一种用于蓝宝石晶体棒线切的加工模具的制作方法

文档序号:15595352发布日期:2018-10-02 19:26阅读:319来源:国知局

本实用新型涉及一种用于蓝宝石晶体棒线切的加工模具,属于蓝宝石加工领域。



背景技术:

蓝宝石,又称刚玉,是一种由铝元素和氧元素组成的氧化物。因其具有的硬度大,光学透光率优异等性能。已被应用于个人消费电子产品,如手机,Ipad等电子设备的屏幕,同时它是微电子和光电子产业极为重要的基底材料,可以用作为LED灯的基底材料。随着个人消费电子产品需求的增长和节约能源的需要,蓝宝石材料的需求越来越大。

蓝宝石晶体棒要加工成各种尺寸的基底片,需要利用金刚石线切机对晶体棒进行切片。切片前,晶体棒需要与树脂条利用厌氧胶进行粘接。然后,再将晶体棒固定在金刚石线切机的料台上。切割过程中,料台逐渐下降,缠绕着金刚石线的罗拉上下移动,切割蓝宝石晶体棒。判断蓝宝石晶体棒是否被金刚石线切透,需要观察树脂条上的切槽的深度,由于还有考虑线弓的因素,判断过程较为繁琐。一般都要根据操作者的经验进行判断。不利于提高加工效率,因此需要一个简单易行的判断方法。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种能够及时地结束线切工艺,节约金刚石线的同时,也降低了线切工艺的总时间,提高了效率的用于蓝宝石晶体棒线切的加工模具。

本实用新型的目的是这样实现的:模具包括可上下移动的第一部分模具2和第二部分模具3两个部分,第一部分模具用来形成带有圆弧结构的树脂条A,第一部分模具通过升降台放在铁架台的平面上,第一部分模具的下方设置有圆弧结构,圆弧结构的直径和晶体棒的直径相同,第一部分模具的上部有两个开口,一个小开口是通气口1,另一个大开口是第二部分模具的入口,第二部分模具3为长方块加连杆结构,用来在树脂A4中形成一个树脂B层5的夹心结构,第二部分模具利用试管夹固定在第一部分模具的上方,模具的整体长度与晶体棒的长度相同。

本实用新型加工出的树脂条的应用可以有效减少工艺时间,提高加工效率。本发明还有这样一些技术特征:

1、树脂A和树脂B不互溶,且两种树脂的熔融点差异较大,树脂A与树脂B可以分别固化。

2、通过改变夹心结构的圆弧部分的尺寸,可以配合任意标准直径的蓝宝石晶体棒,圆弧结构的直径为2-12寸。

本实用新型模具应用时首先需要清洗,依次利用丙酮、酒精、去离子水进行超声清洗,完成后利用真空炉子加热,清除模具上残留的水分。将模具第一部分利用升降台放在铁架台的平面上,当扭动升降台的螺纹时,第一部分模具可以上下移动。第二部分模具利用试管夹固定在第一部分的上方。本实用新型的有益效果有:

1、晶体棒线切时,利用制成夹心结构的树脂条后,可以方便操作工人判断蓝宝石晶体棒是否被切断。减少人为的判断失误,提高产品的合格率。

2、有利于减少切割蓝宝石晶体棒的整体工时,提高工作效率,有益于节约金刚石线,降低工艺的整体成本。

3、树脂B层采用的是夹心结构,不会影响树脂A层的表面加工性能和对蓝宝石晶体棒的粘接性能,且利用模具可以大规模制备此种夹心结构,方便使用者进行批量加工制备。

附图说明

图1为本实用新型模具示意图;

图2为图1侧视图;

图3为图1俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明:

实施例 1:结合图1-3,本实施例模具包括可上下移动的第一部分模具2和第二部分模具3两个部分,第一部分模具用来形成带有圆弧结构的树脂条A,第一部分模具的下方设置有圆弧结构,圆弧结构的直径和晶体棒的直径相同,第一部分模具的上部有两个开口,一个小开口是通气口1,另一个大开口是第二部分模具的入口,第二部分模具3为长方块加连杆结构,用来在树脂A4中形成一个树脂B层5的夹心结构,第二部分模具利用试管夹固定在第一部分模具的上方。模具的整体长度与晶体棒的长度相同,树脂A与B的使用质量可以被计算出。

具体应用中,首先需要清洗树脂条的模具,依次利用丙酮、酒精、去离子水进行超声清洗,完成后利用真空炉子加热,清除模具上残留的水分。将第一部分模具利用升降台放在铁架台的平面上,当扭动升降台的螺纹时,第一部分模具可以上下移动。第二部分模具利用试管夹固定在第一部分模具的上方。利用所得公式,计算得出夹心层中点S点的位置参数和所需树脂A的质量。称取树脂A、填充料、催化剂和固化剂,按照树脂A、填充料、催化剂和固化剂的质量百分比分别为60%环氧树脂,30%CaO、Al2O3 和10%聚酰胺650的比例进行混合,其中CaO、Al2O3 混合比例为1:1或2:1或1:2,混合物倒入第一部分模具,同时使得升降台上升,第二部分模具的长方块浸入混合树脂中,上平面与树脂A的水平线重合。将铁架台和模具整体搬入真空加热炉中,先抽真空去除树脂中的空气。加热固化树脂A,形成了下部与晶体粘接的圆弧型部分的同时,第二部分模具周围也形成了一个凹槽。降温后,取出铁架台和模具整体,拔出第二部分模具后,向凹槽6内倒入树脂B的混合物。重复上述操作,并利用树脂A封住树脂B层,形成最终的夹心树脂条。

利用所得的树脂条进行蓝宝石晶体棒的线切工艺。将树脂条利用蜂蜡和松香的混合物粘贴在铁板上,并用磨床进行打磨至符合要求。然后,利用厌氧胶粘贴蓝宝石晶体棒与打磨后的树脂条。将粘有树脂条的晶体棒安装到金刚石多线切割机上,金刚石线的张力保持40N,金刚石线的线径是0.22 mm, 线速是 20 m/s,同时罗拉上下运动,对蓝宝石晶体棒进行切割。随着晶体切割的深入,金刚石线逐渐靠近夹心结构中的树脂B层。当金刚石线、晶体棒和树脂B层满足图1的几何关系后,金刚石线会切到树脂B层,表面会附着树脂B。由于线切过程中,会有冷却液同时使用,水分会使得金刚石线或晶体棒周围显鲜艳的红色。这时,操作者可以判断,金刚石线已经切透蓝宝石晶体棒,可以及时地结束线切工艺,节约金刚石线的同时,也降低了线切工艺的总时间,提高了效率。

本实施例利用一个具有夹心结构的树脂条判断金刚石线切的终结点,根据这个结构中的夹心层的尺寸和位置进行计算,夹心层树脂B的底部尺寸为2L,S点是BC的中点。角度α是罗拉上摆到最高点时,金刚石线与水平的夹角,利用这个夹角,线段SD由三角函数计算出:

SD = L*tgα

线段OD可由晶体棒的半径R计算而得;

由三角关系可知, ∠AOD = α ,

所以,OD = R/cosα

整体线段 SO = SD + OD,所以 SO = L*tgα+ R/cosα,根据线段SO的长度,即可确定夹心层底部中点S的具体位置;角度α和半径R都是常数,所以夹心层的位置由夹心层的长度而定;夹心层的树脂B材料可与水反应,显示鲜艳的颜色;当金刚石线切到夹心层时,恰好切透蓝宝石的晶体棒材料;由于金刚石线上有线切液的水分,金刚石线或蓝宝石晶体棒周围会发生颜色的变化;如果发现金刚石线的颜色发生变化,可以判断线切工艺已经完成。

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