硅片线切割装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种硅片线切割装置，主要包括开有线槽的导轮，缠绕在导轮上的钢丝线网，主要特征是所述导轮上的开槽槽距为不相等的开槽槽距，该不相等的开槽槽距是自钢线缠绕导轮开始，沿导轮的长度方向上依次减小。该减小的开槽槽距与钢线在切割过程中的磨损相适应，由于槽距减小，在现有导轮开槽长度不变的条件下，增加了线槽的数量，相应地绕在导轮上的钢丝线网加密，使一刀一次切割硅片的数量增加，经济效益显著。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种硅单晶棒采用线切割系统来加工硅切片的硅片线切割装置。
技术介绍
目前，对小直径硅单晶棒大多仍采用内圆切片机进行切割加工，它的刀刃是镶嵌 在圆形金属薄基片的内圆周上，刀片的外圆固定在旋转轴上。它与早期采用的外圆 刀刃式切片机相比，它可以使用更加薄的刀刃(视所需加工的直径大小不同而选用 相适应的刀头和刀片，例如切割直径200mm硅单晶棒需使用34in刀头，其刀刃厚度 约为380Wii，刀的金属基片厚度不到200陶)，故可采用比较小的切割耗量、较小的 加工余量和较高的精度切出更薄的晶片。随着IC工艺、技术的不断发展，为了提高硅切片的加工精度和减少切口材料的 损耗及提高生产效率，目前，在直径大于lOOmm的硅切片加工中，尤其是在对直径 大于200隱以上的硅单晶棒切片加工中，已广泛采用线切割系统来加工硅切片。线切割技术是指在线切割装置上采用通过一根钢线(典型的为120Mm)，顺序缠 绕2或4个导轮而形成的"钢丝线网"(导轮上刻有精密的线槽)，单晶棒两侧的 砂浆喷嘴将砂浆切削液喷在"钢丝线网"上，通过导轮的高速旋转驱动"钢丝线网" 将砂衆带到单晶棒里，钢丝将研磨砂紧压在单晶棒的表面上进行研磨式的切割，单 晶棒同时慢速地往下运动被推过"钢丝线网"，经过几个小时的磨削切割加工，可 使这根硅单晶棒一刀一次被切割成许多相同厚度的硅片。如图l、图2和图3所示，线切割装置主要包括刻有线槽的导轮l，缠绕在导轮 l上的钢丝线网2，承载硅单晶棒5的工作台3，砂浆喷嘴4。采用线切割技术进行切片加工其生产效率高、切缝损耗小、表面损伤小、表面加 工精度高(翘曲度可达到Warp<10m)，故更适合大直径硅单晶的切片加工。以加工直径200誦硅单晶为例，切片厚度为800Wn，每公斤单晶出片约为13.4 片，其切割成本每片约为$1.51美元，线切割机的产量约是内圆切割机的5倍以上， 线切割机的切割运行成本将可低于内圆切割机运行成本的20%以上。但是，上述线切割系统的所述导轮上刻有的线槽是均匀分布的，这就决定了该导 轮上所缠绕的钢丝线网也是均匀分布的，钢丝的间距是固定不变的。这样，在硅片 线切割过程中，由于钢线在不断的磨损，使钢线的直径逐渐变小， 一般一次一刀切割完成一根硅单晶棒后，钢线直径至少要减少20Mm。由于钢线直径的减小，其切缝 的损耗变小，少切的部分就加在了切片的厚度上，相对于切片来说，切片的厚度也 就必然随钢丝直径的逐渐变小而逐渐增加，因为钢线变细、切缝变小使该节省的材 料并未得到利用，而是浪费到了切片的厚度上，并致使一刀一次切割成的每片切片 的厚度不相同，而存在较大的厚度偏差，其硅片的加工数量也是固定不变的。因此，对硅片线切割装置需要改进。有鉴于此，特提出本技术。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种改进的硅片线 切割装置，将钢线减少的直径，通过导轮开槽槽距变小，确保将硅单晶棒一刀一次 被切割成数个厚度完全相同的硅片，提高切片数量，增加经济效益。为解决上述技术问题，本技术采用技术方案的基本构思是 一种硅片线切割 装置，主要包括开有线槽的导轮，缠绕在导轮上的钢丝线网，其特征在于所述导 轮上的开槽槽距为不相等的开槽槽距，该不相等的开槽槽距是自钢线缠绕导轮开始， 沿导轮的长度方向上依次减小。所述导轮上的开槽槽距不相等，是沿导轮长度方向上，自钢线绕在导轮上的第一 个线槽开始，相邻两个线槽的开槽槽距依次减小，该减小的槽距与钢线经其前一线 槽磨损后的直径大小相适应。或者，所述导轮上的开槽槽距不相等，是沿导轮长度方向上，分段设置不相等的开槽槽 距，其分段数量为两段以上，在每一段上有数个开槽槽距相等的线槽，而相邻两段 上的开槽槽距，自钢线绕在导轮上的第一段开始依次减小，每段减小的开槽槽距与 钢线经其前一段磨损后的直径大小相适应。所述导轮上的开槽槽距不相等，是沿导轮长度方向上，分3段不相等的开槽槽距， 在相邻两段上的开槽槽距，自钢线绕在导轮上的第一段开始依次减小，在每一段上 有数个开槽槽距相等的线槽。所述导轮上的开槽槽距不相等，是沿导轮长度方向上，分8段不相等的开槽槽距， 在相邻两段上的开槽槽距，自钢线绕在导轮上的第1段开始依次减小，在每一段上 有数个开槽槽距相等的线槽。采用上述技术方案后，本技术与现有技术相比具有以下有益效果。本技术一种硅片线切割装置，由于利用了钢丝在切割过程中的磨损而直径变小的原理，将导轮上的线槽改为不相等的开槽槽距，该开槽槽距沿导轮长度方向上 依次减小，使在导轮开槽长度不变的条件下，由于开槽槽距的减小，便增加了线槽 的数量，缠绕在导轮上的钢丝线网密度也随之而增加，采用这种加密的钢丝线网实 施线切割，显然比现有技术增加了切割硅片的数量，在提高产量的同时也增加了经 济效益。由于对导轮上开槽槽距的改进，使逐渐减小的槽距与钢线的磨损量相适应， 也就是说使钢丝线网的加密量补偿了因钢线磨损后的直径减小而导致被切割硅片厚 度的增加量，不但可以提高切片数量，增加经济效益，还可提高切片质量，使硅单 晶棒一刀一次被切割成数个厚度完全相同的硅片。例如，使用本申请人现有的2台瑞士 MEYER BURGER DS265型线切割机，由于导 轮的硅片切割槽距改进后，槽距分3段依次减小， 一刀一次每台机器可多切6片， 每片按58元计算，每月多切硅片数为1080片，可增加总收益62640元。使用本申请人现有的12台瑞士 MEYER BURGER DS264型线切割机，导轮槽距分8 段依次减小， 一刀一次每台机器可多切26片，每片按58元计算，每月多切硅片数 为28080片，可增加总收益1628640元。总之，本技术硅片线切割装置，对导轮开槽槽距的改进，由原来的等槽距改 为不相等的槽距，该槽距沿导轮长度方向上依次减小，使线槽数量增加，导轮上线 槽的加密，相应地使绕在导轮上的钢丝线网加密，采用这种钢丝线网加密的硅片线 切割装置，对硅单晶棒进行线切割，与现有技术相比明显提高了切片数量和质量， 经济效益十分显著。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的描述。附图说明图1是现有技术钢丝网切割硅单晶棒示意图2是现有技术硅片切割装置切割前示意图3是现有技术硅片切割装置切割后示意图4是本技术硅片切割导轮槽距改进的一实施例示意图5是本技术硅片切割导轮槽距改进的另一实施例示意图。具体实施方式如图1、图2、图3、图4和图5所示，本技术一种硅片线切割装置，是在 现有装置的基础上，利用钢丝在线切割过程中的磨损而直径变小的原理，主要对其 导轮进行了改进，使之适应钢丝线网加密的要求。该装置主要包括开有线槽的导轮1，缠绕在导轮1上的钢丝线网2，该导轮1上开槽槽距原来是等距离的，本技术的 主要特征是将所述导轮1上的开槽槽距改为不相等的开槽槽距，该不相等的开槽槽 距是自钢丝缠绕导轮开始，沿导轮的长度方向上依次减小，从而使缠绕在该导轮线 槽上的钢丝线网呈逐渐加密状，用以补偿因钢线磨损后的直径减小而导致被切割硅 片厚度的增加量。对导轮上不相等的开槽槽距有以下两种实施方式-第一种实施方式，所述导轮1上不相等的开槽槽距，是沿导轮长度方向上，自钢 线绕在导轮1上的第一个线槽开始，相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片线切割装置，主要包括开有线槽的导轮（１），缠绕在导轮（１）上的钢丝线网（２），其特征在于：所述导轮（１）上的开槽槽距为不相等的开槽槽距，该不相等的开槽槽距是自钢线缠绕导轮开始，沿导轮的长度方向上依次减小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周俭，
申请(专利权)人：内蒙古晟纳吉光伏材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]