金刚线切割方法与流程

1.本发明涉及晶棒切割技术领域，特别是涉及一种金刚线切割方法。


背景技术：

2.现有将金刚线缠绕在放线轮和收线轮上，并从放线轮向收线轮运动以跑线，再从收线轮返回至放线轮的过程中进行切割晶棒。金刚线在最后一次切割后，放线轮上的金刚线尾线中新线的长度不足，不能再进行一次跑线，也就无法再切割一次晶棒。现有通常是将放线轮上的尾线报废扔掉，但是尾线中的新线的切割力相比于旧线较强，直接报废则浪费了这部分新线的切割力，增大了切割成本。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对金刚线尾线浪费的问题，提供一种金刚线切割方法。
4.一种金刚线切割方法，包括：
5.当金刚线最后一次切割完后；
6.用放线轮上的旧线弥补缺少的新线，再从所述放线轮向收线轮跑线，其中，参与跑线的金刚线的长度为l，长度为l的所述金刚线中，缺少的新线的长度l1＜用于弥补的旧线的长度l2，且l2和l1具有比例关系；
7.所述收线轮上的长度为l的所述金刚线，从所述收线轮向所述放线轮反向走线，以利用长度为l的所述金刚线再补切一次晶棒。
8.在其中一个实施例中，在计算l1和l2的比例关系时：
9.检测在同等切割力下，用于切割的新线的长度，以及用于切割的旧线长度，计算得出在同等切割力下，用于切割的新线的长度和所需的旧线的长度的比值，即得到l1和l2的比例关系；
10.在实际操作时，通过所述比值进行换算即可得到l1对应的l2大小。
11.在其中一个实施例中，金刚线的切割力体现在线弓的弯曲变化程度，记录单位长度的新线切割晶棒时线弓的弯曲变化程度，再记录在获得同等的线弓的弯曲变化程度条件下，用于切割晶棒的旧线长度，即可得到所述比例关系。
12.在其中一个实施例中，所述比例关系为1:2.5，在实际使用时，减小所述比值，以增强补切时的金刚线的切割力。
13.在其中一个实施例中，当金刚线为全新时，将全新的金刚线安装在所述放线轮上；
14.所述全新的金刚线从所述放线轮向所述收线轮跑线，以使所述收线轮上的金刚线均为新线，其中，参与跑线的金刚线的长度为m；
15.所述收线轮上的长度为m的所述金刚线，从所述收线轮向所述放线轮反向走线，以使长度为m的所述金刚线第一次切割所述晶棒；
16.当长度为m的所述金刚线切割完所述晶棒返回至所述放线轮上后，其均成为旧线，且碾压覆盖在即将进行下一次跑线的新线上，金刚线从所述放线轮向所述收线轮返线，其
中，所述返线的金刚线长度为m1，且m1＜m，以使所述收线轮上具有长度为m1的旧线。
17.在其中一个实施例中，当金刚线第n次切割时，其中，n为大于1，且小于等于所述最后一次切割的次数的数值；
18.所述金刚线从放线轮向收线轮跑线，以使所述收线轮上的金刚线的一部分为旧线，另一部分为新线，其中每次参与跑线的金刚线的长度为n，且n＞m；
19.将所述收线轮上长度为n的所述金刚线中，部分从所述收线轮向所述放线轮反向走线以对所述晶棒进行切割，部分留置在所述收线轮上，其中，参与切割的金刚线的长度为n1，留置在所述收线轮上的金刚线的长度为n2，且长度为n1的金刚线中部分为新线，部分为旧线，长度为n2的金刚线均为旧线；
20.当所述长度为n1的金刚线切割完所述晶棒返回至所述放线轮上后，其均成为旧线，且碾压覆盖在即将进行下一次跑线的新线上，金刚线从所述放线轮向所述收线轮返线，其中，所述返线的金刚线长度为n3，且n3＜n，以使所述收线轮上具有长度为m1+(n-1)*(n1+n3)的旧线。
21.在其中一个实施例中，将m和n1的数值设置为相等，m1、n2以及n3的数值设置为相等，n1和n2的比值以及n1和n3的比值均设置为3：1，以使当开始第n次跑线时，长度为n的金刚线中1/2长度为新线，1/2长度为旧线。
22.在其中一个实施例中，在所述跑线和/或所述走线过程中，通过在所述放线轮和所述收线轮之间设置的导向轮引导所述金刚线的移动方向。
23.在其中一个实施例中，在切割所述晶棒过程中，通过工作台带动所述晶棒上的工件板运动，以使所述晶和所述金丝线相互配合实现切割。
24.在其中一个实施例中，在所述工作台带动所述工件板运动时，针对不同的切割次数，所述工作台带动所述工件板移动的度也不同。
25.本发明的有益效果：
26.上述金刚线切割方法，因为旧线同样具有切割力，只是旧线的切割力不足，所以使l1＜l2，且l1和l2成比例，通过增大参与切割的旧线的长度，从而弥补了旧线的切割力不足的问题。当金刚线最后一次切割完后，用放线轮上的旧线弥补缺少的新线，再从放线轮向收线轮跑线，且使参与跑线的金刚线的长度中，l1＜l2，且l1和l2成比例；然后将收线轮上的长度为l的金刚线从收线轮向放线轮反向走线，以利用长度为l的金刚线再补切一次晶棒。相比于现有的金刚线切割方法，本发明提供的金刚线切割方法，利用旧线弥补缺少的新线，且l2大于l1，使长度为l的金刚线的切割力与前几次的切割力相同甚至更大，通过长度为l的金刚线的再补切了一次晶棒，利用到了尾线中的新线，多切割一次，降低了切割成本。
附图说明
27.图1为本发明实施例提供的金刚线跑线或者走线的结构示意图。
28.图中：
29.100、金刚线；
30.200、放线轮；
31.300、收线轮；
32.400、晶棒。
具体实施方式
33.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明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发明。但是本发明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发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.新线是指全新为使用的金刚线，旧线是指至少切割过一次晶棒的金刚线，尾线则是指放线轮上剩余的金刚线。在实际切割中，在最后一次切割完成后，放线轮上既有旧线，也有新线，但是放线轮上的金刚线的尾线中新线的长度不足，不能再进行一次跑线，也就无法再切割一次晶棒。现有通常是将放线轮上的尾线报废扔掉，但是尾线中的新线的切割力相比于旧线较强，直接报废则浪费了这部分新线的切割力，增大了切割成本。
40.为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种金刚线切割方法，包括：当金刚线100最后一次切割完后；用放线轮200上的旧线弥补缺少的新线，再从放线轮200向收线轮300跑线，其中，参与跑线的金刚线100的长度为l，长度为l的金刚线100中，缺少的新线的长度l1＜用于弥补的旧线的长度l2，且l2和l1具有比例关系；收线轮300上的长度为l的金刚线100，从收线轮300向放线轮200反向走线，以利用长度为l的金刚线100再补切一次晶棒
400。
41.上述金刚线切割方法，因为旧线同样具有切割力，只是旧线的切割力不足，所以使l1＜l2，且l1和l2成比例，通过增大参与切割的旧线的长度，从而弥补了旧线的切割力不足的问题。当金刚线100最后一次切割完后，用放线轮200上的旧线弥补缺少的新线，再从放线轮200向收线轮300跑线，且使参与跑线的金刚线100的长度中，l1＜l2，且l1和l2成比例；然后将收线轮300上的长度为l的金刚线100从收线轮300向放线轮200反向走线，以利用长度为l的金刚线100再补切一次晶棒400。相比于现有的金刚线切割方法，本发明提供的金刚线切割方法，利用旧线弥补缺少的新线，且l2大于l1，使长度为l的金刚线100的切割力与前几次的切割力相同甚至更大，通过长度为l的金刚线100的再补切了一次晶棒400，利用到了尾线中的新线，多切割一次，降低了切割成本。
42.具体地，在计算l1和l2的比例关系时：检测在同等切割力下，用于切割的新线的长度，以及用于切割的旧线长度，计算得出在同等切割力下，用于切割的新线的长度和所需的旧线的长度的比值，即得到l1和l2的比例关系；在实际操作时，通过比值进行换算即可得到l1对应的l2大小。在实际切割前，先通过计算得出在同等切割力下，所需用于切割的新线的长度和所需用于切割的旧线的长度，即可得出用于切割的新线的长度和用于切割的旧线的长度的比值，也就得到了l1和l2的比例关系。在进行补切时，计算出在补切最后一刀时，缺少的新线的长度l1，通过比例关系换算得到用于弥补的旧线的长度l2，也就说，补切一刀的金刚线100的长度l＝新线的长度+缺少的新线的长度l1+用于弥补的旧线的长度l2，且补切一刀的金刚线100的长度l数值大于前几次用于切割的金刚线100的长度。
43.在一些实施例中，金刚线100的切割力体现在线弓的弯曲变化程度，记录单位长度的新线切割晶棒400时线弓的弯曲变化程度，再记录在获得同等的线弓的弯曲变化程度条件下，用于切割晶棒400的旧线长度，即可得到比例关系。先用单位长度的新线切割晶棒400，记录其切割时线弓的弯曲变化程度，然后再利用旧线切割晶棒400，记录在得到同样弯曲变化程度时，所需要的旧线的长度，线弓的弯曲变化程度相同，也就是指切割力相同，所以在线弓的弯曲变化程度的情况下，计算单位长度的新线和所需要的旧线的长度的比值，即可得到在同等切割力下，用于切割的新线的长度和所需的旧线的长度的比值。在一些实施例中，也可以通过别的方式测量金刚线100的切割力，只要记录在同等切割力条件下，用于切割的新线的长度和所需的旧线的长度的比值，即得到l1和l2的比例关系。
44.在一些实施例中，比例关系为1:2.5，在实际使用时，减小比值，以增强补切时金刚线100的的切割力。通过计算得出，缺少的新线的长度l1和用于弥补的旧线的长度l2的比例关系1:2.5，也就是是说，1m的新线的切割力等同于用2.5m的旧线的切割力，缺少1m的新线，则需要用2.5m的旧线弥补。在实际作业时，旧线已经切割过至少一次，具有损耗，如果直接按照比例关系为1:2.5进行换算，可能用于弥补的旧线的长度l2的切割力不足，影响了切割晶棒400的效果，所以，在最后补切时，减小比值，例如，比例关系可以减小为1:3，也就是1m的新线的切割力等同于用3m的旧线的切割力，通过增大旧线的长度，以弥补旧线的损耗，增强最后一次切割时的切割力。
45.在一些实施例中，在补切时，计算缺少的新线的长度l1，通过比例关系1:2.5换算得到用于弥补的旧线的长度l2，也可以直接利用1:2.5的比值进行换算，同样能够达到补切。
46.进一步地，当金刚线100为全新时，将全新的金刚线100安装在放线轮200上；全新的金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线，以使收线轮300上的金刚线100均为新线，其中，参与跑线的金刚线100的长度为m；收线轮300上的长度为m的金刚线100，从收线轮300向放线轮200反向走线，以使长度为m的金刚线100第一次切割晶棒400，当长度为m的金刚线100切割完晶棒400返回至放线轮200上后，其均成为旧线，且碾压覆盖在即将进行下一次跑线的新线上，金刚线100从放线轮200向收线轮300返线，其中，返线的金刚线100长度为m1，且m1＜m，以使收线轮300上具有长度为m1的旧线。在开始切第一刀前，将一捆全新的金刚线100安装在放线轮200上，然后让金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线，再让收线轮300上的长度为m的金刚线100，从收线轮300向放线轮200反向走线，以使长度为m的金刚线100第一次切割晶棒400。也就是说，长度为m，且全是新线的金刚线100从收线轮300向放线轮200走线的过程中切割过晶棒400后，全部成为了旧线，且全部缠绕回放线轮200上，此时长度为m的旧线叠压在下一次跑线的新线上。再从放线轮200向收线轮300返线，以将长度为m1的旧线返回至收线轮300上，只在放线轮200上留下长度为m-m1的旧线，此举是防止因为放线轮200上的旧线过多，导致参与下一次跑线的金刚线100全为旧线，影响了切割晶棒400的精度。
47.进一步地，当金刚线100第n次切割时，其中，n为大于1，且小于等于最后一次切割的次数的数值；金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线，以使收线轮300上的金刚线100的一部分为旧线，另一部分为新线，其中每次参与跑线的金刚线100的长度为n，且n＞m；将收线轮300上长度为n的金刚线100中，部分从收线轮300向放线轮200反向走线以对晶棒400进行切割，部分留置在收线轮300上，其中，参与切割的金刚线100的长度为n1，留置在收线轮300上的金刚线100的长度为n2，且长度为n1的金刚线100中部分为新线，部分为旧线，长度为n2的金刚线100均为旧线；当长度为n1的金刚线100切割完晶棒400返回至放线轮200上后，其均成为旧线，且碾压覆盖在即将进行下一次跑线的新线上，金刚线100从放线轮200向收线轮300返线，其中，返线的金刚线100长度为n3，且n3＜n，以使收线轮300上具有长度为m1+(n-1)*(n1+n3)的旧线。当进行第n次切割时，先跑线，使参与跑线的金刚线100的长度为n，且n＞m，以使参与跑线的金刚线100中，部分为新线，部分为旧线，从而以使收线轮300的金刚线100部分为新线，部分为旧线，然后将长度为n1的金刚线100反向走线，进行切割晶棒400，将长度为n2的留在收线轮300上。当切割后，然后再从放线轮200向收线轮300返线长度为n3的旧线，减少放线轮200上的旧线数量，此时，收线轮300上的旧线长度为m1+(n-1)*(n1+n3)。
48.需要说明的是，因为第n-1次切割完成后，长度为n1-n3的旧线留在放线轮200上，且叠加在即将参与下一次跑线的新线上，所以，当第n次跑线时，长度为n1-n3的旧线先跑至收线轮300上，然后有部分新线再跑至收线轮300上，当进行反向切割时，新线先反向走线，然后旧线才反向走走线，所以在第n次走线时，长度为n1的金刚线100中部分为新线，部分为旧线。
49.具体地，将m和n1的数值设置为相等，m1、n2以及n3的数值设置为相等，n1和n2的比值以及n1和n3的比值均设置为3：1，以使当开始第n次跑线时，长度为n的金刚线100中1/2长度为新线，1/2长度为旧线。m和n1的数值相等，则在第一次切割至最后一次切割中，每次用于切割的金刚线100的长度相等；将m1和n3的数值相等，则在第一次切割至最后一次切割
中，每次返线的金刚线100的长度相等。m1、n2以及n3的数值相等，且n1和n2的比值以及n1和n3的比值均设置为3：1，以使，当开始第n次跑线时，长度为n的金刚线100中，1/2的金刚线100为新线，1/2的金刚线100为旧线。
50.在此以一捆100km长的新线第一次切割开始举例说明，其中，m和n1为15km，n为20km，m1、n2以及n3均为5km；
51.将一捆100km长的新线安装在放线轮200上；
52.第一次跑线，金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线15km，跑线完成后，放线轮200上剩余85km的金刚线100，且全为新线，收线轮300上具有15km的金刚线100，且全为新线；
53.第一次走线，15km长的金刚线100全部从收线轮300向放线轮200反向走线，以使15km的新线全部用于切割晶棒400，走线完成后，收线轮300上金刚线100为100km，其中有85km新线，15km旧线，收线轮300上没有金刚线100；
54.第一次返线，5km长的旧线从放线轮200向收线轮300返线，返线完成后，收线轮300上具有95km的金刚线100，其中有85km新线，10km旧线，收线轮300上具有5km的金刚线100，且全为旧线；
55.第二次跑线，金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线20km，其中，放线轮200上剩余75km的金刚线100，且全为新线，参与跑线的金刚线100中，有10km新线，10km旧线，收线轮300上具有5km金刚线100，全为旧线，跑线完成后，放线轮200上具有75km新线，收线轮300上具有25km的金刚线100，其中15km为旧线，10km为新线；
56.第二次走线，15km长的金刚线100从收线轮300向放线轮200反向走线，其中，参与走线的金刚线100中，有10km新线，5km旧线，走线完成后，收线轮300上金刚线100为90km，其中有75km新线，15km旧线，收线轮300上具有10km旧线；
57.第二次返线，5km长的旧线从放线轮200向收线轮300返线，返线完成后，收线轮300上具有85km的金刚线100，其中有75km新线，10km旧线，收线轮300上具有15km旧线；
58.第三次跑线，金刚线100从放线轮200向收线轮300跑线20km，其中，放线轮200上剩余65km的金刚线100，且全为新线，参与跑线的金刚线100中，有10km新线，10km旧线，收线轮300上具有15km金刚线100，且全为旧线，跑线完成后，放线轮200上具有65km新线，收线轮300上具有35km金刚线100，其中25km为旧线，10km为新线；
59.第三次走线，15km长的金刚线100从收线轮300向放线轮200反向走线，其中，参与走线的金刚线100中，有10km新线，15km旧线，走线完成后，收线轮300上具有80km的金刚线100，其中有65km新线，15km旧线，收线轮300上具有20km旧线；
60.第三次返线，5km长的旧线从放线轮200向收线轮300返线，返线完成后，收线轮300上具有75km的金刚线100，其中有65km新线，10km旧线，收线轮300上具有25km旧线；
61.重复多次进行切割。
62.在理论切割中，100km的新线可以切割十次，但是在第一刀至最后一刀的切割过程中，金刚线100容易断裂，金刚线100断裂后需要弥补，所以在第九次切割后，放线轮200上的新线不足10km，所以无法进行切割第十次，此时，利用放线轮200上的旧线弥补缺少的新线，从而补切一刀。例如，在第九次切割完后，放线轮200上的新线为5km，因为在切割一次中，新线的长度至少要10km，此时缺少的新线长度l1为5km，所以根据比例关系1:3，用于弥补的旧
线的长度l2为15km，所以在补切时，补切一刀的金刚线100的长度l＝10km旧线+5km新线+15km旧线(用于弥补的旧线l2)＝30km；
63.在进行补切时：
64.放线轮200向收线轮300跑线30km，此时其中有5km新线，25km旧线；
65.收线轮300向放线轮200反向走线30km，且全部用于切割晶棒400。
66.可以理解的是，在第一次至第九次切割过程中，用于切割的金刚线100的长度为15km,其中有10km新线，5km旧线，在第十次补切过程中，用于切割的金刚线100的长度为30km,其中有5km新线，25km旧线。本技术利用旧线弥补了缺少了新线，而且根据比例关系计算出用于弥补的旧线l2的长度，以使第十次的切割力和前几次的切割力相同，甚至更大。
67.进一步地，在跑线和/或走线过程中，通过在放线轮200和收线轮300之间设置的导向轮引导金刚线100的移动方向。通过在放线轮200和收线轮300之间设置导线轮，引导了金刚线100的走向，防止金刚线100偏移。
68.进一步地，在切割晶棒400过程中，通过工作台带动晶棒400上的工件板运动，以使晶和金丝线相互配合实现切割。通过工作台带动工件板运动，工件板运动带动晶棒400运动，以使金刚线100的移动和晶棒400的移动相互配合实现对晶棒400的切割。例如，走线的方向为从右向左(如图1所示的从右向左)，工件板带动晶棒400的移动方向为从下至上(如图1所示的从下至上)，当金刚线100从右向左走线时，晶棒400从下至上移动，从而切割了晶棒400。
69.具体地，在工作台带动工件板运动时，针对不同的切割次数，工作台带动工件板移动的速度也不同。针对不同的切割次数，工作台带动工件板移动的速度也不同，也就是工件板带动晶棒400的移动速度不同，以提高切割效率。
70.例如，工作台带动工件板移动的速度根据工艺分为三部分：
71.在进行第一次切割时，用于切割的金刚线100全部为新线，此时台速2.8mm/min，不仅切割力高(因为为全新线，所以相比于旧线的切割力大)，而且运动速度快，提升切割效率；
72.在进行第二次至第九次切割时，用于切割的15km金刚线100中有10km新线，有5km旧线，因为有5km的旧线，所以切割力下降，此时减缓台速，从2.8mm/min下降至1.2mm/min，用低速弥补切割力不足的问题；
73.在进行补切(第十次)时，因为用旧线弥补新线，且旧线为二次使用的旧线，所以此时台速0.5mm/min。
74.以上所述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。
75.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。