专利名称：蓝宝石硅棒的切割治具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多线切割技术，特别是涉及一种应用于蓝宝石硅棒的切割治具。
背景技术：
我们知道，LED (蓝色发光二极管)在当今社会中用途十分广泛，例如各种通讯设备、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的重要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技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢线上的切割刃料对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有具有效率高，产能高，精度高等优点。·现有技术中针对圆柱体的蓝宝石硅棒进行加工是将所述蓝宝石硅棒置于钢线的上方，待钢线高速运行时将蓝宝石硅棒缓慢放下，使其压迫所述钢线，经由该高速运行的钢线对蓝宝石硅棒的弧面进行摩擦而开始直线式切割作业，当钢线由该蓝宝石硅棒一侧切割至另一侧时即将硅棒切割为蓝宝石硅片。由此可知，当呈圆柱体的蓝宝石硅棒被切割到一半的时候(即切割到所述蓝宝石硅棒的直径距离的时候)，相较刚开始切割的时候，此时的该钢线和硅棒的接触面最大(摩擦面积最大)，换言之，则钢线在所述圆柱体硅棒中的运行距离最长，因而钢线所受到的运行阻力也就最大，由于蓝宝石硅棒本身具有很高的硬度而不易切割，再加上针对蓝宝石硅棒的切片要求又很严格，故而如此垂直线切割的方式很容易出现切割不良；再者，由于蓝宝石硅棒在整个切割过程中要下移至少一个直径的距离，则因加大了其行程而使该种垂直线切割的方式过程缓慢，不利于节省切割的作业时间以及提高生产的工作效率。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种蓝宝石硅棒的切割治具，以解决现有技术中采用传统的垂直线切割的方式而不易切割、切割时间长以及生产效率低等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种蓝宝石硅棒的切割治具，设置在一具有金刚线的切片机上，承载一具有平面侧壁的蓝宝石硅棒，其特征在于所述切割治具包括一横梁以及固定在所述横梁两端的转轴部，所述横梁黏合所述蓝宝石硅棒的平面侧壁，所述切割治具的两端转轴部的中心轴线与所述蓝宝石硅棒的轴线为同一轴心线，所述切割治具位于所述金刚线上方，并且所述切割治具的两端转轴部的中心轴线与所述金刚线的走线方向相对垂直。在本实用新型的切割治具中，所述切割治具横梁的宽度等于所述蓝宝石硅棒平面侧壁的宽度。所述横梁经由黏合胶黏合所述蓝宝石硅棒的平面侧壁。所述切割治具的横梁与所述蓝宝石硅棒的平面侧壁之间还黏合有一块玻璃板。如上所述，本实用新型的蓝宝石硅棒的切割治具主要是在切割作业中，旋转承载有蓝宝石硅棒的切割治具，当切割治具的横梁触碰到金刚线时换向旋转，同时依据金刚线对蓝宝石硅棒切割深度垂向下移所述切割治具；当蓝宝石硅棒的被切割深度达到预设值时，再垂向位移切割，因而，本实用新型解决了现有技术中普遍采用的垂直线切割的方式而造成的切割困难，精度差以及切割时间长以及生产效率低等问题，不但使整个切割过程顺畅，容易控制，而且也大大的缩短了切割时间，提高了切割效率。
图I显示为本实用新型中蓝宝石硅棒的结构示意图。图2显示为本实用新型中切割治具的正向剖视图。图3显示为本实用新型中蓝宝石硅棒被黏合在切割治具上的正向剖视图。图4a至图4f显示为应用本实用新型的蓝宝石硅棒的切割治具之切割过程示意图。
具体实施方式
请参阅图I至及图4f ;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中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杂。如图所示，本实用新型提供一种蓝宝石硅棒的切割治具，其应用于对蓝宝石硅棒进行切割作业，在具体的实施方式中，所述蓝宝石硅棒的切割治具应用于一用于对蓝宝石硅棒进行切割的金刚线切片机中。所述蓝宝石硅棒I呈圆柱体，并在所述蓝宝石硅棒I上具有一平行于轴线的平面侧壁11。所述切割治具2具有一横梁21以及固定在所述横梁21两端的转轴部22 ;在具体的实施方式中，所述切割治具2两端的转轴部22可绕其轴线进行正向或逆向旋转以及垂向移动。在具体的金刚线切片机中，所述切割治具2藉由一伺服电机(未图示)驱动旋转，具体的，所述切割治具2与所述伺服电机之间藉由一传送带(未图示)链接以驱动所述切割治具2进行顺时针方向或逆时针方向旋转。在本实施方式介绍的具体的切割过程中，所述蓝宝石硅棒I的平面侧壁11经由黏合介质(未图示)黏合在所述切割治具2的横梁21上，并使所述蓝宝石硅棒I的轴线与所述切割治具2的两端转轴部22的中心轴线为同一轴心线O，进而保证所述蓝宝石硅棒I与所述切割治具2同轴心旋转；在具体的实施方式中，所述蓝宝石硅棒I平面侧壁11的宽度等于所述切割治具2横梁21的宽度，所述黏合介质为黏合胶，所述蓝宝石硅棒I的平面侧壁11与所述切割治具2的横梁21之间还黏合有一块玻璃板3，以便待切片完成后，用热水溶化黏合胶而分离蓝宝石硅片和玻璃。所述金刚线4置于所述蓝宝石硅棒I的下方，并所述金刚线4的走线方向与所述轴心线0相对垂直；在具体的金刚线切片机中，所述金刚线4缠绕于二切割辊(未图示)上，藉由所述切割辊高速旋转时带动所述金刚线4高速运行。在具体的切割过程中，通过设置所述工件治具2转速及垂向下移速度，具体的，所述工件治具2转速及垂向下移速度为匀速。高速运行所述金刚线4，同时下降黏合有所述蓝宝石硅棒I的工件治具2，使所述蓝宝石硅棒I压迫所述高速运行的金刚线4 ;在具体的实施方式中，所述金刚线4的运行速度为 1000m/min。呈如图4a至图4f所示的状态，依据预先设置的转速及垂向下移速度旋转并下移所述工件治具2，当所述工件治具2的横梁21触碰到所述金刚线4时换向旋转，同时随着所述蓝宝石硅棒I切割深度的递增所述工件治具2的转角递减，直至切割结束。需要特别说明的是，由于所述切割治具2的横梁21和金刚线4相对应的位置关系限制了的切割治具2转角，所述切割治具2至始至终都在小于360°的角度内进行正向或逆向旋转。呈如图4d至图4f所示的状态，在本实施方式中，所述工件治具2的初始转角为最大转角，但是，随着所述工件治具2承载着蓝宝石硅棒I不断的下移，所述蓝宝石硅棒I的切割深度不断地递增，所述工件治具2的转角也呈递减的趋势，当蓝宝石硅棒I被切割到其平面侧壁11 (即蓝宝石硅棒I和玻璃3的黏合面)时，所述工件治具2的转角最小，直至切割结束。综上所述，本实用新型的蓝宝石硅棒的切割治具主要是在切割作业中，依据预先设置的转速及垂向下移速度旋转并下移所述工件治具，当所述工件治具的横梁触碰到所述金刚线时换向旋转，同时随着所述蓝宝石硅棒切割深度的递增所述工件治具的转角递减，直至切割结束。因而，本实用新型解决了现有技术中普遍采用的垂直线切割的方式而造成的切割困难，精度差以及切割时间长以及生产效率低等问题，不但使整个切割过程顺畅，容易控制，而且也大大的缩短了切割时间，提高了切割效率。所述本实用新型与现有技术相t匕，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
权利要求1.一种蓝宝石硅棒的切割治具，设置在一具有金刚线的切片机上，承载一具有平面侧壁的蓝宝石硅棒，其特征在于所述切割治具包括一横梁以及固定在所述横梁两端的转轴部，所述横梁黏合所述蓝宝石硅棒的平面侧壁，所述切割治具的两端转轴部的中心轴线与所述蓝宝石硅棒的轴线为同一轴心线，所述切割治具位于所述金刚线上方，并且所述切割治具的两端转轴部的中心轴线与所述金刚线的走线方向相对垂直。
2.根据权利要求I所述的蓝宝石硅棒的切割治具，其特征在于所述切割治具横梁的宽度等于所述蓝宝石硅棒平面侧壁的宽度。
3.根据权利要求I所述的蓝宝石硅棒的切割治具，其特征在于所述横梁经由黏合胶黏合所述蓝宝石硅棒的平面侧壁。
4.根据权利要求I所述的蓝宝石硅棒的切割治具，其特征在于所述切割治具的横梁与所述蓝宝石硅棒的平面侧壁之间还黏合有一块玻璃板。
专利摘要本实用新型提供一种蓝宝石硅棒的切割治具，设置在一具有金刚线的切片机上，承载一具有平面侧壁的蓝宝石硅棒，包括一黏合蓝宝石硅棒的平面侧壁的横梁以及固定在所述横梁两端的转轴部，在切割作业中，依据预先设置的转速及垂向下移速度旋转并下移所述工件治具，当所述工件治具的横梁触碰到所述金刚线时换向旋转，同时随着所述蓝宝石硅棒切割深度的递增所述工件治具的转角递减，直至切割结束，因而，本实用新型解决了现有技术中普遍采用的垂直线切割的方式而造成的切割困难，精度差以及切割时间长以及生产效率低等问题，不但使整个切割过程顺畅容易控制，而且也大大的缩短了切割时间提高了切割效率。
文档编号B28D5/04GK202439138SQ201220053880
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月19日 优先权日2012年2月19日
发明者卢建伟 申请人:上海日进机床有限公司