KR20110033356A - Diamond wire saw - Google Patents

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정용화
이형윤
이규복
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일진다이아몬드(주)
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Abstract

PURPOSE: A diamond wire saw is provided to ensure improved cutting speed because the sharp vertexes of diamond particles are exposed on the surface of a binder in the longitudinal direction of a wire. CONSTITUTION: A diamond wire saw comprises a wire(10), a binder(116), and a plurality of diamond particles(114). The binder is formed in the surface of the wire. The diamond particles, which are supported on the binder, are formed in the shape of a pyramid having a polygonal bottom face and triangular side faces wherein a vertex of the pyramid is projected from the surface of the binder.

Description

다이아몬드 와이어 쏘{Diamond Wire Saw}Diamond Wire Saw {Diamond Wire Saw}

본 발명은 태양광용 실리콘 잉곳(silicon ingot)을 절단하는 다이아몬드 와이어 쏘에 관한 것으로, 특히 삼각뿔 또는 사각뿔 등의 각뿔(밑면이 삼각형 또는 사각형이고 옆면이 모두 삼각형으로 되어 있는 4면체 또는 5면체) 형상의 다이아몬드입자를 결합제로 와이어에 결합시킨 다이아몬드 와이어 쏘에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diamond wire saw for cutting a silicon ingot for photovoltaic, in particular triangular pyramids or square pyramids (such as triangular pyramidal or quadrangular, tetrahedron or tetrahedron with sides triangular) A diamond wire saw in which diamond particles are bonded to a wire with a binder.

종래 다이아몬드 와이어 쏘로서, 예컨대 한국공개특허 제2006-0118392호의 공보에 개시된 것이 제안되어 있다. As a conventional diamond wire saw, for example, the one disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 2006-0118392 has been proposed.

위 공보의 도 6에 도시한 다이아몬드 와이어 쏘는 와이어(10) 및 결합제(16)를 사용하여 와이어(10)에 부착된 복수의 개별 코팅된 다이아몬드입자(14)를 가지는 초연마층(12)을 제공한다. 6 provides a superabrasive layer 12 having a plurality of individually coated diamond particles 14 attached to the wire 10 using the diamond wire saw wire 10 and the binder 16 shown in FIG. 6 of the above publication. do.

이러한 다이아몬드입자(14)는 6면체 이상의 입자가 사용되어, 도 6과 같이 옆면이 와이어(10)의 중심축(CL)에 대해 거의 수직한 방향으로 배치되어 결합제(16)와 닿는 부분이 평행하기 때문에 결합도(결합제가 다이아몬드입자를 지지하 는 강도)가 약해 결합제(16)로부터 다이아몬드입자(14)가 이탈되기 쉽다. The diamond particles 14 are hexagonal or larger particles are used, as shown in Figure 6 is the side surface is disposed in a direction substantially perpendicular to the central axis CL of the wire 10 to be in contact with the binder 16 is parallel. Therefore, the bonding degree (the strength at which the binder supports the diamond grains) is weak, and the diamond grains 14 are easily separated from the binder 16.

또한, 다이아몬드입자(14)가 결합제(16)에서 이탈되기 전까지 다이아몬드입자(14)가 흔들리는 경우 실리콘 잉곳 절단 시 입자손실이 크고 절단효율도 매우 낮다. In addition, when the diamond particles 14 are shaken until the diamond particles 14 are separated from the binder 16, the particle loss is large and the cutting efficiency is very low when cutting the silicon ingot.

이러한 다이아몬드입자(14)의 이탈을 방지하기 위해 결합제(16)에서 노출된 다이아몬드입자 부분에도 결합제로 코팅하거나 다른 코팅을 행하는 경우가 있는데 이는 비용이나 공정 측면에서 바람직하지 않고, 특히 초기 절단시 다이아몬드입자 자체의 날카로움이 무뎌지고, 절단중 결합제가 벗겨지는 경우 전과 같이 이탈될 우려가 매우 크다. In order to prevent the separation of the diamond particles 14, the exposed portion of the diamond particles in the binder 16 may be coated with a binder or other coating, which is not preferable in terms of cost or process, and especially during initial cutting. If the sharpness of itself becomes dull and the binder is peeled off during cutting, there is a great risk of leaving as before.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 결합제와 다이아몬드입자의 결합도를 현저히 향상시킨 다이아몬드 와이어 쏘를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a diamond wire saw that significantly improves the bonding degree of the binder and the diamond particles.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, In order to achieve the above object, the diamond wire saw of claim 1 of the present invention,

와이어; 상기 와이어의 표면에 형성되는 결합제; 상기 결합제에 지지되는 다이아몬드입자를 포함하되, wire; A binder formed on the surface of the wire; Including diamond particles supported by the binder,

상기 다이아몬드입자는 밑면이 다각형이고 옆면이 모두 삼각형인 각뿔 형상이고, 상기 각뿔의 꼭짓점 하나는 상기 결합제의 표면으로부터 돌출되어 있다. The diamond particles have a pyramidal shape with a polygonal base and triangular sides, and one vertex of the pyramid protrudes from the surface of the binder.

이 구성에 의하면, 다이아몬드의 옆면은 적어도 결합제가 누르는 방향으로 경사지게 배치되어 다이아몬드입자를 지지하는 결합도를 현저히 향상시킨다. According to this structure, the side surface of a diamond is arrange | positioned obliquely at least in the direction which a binder presses, and remarkably improves the bondability which supports a diamond particle.

본 발명의 청구항 2에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, Diamond wire saw of claim 2 of the present invention,

상기 다이아몬드입자의 밑면이 상기 와이어의 길이방향에 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. It is preferable that the bottom surface of the diamond particles are disposed parallel to the longitudinal direction of the wire.

본 발명의 청구항 3에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, Diamond wire saw of claim 3 of the present invention,

상기 다이아몬드입자의 밑면이 상기 와이어의 길이방향에 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. It is preferable that the bottom surface of the diamond particles are disposed to be inclined in the longitudinal direction of the wire.

본 발명의 청구항 4에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, Diamond wire saw according to claim 4 of the present invention,

밑면이 상기 와이어의 길이방향에 평행하게 배치되는 다이아몬드입자와, 밑면이 상기 와이어의 길이방향에 경사지게 배치되는 다이아몬드입자로 혼용되는 것이 바람직하다. It is preferable that the bottom surface is mixed with the diamond particles disposed parallel to the longitudinal direction of the wire, and the bottom surface is diamond particles disposed inclined in the longitudinal direction of the wire.

본 발명의 청구항 5에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, Diamond wire saw according to claim 5 of the present invention,

상기 각뿔은 밑면이 삼각형이고 옆면이 모두 삼각형인 삼각뿔인 것이 바람직하다. The pyramid is preferably a triangular pyramid whose base is triangular and its sides are triangular.

본 발명의 청구항 6에 기재된 다이아몬드 와이어 쏘는, Diamond wire saw according to claim 6 of the present invention,

상기 각뿔은 밑면이 사각형이고 옆면이 모두 삼각형인 사각뿔인 것이 바람직하다. The pyramid is preferably a square pyramid whose base is square and the sides are triangular.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. As is apparent from the above description, the preferred embodiments of the present invention have the following effects.

다이아몬드입자가 삼각뿔 또는 사각뿔의 각뿔로 구현하여 적어도 옆면이 와이어의 길이방향에 대해 둔각 또는 예각 형태로 경사져 있어 결합제에 눌리는 방향으로 옆면이 파묻혀 있어, 다이아몬드입자의 이탈에 대해 결합제가 어느 정도 구속하여 공구 수명성과 작업 안정성을 현저히 향상시킬 수 있다. The diamond particles are embodied as triangular pyramids or square pyramid pyramids, and at least the sides are inclined at an obtuse angle or acute angle with respect to the length of the wire, so that the sides are buried in the direction pressed by the binder. The service life and work stability can be significantly improved.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각뿔 형상의 다이아몬드입자가 부착된 상태의 다이아몬드 와이어 쏘를 도시한 종단면도이고, 도 2 및 도 3은 삼각뿔 및 사각뿔의 형상을 도시한 사시도이다. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a diamond wire saw with a pyramidal diamond particle attached according to a preferred embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are perspective views showing the shape of a triangular pyramid and a square pyramid.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 와이어 쏘는 소정의 길이를 갖는 와이어(10)와, 각뿔 형상의 다이아몬드입자(114)와, 와이어(10)에 다이아몬드입자(114)를 결합 지지하는 결합제(116)로 구성하여 있다. As shown in FIG. 1, a wire saw according to an embodiment of the present invention combines a wire 10 having a predetermined length, a pyramidal diamond particle 114, and a diamond particle 114 to the wire 10. It consists of a binder 116 to support.

와이어(10)는 유연성 및 인장과 같이 와이어 쏘의 사용 상태를 견딜 수 있는 재료로 형성될 수 있다. 본원 발명에서 사용하기에 적합한 와이어는 전형적으로 고 탄소 강철, 텅스텐, 구리 등을 포함하는 강철과 같은 금속 와이어 일 수 있다. 폴리머, 탄소 나노튜브, 복합물, 및 그 밖의 다른 재료와 같이 현재 공지되어 있거나 아직 개발되고 있는 그 밖의 다른 재료가 사용될 수도 있었다. Wire 10 may be formed of a material that can withstand the state of use of the wire saw, such as flexibility and tension. Wires suitable for use in the present invention may typically be metal wires, such as steel, including high carbon steel, tungsten, copper, and the like. Other materials, now known or still in development, could be used, such as polymers, carbon nanotubes, composites, and other materials.

다이아몬드입자(114)는 각뿔(밑면이 다각형이고 옆면이 모두 삼각형으로 되어 있는 다면체) 형상의 입자들로 구성되어 있다. Diamond particle 114 is composed of particles of a pyramid (polyhedron having a polygonal bottom and triangular sides).

각뿔은 밑면이 삼각형이면 삼각뿔(도 2), 사각형이면 피라미드 타입의 사각뿔(도 3)이라 한다. The pyramid is called a triangular pyramid (FIG. 2) if the base is a triangle, and a pyramid-shaped square pyramid (FIG. 3) if it is a square.

이러한 각뿔 형상의 다이아몬드입자(114)는 도 1과 같이, 밑면이 와이어(10)의 길이방향에 대해 거의 또는 실질적으로 평행하게 배치되어 결합제(116)에 결합되고, 꼭짓점이 결합제(116)의 표면으로부터 돌출되는 레귤러방식으로 배열되어 있 다. The pyramidal diamond particles 114, as shown in Figure 1, the bottom surface is disposed almost or substantially parallel to the longitudinal direction of the wire 10 is bonded to the binder 116, the vertex is the surface of the binder 116 It is arranged in a regular manner that protrudes from the surface.

따라서, 다이아몬드입자(114)의 옆면 전체가 결합제(116)에 의해 화살표 방향으로 눌려지고 있기 때문에, 다이아몬드입자(114)와 결합제(116)의 결합도가 현저히 향상되어 다이아몬드입자(114)의 이탈을 최대한 억제시킬 수 있다. Therefore, since the entire side surface of the diamond particles 114 is pressed in the direction of the arrow by the binder 116, the degree of bonding between the diamond particles 114 and the binder 116 is remarkably improved, and the separation of the diamond particles 114 is prevented. It can be suppressed as much as possible.

또한, 날카로운 꼭짓점이 와이어(10)의 길이방향에 수직하게 결합제(116)의 표면으로부터 외부로 노출되어 절단속도를 현저히 향상시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 둔각 또는 예각형태로 배치된 꼭짓점은 상대적으로 수직한 꼭짓점보다 무딘 부분이기 때문에 절단속도가 훨씬 느려 생산성이 떨어질 수밖에 없다. In addition, the sharp vertex is exposed to the outside from the surface of the binder 116 perpendicular to the longitudinal direction of the wire 10 can significantly improve the cutting speed to improve productivity. In other words, since the vertices arranged in an obtuse or acute angle are blunt than the relatively vertical vertices, the cutting speed is much slower, which leads to a decrease in productivity.

이와 같은 배열은 다이아몬드입자(114)의 결합도와 절단능력을 현저히 향상시킨다. This arrangement significantly improves the bonding and cutting ability of the diamond particles 114.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 각뿔 형상의 다이아몬드입자(114)는 밑면이 와이어(10)의 길이방향에 대해 경사지게 배치되어 결합제(116)에 결합되고, 꼭짓점이 결합제(116)의 표면으로부터 외부로 노출되는 랜덤 방식으로 배열되어 있다. On the other hand, as shown in Figure 4, the pyramidal diamond particle 114 is the bottom surface is inclined with respect to the longitudinal direction of the wire 10 is bonded to the binder 116, the vertex from the surface of the binder 116 It is arranged in a random manner exposed to the outside.

따라서, 다이아몬드입자(114)의 전체 옆면 중 2개의 옆면이 결합제(116)에 의해 화살표 방향으로 눌려지고 있기 때문에, 다이아몬드입자(114)와 결합제(116)의 결합도가 향상되어 다이아몬드입자(114)의 이탈을 최대한 억제시킬 수 있다. Therefore, since two side surfaces of all the side surfaces of the diamond particles 114 are pressed by the binder 116 in the direction of the arrow, the degree of bonding between the diamond particles 114 and the binder 116 is improved and the diamond particles 114 The deviation of can be suppressed as much as possible.

다른 한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 다이아몬드입자(114)를 도 1의 규칙적 배열과 도 5의 임의적 배열을 혼용할 수도 있다. On the other hand, as shown in FIG. 5, the diamond particles 114 may be mixed with the regular arrangement of FIG. 1 and the arbitrary arrangement of FIG.

이와 같이 각뿔 형상의 다이아몬드입자(114)는 결합제(116)에 파묻혀 옆면을 누르는 자세로 쉽게 배열되기 용이하여 와이어 쏘의 생산성을 향상시킬 수 있다. Thus, the pyramidal diamond particles 114 are easily buried in the binder 116 and can be easily arranged in a posture to press the side, thereby improving the productivity of the wire saw.

결합제(116)는 와이어의 표면에 둘러싸여 다이아몬드를 고착 지지하는 본드(bond)로서, 크게 금속결합제와 수지결합제가 있다. The binder 116 is a bond that is surrounded by the surface of the wire to securely support the diamond. The binder 116 includes a metal binder and a resin binder.

금속결합제는 니켈전착으로서 결속력은 우수하나 제조시간이 느리고, 수지결합제는 다이아몬드입자를 부착한 수지(resin)로서 제조시간은 빠르나 결속력이 약하다. The metal binder is nickel electrodeposition, which is excellent in binding strength but slow in manufacturing time, and the resin binder is resin (resin) to which diamond particles are attached.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, the present invention can be variously modified or modified without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims Those skilled in the art will appreciate.

본 발명은 다이아몬드입자를 이용하여 절단하는 와이어 쏘라면 어느 것이라도 적용 가능하다. The present invention is applicable to any wire saw that cuts using diamond particles.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각뿔 형상의 다이아몬드입자가 부착된 상태의 다이아몬드 와이어 쏘를 도시한 종단면도. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a diamond wire saw with a pyramidal diamond particle attached in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3은 삼각뿔 및 사각뿔의 형상을 도시한 사시도. 2 and 3 are perspective views showing the shapes of the triangular pyramid and the square pyramid.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각뿔 형상의 다이아몬드입자가 부착된 다른 상태의 다이아몬드 와이어 쏘를 도시한 종단면도. Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view showing a diamond wire saw in a different state is attached pyramidal diamond particles in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 도 1과 도 4의 혼용상태를 보여주는 종단면도. 5 is a longitudinal sectional view showing a mixed state of FIGS. 1 and 4.

도 6은 종래 다이아몬드 와이어 쏘를 도시한 종단면도. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional diamond wire saw.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10 : 와이어(심선) 114 : 각뿔형 다이아몬드입자10: wire (core wire) 114: pyramidal diamond particles

116 : 결합제116 binder

Claims (6)

와이어; wire; 상기 와이어의 표면에 형성되는 결합제; A binder formed on the surface of the wire; 상기 결합제에 지지되는 다수의 다이아몬드입자를 포함하되, Including a plurality of diamond particles supported by the binder, 상기 다이아몬드입자는 밑면이 다각형이고 옆면이 모두 삼각형인 각뿔 형상이고, The diamond particles have a pyramidal shape of a polygonal base and triangular sides. 상기 각뿔의 꼭짓점 하나는 상기 결합제의 표면으로부터 돌출되는 다이아몬드 와이어 쏘. One vertex of the pyramid is a diamond wire saw that protrudes from the surface of the binder. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다이아몬드입자의 밑면은 상기 와이어의 길이방향에 평행하게 배치되는 다이아몬드 와이어 쏘. A diamond wire saw is disposed on the bottom surface of the diamond particles parallel to the longitudinal direction of the wire. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 다이아몬드입자의 밑면은 상기 와이어의 길이방향에 경사지게 배치되는 다이아몬드 와이어 쏘. The bottom surface of the diamond particles are diamond wire saw disposed inclined in the longitudinal direction of the wire. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 밑면이 상기 와이어의 길이방향에 평행하게 배치되는 다이아몬드입자와, 밑면이 상기 와이어의 길이방향에 경사지게 배치되는 다이아몬드입자가 혼용되는 다이아몬드 와이어 쏘. A diamond wire saw, wherein a diamond particle having a bottom surface disposed in parallel to a length direction of the wire and a diamond particle having a bottom surface inclined in a length direction of the wire are mixed. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 각뿔은 밑면이 삼각형이고 옆면이 모두 삼각형인 삼각뿔인 다이아몬드 와이어 쏘. The pyramid is a diamond wire saw is a triangular pyramid with a triangular base and triangular sides. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 각뿔은 밑면이 사각형이고 옆면이 모두 삼각형인 사각뿔인 다이아몬드 와이어 쏘. The pyramid is a diamond wire saw is a square pyramid with a square base and sides triangular.
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