专利名称：一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多线切割技术，特别是涉及一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机。
背景技术：
我们知道，发光二极管LED在当今社会中用途十分广泛，例如各种通信设备、仪器仪表及显示面板背光上均用有大量的LED。蓝宝石(Sapphire)作为制作LED的材料在半导体领域具有举足轻重的地位。在形成用于制作LED蓝宝石硅衬底之前，仍需要对蓝宝石硅材料进行前端加工，即将蓝宝石硅棒进行切片的作业。当今对蓝宝石硅棒进行切片加工普遍采用多线切割，多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术。它的原理是通过一根高速运动的钢丝带动附着在钢丝上的切割刃料对蓝宝石硅棒进行摩擦从而达到切割目的。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高，产能高，精度高，成本低等优点。现有的多线切割设备例如蓝宝石硅棒切片机等通常至少包括有机架，所述机架上设置有工作台，用于收、放金刚线的贮丝筒(未在图式中予以显示)，多个用于为所述金刚线进行导向的导线轮以及跨设在工作台相对两侧的两个切割辊，所述两个切割锟为水平设置，且在两者之间缠绕的金刚线形成一段切割线，在所述切割线的上方设有送件治具及固定在送件治具上的蓝宝石硅棒。在对蓝宝石硅棒的实际切割过程中，所述金刚线通过十几个导线轮的引导，在工作台相对两侧的切割辊上形成一张线网，利用所述送件治具将固定的所述蓝宝石硅棒运送至所述切割线上，切割线为金刚线，金刚砂喷镀在金刚线上，由金刚线带动研磨剂往复告诉运动，利用金刚砂对所述蓝宝石硅棒产生切削，以将所述蓝宝石硅棒一次同时切割为许多蓝宝石硅片。在现有技术中的蓝宝石硅棒切片机上，位于工作台相对两侧的切割辊被设置在机架的相对两侧立柱上，因而左、右切割辊之间的跨度很大，所以位于两侧切割辊之间的金刚线走线距离也很长，在实际的切片作业中，当将工作台相对两侧的切割辊降下来，两侧的切割辊之间的金刚线压迫到工件时，会使金刚线形成很大的绕曲度，因而金刚线也就始终受到最大的运行阻力，由于工件本身往往具有很高的硬度而不易切割，再加上针对工件切片精准度的要求又很严格，所以上述因切割辊的设置方式而致使金刚线绕曲度过大很容易影响切割精准度。另外，上述的晶体硅棒切片机中，仅设置了水平布局的两个切割辊，使得用于供切割蓝宝石硅棒的切割区间单一(仅为两侧两个切割辊之间缠绕的钢丝形成一段切割线)，所以，单次能够切割蓝宝石硅棒的数量也很少(一般单次仅支持一个蓝宝石硅棒的切割)，进行切割的工作效率较低。因此，如何提供一种应用于蓝宝石硅棒的切割设备，以避免以上所述的缺失，实为相关领域之业者亟待解决的问题。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺失，本实用新型的目的在于提供一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机，以解决现有技术中因切割辊的设置方式而致使金刚线绕曲度过大易影响切割精准度以及单次仅支持一个蓝宝石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机，包括机架，具有工件切割区；第一切割辊，设置在所述工件切割区的一侧；第二切割辊，设置在所述工件切割区的另一侧，与所述第一切割辊相对平行且位于同一水平面上；第三切割辊，设置在所述第一切割辊与所述第二切割辊之间，并位于所述第一切割辊与所述第二切割辊同一水平面的上方，且所述第三切割辊的轴心与所述第一、第二切割辊的轴心连线构成一个等边三角形；以及金刚线，依次缠绕于所述第一、第二及第三切割辊上，并在所述第一、第二、与第三切割辊之间形成三段等长的切割线，在所述金刚线高速运转时，由其中两段等长的切割线同时对两个蓝宝石硅棒进行切割作业。可选地，所述切片机还包括与进行切割作业的所述两段切割线对应的两个送件治具，分别设置在所述机架上，用于运送所述两个蓝宝石硅棒至所述第一切割辊与所述第三切割辊之间的切割线和/或所述第二切割辊与所述第三切割辊之间的切割线上进行切割。可选地，所述送件治具经由黏合胶黏合所述蓝宝石硅棒。可选地，所述蓝宝石硅棒与所述送件治具之间还黏合有玻璃板。可选地，所述蓝宝石硅棒为圆柱体。可选地，所述金刚线的运行速度大于等于720m/min 900m/min。本实用新型所提供的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其提供了三个切割锟，并将三个所述切割锟的设置方式独创性地设计成三者呈夹角为60°的等边三角形，从而确保三个所述切割锟之间缠绕的金刚线的长度和绕曲度相同，从而确保了蓝宝石硅棒的精确度。另外，在本实用新型中，三个所述切割锟呈夹角为60°的等边三角形，提供了左右两段切割线，从而同时可以对两个蓝宝石硅棒进行切割，相较于仅提供一段切割线单次仅支持一个蓝宝石硅棒切割的现有技术，本实用新型可大大提高蓝宝石硅棒切割的工作效率。
图1为本实用新型用于切割蓝宝石硅棒的切片机的简化结构示意图。图2为本实用新型用于切割蓝宝石硅棒的切片机的切割原理示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1及图2，其中，图1为本实用新型用于切割蓝宝石硅棒的切片机的简化结构示意图，图2为本实用新型用于切割蓝宝石硅棒的切片机的切割原理示意图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复
ο如图1所示，本实用新型提供切片机，其应用于对蓝宝石硅棒进行切割作业。所述蓝宝石硅棒呈圆柱体，包括相对的顶面、底面以及位于所述顶面和所述底面之间的圆周面。在本实施方式中，所述切片机1至少包括机架10，设置在机架10上的第一切割辊12a、第二切割辊12b、第三切割辊12c，依次缠绕于第一切割辊12a、第二切割辊12b以及第三切割辊12c上的金刚线14，以及设置在机架10上的第一送件治具16a和第二送件治具16b。以下将会对上述各部件进行详细描述。机架10具有工件切割区，用于作为工件(在本实施例中，所述工件即为蓝宝石硅棒)的切割场所。第一切割辊1 设置在所述工件切割区的一侧，第二切割辊12b则相对地设置在所述工件切割区的另一侧，第二切割辊12b与第一切割辊1 相对平行且位于同一水平面上。在本实施方式中，所述第一切割辊1 与所述第二切割辊12b位于同一水平高度。第三切割辊12c设置在第一切割辊12a与第二切割辊12b之间，并位于第一切割辊1 与第二切割辊12b同一水平面的上方。特别地，在本实施方式中，第三切割锟12c的轴心与第一、第二切割辊12a、12b的轴心连线(如图1所示的连线L1、L2、L3)构成一个等边三角形，即，第一切割辊1 与第二切割辊12b的间距、第二切割辊12b与第三切割锟12c的间距、以及第三切割锟12c与第一切割锟12a的间距相同。金刚线14依次缠绕于第一切割辊12a、第二切割辊12b以及第三切割辊12c上，并在第一、第二、与第三切割辊12a、12b、12c之间形成三段等长的切割线。具体地，在本实施方式中，金刚线14在第三切割辊12c与第一切割辊1 之间形成第一切割线14a，在第三切割辊12c与第二切割辊12b之间形成第二切割线14b，以及在第一切割辊1 与第二切割线12b之间形成第三切割线14c，其中，第一切割线1 和第二切割线14b可以同时对两个蓝宝石硅棒进行切割作业。如此，本实用新型提供的切片机，利用第一切割线1 和第二切割线14b，可以支持两个蓝宝石硅棒的同时进行切割作业，即在金刚线14高速运转时，其中的第一、第二切割线Ha、14b可以对分别例如图2中所示的两个蓝宝石硅棒15a、15b进行切割作业。所述金刚线14的运行速度大于等于720m/min 900m/min，所述金刚线收紧力为张力，决定了绕曲度大小，在本实施方式中，本实用新型提供的切片机的张力为35N/M。需要说明的是，正是由于第一切割辊12a、第二切割辊12b以及第三切割辊12c之间的轴心连线构成等边三角形(即第一切割辊12a、第二切割辊12b以及第三切割辊12c之间的间距恒定，也就是说，三个切割辊的位置均是固定不变的)，这样就确保了分别缠绕在第三切割锟12c与第一切割锟1 之间、第三切割锟12c与第二切割锟12b之间以及第一切割辊12a与第二切割辊12b之间的三段切割线的长度及其绕曲度相同，从而确保了其中的第一、第二切割线14a、14b对两个蓝宝石硅棒15a、15b进行切割的精确度。在本实施方式中，金刚线14缠绕于第三切割辊12c与第一切割辊1 之间或第三切割辊12c与第二切割辊12b之间形成两段切割线14a、14b，在高速运转时可对蓝宝石硅棒15a、Mb进行切割作业。更详细地，在实际的切片机1上，还有贮丝筒(未图示)以及驱动所述贮丝筒的电机(未图示)，藉由该电机带动所述贮丝筒旋转，进而使其收线或放线而使得所述金刚线14高速运转。请继续参阅图2，本实用新型的切片机1还包括设置在所述机架10上的两个送件治具，记作第一送件治具16a和第二送件治具16b，其中，第一送件治具16a用于将蓝宝石硅棒1 运送至第三切割辊12c与第一切割辊1 之间形成的第一切割线14a，第二送件治具16b用于将蓝宝石硅棒1 运送至第三切割辊12c与第一切割辊1 之间形成的第二切割线 14b。在本实施方式中，每一个所述送件治具(现以第二送件治具16b为例进行说明)均包括设置在机架10上的支架160b，与支架160b轴接的摆臂161b，设于摆臂161b上，朝向第三切割辊12c与第一切割辊1 之间的第二切割线14b的送件臂162b，由摆臂161b延伸的延长臂163b，在延长臂16 中远离摆臂161b的自由端上活动设置有滚子丝杆螺母164b，贯穿滚子丝杆螺母164b以与滚子丝杆螺母164b配合的丝杆165b，固定横梁166b和固定设置在固定横梁166b上的丝杆座167b，活动设置在丝杆座167b上、用于承托丝杆166b的丝杆转盘168b，以及用于驱动丝杆166b的电机169b。第一送件治具16a与第二送件治具16b相类似，故不在赘述。利用上述结构的第一送件治具16a或第二送件治具16b，就可以如图1所示的箭头方向而将蓝宝石硅棒1 或蓝宝石硅棒1 相应地运送到第三切割辊12c与第一切割辊1 之间的第一切割线14a或第三切割辊12c与第一切割辊12a之间的第二切割线14b。另外，第一、第二送件治具16a、16b具有用以黏合蓝宝石硅棒15a、15b的底面的黏合介质，具体地，所述黏合介质可以是例如黏合胶，所述黏合胶将一块玻璃(未标示)一同黏合在蓝宝石硅棒15a、15b的底面上，待切片完成后，用热水溶化黏合胶而分离蓝宝石硅棒和玻璃。请参阅图2，图2显示为本实用新型切片机的切割原理示意图。在实际的切割过程中，第一送件治具16a将蓝宝石硅棒1 运送至第三切割辊12c与第一切割辊1 之间的第一切割线Ha上，并压迫使得高速运转的第一切割线Ha对蓝宝石硅棒1 进行切割作业；与之类似地，第二送件治具16b将蓝宝石硅棒1 运送至第三切割辊12c与第二切割辊12b之间的第二切割线14b上，并压迫使得高速运转的第一切割线1 对蓝宝石硅棒1 进行切割作业。由于第一切割辊12a、第二切割辊12b以及第三切割辊12c构成夹角α为60°的等边三角形，缠绕在第一切割辊1 与第二切割辊12b之间、第二切割辊12b与第三切割锟12c之间、以及第三切割锟12c与第一切割锟1 之间的三段金刚线14的长度及其绕曲度相同，从而确保了第一、第二切割线14a、14b对两个蓝宝石硅棒15a、Mb进行切割的精确度。综上所述，本实用新型所提供的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其提供了三个切割锟，并将三个所述切割锟的设置方式独创性地设计成三者呈夹角为60°的等边三角形，从而确保三个所述切割锟之间缠绕的金刚线的长度和绕曲度相同，从而确保了蓝宝石硅棒的精确度。另外，在本实用新型中，三个所述切割锟呈夹角为60°的等边三角形，提供了左右两段切割线，从而同时可以对两个蓝宝石硅棒进行切割，相较于仅提供一段切割线单次仅支持一个蓝宝石硅棒切割的现有技术，本实用新型可大大提高蓝宝石硅棒切割的工作效率。 上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由后述的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于，包括机架，具有工件切割区；第一切割辊，设置在所述工件切割区的一侧；第二切割辊，设置在所述工件切割区的另一侧，与所述第一切割辊相对平行且位于同一水平面上；第三切割辊，设置在所述第一切割辊与所述第二切割辊之间，并位于所述第一切割辊与所述第二切割辊同一水平面的上方，且所述第三切割辊的轴心与所述第一、第二切割辊的轴心连线构成一个等边三角形；以及金刚线，依次缠绕于所述第一、第二及第三切割辊上，并在所述第一、第二、与第三切割辊之间形成三段等长的切割线，在所述金刚线高速运转时，由其中两段等长的切割线同时对两个蓝宝石硅棒进行切割作业。
2.根据权利要求1所述的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于还包括与进行切割作业的所述两段切割线对应的两个送件治具，分别设置在所述机架上，用于运送所述两个蓝宝石硅棒至所述第一切割辊与所述第三切割辊之间的切割线和所述第二切割辊与所述第三切割辊之间的切割线上进行切割。
3.根据权利要求2所述的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于所述送件治具经由黏合胶黏合所述蓝宝石硅棒。
4.根据权利要求3所述的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于所述蓝宝石硅棒与所述送件治具之间还黏合有玻璃板。
5.根据权利要求1所述的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于所述蓝宝石硅棒为圆柱体。
6.根据权利要求1所述的用于切割蓝宝石硅棒的切片机，其特征在于所述金刚线的运行速度 720m/min 900m/min。
专利摘要本实用新型提供一种用于切割蓝宝石硅棒的切片机，包括机架，具有工件切割区；第一切割辊；第二切割辊；第三切割辊，设置在第一切割辊与第二切割辊之间，位于第一切割辊与第二切割辊同一水平面的上方，且第三切割辊的轴心与第一、第二切割辊的轴心连线构成一个等边三角形；金刚线，依次缠绕于第一、第二及第三切割辊上，并在第一、第二、与第三切割辊之间形成三段等长的切割线，在金刚线高速运转时，由其中两段等长的切割线同时对两个蓝宝石硅棒进行切割作业。本实用新型的切片机可以解决现有技术中因切割辊的设置方式而致使金刚线绕曲度过大易影响切割精准度以及单次仅支持一个蓝宝石硅棒的切割而造成切割工作效率低下的问题。
文档编号B28D5/04GK202336944SQ20112043498
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者卢建伟 申请人:上海日进机床有限公司