线锯和具有粘合剂的线锯卷制造技术

本实用新型专利技术提供线锯和具有粘合剂的线锯卷，该线锯卷包括被卷绕成多层的线锯，每个所述层中都包括多个匝，至少在所述线锯卷的外部层表面的区域上存在有粘合剂；以及该线锯在所述线锯的表面的至少部分上包括粘合剂。粘合剂必须足够强大地保持线，以防止线锯匝在线锯卷的包装、运输、安装和使用过程中移动，但是不应该妨碍顺利展开。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可卷绕在载体上的一卷线锯。该载体可以是卷轴或心轴。该线锯利用粘合剂局部或全部地处理。该线锯可以是适用于在松散磨料锯切方法中使用的线 (松散磨料线锯)或者其可以具有固定在其表面上的磨料(固定磨料线锯)或者其可以用于电火花加工(EDM线)。
技术介绍
关于用于切割硬而易碎材料(例如硅、石英、锗等)的线锯的第一专利可能是由于 Hayward而产生的，并且在上世纪五十年代发行(参见GB771622，GB717874)。那时，硅锭具有一又八分之一英寸(28.5mm)的直径。描述了一种松散磨料方法，其中，使用钨线以承载磨料粉末(金刚矽，即碳化硅)的浆液进行切割。通过三个主体磨损(工件、磨料和线)进行锯切，并且所使用的线被称为“松散磨料线锯”。线在四个具有平行凹槽的线引导件上引导，因而形成由平行线构成的被称为线网的平面。线以来回往复方式移动，由此总有一部分线在网出口处被移除，同时在网入口处增加新的线。该机器具有目前被称为“多线锯切机” 的机器的所有特征，这实际上是一个误称，这是因为仅仅存在一个单线，但是该单线被引导到多个环路中。摩托罗拉公司似乎首先大规模利用该技术来切割用于半导体工业的硅晶片 (例如参见GB1397676)。那时，使用钢线以承载具有磨料的浆液来进行切割。如今，多线锯技术已经成熟，并且完全超过了以前通过圆形内径锯片切割硅锭的技术。这种内径锯由于切口损失较大(大约300 μ m)而不再具有任何成本效率。而且，切割当前技术状态的300mm直径的硅锭给该技术带来了不可逾越的壁垒，因此该技术几乎已经被完全抛弃。当前，用于半导体应用的所有300mm晶片都是利用以往复模式操作的线锯来切割的。另外，在太阳能电池制造领域中，线锯已经占据了领先地位，因为实际上所有当前的晶体太阳能电池都是用单晶硅锭或多晶硅锭通过线锯切割而成的。由于对太阳能电池晶片的几何形状要求没有对半导体晶片的几何形状要求严格，太阳能电池不利用来回线运动即利用单向模式进行切割。由于反转转线方向(加速和减速)中没有时间损失，因而允许更快速的切割。不仅锭的尺寸已经改变，而且所使用的线的直径和长度也已经得到发展。当初，首先使用了 180微米的钢线锯(导致大约200μπι的切口损失)，该尺寸已经逐渐减少到175、 160、150、140、120甚至100 μ m。并且消减得低到80 μ m，相关的切口损失大约为90 μ m。由于在锯切过程中使用的张力并没有随着时间而减少，因而必须增加线的拉伸强度，以便维持线的足够强度。尽管当初对于ISOum的线，拉伸强度大约为3400N/mm2，但是当前120um 线的拉伸强度超过4000N/mm2。如今，单根线锯的长度已经从30km —直增加到大约900km。 必须以没有任何拼接或瑕疵的方式提供这样的长度。最近，提出了替换的线锯技术，其旨在消除麻烦的浆液制备、控制、操纵和处理。通过将磨料材料固定在线上，可以省去浆液的需要。仅需要冷却剂从切口中移除切屑并将线清洁。另外，因为磨料颗粒不再卷粘在线锯和工件之间，而是直接从工件切割出材料，因此切割效率更高。这种线通常被称为“固定磨料线锯”。另外一种用于切割导电材料的线锯技术是“线电火花加工”或“线EDM”。在该切割技术中，通过在工件和导电线之间的电介质(例如油)中产生放电来进行切割，该导电线被持续地更新并限定切割轨迹。该技术首次应用于切割半导体材料例如硅(例如参见 W02006/027946A1)。在下文中，“线锯”应该被理解为是指用于松散磨料锯切的线或用于固定磨料锯切的线或适合于用在线EDM中的线中的任意一种线。从上述描述将会清楚，在锯切过程中，无论是利用松散磨料还是固定磨料，或在线 EDM中，线都起到核心作用一旦线断裂，切割立即停止。应该通过一切手段防止线断裂，因为线断裂不仅导致材料损失(就像许多情况下那样，工件由于质量问题而报废)，而且导致有效时间损失，这是由于需要花费一些时间来清理网和重新对网进行穿线(对于太阳能电池来说，切割可能包含多于1000个的环)。在锯切过程中线断裂的一个来源是线的卷绕。由于线锯长度较长，其缠绕在线轴或卷轴上。或者，其可以缠绕在之后可从线锯卷移除或可不从线锯卷移除的心轴上。在任一情况下，线锯卷都将形成在卷轴或心轴上。在下文中，将始终参考“线锯卷”，由此采取线锯卷载体的抽象概念线是否位于某种类型的载体上与本技术并不相关。为参考之目的，假定卷绕轴线是水平的，线在卷绕过程中朝向观察者移动，并且线在轴线上方到达卷轴，即当卷轴从其轴线被释放时朝向观察者旋转(参见图1)。该参考系绝非限制性的，因为卷绕的线同样能够在竖直布置的线卷绕机上或在其中卷轴竖立不动同时通过与卷轴同轴布置并轴向地上下运动的旋转锭壳在卷轴上卷绕线的卷绕机上进行。当以往复方式从卷轴的左侧向卷轴的右侧和从卷轴的右侧向卷轴的左侧引导线时，在卷轴卷绕过程中将匝组织成层。为了本申请之目的，将“层”定义为当线从卷轴的一侧向另一侧行进时形成的一系列匝。如果线从另一侧向回行进至第一侧则形成另一层。为本申请之目的，将坚持惯例，即奇数层是在卷绕过程中线被从左向右引导的层，而偶数层是在卷绕过程中线被从右向左引导的层。在一个层内的“匝”采取具有半径、节距长度和节距方向的螺旋线形式(右旋螺纹，“ζ”方向用于具有节距偶数层，左旋螺纹，“S”方向为具有节距ρ胄的奇数层)。半径等于已经形成的线锯卷的直径的一半，并且在卷绕过程中由于连续层叠置地积累而增加。节距长度是线围绕线锯卷的轴线显示正好一整圈的轴向位移。线锯卷的节距与周长的比等于卷绕角的切线值。因而当以恒定节距卷绕时，卷绕角将随着线锯卷直径的增加而减小。根据上述内容将清楚的是，奇数层和偶数层的匝将在卷绕过程中一直在某处交叉，并且在线锯卷“C”的宽度“W”上的交叉的数量为C = W(1/P奇+P偶)“线锯卷密度"(WCD)限定为由线占据的容积除以线锯卷的总容积的比，并且可表示为百分比。更高的WCD允许在相同的卷轴容积中放置更长的线。在选择用于线的卷绕的节距时有许多可选方案使用等于线的直径“D”的节距是获得“完美卷绕”的必要条件。在这种情况下，各层是紧密的，奇偶层叠置地积累于彼此之上。线锯卷的密度最大，因为线锯将采取六方堆 (除了线锯交叉的位置)。在高卷绕速度下很难获得完美卷绕，但是允许通过光学纤维以极高的速度展开，诸如导弹制导所需要的那样(例如参见US4950049，US506490)。使用等于“D”的多倍节距将形成之间没有任何间隙的并排层。而且，这种卷绕难以在大量层的情况下以高卷绕速度实现。通过使用大节距能够减少在卷轴宽度上的交叉的数量，但是每层的总长度将因而减少。这导致了比期望的线锯卷密度小的线锯卷密度。在线锯工业中，可以确认如下类型的卷绕。线锯卷绕节距可以取决于线锯的展开工作站。一些线锯配备有以恒定横向速度移动的展开滑轮。如果线锯卷的节距没有严格地遵循该展开节距，则线锯将以相对于线锯的轴向垂直平面不可接收的大角度展开。对于固定磨料线锯来说，在US2007/0023027中已经建议了在“D”和“2XD”之间的节距。当前，用于松散磨料锯切的线锯卷以大于2XD但小于200XD的节距卷绕。实践证明这是获得充分高的WCD和展开质量之间的良本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C·克洛特，N·桑，C·弗罗芒，
申请(专利权)人：贝卡尔特公司，
类型：实用新型
国别省市：