[发明专利]线锯装置和在线锯切割期间连续去除磁性杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于去除在线锯切割过程期间产生的磁性或磁化污染物的方法。

背景技术

线锯切割是用于将晶锭切成薄的晶片以用在集成电路和光伏(PV)工业中的主要方法。该方法还通常用于将其它材料的基材如蓝宝石、碳化硅或陶瓷基材切成薄片。线锯典型地具有细金属线的网或线网(wireweb)，其中单独的线具有约0.15mm的直径且通过一系列线轴、滑轮和线导向器(wire guide)以0.1至1.0mm的距离彼此平行布置。切片或切割通过使工件(例如，晶锭)与其上已施加研磨浆料的移动的线接触而完成。

常规的线锯研磨浆料典型地包含通过以1∶1的重量比混合而组合的载体和研磨剂颗粒。载体为提供润滑和冷却的液体，如矿物油、煤油、聚乙二醇、聚丙二醇或其它聚亚烷基二醇。液体载体还使研磨剂保持在线上使得研磨剂可接触工件。研磨剂典型地为硬质材料如碳化硅颗粒。

线锯切割过程为间歇过程，其中固定体积的浆料自存储罐(holding tank)连续地再循环并使用喷嘴供应至接近正被切割的工件的线网。在该过程期间，来自切去的部分(cut)(包括截口(kerf))的废料逐渐累积在浆料中，该浆料最终失去性能。用过的浆料被处理和分离成其成分(即研磨剂和载体)。回收使用对于该操作的经济效果来说是重要的。

用过的浆料的一种组分为磁性或可磁化的杂质，其主要由线锯切割过程期间所造成的线磨损而产生。这样的杂质可与浆料中的组分和截口物质相互作用，导致粘度变化、pH变化、温度变化、添加剂的分解、粒度分布变化或浆料的其它变化。因此，磁性或可磁化的杂质的积累导致切割性能随时间的恶化。

美国专利No.6,264,843描述了用于回收使用机械加工期间产生的切割流体悬浮液的间歇方法。所描述的方法首先分离含有研磨剂的部分且然后使用磁力分离器去除磨除的材料。该回收的流体与新鲜浆料一起重新配制(reconstitute)并返回至切割过程。

美国专利No.6,443，143描述了使用不含研磨剂的切割流体切割稀土合金的方法。在所描述的方法中，利用离心作用和磁力分离器去除千克量的稀土合金截口物质。由于在用过的流体中不含研磨剂，因此该方法被设计成去除大量的固体物。

尽管间歇过程对于工业是可接受的，但更换浆料使线锯切割过程变慢且需要更多次的工具启动，其可对设备造成压力。另外，从用过的含有相对大量的研磨材料和相对少量的污染物的切割流体中去除污染物而不进行昂贵的间歇过程是困难的挑战。因此，取得其中污染物去除是连续的线锯切割操作将是有利的。

发明内容

本发明提供在线锯切割过程期间从线锯切割浆料中去除磁性或磁化污染物的方法。该方法包括以下步骤：将研磨浆料从再循环浆料分配系统施加至移动的线锯；使用该移动的线锯和所施加的研磨浆料切割工件；将使用过的研磨浆料从该工件输送回该再循环浆料分配系统中；将该浆料的至少一部分传送通过磁力分离器以从该浆料中去除磁性或磁化污染物；和将传送通过该磁力分离器的浆料排出回到该再循环浆料分配系统内的循环中。

本发明还提供线锯切割装置。该装置包括：适合于固定工件的安装和支撑头(mount and support head)；线锯，其相对于该安装和支撑头定位使得在操作时该工件可与该线锯接触；定位和适合用于将线锯切割浆料从再循环浆料分配系统施加至该线锯的施加区域；和线锯浆料出口(流出，egress)区域，其适合于引导浆料离开该线锯和所安装的工件并回到浆料流动路径中。该再循环浆料分配系统限定该浆料流动路径。该再循环分配系统包括用于从浆料中去除磁性或可磁化的污染物的磁力分离器，其中该磁力分离器包括容许浆料的至少一部分进入到该磁力分离器中的入口和容许经纯化的浆料排出回到该再循环浆料分配系统内的再循环中的出口。

附图说明

图1显示在本发明中使用的组件中的一些。

图2显示线锯切割装置，其中再循环浆料分配系统包括收集器、磁力分离器、浆料罐、泵和热交换器。

图3显示具有磁力分离器的线锯切割装置。

图4显示具有磁力分离器的线锯切割装置，其中从该磁力分离器排出的浆料在位于再循环浆料分配系统中浆料物流离开该磁力分离器的位置与该系统中浆料被施加到线锯上的位置之间的该系统中的位置处加回到循环中。