专利名称：线锯及其制作方法
技术领域：
本发明是关于一种线锯及其制作方法，尤其指一种适用于提升切割质量及使用寿命的线锯及其制作方法。
背景技术：
线锯切割是对半导体、水晶、各种单结晶、磁性材料、精密陶瓷、及其它硬脆材料进行切割的一种加工方法。游离磨料线锯目前已广泛地应用在半导体圆片的切片工艺中，其利用钢线带动游离磨料(磨料+液体)来移除材料，但由于游离磨料线锯使用后的磨料易污染环境，导致工业上的浪费，且其加工效率低，故发展固定磨料线锯已成为工业界必然的趋势。相较于游离磨料线锯，固定磨料线锯的优点在于提升材料移除率以及加工磨料能充分被利用，能够有效的提高产能。 美国专利公开号US 2009/0120422A1揭露一种固定磨料线锯，其先将表面披覆有金属层121的磨料12分散于电镀液内，再将磨料12及电镀层13同时沉积于裸线11表面，以完成如图IA所示的固定磨料线锯。在此，由于磨料容易于电镀沉积时发生聚集，因此必须适当地控制电镀槽内磨料的分散与浓度，以免磨料聚集导致线锯的切割质量及精度劣化。同样地，日本专利公开号JP 2007203393、日本专利公开号JP 2007268627、日本专利公开号JP 2007307669、韩国专利公开号KR 20090026490等亦是由同时沉积磨料及电镀层于线材上而制得固定磨料线锯，故亦容易发生电镀液内磨料聚集导致线锯切割质量及精度劣化的问题。再者，于日本专利公开号JP2007203393及JP 2007268627所揭露的切割线锯中，由于磨料部份显露于外，故于进行切割加工时，该些线锯容易因磨料被拔除而降低切割力，进而影响切割加工效率及使用寿命。美国专利案号US 6463921另揭露一种固定磨料线锯，请参见图1B，其包括一裸线11 ;复数个磨料12，黏接至该裸线11 ;一光固化树脂层14，包含复数填充料15且形成于裸线11上，以使该些磨料12黏接至该裸线11 ;以及一底基层16，位于裸线11与光固化树脂层14之间，以增加裸线11与光固化树脂层14间的附着力。如图IB所示，该些磨料12是由光固化树脂层14而固定于裸线11表面，由于光固化树脂层14的强度不足，故光固化树脂层14对磨料12的抓持力有限，另外，由于磨料12部份显露于外，故于进行切割加工时，该线锯容易因磨料12被拔除而降低切割力，进而影响切割加工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提升切割质量及使用寿命的线锯及其制作方法。为实现上述目的，本发明提供的线锯的制作方法，包括A)提供一裸线；B)涂布一中间层于该裸线，且嵌置复数个磨料于该中间层中；以及C)镀覆一金属保护层，以覆盖该些磨料。所述的制作方法，其中，该中间层的材料选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中之一或其组合。所述的制作方法，其中，该黏性材料为树脂，该溶剂为水、油脂、酒精、丙酮、甲醇或其组合，而该溶液为电镀液。所述的制作方法，其中，于该步骤B)中，是先涂布该中间层于该裸线后，再将该些磨料嵌置于该中间层中。所述的制作方法，其中，于该步骤B)中，是先将该中间层的组成份与该些磨料混合成一混合液后，再将该混合液涂布于该裸线。所述的制作方法，其中，该裸线为一琴钢线、一镀铜琴钢线、一绞合线或一不锈钢线。所述的制作方法，其中，该些磨料的材料为钻石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化铝或碳 化硅。所述的制作方法，其中，该些磨料的表面包覆有一导电层。所述的制作方法，其中，该导电层的材料为钛、镍、铜、铝、银或其组合。所述的制作方法，其中，该金属保护层的材料为镍、铜、锌、锡、银或其组合。所述的制作方法，其中，该金属保护层是由电镀法或化学镀法形成。所述的制作方法，其中，该金属保护层是由化学镀法而后电镀法形成。本发明提供的线锯，包括一裸线；一中间层，位于该裸线，该中间层材料选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中之一或其组合；复数个磨料，嵌置于该中间层中；以及一金属保护层，覆盖该些磨料及该中间层。所述的线锯，其中，该黏性材料为树脂，该溶剂为水、油脂或其组合，该溶液为电镀液。所述的线锯，其中，该裸线为一琴钢线、一镀铜琴钢线、一绞合线或一不锈钢线。所述的线锯，其中，该些磨料的材料为钻石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化铝或碳化硅。所述的线锯，其中，该些磨料的表面包覆有一导电层。所述的线锯，其中，该导电层的材料为钛、镍、铜、铝、银或其组合。所述的线锯，其中，该金属保护层的材料为镍、铜、锌、锡、银或其组合。所述的线锯，其中，该金属保护层为一电镀层或一化学镀层。所述的线锯，其中，该金属保护层包括一化学镀层及一电镀层，而该化学镀层位于该电镀层与该些磨料之间，及该电镀层与该中间层之间。综上所述，本发明是先将磨料嵌置于中间层上，再形成金属保护层覆盖该些磨料及该中间层。相较于同时沉积磨料与电镀金属层的公知技术，本发明无须控制电镀槽内磨料分散及浓度，且可避免公知电镀液内磨料于电镀沉积时的聚集问题，以制得具有较佳表面平坦度的线锯，进而提高切割品质及精度。此外，本发明由金属保护层覆盖磨料，可更加稳固地抓持磨料，进而增加线锯的使用寿命及加工效率，同时，磨料表面的金属保护层更可发挥缓冲及保护作用，以提升切割面质量。
图IA是公知固定磨料线锯的纵向剖视图。图IB是另一公知固定磨料线锯的横向剖视图。图2A至2C是本发明一较佳实施例的线锯制作流程图。图3是本发明另一较佳实施例的线锯纵向剖视图。图4是本发明另一较佳实施例的线锯纵向剖视图。图5是本发明另一较佳实施例的线锯纵向剖视图。附图中主要组件符号说明
11,21裸线;12，23磨料；121金属层;13，242电镀层；14光固化树脂层；15填充料；16底基层；22中间层；231导电层；24金属保护层；241化学镀层。
具体实施例方式本发明提供的一种线锯的制作方法，包括(A)提供一裸线；(B)涂布一中间层于该裸线，且嵌置复数个磨料于该中间层中；以及(C)镀覆一金属保护层，以覆盖该些磨料。在此，该中间层材料可选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中一种或其组合，其中，黏性材料可为任何具有黏着性的材料，举例包括树脂；溶剂可为任何液态溶剂，举例包括水、油脂、酒精、丙酮、甲醇或其组合等；而溶液可为任何液态溶液，举例包括电镀液。据此，本发明是先将磨料嵌置于中间层中，由液态中间层(如水、油脂、酒精、丙酮、甲醇或电镀液等)的毛细现象，使该液态中间层可附着于裸线，而磨料则因凡得瓦尔力及中间层的内聚力而得以暂时固定于中间层上，或者，由具有黏着性的中间层(如树脂)，使该些磨料得以暂时固定于中间层上；而后再形成金属保护层覆盖该些磨料。相较于同时沉积磨料与电镀金属层的公知技术，本发明无须控制电镀槽内磨料分散及浓度，且可避免公知电镀液内磨料于电镀沉积时的聚集问题，以制得具有较佳表面平坦度的线锯，进而提高切割品质及精度。此外，相较于由光固化树脂层抓持磨料的公知技术，本发明由金属保护层覆盖磨料，可更加稳固地抓持磨料，以改善磨料于切割时脱离的问题，进而增加线锯的使用寿命及加工效率，同时，磨料表面的金属保护层更可发挥缓冲及保护作用，以提升切割面质量。于本发明制作方法的步骤(B)中，可先涂布该中间层于裸在线后，再将该些磨料嵌置于中间层中；或者，先将中间层的组成份与该些磨料混合成一混合液后，再将该混合液涂布于裸线，以于裸线形成中间层，且中间层中嵌置有该些磨料。根据上述制作方法，若使用黏性材料、溶剂、溶液或其组合作为中间层，且中间层于形成金属保护层过程中仍附着于裸线时，则可制得一种线锯，其包括一裸线；一中间层，位于该裸线，该中间层材料选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中之一或其组合；复数个磨料，嵌置于该中间层中；以及一金属保护层，覆盖该些磨料及该中间层。举例说明，当使用黏性材料(如树脂)、不易挥发的液态溶剂(如水、油脂或其组合等)、不易挥发的溶液(如电镀液)或其组合作为中间层时，于形成金属保护层过程中，该中间层仍会附着于裸线，故所制得的裸线将包括该中间层。另一方面，于形成金属保护层过程中，若中间层逐渐挥发，则可制得另一种线锯，其包括一裸线；复数个磨料，分散于该裸在线；以及一金属保护层，覆盖该些磨料及该裸线。举例说明，若使用易挥发的液态溶剂(如酒精、丙酮、甲醇或其组合等)作为中间层，于形成金属保护层过程中，该中间层会逐渐挥发，而磨料仍因凡得瓦尔力的存在而吸附于裸线，故所制得的裸线将不包含该中间层。于本发明中，该裸线可为一金属线，如琴钢线、镀铜琴钢线、绞合线及不锈钢线，较佳为，该裸线为镀铜琴钢线，以由琴钢在线的铜层增加中间层与裸线间的附着力。于本发明中，该些磨料的材料较佳是具有高硬度，如钻石、立方晶氮化硼(CBN)、氧化铝、碳化硅。于本发明中，该些磨料的表面可包覆有一导电层，其中该导电层的材料可为钛、镍、铜、银、铝等金属或其组合。
于本发明中，该金属保护层可为单层结构或多层结构，其材料可为镍、铜、锌、锡等或其组合，其中，该金属保护层可由电镀法、化学镀法(即无电极电镀)等或是以上方法的组合而形成金属保护层。亦即，该金属保护层可为电镀层或化学镀层；或者，该金属保护层包括化学镀层及电镀层，其中化学镀层是位于电镀层与该些磨料之间，及电镀层与中间层之间。以下是由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可由其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。实施例一请参见图2A至2C，为本实施例的线锯制作流程图。首先，如图2A所示，提供一裸线21，并涂布一中间层22于该裸线21上，于本实施例中，该裸线21为琴钢线，而该中间层22为一水层。接着，如图2B所示，将复数个磨料23嵌置于中间层22中，于本实施例中，该磨料23为钻石颗粒，且其表面包覆有一导电层231，而导电层231的材料为钛。最后，如图2C所示，由电镀法，以形成覆盖该些磨料23及中间层22的金属保护层24(即电镀层)。于本实施例中，该金属保护层24的材料为镍。由上述制作流程，本实施例提供一种线锯，如图2C所示，其包括一裸线21 ;—中间层22，位于该裸线21上，其材料为水；复数个磨料23，嵌置于该中间层22中；以及一金属保护层24，覆盖该些磨料23及该中间层22。实施例二本实施例的制作流程大致与实施例一所述相同，惟不同处在于，请参见图2A至2C,本实施例的中间层22为一电镀液层,而导电层231的材料为镍。实施例三本实施例的制作流程大致与实施例一所述相同，惟不同处在于，请参见图3，本实施例先将树脂(即，中间层的组成份)与该些磨料23混合成一混合液后，再将该混合液涂布于裸线21上，以于裸线21上形成中间层22，且中间层22中嵌置有该些磨料23并包覆该些磨料23，此外，本实施例的金属保护层24是由化学镀法(即，无电极电镀法)形成，其为一化学镀层。实施例四
本实施例的制作流程大致与实施例一所述相同，惟不同处在于，如图4所示，本实施例的中层间22为一油脂层，且本实施例是由化学镀形成化学镀层241后，再由电镀法形成电镀层242，以形成覆盖该些磨料23及中间层22的金属保护层24，于本实施例中，该化学镀层241及该电镀层242的材料皆为镍。据此，如图4所示，本实施例的金属保护层包括一化学镀层241及一电镀层242，而该化学镀层241是位于该电镀层242与该些磨料23之间，及该电镀层242与该中间层22之间。实施例五本实施例的制作流程大致与实施例一所述相同，惟不同处在于，请参见图2A至2B及图5，本实施例的中间层22为酒精，由于酒精会逐渐挥发(因凡得瓦尔力的存在，磨料23仍会吸附在裸线21上)，如图5所示，当金属保护层24镀覆上去时，不会有中间层22的存
在。上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种线锯的制作方法，包括 A)提供一裸线； B)涂布一中间层于该裸线，且嵌置复数个磨料于该中间层中；以及 C)镀覆一金属保护层，以覆盖该些磨料。
2.如权利要求I所述的制作方法，其中，该中间层的材料选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中之一或其组合。
3.如权利要求2所述的制作方法，其中，该黏性材料为树脂，该溶剂为水、油脂、酒精、丙酮、甲醇或其组合，而该溶液为电镀液。
4.如权利要求I所述的制作方法，其中，于该步骤B)中，是先涂布该中间层于该裸线后，再将该些磨料嵌置于该中间层中。
5.如权利要求I所述的制作方法，其中，于该步骤B)中，是先将该中间层的组成份与该些磨料混合成一混合液后，再将该混合液涂布于该裸线。
6.如权利要求I所述的制作方法，其中，该裸线为一琴钢线、一镀铜琴钢线、一绞合线或一不锈钢线。
7.如权利要求I所述的制作方法，其中，该些磨料的材料为钻石、立方晶氮化硼、氧化招或碳化娃。
8.如权利要求I所述的制作方法，其中，该些磨料的表面包覆有一导电层。
9.如权利要求8所述的制作方法，其中，该导电层的材料为钛、镍、铜、铝、银或其组合。
10.如权利要求I所述的制作方法，其中，该金属保护层的材料为镍、铜、锌、锡、银或其组合。
11.如权利要求I所述的制作方法，其中，该金属保护层是由电镀法或化学镀法形成。
12.如权利要求I所述的制作方法，其中，该金属保护层是由化学镀法而后电镀法形成。
13.—种线锯，包括 一裸线； 一中间层，位于该裸线，该中间层材料选自由黏性材料、溶剂及溶液所组群组中的其中之一或其组合； 复数个磨料，嵌置于该中间层中；以及 一金属保护层，覆盖该些磨料及该中间层。
14.如权利要求13所述的线锯，其中，该黏性材料为树脂，该溶剂为水、油脂或其组合，该溶液为电镀液。
15.如权利要求13所述的线锯，其中，该裸线为一琴钢线、一镀铜琴钢线、一绞合线或一不锈钢线。
16.如权利要求13所述的线锯，其中，该些磨料的材料为钻石、立方晶氮化硼、氧化铝或碳化硅。
17.如权利要求13所述的线锯，其中，该些磨料的表面包覆有一导电层。
18.如权利要求17所述的线锯，其中，该导电层的材料为钛、镍、铜、铝、银或其组合。
19.如权利要求13所述的线锯，其中，该金属保护层的材料为镍、铜、锌、锡、银或其组八口 o
20.如权利要求13所述的线锯，其中，该金属保护层为一电镀层或一化学镀层。
21.如权利要求13所述的线锯，其中，该金属保护层包括一化学镀层及一电镀层，而该化学镀层位于该电镀层与该些磨料之间，及该电镀层与该中间层之间。
全文摘要
本发明是有关于一种线锯及其制作方法。本发明的线锯制作方法包括提供一裸线；涂布一中间层于该裸线，且嵌置复数个磨料于该中间层中；以及镀覆一金属保护层，以覆盖该些磨料。据此，本发明可解决公知电镀液内磨料于电镀沉积时的聚集问题，以提高切割质量及精度。
文档编号B28D5/04GK102729343SQ20111008170
公开日2012年10月17日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者刘彦冈, 李益苍, 高建伟 申请人:中国砂轮企业股份有限公司