線形切割機(jī)導(dǎo)輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種線形切割機(jī)導(dǎo)輪。該導(dǎo)輪外圓周表面耐磨涂層開設(shè)有彼此平行的線槽，線槽在導(dǎo)輪的軸截面上形成變夾角的V形槽;所述變夾角的V形槽由左側(cè)部和右側(cè)部組成，左、右側(cè)部以線槽中心線為軸對稱，且左、右側(cè)部為彎折線，彎折線由依次連接的至少兩條直線邊組成，且沿靠近導(dǎo)輪外徑的槽頂至與槽頂相對的槽底方向，左側(cè)部的各直線邊與右側(cè)部的與之對稱的直線邊所成的夾角遞減，且最大夾角不超過90度，最小夾角不低于30度。本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪使用壽命長、切割硅片精度高，且可以切割更薄的硅片實現(xiàn)了一改三利。
【專利說明】線形切割機(jī)導(dǎo)輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型專利涉及多線切割【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種線形切割機(jī)導(dǎo)輪。

【背景技術(shù)】
[0002]硅片等薄膜的切割方法經(jīng)歷了內(nèi)圓切割、外圓切割到多線切割的演變。目前普遍采用的多線切割技術(shù)為砂線多線切割，其利用直徑為130μπι?10ym的鋼線以約10m/S的速度運動，并噴淋含碳化硅砂漿，通過鋼絲帶動砂漿中的碳化硅微粒研磨硅等脆硬材料，最后達(dá)到切割的效果。但是該切割技術(shù)存在廢砂漿易造成污染、硅粉不可回收、切割效率等缺陷。由此出現(xiàn)了金剛石線多線切割這一新興技術(shù)，它通過電鍍和樹脂粘合劑等方式將金剛石顆粒固定在切割線上以制成金剛石線，通過導(dǎo)輪的牽引高速往復(fù)運動形成切割作用。由于不需要懸浮碳化硅顆粒，切割后產(chǎn)生的硅粉可以回收使用，且降低了切割液的粘度，提高了切割效率，降低了切片損耗；既環(huán)保又節(jié)能。
[0003]除了切割線的不同之外，金剛石線切割工藝及其配套耗材大多都沿用了原有的普通砂線切割技術(shù)的理念。比如，切割機(jī)用于纏繞金剛石線的導(dǎo)輪外周表面也涂有一層聚氨酯導(dǎo)輪涂層，以防止金剛石線對導(dǎo)輪造成損傷；導(dǎo)輪涂層上開有V型槽或U形槽以支撐切割線，其中V型槽角度一般為70?90度，由于V形槽易加工且定位精度高，是目前應(yīng)用最為廣泛的槽型。在使用過程中，導(dǎo)輪涂層的V型槽會逐漸磨損，如圖1所示；當(dāng)V型槽變形至不再能有效固定切割線位置時，需要重新開槽。雖然導(dǎo)輪的成本僅占線切割生產(chǎn)成本的小部分，但是其性能嚴(yán)重影響切割產(chǎn)品良率和機(jī)臺的工作效率。
[0004]需要引起注意的是，金剛石線切割相對普通砂線切割有更高的切割能力，對工件切割效率可以提高一倍以上，但與此同時，金剛石線對導(dǎo)輪涂層V型槽的磨損速度也比普通砂線高一倍以上。根據(jù)不同機(jī)型和生產(chǎn)工藝，普通紗線切割的開槽壽命一般為500?1000小時；相比之下，金剛石線切割若仍沿用當(dāng)前的普通紗線切割的開槽工藝，導(dǎo)輪涂層V型槽的壽命僅為200?400小時。另外，受槽型的限制，目前能切割的硅片厚度最薄只有180 μ m，距離直徑為120 μ m的金剛石線的理論可切割硅片厚度140 μ m還有一定差距。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型對金剛石線切割機(jī)為代表的線形切割機(jī)及其導(dǎo)輪開槽方法進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種具有高使用壽命的線形切割機(jī)導(dǎo)輪。
[0006]為實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其外圓周表面的耐磨涂層上開設(shè)有平行的用于排列切割線的線槽，線槽在導(dǎo)輪的軸截面上形成變夾角的V形槽；所述變夾角的V形槽由左側(cè)部和右側(cè)部組成，左、右側(cè)部以線槽中心線為軸對稱，且左、右側(cè)部為彎折線，彎折線由依次連接的至少兩條直線邊組成，且沿靠近導(dǎo)輪外徑的槽頂至與槽頂相對的槽底方向，左側(cè)部的各直線邊與右側(cè)部的與之對稱的直線邊所成的夾角遞減，且最大夾角不超過90度，最小夾角不低于30度。
[0007]通過形成槽頂至槽底夾角遞減的變角度V形槽，其上部可很好地保證了槽型的精度和槽壁的光潔度；下部可很好地引導(dǎo)切割線尤其是金剛線對導(dǎo)輪的磨損方向；從而既保證了變角度V型槽有效的導(dǎo)向作用，又保證了 V型槽有效的使用壽命；同時由于采用夾角遞減的變角度V形槽，在相同開槽深度的情況下，大大減小相鄰切割線的中心距離，為進(jìn)一步減小硅片厚度提供了合理的解決方案。
[0008]為了簡化結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地，所述彎折線由靠近所述槽頂?shù)牡谝恢本€邊和靠近所述槽底的第二直線邊組成，所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為60?90度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為30?50度。
[0009]為了均衡變角度V形槽的導(dǎo)向作用和使用壽命，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一直線邊對應(yīng)的槽深與第二直線邊對應(yīng)的槽深相等。
[0010]優(yōu)選地，所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為70度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為40度，所述第一、第二直線邊對應(yīng)的槽深均為100 μ m。
[0011]還可以優(yōu)選地，所述彎折線由靠近所述槽頂?shù)牡谝恢本€邊、靠近所述槽底的第三直線邊和連接第一、第三直線邊的第二直線邊組成；所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為70?90度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為40?60度；所述左側(cè)部的第三直線邊與所述右側(cè)部的第三直線邊所成的夾角為20?35度。
[0012]所述耐磨涂層為聚氨酯涂層。
[0013]本實用新型的優(yōu)點和有益效果在于:本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪使導(dǎo)輪的槽體使用壽命提高一倍以上，從而提高了導(dǎo)輪壽命、降低了更換導(dǎo)輪的頻率、提高了機(jī)臺的工作效率。與此同時，該變角V型槽定位金剛石線等切割線更準(zhǔn)確，從而大幅改善了切割硅片精度、提高硅片厚度一致性、提高了切割良率；另一個重要的優(yōu)勢在于，變角度V型槽還使得槽距縮小，從而可以切割更薄的硅片，切割硅片的厚度接近140 μ m，實現(xiàn)了一改三利。
[0014]該導(dǎo)輪裝配于線性切割機(jī)后可用于太陽能硅片切割、半導(dǎo)體硅片切割、藍(lán)寶石晶片切割、陶瓷材料切割等方面，特別適用于切割高價值、易破碎的各種脆性材料不同硬度的晶體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是傳統(tǒng)的線形切割機(jī)導(dǎo)輪的耐磨涂層的截面結(jié)構(gòu)及其磨損過程示意圖；
[0016]圖2是本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪的線槽槽型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是圖3中A處的局部放大圖；
[0019]圖5是本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪的線槽槽型在開槽刀具加工過程中的結(jié)構(gòu)變化示意圖；
[0020]圖6是本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪的耐磨涂層的截面結(jié)構(gòu)及其磨損過程示意圖；
[0021]圖7是本實用新型線形切割機(jī)導(dǎo)輪的線槽槽型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8是圖7中A處的局部放大圖。
[0023]圖中:1、耐磨涂層；2、線槽；21、左側(cè)部；22、右側(cè)部；23、槽頂；24、槽底；211和221、第一直線邊；212和222、第二直線邊；213和223、第三直線邊。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。
[0025]本實用新型是一種線形切割機(jī)導(dǎo)輪，如圖2至圖4所示，其外圓周表面的聚氨酯耐磨涂層I上開設(shè)有平行的用于排列切割線的線槽2，線槽2在導(dǎo)輪的軸截面上形成變夾角的V形槽；該變夾角的V形槽由左側(cè)部21和右側(cè)部22組成，左、右側(cè)部21、22以線槽2中心線為軸對稱，且左、右側(cè)部21、22為彎折線，彎折線由依次連接的至少兩條直線邊組成，且沿靠近導(dǎo)輪外徑的槽頂23至與槽頂23相對的槽底24方向，左側(cè)部21的各直線邊與右側(cè)部22的與之對稱的直線邊所成的夾角遞減，最大夾角不超過90度，最小夾角不低于30度。
[0026]上述線形切割機(jī)導(dǎo)輪的開槽方法，如圖5所示，包括以下步驟:使線性切割機(jī)導(dǎo)輪繞其中心軸以500?1000轉(zhuǎn)/分鐘速度旋轉(zhuǎn)；用開槽刀具在線性切割機(jī)的導(dǎo)輪聚氨酯耐磨涂層上加工線槽，線槽在導(dǎo)輪的軸截面為變夾角的V形槽；該變夾角的V形槽通過由大至小不同錐角的V形刀具依次開槽、至少一次擴(kuò)槽而成，擴(kuò)槽是指在開槽或擴(kuò)槽后的槽底再次開槽，利用高精度加工機(jī)床控制開槽和擴(kuò)槽用的V形刀具的刀尖位置誤差在2 μ m以內(nèi)，其中V形刀具的錐角最大不超過90度，最小不低于30度。根據(jù)開槽參數(shù)選用金剛石刀具或者特殊合金刀具。刀具的選型、生產(chǎn)工藝的確定要根據(jù)聚氨酯性能和槽型確定。圖5中箭頭方向表不刀頭走向。
[0027]變夾角V形槽的結(jié)構(gòu)具體可以是，如圖3和圖4所示，左側(cè)部21的彎折線由靠近槽頂23的第一直線邊211和靠近槽底24的第二直線邊212組成，右側(cè)部22的彎折線由靠近槽頂23的第一直線邊221和靠近槽底24的第二直線邊222組成，第一直線邊211、221所成的夾角為60?90度，第二直線邊212、222所成的夾角為30?50度。這樣開槽時，變夾角的V形槽由錐角為60?90度的開槽刀具開槽，再由錐角為30?50度的開槽刀具進(jìn)一步擴(kuò)槽而成。
[0028]為了均衡變角度V形槽的導(dǎo)向作用和使用壽命，第一直線邊211、221對應(yīng)的槽深與第二直線邊212、222對應(yīng)的槽深相等。開槽時，設(shè)計開槽深度和擴(kuò)槽深度相等。
[0029]根據(jù)實際工作經(jīng)驗，第一直線邊211、221所成的夾角最好為70度，第二直線邊212、222所成的夾角最好為40度，第一直線邊211、221對應(yīng)的槽深為100 μ m，第二直線邊212、222對應(yīng)的槽深為10ym時，導(dǎo)輪的使用壽命和導(dǎo)向效果達(dá)到最佳的協(xié)合作用。以金剛石線為切割線為例，其直徑為120μπι左右，設(shè)計槽頂23的槽口寬為211μπι。開槽時，變夾角的V形槽由錐角為70度的開槽刀具開槽，再由錐角為40度的開槽刀具進(jìn)一步擴(kuò)槽而成，開槽深度和擴(kuò)槽深度均設(shè)計為100 μ m。
[0030]采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖6所示，變角度V形槽的上部可很好地保證了槽型的精度和槽壁的光潔度，提高定位準(zhǔn)確性和提高硅片切割厚度一致性；下部可很好地引導(dǎo)切割線對導(dǎo)輪的磨損方向，大幅度提高導(dǎo)輪壽命，減少頻繁更換導(dǎo)輪的時間。與此同時，以金剛石線切割為例，理論上金剛石線切割硅片厚度可以為140 μ m,但當(dāng)下金剛線直徑一般為120 μ m,使得受槽型限制目前只能切割至180 μ m ;本實用新型能夠使V形槽的軸向?qū)挾葴p少，從而可切割更薄的硅片，為降低硅片厚度提供了合理的解決方案。
[0031]為了進(jìn)一步提高變角度V形槽的使用壽命，變夾角的V形槽的結(jié)構(gòu)還可以是，如圖7和圖8所示，左側(cè)部21的彎折線由靠近槽頂23的第一直線邊211、靠近槽底24的第三直線邊213和連接第一、第三直線邊211、213的第二直線邊212組成；右側(cè)部22的彎折線由靠近槽頂23的第一直線邊221、靠近槽底24的第三直線邊223和連接第一、第三直線邊221,223的第二直線邊222組成；第一直線邊211、221所成的夾角為70?90度，第二直線邊212、222所成的夾角為40?60度，第三直線邊213、223所成的夾角為20?35度。這樣開槽時，變夾角的V形槽由錐角為70?90度的V形刀具開槽，再由錐角為40?60度、20?35度的V形刀具進(jìn)一步擴(kuò)槽而成。
[0032]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:其外圓周表面的耐磨涂層上開設(shè)有平行的用于排列切割線的線槽，線槽在導(dǎo)輪的軸截面上形成變夾角的V形槽；所述變夾角的V形槽由左側(cè)部和右側(cè)部組成，左、右側(cè)部以線槽中心線為軸對稱，且左、右側(cè)部為彎折線，彎折線由依次連接的至少兩條直線邊組成，且沿靠近導(dǎo)輪外徑的槽頂至與槽頂相對的槽底方向，左側(cè)部的各直線邊與右側(cè)部的與之對稱的直線邊所成的夾角遞減，且最大夾角不超過90度，最小夾角不低于30度。
2.如權(quán)利要求1所述的線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:所述彎折線由靠近所述槽頂?shù)牡谝恢本€邊和靠近所述槽底的第二直線邊組成，所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為60?90度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為30?50度。
3.如權(quán)利要求2所述的線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:所述第一直線邊對應(yīng)的槽深與第二直線邊對應(yīng)的槽深相等。
4.如權(quán)利要求2所述的線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為70度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為40度，所述第一、第二直線邊對應(yīng)的槽深均為100 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:所述彎折線由靠近所述槽頂?shù)牡谝恢本€邊、靠近所述槽底的第三直線邊和連接第一、第三直線邊的第二直線邊組成；所述左側(cè)部的第一直線邊與所述右側(cè)部的第一直線邊所成的夾角為70?90度，所述左側(cè)部的第二直線邊與所述右側(cè)部的第二直線邊所成的夾角為40?60度；所述左側(cè)部的第三直線邊與所述右側(cè)部的第三直線邊所成的夾角為20?35度。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項所述的線形切割機(jī)導(dǎo)輪，其特征在于:所述耐磨涂層為聚氣酷涂層。
【文檔編號】B28D7/00GK204019763SQ201420241526
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】韓衛(wèi), 王瀅贊, 曹中謙 申請人:蘇州潤德新材料有限公司