角安装件均匹配固定至两所述直角台阶部上。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：该喷淋装置通过优化喷淋嘴的喷射角度以及间距，来提升切割液喷洒均匀性，优化降温、润滑以及排屑能力，从而达到提升切割良率的效果。

附图说明

图1是本实用新型一种喷淋装置的结构示意图；

图2是本实用新型中的喷淋嘴的结构示意图；

图3是本实用新型一种晶棒切割装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1和对比例的切割后衬底Warp均值的对比图；

图5是本实用新型实施例1和对比例的切割后衬底Bow均值的对比图；

图6是本实用新型实施例1和对比例的退火后衬底Warp均值的对比图；

图7是本实用新型实施例1和对比例的退火后衬底Bow均值的对比图。

附图标号说明：

1、喷淋装置；11、喷淋管；111、第二进液孔；12、喷淋嘴；121、连接部；122、液体反射部；123、第一进液孔；124、延伸部；125、缺口部；126、反射斜面；127、连接螺纹；128、旋转操作部；2、线槽轮；3、活动工作台；4、晶棒；5、机座；51、直角台阶部；6、直角安装件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型的一实施例，如图1所示，提供了一种喷淋装置1，包括喷淋管11以及至少两个喷淋嘴12，至少两个喷淋嘴12间隔分布在喷淋管11上且均连通至喷淋管11。喷淋管11内液体输出至各个喷淋嘴12，切割液从喷淋管11输出至各个喷淋嘴12，切割液从喷淋嘴12中喷出形成扇形区域。

各个喷淋嘴12的喷射角度(扇形区域的夹角)为145°-155°，优选为147°-152°，更优选为149°-151°，具体可以是145°、147°、149°、150°、153°和155°。

结合上述喷淋嘴12的输入流量和喷射角度两个参数，任意两个喷淋嘴12之间的间距为86mm-96mm，通过上述设定，避免了相邻两个喷嘴雾状喷出的切割液相互接触撞击后形成水珠而导致冲击力减弱和切割液喷出雾状均匀性下降的问题。

该喷淋装置1通过优化喷淋嘴12的喷射角度以及间距，来提升切割液喷洒均匀性，优化降温、润滑以及排屑能力。从而达到提升切割良率的效果。

在本实用新型中，各个喷淋嘴12的输入流量优选是3-5L/min，更优选为3.1-4.3L/min，更优选为3.5-3.9L/min，具体可以是3L/min、3.1L/min、3.5L/min、4L/min、4.3L/min、3.9L/min、4.5L/min和5L/min。喷淋嘴12的输入流量不应过小以免切割液不足影响降温、润滑等性能；也不应过大，以免浪费切割液。

在本实用新型的另一实施例中，如图2所示，该喷淋装置1的喷淋嘴12包括连接部121以及与连接部121相连的液体反射部122，连接部121固定连接至喷淋管11，连接部121上设有第一进液孔123，第一进液孔123的进口连通喷淋管11且其出口对应至液体反射部122。切割液从第一进液孔123的进口输入，并从第一进液孔123的出口射出，经过液体反射部122反射后分散形成扇形区域，使液体分散成雾状。

在本实用新型的另一实施例中，如图2所示，该喷淋装置1的连接部121的底部设有延伸部124，液体反射部122固定连接在延伸部124的底部，连接部121和液体反射部122之间形成有缺口部125。切割液经过反射后从缺口部125向前喷射。

在本实用新型的另一实施例中，如图2所示，该喷淋装置1的液体反射部122具有反射斜面126，反射斜面126设置在第一进液孔123的出口的下方，延伸部124围挡在反射斜面126的后侧。延伸部124约束了反射斜面126的反射角度，使其较为集中地在特定的喷射角度内喷射。

优选地，反射斜面126的倾斜角度为8.5°-9.5°。反射斜面126靠近延伸部124的一侧较高，而远离延伸部124的一侧较低。

在本实用新型的另一实施例中，如图2所示，该喷淋装置1的连接部121的外侧面设有连接螺纹127以及旋转操作部128，旋转操作部128驱动连接部121旋转以螺接在喷淋管11上。具体地，旋转操作部128可以是棱柱形状，例如螺栓头的结构，能够被拧动，从而方便锁紧或松开连接部121。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，为了提高多个喷淋嘴12的喷淋均匀性，该喷淋装置1的多个喷淋嘴12沿直线等距布置在喷淋管11上。

在本实用新型的另一实施例中，如图1和图2所示，为了提高喷淋嘴12的输出压力，该喷淋装置1的喷淋管11的上设有第二进液孔111，第二进液孔111的孔径大于第一进液孔123的孔径。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种晶棒切割装置，如图3所示，包括线槽轮2、活动工作台3以及喷淋装置1。该喷淋装置1的具体结构参照上述实施例，由于本晶棒切割装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，线槽轮2上设有切割线。活动工作台3用于放置晶棒4，活动工作台3移动使晶棒4接触切割线，实现切割。喷淋装置1喷射至晶棒4与切割线的接触处，喷淋嘴12与晶棒4和切割线的接触处的距离优选是0.3-2m，例如是0.3-0.7m、0.7-1.2m、1.2-1.5m或1.5-2m。

在本实用新型的另一实施例中，如图3所示，该晶棒切割装置还包括机座5，两个线槽轮2相对设置在机座5上，活动工作台3设于两个线槽轮2之间，两个喷淋装置1分别设于两个线槽轮2的上方，两个喷淋装置1均向活动工作台3的方向喷淋，从而在切割位置的两侧对其进行喷淋，增强降温效果。

在本实用新型的另一实施例中，如图3所示，该晶棒切割装置的喷淋装置1的两端分别设有直角安装件6，机座5的两侧均具有直角台阶部51，两直角安装件6均匹配固定至两直角台阶部51上，从而便于该喷淋装置1的安装和拆卸调整。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

实施例1

本实施例中的喷淋装置，包括喷淋管以及八个喷淋嘴，八个喷淋嘴间隔分布在喷淋管上且均连通至喷淋管。喷淋过程中，各个喷淋嘴的输入流量保持3-5L/min，各个喷淋嘴的喷射角度保持为145°-155°，任意两个喷淋嘴之间的间距为90.7mm。即八个喷淋嘴中第一个喷淋嘴和最后一个喷淋嘴之间的间距为634.9mm。

对比例

对比例与实施例1的不同之处在于，在634.9mm的长度中设置了十二个喷淋嘴，即任意两个喷淋嘴之间的间距约57.7mm，对比例其余部分与实施例1相同。

使用实施例1和对比例的喷淋装置在相同条件下进行切割晶棒喷淋工作。且在切割后测量衬底Warp均值和Bow均值，并退火后测量衬底Warp均值和Bow均值，测试结果见表1。

表1

参照图4至图7，结合表1，实施例1切割后量测Warp均值相比对比例降低3.08um，Bow均值相比对比例降低0.09um。实施例1退火后衬底Warp数值相比对比例低1.57um，Bow均值相较对比例低0.22um，从而证明本实用新型通过提升切割液喷洒均匀性，优化降温、润滑以及排屑能力，从而达到了提升切割良率的效果。

本实用新型是对线切割机台喷淋管的喷淋嘴密度进行改造，从而使得切割液喷淋更加均匀，冲击力更大，从而达到减少切割过程碎屑的参与，降低切割过程中多余热量的产生，来改善衬底切割平坦度及面型。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种喷淋装置，其特征在于，包括：

喷淋管；以及

至少两个喷淋嘴，至少两个所述喷淋嘴间隔分布在所述喷淋管上且均连通至所述喷淋管，所述喷淋管内液体输出至各个所述喷淋嘴，各个所述喷淋嘴的喷射角度为145°-155°，任意两个所述喷淋嘴之间的间距为86mm-96mm。

2.如权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述喷淋嘴包括连接部以及与所述连接部相连的液体反射部，所述连接部固定连接至所述喷淋管，所述连接部上设有第一进液孔，所述第一进液孔的进口连通所述喷淋管且其出口对应至所述液体反射部。

3.如权利要求2所述的喷淋装置，其特征在于，所述连接部的底部设有延伸部，所述液体反射部固定连接在所述延伸部的底部，所述连接部和所述液体反射部之间形成有缺口部。

4.如权利要求3所述的喷淋装置，其特征在于，所述液体反射部具有反射斜面，所述反射斜面设置在所述第一进液孔的出口的下方，所述延伸部围挡在所述反射斜面的后侧。

5.如权利要求2所述的喷淋装置，其特征在于，所述连接部的外侧面设有连接螺纹以及旋转操作部，所述旋转操作部驱动所述连接部旋转以螺接在所述喷淋管上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的喷淋装置，其特征在于，多个所述喷淋嘴沿直线等距布置在所述喷淋管上。

7.如权利要求2至5中任一项所述的喷淋装置，其特征在于，所述喷淋管的上设有第二进液孔，所述第二进液孔的孔径大于所述第一进液孔的孔径。

8.一种晶棒切割装置，其特征在于，包括：

线槽轮，所述线槽轮上设有切割线；

活动工作台，所述活动工作台用于放置晶棒，所述活动工作台移动使所述晶棒接触所述切割线；以及

如权利要求1至7中任一项所述的喷淋装置，所述喷淋装置喷射至所述晶棒与所述切割线的接触处。

9.如权利要求8所述的晶棒切割装置，其特征在于，还包括机座，两个所述线槽轮相对设置在所述机座上，所述活动工作台设于两个所述线槽轮之间，两个所述喷淋装置分别设于两个所述线槽轮的上方，两个所述喷淋装置均向所述活动工作台的方向喷淋。

10.如权利要求9所述的晶棒切割装置，其特征在于，所述喷淋装置的两端分别设有直角安装件，所述机座的两侧均具有直角台阶部，两所述直角安装件均匹配固定至两所述直角台阶部上。

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