一种钻石线及线锯的制作方法

本实用新型涉及半导体材料技术领域，特别涉及一种钻石线及线锯。

背景技术：

螺纹式的钻石线锯是一种切割速度快、效率高的电镀钻石线锯，现如今被广泛的用做LED蓝宝石及硅晶片的切割制作等，它具有高拉伸强度、切割能力强，质量表面好、切割成本低，效率更高等优点，螺纹式的钻石线锯的制造需要一种颗粒度细度36/54微米的金刚石颗粒材料，有单晶金刚石微粉和多晶金刚石微粉。单晶金刚石微粉是由人造金刚石单晶磨粒，经过粉粹、整形处理，采用超硬材料特殊的工艺方法生产。金刚石微粉硬度高、耐磨性好可广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等。是研磨抛光硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料。金刚石微粉制品是利用金刚石微粉加工制成的工具和构件。随着螺纹式的钻石线锯进入到越来越多的业界，逐渐取代传统电镀钻石线锯，对钻石线线锯切割能力和效率要求越来越高，对成本和表面质量要求也越来越高。随着衬底及新材料的发展，螺纹式的钻石线锯已经成为主流，传统的电镀钻石线锯在切割能力、切割效率，钻石颗粒的分布及纯度方面都有所欠缺。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻石线及线锯，具有切割线速高、切割时间短、切割晶圆弯曲度低、晶圆损伤层低和崩角少，以及断线率低等优点。

本实用新型解决技术问题的方案是： 一种钻石线，在金属线上固定单晶金刚石钻石颗粒，用于切割晶体，钻石颗粒的固定方式是电镀，钻石颗粒在金属线上以单颗螺纹式的方式分布，使钻石颗粒散点分布形成螺旋线，在切割的过程中单颗螺旋式的钻石线的切割能力更强，减少钻石颗粒的使用并且降低生产成本，同时钻石线在切割的过程中自身也会旋转，螺旋结构能够增加切割时的扭力,更有利于加工硬度高的材料。

螺纹的升角是40~60°。

钻石颗粒在金属线上单位螺距内均匀分布15~20颗，这种分布方式使得钻石颗粒分布均匀，不堆叠、不杂乱、不团聚，相比传统的钻石线使用寿命更长、切割能力更强。

钻石颗粒表面经过磨石打磨处理，表面圆润，钻石颗粒的真圆度是0.80~0.87，在切割过程中不会因为钻石颗粒太过尖锐使切割的晶圆损伤层过深，或造成导轮和槽轮的磨损形成深沟，部分的锐角加上螺旋分布提高扭力，才能在高切割效率的情况下，同时确保较低的崩角、切割面的损伤层。

金属线的直径是0.175~0.185mm，钻石颗粒的粒度是0.2~0.3mm，钻石线的直径是0.175~0.4mm，用该钻石线切割后的晶片图形为同心圆图形，其翘曲度小、弯曲度小、厚度均匀 、损伤层小，易修复、平坦度小。

本实用新型同时提供一种线锯，用于晶体切割，其特征在于：组件包含钻石线、线轴、导轮和槽轮，钻石线以螺旋的方式均匀的缠绕在线轴上，钻石线之间保持不打结，绕好钻石线的线轴安装在单线或多线切割机的切割室中，通过导轮的传递将钻石线绕到槽轮上，通过槽轮的运转将钻石线以螺旋的方式排布在槽轮的沟槽里，直至布满每个沟槽。

导轮的铝圈内径是35.75~37.75mm，所述的导轮上聚氨酯表面目视无明显气泡，气泡粒径≤0.5mm，无裂痕和凹坑等缺陷，所述的聚氨酯沟槽目视无明显气泡，气泡粒径≤0.5mm，无裂痕和凹坑等缺陷。导轮的质量直接影响切割效果及断线率，断线将会改变切割中蓝宝石晶片会变成马鞍状等图形，损伤层也会更深，晶片的单片平坦度也会差异，有几十um甚至更多的差异。

槽轮通过包胶的方式使其表面布满沟槽，槽轮为渐进式，槽距为0.99~1.01mm。

钻石线的张力是85~100N，实现高效切割的同时降低断线率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型的钻石颗粒以单颗螺纹的方式电镀在金属线上，这种分布方式使得钻石颗粒分布均匀，不堆叠、不杂乱、不团聚，钻石颗粒在金属线上以单颗螺纹式的方式分布，使钻石颗粒散点分布形成螺旋线，在切割的过程中单颗螺旋式的钻石线相比传统的钻石线使用寿命更长、切割能力更强，减少钻石颗粒的使用并且降低生产成本，同时钻石线在切割的过程中自身也会旋转，螺旋结构能够增加切割时的扭力,更有利于加工硬度高的材料。

（2）本实用新型的钻石颗粒表面经过磨石打磨处理，表面圆润，钻石颗粒的真圆度是0.80~0.87在切割过程中不会因为钻石颗粒太过尖锐使切割的晶圆损伤层过深，或造成导轮和槽轮的磨损形成深沟，同时，部分的锐角加上螺旋分布提高扭力，才能在高切割效率的情况下，同时确保较低的崩角、切割面的损伤层；

（3）本实用新型的钻石线锯采用螺旋分布的钻石线具有高切削力、切割效率高、晶圆损伤层低和崩角少，可切割莫氏硬度大于9以上的材料，如蓝宝石、碳化硅，与传统切割方式相比，切割成本要低，效率更高：总运营成本降低30%，切割速度是传统切割方式的2.8倍；

（4）本实用新型的钻石线锯切割晶圆过程产生碎屑少，因无需使用砂浆和省去了SIC/PEG的设计，减少了废弃物的产生与废弃物处理费用，提供更清洁、方便的生产环境。

附图说明

图1为实施例1的钻石线示意图；

图2为实施例2的通过导轮给槽轮上钻石线的水平示意图；

图3为实施例2的钻石线锯的俯视示意图。

图中标示：110、金属线，120、钻石， 210、导轮，220、槽轮。

具体实施方式

下面结合示意图对本实用新型进行详细的描述，在进一步介绍本实用新型之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本实用新型并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本实用新型的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。

实施例1

参看图1，本实施例提供一种钻石线，在金属线110上固定单晶金刚石钻石120颗粒，用于切割晶体，钻石120颗粒的固定方式是电镀，钻石120颗粒在金属线110上以单颗螺纹式的方式分布，使钻石120颗粒散点分布形成螺旋线，在切割的过程中单颗螺旋式的钻石线的切割能力更强，减少钻石120颗粒的使用并且降低生产成本，同时钻石线在切割的过程中自身也会旋转，螺旋结构能够增加切割时的扭力,更有利于加工硬度高的材料。

其中螺纹的螺旋升角是40~60°。

钻石120颗粒在金属线110上单位螺距内均匀分布15~20颗，这种分布方式使得钻石120颗粒分布均匀，不堆叠、不杂乱、不团聚，相比传统的钻石线使用寿命更长、切割能力更强。

钻石120颗粒表面经过磨石打磨处理，表面圆润，钻石120颗粒的真圆度是0.80~0.87，在切割过程中不会因为钻石120颗粒太过尖锐使切割的晶圆损伤层过深，或造成导轮210和槽轮220的磨损形成深沟，部分的锐角加上螺旋分布提高扭力，才能在高切割效率的情况下，同时确保较低的崩角、切割面的损伤层。

金属线110的直径是0.175~0.185mm，钻石120颗粒的粒度是0.2~0.3mm ，本实施例优选为0.25mm，钻石线的直径是0.175~0.4mm，用该钻石线切割后的晶片图形为同心圆图形，其翘曲度小、弯曲度小、厚度均匀 、损伤层小，易修复、平坦度小。

实施例2

参看图2，提供一种线锯，用于晶体切割，其特征在于：组件包含钻石线、线轴、导轮210和槽轮220，钻石线以螺旋的方式均匀的缠绕在线轴上，钻石线之间保持不打结，绕好钻石线的线轴安装在单线或多线切割机的切割室中，通过导轮210的传递将钻石线绕到槽轮220上，通过槽轮220的运转将钻石线以螺旋的方式排布在槽轮220的沟槽里，直至布满每个沟槽。

导轮210的铝圈内径是35.75~37.75mm，所述的导轮210上聚氨酯表面目视无明显气泡，气泡粒径≤0.5mm，无裂痕和凹坑等缺陷，所述的聚氨酯沟槽目视无明显气泡，气泡粒径≤0.5mm，无裂痕和凹坑等缺陷。导轮210的质量直接影响切割效果及断线率，断线将会改变切割中蓝宝石晶片会变成马鞍状等图形，损伤层也会更深，晶片的单片平坦度也会差异，有几十微米甚至更多的差异。

参看图3，槽轮220通过包胶的方式使其表面布满沟槽，槽轮220为渐进式，槽距为0.99~1.01mm。

钻石线的张力是85~100N，实现高效切割的同时降低断线率。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种钻石线及线锯，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。