[发明专利]一种高效多线切割装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效多线切割装置及方法，具体来说涉及一种LED及SOS半导体行业大尺寸蓝宝石衬底材料的多线切割的加工装置及方法。

背景技术

由于大尺寸蓝宝石衬底材料应用的普及，特别是LED及SOS半导体行业对于4“，6”，8“蓝宝石晶圆需求的增长，促进了业界对大尺寸蓝宝石材料加工的需求快速上升，同时由于蓝宝石材料的物理属于硬脆材料，加工非常困难，同时效率低下，因此研究大口径蓝宝石的快速有效加工成为当前的难题，同时也成为业界努力的方向。

现有技术对大尺寸蓝宝石材料切割加工主要采用如下两种方式：

方式1、采用固定工件，切割线下压进给的方式切割，运用收放线轮、张紧轮、导向轮组成的布线结构，运行中工作台静止不动，切割运动整体结构向下运动，完成切割或工作台向上进给，小角度摆动，切割运动整体结构静止不动，完成切割。如图1、2所示现有技术的一种线锯方式，分为上下两侧。首先，将上册待加工物体I1固定于设置在线锯装置上部处的上侧物体固定单元300上，且上主滚筒10a通过轴间距离调节单元60，根据待加工物体的尺寸适当的调节主滚筒10a和10b之间的距离。然后垂直驱动电机41使主滚筒单元10向上运动，进行切片。如果将下侧待加工物体I2固定于旋转轴54上，然后驱动旋转电机51，中空代加工物体I2旋转。此装置接合器56具有环形的圆筒形状。此种线锯方式主要有以下缺点：1、不同的加工物体分立，造成设备的复杂化。2、上侧加工单元，待加工物体被固定不动，金刚线与待加工物体接触面积大，不易散热，材料与金刚线损耗大；3、下侧加工单元只能加工中空物体，加工对象单一。

方式2、主轴摆动切削，原理是主轴摆动过程中，钢线与工件实现点接触，同时，钢线和锯缝留有足够的间隙，方便磨粒进入锯缝，增加钢线携带磨粒机会，增加了单位时间磨粒切割工件的数量，增加工件的切削速度。但是由于蓝宝石具有强度高，硬度高，耐高温，耐磨擦，耐腐蚀能力强等特性，特别对于大口径蓝宝石晶圆(6英寸及其以上)，采用方式2切削，虽然能够解决接触面积大的问题，但是对于大口径的晶圆切削花费时间仍较长，而且设备组成部件多而复杂，加工成本高。

发明内容

本专利提出一种新的多线切割的装置及加工方法，以解决当前加工效率低下及辅料消耗大的问题。

本发明提供一种多线旋转切割装置，包括：固定部件、旋转部件、切割部件；所述固定部件由顶杆、同步顶杆、同步顶杆锁紧组件和导轨组成，该同步顶杆锁紧组件带有锁紧部件、螺旋丝杆和螺旋把手；所述旋转部件，由伺服电机、旋转固定部件、加工线辊1和两个加工线辊2组成；所述切割部件由金属线列、所述加工线辊1和所述两个加工线辊2组成，该三个加工线辊非共面平行设置。

金属线列可由一金属线经多次卷绕形成。

根据上述一种多线旋转切割装置的晶体加工方法，其特征在于：

所述固定部件通过锁紧部件和同步顶杆将晶体夹持，根据晶体长度在导轨上移动锁紧部件至合适位置，手动旋转螺旋把手夹紧晶体；

所述旋转部件通过所述伺服电机驱动皮带带动顶杆、同步顶杆旋转，从而实现晶体旋转

所述切割部件利用收放线轮、张紧轮、导向轮导引金属线至加工线辊1和两个加工线辊2，经多次卷绕金属线而形成金属线列，通过所述伺服电机驱动加工线辊1旋转，使此金属线列的金属线高速往复运动或单向移动，通过下压进给的方式，将晶体切割成多个。

可以根据晶体材料特性适当调节所述伺服电机的转速。

本发明通过晶体在切割时的旋转来减少金刚线与蓝宝石之间的接触面积，并通过旋转来达到更充分的冷却目的，从而达到提高切割效率减少消耗及提高质量的目的。1.夹持通过晶体的端面夹持；2.通过两端面的夹持带动晶体旋转；3.进给通过两夹持端面达到进给的目的。

本发明具有以下优点：首先，对待加工物体采用两端固定，两段顶杆可以根据物体大小更换不同尺寸，方便各种尺寸物体的加工，不论实心物体还是中空物体，顶杆带有锁紧件，比普通的单面粘结牢固度更强；其次，由头架电机带动顶杆旋转，实现待加工物体旋转，头架电机可根据材料硬度等特性调节转速。

附图说明

图1是现有技术的线锯装置俯视图；

图2现有技术的线锯装置侧视图；

图3本发明多线旋转切割装置正视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：