一种电镀线切割硅片用主导线辊的制作方法

本实用新型属于硅片切割技术领域，特别是涉及一种电镀线切割硅片用主导线辊。

背景技术：

硅片线切割加工时，需要将电镀线缠绕在主导线辊（以下简称主辊）上，一般情况下，主辊是一对同心圆柱体，表面包覆聚氨酯耐磨材料，且刻有与硅片目标厚度对应的同心圆V槽。常见的技术内容中，延续了游离磨料切割时期对主辊的要求，规定旋转表面跳动＜20μm，目的是保持高速运转时钢线线网的平稳性，防止钢线不稳定抖动导致的异常。

随着电镀线切割技术的进步，一方面，加工时间快速缩短，单位时间进给距离增大，意味着单位时间内切削加工量的增大。另一方面，为了减少切割锯缝损失，钢线直径和金刚石粒径都在快速缩小中。两者结合后，切割作业面狭窄且作业量大，导致作业面冷却液进入困难，作业面温度升高，切割废屑排出较难，进而影响到了硅片表面加工质量和金刚砂粒的切削能力，需要开发新工艺进行改善。

目前已有相关技术推出，主要采用了加载超声波的方式来使电镀线产生＞20HZ的小幅震动来实现解决上述两项问题的目的，但需要投入电气设备，维护和可靠性不高。

技术实现要素：

本实用新型目的在于针对现有主导线辊的缺陷，提供一种能改善切割废硅屑的排出能力和冷却液的冷却性能，提高金刚砂切削能力，最终提高加工效率，改善硅片表面品质的电镀线切割硅片用主导线辊。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种电镀线切割硅片用主导线辊，电镀线往复缠绕在一对主导线辊，其特征在于：所述一对主导线辊中至少有一个的轴心与旋转轴的轴心偏离。

其进一步特征在于：所述主导线辊轴心和旋转轴轴心距离为80-120μm。

优选的：所述一对主导线辊的轴心均与旋转轴的轴心偏离。

所述一对主导线辊静止状态下的高点方位形成180°。

所述主导线辊转动引起电镀线纵向摆动，所述电镀线的摆动频率为25-30次/s。

其进一步特征还在于：所述主导线辊表面包覆有聚氨酯耐磨材料，且刻有与硅片目标厚度对应的同心圆V槽。

所述主导线辊直径为230mm。

本实用新型优点在于：

1、工艺成本低廉易实现，只需把主辊安装锥面进行重新偏心加工，一次小成本改造，后续无需再投入。

2、可靠性高，由于属于硬件改造，只需每次安装主辊时确认高点位置，即可免维护连续使用。

3、可显著改善切割效果，经测试，相较普通工艺主辊，硅片表面加工线痕值下降1μm，TTV值下降2μm，棱边破损率下降0.2%。

4、不产生附加材料需求和废弃物。

本实用新型能改善切割废硅屑的排出能力和冷却液的冷却性能，提高金刚砂切削能力，最终提高加工效率，改善硅片表面品质的电镀线切割硅片用主导线辊。

附图说明

图 1 为现有普通工艺主导线辊安装状态示意图。

图 2 为本实用新型主导线辊安装状态示意图。

图3、4为本实用新型主导线辊使用时，电镀线的运行状态示意图。

具体实施方式

如图1所示，现行主辊工艺条件下，主导线辊1的圆周与主导线辊的旋转轴4轴心为同心圆，表面跳动值＜20μm，电镀线2线网张力与硅料3进给压力形成瞬时平衡状态，电镀线2紧贴着硅料3加工锯槽（见图1）快速平稳往返运行，电镀线2与作业面之间的间隙小于5μm（小于金刚砂粒径均值），切割液很难大量进入，排屑和冷却困难。

如图2-4所示，一种电镀线切割硅片用主导线辊1，表面包覆有聚氨酯耐磨材料5，且刻有与硅片目标厚度对应的同心圆V槽。电镀线2往复缠绕在一对主导线辊1上，所述一对主导线辊1的轴心均与旋转轴4的轴心偏离100μm，使得主导线辊1旋转时为偏心轮状态，表面跳动值为200μm。一对主导线辊1静止状态下的高点方位形成180°。

如图3、4所示，在进行硅片切割作业时，电镀线线网中的每根钢线都存在如下动态过程：单根电镀线处于主导线辊上侧的部分，除按设定的20m/s的直线速度向一侧运行切割外，还附加了左右端主导线辊支点跳动引起的电镀线纵向摆动，单侧支点跳动频率为27.6次/s，端点振幅与该侧主导线辊的表面跳动相等。随着电镀线的纵向摆动，切割液可以方便地进入电镀线与作业面之间的间隙，便于排屑和冷却。