一种蓝宝石晶棒的切割工艺及其加工治具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蓝宝石晶棒的切割工艺及其加工治具，其工艺包括如下步骤：1）将固定晶棒的加工治具粘接到多线切割机底座上，保证加工治具的底面与多线切割机的底面平行；2）所述加工治具与多线切割机底座粘接固化后，将蓝宝石晶棒粘接固定在加工治具上的弧形定位槽内，蓝宝石晶棒的端面与所述加工治具的端面平行，保证蓝宝石晶棒的切入面晶向；3）启动多线切割机，线锯配合切割液从蓝宝石晶棒的切入面晶向依次切割蓝宝石晶棒和加工治具，直至将晶棒完全切断，本发明结合加工治具对蓝宝石晶棒进行切割，能够一次切割多根的蓝宝石晶棒，生产效率高、切割质量好。
【专利说明】—种蓝宝石晶棒的切割工艺及其加工治具
【技术领域】
[0001]本发明属于蓝宝石玻璃加工领域，具体涉及一种蓝宝石石晶棒的切割工艺。
【背景技术】
[0002]目前对蓝宝石的晶棒进行切割是采用的多线切割机进行切割棒料，传统的金刚石线锯使用的寿命低，一般只能重复切割三刀，而且同时切割的棒材数量少，切割效率低下，而切割尺寸较小的蓝宝石晶棒更无先列，对于直径在12_或以下的晶棒切割没有实际有效的切割工艺。
【发明内容】
[0003]本发明的技术目的在于提供一种蓝宝石晶棒的切割工艺，用以克服现有蓝宝石晶棒的切割工艺存在的效率低、难以切割小尺寸晶棒的缺陷。
[0004]本发明采用如下技术方案实现:一种蓝宝石晶棒的切割工艺，包括如下步骤:
[0005]I)将固定晶棒的加工治具粘接到多线切割机底座上，保证加工治具的底面与多线切割机的底面平行；
[0006]2)所述加工治具与多线切割机底座粘接固化后，将蓝宝石晶棒粘接固定在加工治具上的弧形定位槽内，蓝宝石晶棒的端面与所述加工治具的端面平行，保证蓝宝石晶棒的切入面晶向；
[0007]3)启动多线切割机，线锯配合切割液从蓝宝石晶棒的切入面晶向依次切割蓝宝石晶棒和加工治具，其中，所述线`锯运行速度300-500mm/min、摇摆角度5° -7°、摇摆速度250-350deg/°、切入速度20_25mm/h，直至将晶棒完全切断。
[0008]所述线锯为金刚石线锯，其直径小于0.22mm，包括钢丝线以及电镀在钢丝线上的金刚石粉末。
[0009]所述金刚石粉末的粒径为25-30um。
[0010]所述钢丝线表面采用Ni被膜处理。
[0011]所述切割液中包括质量比为9%的三乙醇胺，3%的三甲基乙酸，2.5%的正辛酸，
4.4%的癸二酸，2.5%的1-氨基-2-丙醇，33%的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.6%的苯并异噻唑啉-3-酮以及45%的水。
[0012]所述加工治具与多线切割机底座之间、蓝宝石晶棒与加工治具之间通过树脂材质的AB固化胶粘接。
[0013]所述AB固化胶采用树脂材质固化胶，其A、B组分分别为胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂。
[0014]所述加工治具的顶面与多线切割机底座粘接，其底面平行设有半径与固定蓝宝石晶棒匹配的弧形定位槽，所述蓝宝石晶棒通过粘接固定在所述弧形定位槽内，其端面与加工治具端面平齐。
[0015]所述加工治具的橡胶硬度HD为97+3，在85°C的水中的硬度HD为91 ±3，接近蓝宝石晶棒硬度。
[0016]所述加工冶具由改性环氧树脂材料通过一体成型制成，所述改性环氧树脂材料由胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂。
[0017]本发明中的加工治具由环氧树脂和胺类融合的材料通过注模成型的高硬度一次性底座，其上设有弧形定位槽，能够一次平行装夹固定多根的蓝宝石晶棒。本发明中，加工治具以及蓝宝石晶棒的粘接胶水为树脂材质的AB固体胶，其材质与加工治具相同，能够保证切割时不会掉晶棒、晶片，高温不易产生变形。金刚石线锯是将微小的金刚石粉末电镀在碳钢线上的一种切割工具，碳钢线上采用Ni被膜，以保证金刚石颗粒良好的附着力，这种线锯切割时间短、出片率提高、简化洗净、废气处理等工序，加工成本大大减少，减少切割片料表面的损伤，改善切割厚度不均，切割片料品质得以保证，并且可使用水溶性切割液，不使用砂浆，使得切割液可回收利用，减少环境影响。切割液采用高附着力的冷却液，在冲击下低泡，有效保证冷却性，具有高附着力，有效保证附着于高速运行的金刚石线锯上，以便冷却线锯、槽轮及切割的片料，并且能够防锈，有效保证设备防锈，在线锯工作中能够对切割机上的槽轮、线锯、片料上的油污进行清洗，防止切割机出现跳线，保证线锯切割能力及片料的清洁。
[0018]本发明在切割蓝宝石晶棒的过程中能够保证切割的片料不会裂片、不会翘曲、厚度均匀，并且能够保证金刚石线锯重复切割五次，可以达多晶棒同时切片，提高生产效率。
[0019]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为加工治具的结构示意图。
[0021]图中标号:1-蓝宝石晶棒，2-加工治具，3-多线切割机底座。
【具体实施方式】
[0022]实施例
[0023]本发明提供的蓝宝石晶棒的切割工艺，包括如下步骤:
[0024]I)将固定晶棒的加工治具粘接到多线切割机底座上，保证加工治具的底面与多线切割机的底面平行；
[0025]2)所述加工治具与多线切割机底座粘接固化后，将蓝宝石晶棒粘接固定在加工治具上的弧形定位槽内，五根蓝宝石晶棒I的端面与加工治具2的端面平行，保证蓝宝石晶棒的切入面晶向；
[0026]3)启动多线切割机，线锯配合切割液从蓝宝石晶棒的切入面晶向依次切割蓝宝石晶棒和加工治具，其中，所述线锯运行速度300-500mm/min，摇摆角度5° -7。和摇摆速度250-350deg/°，切入速度20-25mm/h，直至将晶棒完全切断。
[0027]切割完毕后，通过脱胶即可得到切割好的蓝宝石镜片，切割后的镜片的TTV (单片厚度相差)(0.0lmm1WARP (翘曲度)(0.015mm，质量得到保证，采用本工艺的线锯单片耗线量仅为10m/wafer，减少加工成本，金刚石线锯可以重复切割5次，可以通过在加工治具上并排设置多组圆棒，保证切片质量的条件下，一次切割，降低加工成本，提高单次产片数。
[0028]在本发明中的，多线切割机的线锯采用金刚石线锯，其直径小于0.22mm，包括钢丝线以及电镀在钢丝线上的金刚石粉末，金刚石粉末的粒径为25?30um，并且诶在电镀之前，对所述钢丝线表面采用Ni被膜处理。
[0029]在切割过程中的切割液中包括质量比为9%的三乙醇胺，3%的三甲基乙酸，2.5%的正辛酸，4.4%的癸二酸，2.5%的1-氨基-2-丙醇，33%的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.6%的苯并异噻唑啉-3-酮以及45%的水。
[0030]作为本发明的优选方案，加工治具2与多线切割机底座3之间、蓝宝石晶棒I之间与加工治具2之间通过树脂材质的AB固化胶粘接，AB固化胶采用与所述加工治具相同的改性环氧树脂材料，其A、B组分分别为胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂。采用这种胶其固化收缩小、脱胶方便，温水可脱胶，并且不会出现结晶现象，其粘接固化后的弯曲强度>480kgf/cm2，抗压强度> 18MPa，粘接强度好。
[0031]另外本发明还涉及一种上述蓝宝石晶棒切割所用的加工治具，如附图1所示，力口工治具2的顶面与多线切割机底座3粘接，其底面平行设有五个半径与固定蓝宝石晶棒匹配的弧形定位槽，五根蓝宝石晶I棒通过粘接固定在弧形定位槽内，其端面与加工治具2端面平齐。
[0032]作为本发明的优选方案，加工冶具2由改性环氧树脂材料通过一体成型制成，所述改性环氧树脂材料由胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂，其固化后的橡胶硬度HD为97+3，在85°C的水中的硬度HD为91 ±3，接近蓝宝石晶棒硬度，并且在120°C ± 10°C范围内不产生变形。采用本发明的加工治具，成型后无气泡、平整度好无翘曲，并且表面粗糙，不易打滑，材质整体耐热不变形温度为120° ±10，弯曲强度> 480kgf/cm2，抗压强度> 18MPa，具有较高的强度。
[0033]以上所述，仅为本发明具体实施案例说明，不能以此限定本发明的权利保护范围。凡根据本发明申请权利要求书及说明书内容所作的等效变化与修改，皆在本发明保护的范围内。
【权利要求】
1.一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:包括如下步骤:1)将固定晶棒的加工治具粘接到多线切割机底座上，保证加工治具的底面与多线切割机的底面平行；2)所述加工治具与多线切割机底座粘接固化后，将蓝宝石晶棒粘接固定在加工治具上的弧形定位槽内，蓝宝石晶棒的端面与所述加工治具的端面平行，保证蓝宝石晶棒的切入面晶向；3)启动多线切割机，线锯配合切割液从蓝宝石晶棒的切入面晶向依次切割蓝宝石晶棒和加工治具，其中，所述线锯运行速度300-500mm/min、摇摆角度5° -7°、摇摆速度250_350deg/°、切入速度20-25mm/h，直至将晶棒完全切断。
2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述线锯为金刚石线锯，其直径小于0.22mm，包括钢丝线以及电镀在钢丝线上的金刚石粉末。
3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述金刚石粉末的粒径为25-30um。
4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述钢丝线表面采用Ni被膜处理。
5.根据权 利要求1所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述切割液中包括质量比为9%的三乙醇胺，3%的三甲基乙酸，2.5%的正辛酸，4.4%的癸二酸，2.5%的1-氨基-2-丙醇，33%的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.6%的苯并异噻唑啉-3-酮以及45%的水。
6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述加工治具与多线切割机底座之间、蓝宝石晶棒与加工治具之间通过树脂材质的AB固化胶粘接。
7.根据权利要求6所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述AB固化胶采用树脂材质固化胶，其A、B组分分别为胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂。
8.一种用于蓝宝石晶棒切割工艺的加工治具，其特征在于:所述加工治具的顶面与多线切割机底座粘接，其底面平行设有半径与固定蓝宝石晶棒匹配的弧形定位槽，所述蓝宝石晶棒通过粘接固定在所述弧形定位槽内，其端面与加工治具端面平齐。
9.根据权利要求8所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述加工治具的橡胶硬度HD为97+3，在85°C的水中的硬度HD为91 ±3，接近蓝宝石晶棒硬度。
10.根据权利要求9所述的一种蓝宝石晶棒的切割工艺，其特征在于:所述加工冶具由改性环氧树脂材料通过一体成型制成，所述改性环氧树脂材料由胺类作固化剂，环氧树脂作粘结剂。
【文档编号】B28D5/04GK103448153SQ201310372835
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】周群飞 申请人:蓝思科技股份有限公司