金刚线导轮及金刚线切割机的制作方法

本实用新型涉及硅片切割技术领域，特别是涉及一种金刚线导轮及金刚线切割机。

背景技术：

金刚线切割机是用于将硅料通过金刚线切割成硅片的机器。金刚线切割出片率和片厚主要以金刚线直径和导轮槽型的匹配所决定的，同种金刚线直径在不同导轮槽型下可以切割出不同厚度的硅片。在切割过程中，金刚线卡在导轮的槽里，由导轮带动金刚线进行切割，被金刚线磨成硅粉的部分为硅料的损耗。金刚线越细则产生的硅料损耗越少，生产成本越低。

传统的金刚线直径(例如，55微米至60微米)较大，导致硅料损耗严重，随着工艺的进步，金刚线直径开始朝超细方向发展，由于传统的金刚线所对应的导轮参数没有改进，因此，传统的导轮槽型无法与超细金刚线匹配，导致金刚线晃动较为严重。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的导轮槽型无法与超细金刚线匹配，导致金刚线晃动较为严重的问题，提供一种金刚线导轮及金刚线切割机。

一种金刚线导轮，包括：导轮本体，所述导轮本体平行于其轴向的表面开设有若干等间距的容纳槽；所述容纳槽包括底部以及位于底部两侧的侧部，同一所述底部对应的两个侧部的夹角为30度至40度，相邻两个所述底部的底端间距为245微米至250微米。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的金刚线导轮，同一底部对应的两个侧部之间的夹角设为30度至40度，同时，相邻两个底部的底端间距设为245微米至250微米，通过调整容纳槽的槽型参数，能够容纳匹配更细的金刚线，使得金刚线落在容纳槽的下半部且不接触槽底，减少金刚线在容纳槽里的晃动，降低切割过程中金刚线的抖动，减少了硅料损耗，改善硅片表面厚度不匀的情况，并控制片厚处于正常范围。

在其中一个实施例中，所述容纳槽的深度为230微米至250微米。

在其中一个实施例中，所述底部的截面为圆弧形。

在其中一个实施例中，所述圆弧形的圆弧半径为25微米至45微米。

在其中一个实施例中，所述侧部所在的平面与所述底部形成的圆弧面相切。

在其中一个实施例中，所述底部的截面为椭圆弧形。

在其中一个实施例中，所述底部的截面为v形。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述容纳槽之间设置有过渡段。

一种金刚线切割机，包括：如上任一实施例所述的金刚线导轮；金刚线，绕于所述容纳槽，所述金刚线的直径为48微米至52微米。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的金刚线切割机采用如上任一实施例所述的金刚线导轮，通过调整容纳槽的槽型参数，能够容纳匹配更细的金刚线，使得金刚线落在容纳槽的下半部且不接触槽底，减少金刚线在容纳槽里的晃动，降低切割过程中金刚线的抖动，减少了硅料损耗，改善硅片表面厚度不匀的情况，并控制片厚处于正常范围。

在其中一个实施例中，所述金刚线的直径为50微米至52微米。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中金刚线导轮的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例中金刚线导轮的结构示意图。

其中：

100、金刚线导轮110、导轮本体120、容纳槽

122、底部124、侧部130、过渡段

a：夹角l：底端间距h：深度

r：圆弧半径

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

由于传统的金刚线直径(例如，55微米至60微米)较大，导致硅料损耗严重，金刚线直径开始朝超细方向发展，如果继续采用传统的导轮与金刚线匹配进行切割，则由于导轮槽型开口较大，金刚线容易落入导轮槽底，金刚线在导轮槽底容易产生晃动及滚动的现象，影响硅片的切割效率，也影响硅片的切割质量。

为此，请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种金刚线导轮100，包括：导轮本体110，导轮本体110平行于其轴向的表面开设有若干等间距的容纳槽120；容纳槽120包括底部122以及位于底部122两侧的侧部124，同一底部122对应的两个侧部124的夹角a为30度至40度，相邻两个底部122的底端间距l为245微米至250微米。

本实施例中，若干指的是一个及以上。为了实现均匀的切割效果，将多个容纳槽120等间距地设置。容纳槽120包括底部122以及位于底部122两侧且位于底部122斜上方的侧部124，底部122的两侧分别与两个侧部124相接。

底部122对应的两个侧部124之间的夹角a，又称为槽角，具体为30度至40度，也就是容纳槽120的宽度自底部122向上呈增大的趋势。夹角a可以是30度、31度、32度、33度、34、度、35度、36度、37度、38度、39度、40度等，不局限于上述具体数值。

相邻两个底部122的底端间距l，也就是两个底部122的中心距，又称为槽距，具体为245微米至250微米，底端间距l可以是245微米、246微米、247微米、247.5微米、248微米、249微米、250微米等，不局限于上述具体数值。

上述金刚线导轮100的槽型参数根据金刚线的直径设计和选择，如可适用于直径为48微米至52微米的金刚线，通过实验证明，能够使得金刚线始终位于容纳槽120的下半部且不接触槽底，使得容纳槽120的侧部122、或者侧部122及部分的底部124所形成的空间侧壁在不接触槽底的情况下，对金刚线依然具有良好的支撑能力，从而有效地避免金刚线在容纳槽120内的晃动和滚动，降低切割过程中金刚线的波动，改善硅片表面厚度不均的情况。通过合理匹配夹角a和底端间距l的参数，能够控制片厚保持在正常的范围内，提高片厚的一致性。如此设置，在切割过程中，能够减少硅料损耗，提升硅片的切割质量，良品率约提升0.5％至1％，提高经济效益。

容纳槽120是用刀具在机床上加工得到的。另外，导轮本体110的表面还设有耐磨层，具体为聚氨酯层、碳化硅层等，以提高导轮本体110的耐磨性，增加导轮本体110的使用寿命。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的金刚线导轮100，同一底部122对应的两个侧部124之间的夹角a设为30度至40度，同时，相邻两个底部122的底端间距l设为245微米至250微米，通过调整容纳槽120的槽型参数，能够容纳匹配更细的金刚线，使得金刚线落在容纳槽120的下半部且不接触槽底，减少金刚线在容纳槽120里的晃动，降低切割过程中金刚线的抖动，减少了硅料损耗，改善硅片表面厚度不匀的情况，并控制片厚处于正常范围。

在一些实施例中，容纳槽120的深度h为230微米至250微米。容纳槽120的深度h又称为槽深。为了相对应地匹配上述夹角a和底端间距l的参数，容纳槽120的深度h设为230微米至250微米，具体可以是230微米、232微米、234微米、236微米、238微米、240微米、242微米、244微米、246微米、248微米、250微米等，不局限于上述具体数值。

请参考图1，在一些实施例中，底部122的截面为圆弧形。本文中所提到的“截面”指的是经过金刚线导轮100的轮轴且平行于该轮轴的平面所形成的截面。如此设置，底部122和侧部124的衔接更加顺畅，容纳槽120体内壁更加光滑，与金刚线的匹配度更高。

进一步地，圆弧形的圆弧半径r为25微米至45微米。圆弧半径r又称为倒角。具体可以是25微米、27微米、29微米、31微米、33微米、35微米、37微米、39微米、41微米、43微米、45微米等，不局限于上述具体数值。

为了提高侧部124和底部122衔接的一致性，侧部124所在的平面与底部122形成的圆弧面相切，使得侧部124和底部122的衔接处更加平缓，无明显痕迹。

或者，底部122的截面为椭圆弧形。如此设置，也可以使得底部122和侧部124的衔接更加顺畅，容纳槽120体内壁更加光滑，与金刚线的匹配度更高。

又或者，如图2所示，底部122的截面为v形。此时，底部122和侧部124可以看成是一体形成的，无界限。如此设置，容纳槽120可以减少倒角的工序，降低制造时间，简化制造工序。

当然，其他异形的截面形状亦可，例如波浪形，前提是能够起到支撑金刚线的作用，并使得金刚线位于容纳槽120的下半部且不接触槽底。

在一些实施例中，相邻的两个容纳槽120之间设置有过渡段130。可以理解的是，过渡段130指的是相邻的两个容纳槽120的侧部124之间并非是直接相接，而是有一段平缓的过渡区，如此设置，可以避免直接相接形成的尖端划伤其他结构件，影响其他结构件的使用寿命，也避免了划伤操作人员。

本实用新型的实施例还提供了一种金刚线切割机，包括：如上任一实施例所述的金刚线导轮100；金刚线，绕于容纳槽120，金刚线的直径为48微米至52微米。

具体地，金刚线切割机中通常配置成对的金刚线导轮100，两个金刚线导轮100根据硅料的尺寸间隔设置，避免干扰硅料的切割过程。金刚线绕于两个金刚线导轮100上，通过下压硅料、驱动金刚线导轮100带动金刚线走线，完成硅片的切割。本实施例中，采用调整了槽型参数的金刚线导轮100，能够匹配直径为48微米至52微米的相对超细的金刚线，减少金刚线在容纳槽120中的抖动，保证片厚的一致性，提高硅片的切割质量，良品率越提升0.5％至1％，提高了经济效益。

金刚线的直径可以是48微米、49微米、50微米、51微米、52微米等，不局限上述具体数值。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的金刚线切割机采用如上任一实施例所述的金刚线导轮100，通过调整容纳槽120的槽型参数，能够容纳匹配更细的金刚线，使得金刚线落在容纳槽120的下半部且不接触槽底，减少金刚线在容纳槽120里的晃动，降低切割过程中金刚线的抖动，减少了硅料损耗，改善硅片表面厚度不匀的情况，并控制片厚处于正常范围。

在一些实施例中，金刚线的直径为50微米至52微米。为了保证金刚线的强度和使用寿命，通常选择直径为50微米至52微米的金刚线，该范围的金刚线可以保证金刚线落入容纳槽120的下半部且不接触槽底的位置，也能够得到目标片厚的硅片，减少硅料的损耗。

另外，金刚线可以采用高强度钢线、树脂金刚线或电镀金刚线等材质。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。