切割机构及切割设备的制作方法

本公开涉及半导体材料切割，尤其涉及一种切割机构及切割设备。

背景技术：

1、在半导体行业中，晶圆、蓝宝石及微晶玻璃的半成品一般都成柱块形状，在后续的工艺中需要对半成品进行切割加工，是柱块形状的半成品变为薄片状成品。

2、在现有的工艺中通常采用金刚石材质制成的切割刀完成对柱块形状的半成品的切割作业。

3、然而，当需要对同一个柱块形状的半成品进行多次切割时，多个间隔设置的切割刀由于自身厚度原因，无法切割出更薄的薄片状成品，若单独使用一个切割刀对同一半成品进行多次切割则严重降低切割效率，无法满足批量生产的要求。因此，如何使半成品可以被批量且高效切割，是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本公开所要解决的一个技术问题是：如何实现晶圆、蓝宝石或微晶玻璃的柱块形状的半成品的批量且高效的切割作业。

2、为解决上述技术问题，本公开实施例一提供一种切割机构，该切割机构包括：第一转轴、第二转轴、第三转轴和切割丝；第一转轴、第二转轴和第三转轴分别沿第一方向延伸；第一转轴和第二转轴沿第二方向间隔设置，第三转轴位于第一转轴和第二转轴之间，且第一转轴和第二转轴分别与第三转轴沿第三方向间隔设置；切割丝沿第一方向依次螺旋缠绕第一转轴、第二转轴和第三转轴，以使切割丝在第一转轴和第二转轴之间形成切割面，切割面用于切割半导体材料；其中，第一方向、第二方向和第三方向任意二者之间互相垂直。

3、在本公开实施例一的一些实施例中，第一转轴、第二转轴和第三转轴分别为主动轴，且三者的转动方向和线速度分别相匹配。

4、在本公开实施例一的一些实施例中，第一转轴为主动轴，第二转轴和第三转轴分别为从动轴；或第二转轴为主动轴，第一转轴和第三转轴分别为从动轴；或第三转轴为主动轴，第一转轴和第二转轴分别为从动轴。

5、在本公开实施例一的一些实施例中，第一转轴和第二转轴为主动轴，第三转轴为从动轴；或第一转轴和第三转轴为主动轴，第二转轴为从动轴；或第二转轴和第三转轴为主动轴，第一转轴为从动轴；其中，主动轴的转动方向和线速度分别相匹配。

6、在本公开实施例一的一些实施例中，主动轴延伸方向上的一端与第一轴承座转动连接后通过联轴器与驱动电机连接，主动轴延伸方向上的另一端与第二轴承座转动连接。

7、在本公开实施例一的一些实施例中，主动轴包括：拉杆轴、第一轴头、第二轴头和轴套；拉杆轴沿第一方向延伸，其延伸方向上的两端分别为第一端部和第二端部；第一轴头与拉杆轴同向延伸，第一轴头延伸方向上的一端套设于第一端部，第一轴承座与第一轴头的圆周侧部转动连接，第一轴头延伸方向上远离第一端部的一端通过联轴器与驱动电机连接；第二轴头，拉杆轴同向延伸，第二轴头延伸方向上的一端套设于第二端部，第二轴承座与第二轴头的圆周侧部转动连接，第二端部与第二轴头的连接处设置有限位部；轴套与拉杆轴同向延伸且同轴设置，轴套延伸方向上的两端分别套设于第一轴头延伸方向上靠近第一端部的圆周侧部以及第二轴头延伸方向上远离靠近第二端部的圆周侧部。

8、在本公开实施例一的一些实施例中，从动轴为辊筒，且辊筒的外径尺寸与主动轴的外径尺寸相同。

9、本公开实施例二提供一种切割机构，该切割机构包括：第一转轴、第二转轴和切割丝；第一转轴和第二转轴分别沿第一方向延伸，且第一转轴和第二转轴沿第二方向间隔设置；切割丝沿第一方向依次螺旋缠绕第一转轴和第二转轴以使切割丝在第一转轴和第二转轴之间形成切割面，切割面用于切割半导体材料；其中，第一方向和第二方向互相垂直。

10、在本公开实施例二的一些实施例中，第一转轴为主动轴，第二转轴为从动轴；或第一转轴为从动轴，第二转轴为主动轴；或第一转轴和第二转轴均为主动轴，且第一转轴和第二转轴的转动方向和线速度分别相匹配。

11、本公开实施例三提供一种切割设备，该切割设备包括：上述任一项本公开实施例一提供的切割机构；或上述任一项本公开实施例二提供的切割切割机构。

12、通过上述技术方案，本申请提供的切割机构可以通过三个转轴的同向转动，带动其上缠绕的切割丝进行运动，从而使金刚石材质的切割丝对待切割件进行切割，以实现对蓝宝石、晶圆或微晶玻璃等柱块状半导体材料的切割作业。在切割丝螺旋缠绕三个转轴所形成的若干个段沿第一方向间隔排布的切割丝的共同作用下，该切割机构可以同时对待切割件进行高效的批量切割，而通过调节缠绕的切割丝的螺距，可以调整该切割机构所切割的薄片成品的厚度，以满足生产需求。本申请提供的切割机构可以实现晶圆、蓝宝石或微晶玻璃的柱块形状的半成品的批量且高效的切割需求。

技术特征：

1.一种切割机构，用于切割半导体材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的切割机构，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的切割机构，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的切割机构，其特征在于，

5.根据权利要求2-4任一所述的切割机构，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的切割机构，其特征在于，

7.根据权利要求3或4所述的切割机构，其特征在于，

8.一种切割机构，用于切割半导体材料，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的切割机构，其特征在于，

10.一种切割设备，其特征在于，包括：

技术总结
本公开提供一种切割机构及切割设备，涉及半导体材料切割技术领域。其中，一种切割机构，包括：第一转轴、第二转轴、第三转轴和切割丝；第一转轴、第二转轴和第三转轴分别沿第一方向延伸；第一转轴和第二转轴沿第二方向间隔设置，第三转轴位于第一转轴和第二转轴之间，且第一转轴和第二转轴分别与第三转轴沿第三方向间隔设置；切割丝沿第一方向依次螺旋缠绕第一转轴、第二转轴和第三转轴，以使切割丝在第一转轴和第二转轴之间形成切割面，切割面用于切割半导体材料；其中，第一方向、第二方向和第三方向任意二者之间互相垂直。

技术研发人员：李青,李赫然,侯旭东,胡恒广,刘元奇
受保护的技术使用者：河北光兴半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1