TW201343977A

TW201343977A - 含有電鍍層之複合線鋸及其製作方法

Info

Publication number: TW201343977A
Application number: TW101115162A
Authority: TW
Inventors: I-Chiao Lin; Chien-Min Sung
Original assignee: Ritedia Corp
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2013-11-01
Also published as: CN103372921A

Abstract

本發明係有關於一種含有電鍍層之複合線鋸及其製作方法。本發明之含有電鍍層之複合線鋸，其包括：一線材；一結合層，位於該線材表面，包括一形成於該線材之電鍍層及嵌置於該電鍍層之複數個研磨顆粒；以及一表面層，係覆蓋於該結合層之表面，且該表面層係為一有機材料，其中，該結合層係利用一含有該些研磨顆粒之電鍍液所形成。據此，本發明可解決習知研磨顆粒結合強度隨表面層的磨耗而降低之問題，進而延長線鋸之使用壽命。此外，亦藉合該表面層以提高切割平坦度。

Description

含有電鍍層之複合線鋸及其製作方法

本發明係關於一種含有電鍍層之複合線鋸及其製作方法，尤指一種適用於延長使用壽命及切割平坦度之線鉅及其製作方法

線鋸切割係對半導體、水晶、各種單結晶、磁性材料、精密陶瓷、及其他硬脆材料進行切割的一種加工方法。游離磨料線鋸目前已廣泛地應用在半導體晶圓的切片製程中，其係利用鋼線帶動游離磨料(磨料+液體)來移除材料，但由於游離磨料線鋸使用後的磨料易污染環境，導致工業上的浪費，且其加工效率低，故發展固定磨料線鋸已成為工業界必然的趨勢。相較於游離磨料線鋸，固定磨料線鋸之優點在於提升材料移除率以及加工磨料能充分被利用，能夠有效的提高產能。

日本專利公開號JP2002331466揭露一種樹酯線鋸，其目的在於藉由提升磨料對於一樹脂線鋸之附著力，來防止磨料在線鋸切割的過程中脫落，其中在一鋼琴線上鍍覆一具有銅鋅合金之電鍍層，並於該電鍍層形成複數個螺旋線溝，磨料的一部分設置於該些螺旋線溝中，因此，在切割過程中，即使結合層受到磨損及震動，該磨料也不易脫落。因為較大之磨料係以螺旋設置，以增加磨屑之排出效率。而該電鍍層之表面積係以增加，並因此該結合層對於該電鍍層之附著力係以增加且防止該結合層脫離。然而，前案係將磨料混合於有機材料後，再塗佈於線材，因此，在有機材料固化時，將容易造成磨料聚集或磨料露出率不一致之問題，而影響結合層與磨料間附著力降低，並造成磨料脫落之情形產生。

台灣專利公開號201136688揭露一種複合線鋸，目的在於藉由將樹脂層結合磨料形成於裸線上，再覆蓋一層金屬層，藉以抓持磨料。然而，該電鍍過程中，同樣也常發生磨料聚集與分佈不均勻之問題，而造成複合線鋸對於加工之物件之切割面不平坦現象。

因此，發明人發展出一種含有電鍍層之複合線鋸及其製作方法，有效增加研磨顆粒之結合強度而達到有效延長線鋸之使用壽命，另，經由表面層(如環氧樹脂層)覆蓋該研磨顆粒及/或電鍍層，可提升被加工物件之切割面平坦度。

有鑑於習知技術缺點，本發明之主要目的係在提供一種可延長使用壽命及提升切割加工物件切割面平坦度之線鋸。

為達成上述目的，本發明提供一種含有電鍍層之複合線鋸，其包括：一線材；一結合層，位於該線材表面，包括一形成於該線材之電鍍層及嵌置於該電鍍層之複數個研磨顆粒；以及一表面層，係覆蓋於該結合層之表面，且該表面層係為一有機材料，其中，該結合層係利用一含有該些研磨顆粒之電鍍液所形成。

因此，藉由電鍍層使該裸線與該些研磨顆粒結合強度提升，有別於習知技術藉由樹脂層抓附研磨顆粒，可避免樹脂層於加工或使用過程中，其研磨顆粒脫落情形之發生，所以本發明可有效延長線鋸之使用壽命。此外，經由表面層覆蓋該研磨顆粒及/或電鍍層，可提升被加工物件之切割面平坦度。

於本發明中，該表面層之有機材料可為環氧樹脂、酚醛樹脂、或甲基丙烯酸酯樹脂；藉以無溶劑方式塗佈以覆蓋該研磨顆粒及/或電鍍層，來得到平坦度較佳之線鋸。

於本發明中，該電鍍層之材料可為鎳、銅、鋅、錫、銀或其組合。

於本發明中，該些研磨顆粒之材料較佳是具有高硬度，如鑽石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化鋁、碳化矽或其組合。

於本發明中，由於該些研磨顆粒之惰性甚大，較佳地，該些研磨顆粒更包括一披覆於該研磨顆粒表面之金屬層或焊料層。其中，該金屬層之材料為活化金屬，如鈦、鎳、銅、鋁、銀、鉻或其組合。此外，該焊料層之材料為活化金屬，如含鎳鋁之合金、含銅鈦之合金、含銅鋯之合金、含銅錳之合金及含鋁矽之合金。

於本發明中，該表面層更包括一嵌置於該表面層之無機填料。在此，該無機填料可為碳化矽、氮化鋁、氮化矽、石墨或六方氮化硼(HBN)、或其他無機填料、或其組合。在此，使用無機填料之硬性物質可以增加線鋸之強度，而若選用軟性物質，如六方氮化硼或石墨，藉由降低與切斷目標物間的摩擦係數，可以增加表面層之潤滑效果。

於本發明中，該線材可為一琴鋼線、一鍍銅琴鋼線、一絞合線或一不銹鋼線。較佳為，該裸線為鍍銅琴鋼線，以藉由琴鋼線上之銅層增加電鍍層與裸線間之附著力。並且，該線材可由二條或三條裸線所組成，且每一裸線可以相互絞合，藉以可提升該線鋸之柔韌性。

於本發明中，該表面層之表面可具有複數個微裂紋。如表面層為樹脂層時，該微裂紋可藉由熱硬化處理樹脂層時產生。因此，藉由該複數個微裂紋的收縮及放大，避免該樹脂層剝落於該線鋸。

本發明亦提供一種含有電鍍層之複合線鋸之製作方法，包括：(A)提供一線材，以及配製一電鍍液，其中，該電鍍液包含有複數個研磨顆粒；(B)利用該電鍍液，於線材表面形成一結合層，其中，該結合層包括一電鍍層以及嵌置於該電鍍層之該些研磨顆粒；以及(C)形成一表面層，以覆蓋該些研磨顆粒，其中該表面層為一有機材料。

於本發明之製作方法，該表面層之有機材料可為環氧樹脂、酚醛樹脂、或甲基丙烯酸酯樹脂；藉以無溶劑方式塗佈以覆蓋該研磨顆粒及/或電鍍層，來得到平坦度較佳之線鋸。

於本發明中之製作方法，該電鍍層係藉由電鍍法或化學鍍法(即無電極電鍍)形成，其材料可為鎳、銅、鋅、錫、銀或其組合。藉此，增加該些研磨顆粒與該金屬層間之附著力。

於本發明製作方法，該線材可為一琴鋼線、一鍍銅琴鋼線、一絞合線或一不銹鋼線。較佳為，該裸線為鍍銅琴鋼線，以藉由琴鋼線上之銅層增加電鍍層與裸線間之附著力。並且，該線材可由二條或三條裸線所組成，且每一裸線可以相互絞合，藉以可提升該線鋸之柔韌性。

於本發明製作方法，該些研磨顆粒之材料較佳是具有高硬度，如鑽石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化鋁、碳化矽或其組合。

於本發明製作方法之步驟(A)中，該些研磨顆粒更包括一披覆於該研磨顆粒表面之金屬層或焊料層。其中，該金屬層之材料為活化金屬，如鈦、鎳、銅、鋁、銀、鉻或其組合。此外，該焊料層之材料為活化金屬，如含鎳鋁之合金、含銅鈦之合金、含銅鋯之合金、含銅錳之合金及含鋁矽之合金。

於本發明製作方法之步驟(C)中，藉由該有機材料混合一無機填料塗佈於該線鋸，形成之該表面層更可包括該嵌置於該表面層之無機填料。在此，該無機填料可為碳化矽、氮化鋁、氮化矽、石墨或六方氮化硼(HBN)或其他無機填料。在此，使用無機填料之硬性物質可以增加線鋸之強度，而若選用軟性物質，如六方氮化硼或石墨，藉由降低與切斷目標物間的摩擦係數，可以增加表面層之潤滑效果。

於本發明製作方法之步驟(C)中，形成該表面層可含有複數個微裂紋，並藉由該複數個微裂紋的收縮及放大，避免該樹脂層剝落於該線鋸。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

實施例一

請參閱圖1(A)至1(B)，係為本實施例之線鋸製作流程圖。

首先，如圖1(A)所示，提供一線材11，以及配製一電鍍液，電鍍液包含有複數個研磨顆粒122，利用電鍍法使得線材11經由電鍍液於線材11表面形成一結合層12，而結合層12包括一電鍍層121以及嵌置於該電鍍層121之該些研磨顆粒122。在本實施例中線材11為一不銹鋼線，而電鍍層121之材料為鎳，且該些研磨顆粒122之材料為鑽石顆粒。

最後，如圖1(B)所示，塗佈一有機材料，經由熱硬化法或光硬化法而形成一表面層13，並可覆蓋結合層12之表面，在本實施例中表面層為環氧樹脂，並利用熱硬化法成型。

藉由上述製作過程，本實施例提供一種含有電鍍層之複合線鋸，如圖1(B)所示，其包括：一線材11；一結合層12，其位於線材11表面，包括一形成於線材11表面之電鍍層121及嵌置於電鍍層121之複數個研磨顆粒122；以及一表面層13，係覆蓋於該結合層12之表面，且該表面層13係為環氧樹脂。

實施例二

本實施例之製備方式與實施例一所述大致相同，惟不同處在於，請參見圖2，其選用已鍍覆金屬層223之研磨顆粒222，再將已鍍覆金屬層223之該些研磨顆粒222混合至電鍍液中，利用電鍍法在一線材21之表面形成一結合層22，其中，結合層22內包括電鍍層221及已鍍覆金屬層223之研磨顆粒222；接著，將環氧樹脂塗佈於結合層22表面，經由熱硬化法而形成一表面層23，並使表面層23覆蓋於結合層22之表面。

在本實施例中，金屬層223之材料為鈦，可提升該些研磨顆粒222與電鍍層221或結合層22間之附著力。

實施例三

本實施例之製備方式與實施例一所述大致相同，惟不同處在於，請參見圖3及圖4，由圖所示，一線材31係由三條裸線311,312,313所組成，且每一裸線311,312,313係相互絞合，以提升本實施例線鋸之柔韌性。

在本實施例中，選用已鍍覆焊料層323之研磨顆粒322，再將已鍍覆焊料層323之研磨顆粒322混合至電鍍液中，利用化學法(即，無電極電鍍法)在一線材31之表面形成一結合層32，其中，結合層32內包括電鍍層321及已鍍覆金屬層323之研磨顆粒322；此外，在本實施例中焊料層323之材料為含鎳鋁之合金；接著，將環氧樹脂塗佈於結合層32表面，經由熱硬化法而形成一表面層33，並使表面層33覆蓋於結合層32之表面。

此外，本實施例之表面層33，其包括嵌置於表面層33之無機填料331。在本實施例，無機填料331可選自碳化矽、氮化鋁、氮化矽、石墨及六方氮化硼之一種或多種成份，其中，利用碳化矽、氮化鋁以增加本實施例線鋸之強度，並且利用石墨及六方氮化硼係以增加表面層33之潤滑效果。

實施例四

請參見圖5，一線材41及其表面形成之結合層42，其中，結合層42包括一電鍍層421及嵌置於電鍍層421之複數個已包覆金屬層423之研磨顆粒422。而本實施例之製備方式與實施例一所述大致相同，惟不同處在於，在環氧樹脂經由熱硬化法而形成一表面層43時，同時可形成複數個微裂紋431。因此，本實施例之線鋸於加工時，可藉由複數個微裂紋431的收縮及放大，避免表面層43剝落於本實施例之線鋸。綜上所述，本發明藉由電鍍層使該裸線與該些研磨顆粒結合強度提升，有別於習知技術藉由樹脂層抓附研磨顆粒，本發明可有效延長線鋸之使用壽命，避免習知樹脂層隨著使用次數之增加產生磨耗，使得研磨顆粒易於脫落之情況發生。此外，經由表面層覆蓋該研磨顆粒及/或電鍍層，可提升被加工物件之切割面平坦度，有效提升切割工件之品質。

11,21,31,41．．．線材

12,22,32,42．．．結合層

121,221,321,421．．．電鍍層

122,222,322,422．．．研磨顆粒

13,23,33,43．．．表面層

223,423．．．金屬層

311,312,313．．．裸線

323．．．焊料層

331．．．無機填料

431．．．微裂紋

圖1A至1B係本發明一較佳實施例之線鋸製作流程圖。

圖2係本發明另一較佳實施例之線鋸之縱向剖視圖。

圖3係本發明另一較佳實施例之線鋸之縱向剖視圖。

圖4係本發明另一較佳實施例之線鋸之橫向剖視圖。

圖5係本發明另一較佳實施例之線鋸之縱向剖視圖。

11．．．線材

12．．．結合層

121．．．電鍍層

122．．．研磨顆粒

13．．．表面層

Claims

一種含有電鍍層之複合線鋸，包括：一線材；一結合層，位於該線材表面，包括一形成於該線材之電鍍層及嵌置於該電鍍層之複數個研磨顆粒；以及一表面層，係覆蓋於該結合層之表面，且該表面層係為一有機材料；其中，該結合層係利用一含有該些研磨顆粒之電鍍液所形成。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該表面層之有機材料係為環氧樹脂、酚醛樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該電鍍層之材料係為鎳、銅、鋅、錫、銀或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該些研磨顆粒之材料係為鑽石、立方晶氮化硼、氧化鋁、碳化矽或其組合。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該些研磨顆粒更包括一披覆於該研磨顆粒表面之金屬層或焊料層。
如申請專利範圍第5項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該金屬層之材料為鈦、鎳、銅、鋁、銀、鉻或其組合。
如申請專利範圍第5項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該焊料層之材料為含鎳鋁之合金、含銅鈦之合金、含銅鋯之合金、含銅錳之合金及含鋁矽之合金。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，該表面層更包括一嵌置於該表面層之無機填料。
如申請專利範圍第8項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該無機填料係為碳化矽、氮化鋁、氮化矽、石墨或六方氮化硼。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該線材係為一琴鋼線、一鍍銅琴鋼線、一絞合線或一不銹鋼線。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該線材係由二條或三條裸線所組成，且每一裸線係相互絞合。
如申請專利範圍第1項所述之含有電鍍層之複合線鋸，其中，該表面層更包括具有複數個微裂紋。
一種含有電鍍層之複合線鋸之製作方法，包括：(A)　提供一線材，以及配製一電鍍液，其中，該電鍍液包含有複數個研磨顆粒；(B)　利用該電鍍液，於線材表面形成一結合層，其中，該結合層包括一電鍍層以及嵌置於該電鍍層之該些研磨顆粒；以及(C)　形成一表面層，以覆蓋該些研磨顆粒，其中該表面層係為一有機材料。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該有機材料為環氧樹脂、酚醛樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂或其組合。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該電鍍層係藉由電鍍法或化學鍍法形成。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該電鍍層之材料係為鎳、銅、鋅、錫、銀或其組合。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該線材係為一琴鋼線、一鍍銅琴鋼線、一絞合線或一不銹鋼線。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該該線材係由二條或三條裸線所組成，且每一裸線係相互絞合。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，該些研磨顆粒之材料係為鑽石、立方晶氮化硼、氧化鋁、碳化矽或其組合。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，於步驟(A)，該些研磨顆粒更包括一披覆於該研磨顆粒表面之金屬層或焊料層。
如申請專利範圍第20項所述之製作方法，其中，該金屬層之材料為鈦、鎳、銅、鋁、銀、或其組合。
如申請專利範圍第20項所述之製作方法，其中，該焊料層之材料為含鎳鋁之合金、含銅鈦之合金、含銅鋯之合金、含銅錳之合金及含鋁矽之合金。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，於步驟(C)，該表面層更包括一嵌置於該表面層之無機填料。
如申請專利範圍第23項所述之製作方法，其中，該無機填料係為碳化矽、氮化鋁、氮化矽、石墨或六方氮化硼或其組合。
如申請專利範圍第13項所述之製作方法，其中，於步驟(C)中，形成該表面層更包括含有複數個微裂紋。