硅片線切割裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種硅片線切割裝置，主要包括開有線槽的導(dǎo)輪，纏繞在導(dǎo)輪上的鋼絲線網(wǎng)，主要特征是所述導(dǎo)輪上的開槽槽距為不相等的開槽槽距，該不相等的開槽槽距是自鋼線纏繞導(dǎo)輪開始，沿導(dǎo)輪的長度方向上依次減小。該減小的開槽槽距與鋼線在切割過程中的磨損相適應(yīng)，由于槽距減小，在現(xiàn)有導(dǎo)輪開槽長度不變的條件下，增加了線槽的數(shù)量，相應(yīng)地繞在導(dǎo)輪上的鋼絲線網(wǎng)加密，使一刀一次切割硅片的數(shù)量增加，經(jīng)濟效益顯著。（*該技術(shù)在2018年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種硅單晶棒采用線切割系統(tǒng)來加工硅切片的硅片線切割裝置。
技術(shù)介紹
目前，對小直徑硅單晶棒大多仍采用內(nèi)圓切片機進(jìn)行切割加工，它的刀刃是鑲嵌 在圓形金屬薄基片的內(nèi)圓周上，刀片的外圓固定在旋轉(zhuǎn)軸上。它與早期采用的外圓 刀刃式切片機相比，它可以使用更加薄的刀刃(視所需加工的直徑大小不同而選用 相適應(yīng)的刀頭和刀片，例如切割直徑200mm硅單晶棒需使用34in刀頭，其刀刃厚度 約為380Wii，刀的金屬基片厚度不到200陶)，故可采用比較小的切割耗量、較小的 加工余量和較高的精度切出更薄的晶片。隨著IC工藝、技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高硅切片的加工精度和減少切口材料的 損耗及提高生產(chǎn)效率，目前，在直徑大于lOOmm的硅切片加工中，尤其是在對直徑 大于200隱以上的硅單晶棒切片加工中，已廣泛采用線切割系統(tǒng)來加工硅切片。線切割技術(shù)是指在線切割裝置上采用通過一根鋼線(典型的為120Mm)，順序纏 繞2或4個導(dǎo)輪而形成的"鋼絲線網(wǎng)"(導(dǎo)輪上刻有精密的線槽)，單晶棒兩側(cè)的 砂漿噴嘴將砂漿切削液噴在"鋼絲線網(wǎng)"上，通過導(dǎo)輪的高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動"鋼絲線網(wǎng)" 將砂衆(zhòng)帶到單晶棒里，鋼絲將研磨砂緊壓在單晶棒的表面上進(jìn)行研磨式的切割，單 晶棒同時慢速地往下運動被推過"鋼絲線網(wǎng)"，經(jīng)過幾個小時的磨削切割加工，可 使這根硅單晶棒一刀一次被切割成許多相同厚度的硅片。如圖l、圖2和圖3所示，線切割裝置主要包括刻有線槽的導(dǎo)輪l，纏繞在導(dǎo)輪 l上的鋼絲線網(wǎng)2，承載硅單晶棒5的工作臺3，砂漿噴嘴4。采用線切割技術(shù)進(jìn)行切片加工其生產(chǎn)效率高、切縫損耗小、表面損傷小、表面加 工精度高(翹曲度可達(dá)到Warp<10m)，故更適合大直徑硅單晶的切片加工。以加工直徑200誦硅單晶為例，切片厚度為800Wn，每公斤單晶出片約為13.4 片，其切割成本每片約為$1.51美元，線切割機的產(chǎn)量約是內(nèi)圓切割機的5倍以上， 線切割機的切割運行成本將可低于內(nèi)圓切割機運行成本的20%以上。但是，上述線切割系統(tǒng)的所述導(dǎo)輪上刻有的線槽是均勻分布的，這就決定了該導(dǎo) 輪上所纏繞的鋼絲線網(wǎng)也是均勻分布的，鋼絲的間距是固定不變的。這樣，在硅片 線切割過程中，由于鋼線在不斷的磨損，使鋼線的直徑逐漸變小， 一般一次一刀切割完成一根硅單晶棒后，鋼線直徑至少要減少20Mm。由于鋼線直徑的減小，其切縫 的損耗變小，少切的部分就加在了切片的厚度上，相對于切片來說，切片的厚度也 就必然隨鋼絲直徑的逐漸變小而逐漸增加，因為鋼線變細(xì)、切縫變小使該節(jié)省的材 料并未得到利用，而是浪費到了切片的厚度上，并致使一刀一次切割成的每片切片 的厚度不相同，而存在較大的厚度偏差，其硅片的加工數(shù)量也是固定不變的。因此，對硅片線切割裝置需要改進(jìn)。有鑒于此，特提出本技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改進(jìn)的硅片線 切割裝置，將鋼線減少的直徑，通過導(dǎo)輪開槽槽距變小，確保將硅單晶棒一刀一次 被切割成數(shù)個厚度完全相同的硅片，提高切片數(shù)量，增加經(jīng)濟效益。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是 一種硅片線切割 裝置，主要包括開有線槽的導(dǎo)輪，纏繞在導(dǎo)輪上的鋼絲線網(wǎng)，其特征在于所述導(dǎo) 輪上的開槽槽距為不相等的開槽槽距，該不相等的開槽槽距是自鋼線纏繞導(dǎo)輪開始， 沿導(dǎo)輪的長度方向上依次減小。所述導(dǎo)輪上的開槽槽距不相等，是沿導(dǎo)輪長度方向上，自鋼線繞在導(dǎo)輪上的第一 個線槽開始，相鄰兩個線槽的開槽槽距依次減小，該減小的槽距與鋼線經(jīng)其前一線 槽磨損后的直徑大小相適應(yīng)。或者，所述導(dǎo)輪上的開槽槽距不相等，是沿導(dǎo)輪長度方向上，分段設(shè)置不相等的開槽槽 距，其分段數(shù)量為兩段以上，在每一段上有數(shù)個開槽槽距相等的線槽，而相鄰兩段 上的開槽槽距，自鋼線繞在導(dǎo)輪上的第一段開始依次減小，每段減小的開槽槽距與 鋼線經(jīng)其前一段磨損后的直徑大小相適應(yīng)。所述導(dǎo)輪上的開槽槽距不相等，是沿導(dǎo)輪長度方向上，分3段不相等的開槽槽距， 在相鄰兩段上的開槽槽距，自鋼線繞在導(dǎo)輪上的第一段開始依次減小，在每一段上 有數(shù)個開槽槽距相等的線槽。所述導(dǎo)輪上的開槽槽距不相等，是沿導(dǎo)輪長度方向上，分8段不相等的開槽槽距， 在相鄰兩段上的開槽槽距，自鋼線繞在導(dǎo)輪上的第1段開始依次減小，在每一段上 有數(shù)個開槽槽距相等的線槽。采用上述技術(shù)方案后，本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。本技術(shù)一種硅片線切割裝置，由于利用了鋼絲在切割過程中的磨損而直徑變小的原理，將導(dǎo)輪上的線槽改為不相等的開槽槽距，該開槽槽距沿導(dǎo)輪長度方向上 依次減小，使在導(dǎo)輪開槽長度不變的條件下，由于開槽槽距的減小，便增加了線槽 的數(shù)量，纏繞在導(dǎo)輪上的鋼絲線網(wǎng)密度也隨之而增加，采用這種加密的鋼絲線網(wǎng)實 施線切割，顯然比現(xiàn)有技術(shù)增加了切割硅片的數(shù)量，在提高產(chǎn)量的同時也增加了經(jīng) 濟效益。由于對導(dǎo)輪上開槽槽距的改進(jìn)，使逐漸減小的槽距與鋼線的磨損量相適應(yīng)， 也就是說使鋼絲線網(wǎng)的加密量補償了因鋼線磨損后的直徑減小而導(dǎo)致被切割硅片厚 度的增加量，不但可以提高切片數(shù)量，增加經(jīng)濟效益，還可提高切片質(zhì)量，使硅單 晶棒一刀一次被切割成數(shù)個厚度完全相同的硅片。例如，使用本申請人現(xiàn)有的2臺瑞士 MEYER BURGER DS265型線切割機，由于導(dǎo) 輪的硅片切割槽距改進(jìn)后，槽距分3段依次減小， 一刀一次每臺機器可多切6片， 每片按58元計算，每月多切硅片數(shù)為1080片，可增加總收益62640元。使用本申請人現(xiàn)有的12臺瑞士 MEYER BURGER DS264型線切割機，導(dǎo)輪槽距分8 段依次減小， 一刀一次每臺機器可多切26片，每片按58元計算，每月多切硅片數(shù) 為28080片，可增加總收益1628640元。總之，本技術(shù)硅片線切割裝置，對導(dǎo)輪開槽槽距的改進(jìn)，由原來的等槽距改 為不相等的槽距，該槽距沿導(dǎo)輪長度方向上依次減小，使線槽數(shù)量增加，導(dǎo)輪上線 槽的加密，相應(yīng)地使繞在導(dǎo)輪上的鋼絲線網(wǎng)加密，采用這種鋼絲線網(wǎng)加密的硅片線 切割裝置，對硅單晶棒進(jìn)行線切割，與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯提高了切片數(shù)量和質(zhì)量， 經(jīng)濟效益十分顯著。以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)鋼絲網(wǎng)切割硅單晶棒示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)硅片切割裝置切割前示意圖3是現(xiàn)有技術(shù)硅片切割裝置切割后示意圖4是本技術(shù)硅片切割導(dǎo)輪槽距改進(jìn)的一實施例示意圖5是本技術(shù)硅片切割導(dǎo)輪槽距改進(jìn)的另一實施例示意圖。具體實施方式如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本技術(shù)一種硅片線切割裝置，是在 現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上，利用鋼絲在線切割過程中的磨損而直徑變小的原理，主要對其 導(dǎo)輪進(jìn)行了改進(jìn)，使之適應(yīng)鋼絲線網(wǎng)加密的要求。該裝置主要包括開有線槽的導(dǎo)輪1，纏繞在導(dǎo)輪1上的鋼絲線網(wǎng)2，該導(dǎo)輪1上開槽槽距原來是等距離的，本技術(shù)的 主要特征是將所述導(dǎo)輪1上的開槽槽距改為不相等的開槽槽距，該不相等的開槽槽 距是自鋼絲纏繞導(dǎo)輪開始，沿導(dǎo)輪的長度方向上依次減小，從而使纏繞在該導(dǎo)輪線 槽上的鋼絲線網(wǎng)呈逐漸加密狀，用以補償因鋼線磨損后的直徑減小而導(dǎo)致被切割硅 片厚度的增加量。對導(dǎo)輪上不相等的開槽槽距有以下兩種實施方式-第一種實施方式，所述導(dǎo)輪1上不相等的開槽槽距，是沿導(dǎo)輪長度方向上，自鋼 線繞在導(dǎo)輪1上的第一個線槽開始，相鄰本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種硅片線切割裝置，主要包括開有線槽的導(dǎo)輪（１），纏繞在導(dǎo)輪（１）上的鋼絲線網(wǎng)（２），其特征在于：所述導(dǎo)輪（１）上的開槽槽距為不相等的開槽槽距，該不相等的開槽槽距是自鋼線纏繞導(dǎo)輪開始，沿導(dǎo)輪的長度方向上依次減小。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周儉，
申請(專利權(quán))人：內(nèi)蒙古晟納吉光伏材料有限公司，
類型：實用新型
國別省市：15[中國|內(nèi)蒙]