[发明专利]一种硅棒多线切割机导轮开槽一次成型组合机床及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种多线切割机导轮开槽一次成型技术，，特别是涉及一种硅棒多线切割机导轮开槽一次成型组合机床及其应用。

背景技术

线切割技术已经取代内圆切割技术成为晶圆片规模化生产中的主流技术，具有效率高、切口小、产品质量人为因素少等优点。聚氨酯材料的导轮是晶圆片线切割关键零件之一，它的好坏从很大程度上决定了晶圆片的切割质量。为保证晶圆片厚薄均匀性性，切割线需均匀的、稳定的分布在切割导轮上。在聚氨酯导轮上开槽，可以保证其稳定性。

在多线切割过程中，导轮与钢线还有金刚砂之间产生摩擦，必然导致导轮表面的磨损，因此导轮在使用一定的次数后必须进行开槽处理。目前采用机械去处材料的加工方式开槽，。这种加工方式技术难度较大、成本颇高、效率低下，在车刀刃口磨损的情况下，容易出现误差超限、拉毛等缺陷。

目前，导轮开槽通常使用精密车削的方式加工。即在首先磨削掉表面一定厚度的聚氨酯胶质，然后在胶质表面逐一车削导轮槽。通常情况下，导轮使用一定的时间后，胶质表面会嵌入金刚砂颗粒，磨削时间较长，砂轮的磨损大。如果采用车削的方式加工外圆，不易达到开槽加工表面精度要求。同时，多线切割机用导轮的切割线槽深度浅、间隔小、精度要求高，加之聚氨酯材料较软，很难保证精度要求。同时对线槽逐一车削加工，耗时长、效率低，加工过程中不可控、不可知因素多，特别是刀具磨损和切削过程中的侧向挤压。刀具磨损时无法迅速切断材料，形成拉毛缺陷，沟槽表面出现凸点；在多线切割中凸点肯能到导致跳线，造成晶圆片厚薄不均，甚至硅棒报废。侧向侧向挤压力可能造成已加工的相邻线槽变形。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种硅棒多线切割机导轮开槽一次成型组合机床及其应用，可解决现有技术的误差超限、拉毛等缺陷。

本发明的技术方案：一种硅棒多线切割机导轮开槽一次成型组合机床，其特征在于，包括机床床身、导轨、主轴箱、游动尾座、外圆车刀进给机构、外圆车刀、模具进给机构，模具装夹工装、导轮开槽模具、温度控制装置，所述的主轴箱安装在机床床身的一端，所述的机床床身上表面设有导轨，所述的导轨上装有可移动的游动尾座，所述的外圆车刀进给机构设在机床床身上，所述的外圆车刀安装在外圆车刀进给机构上，所述的模具进给机构设在机床床身上，所述的导轮开槽模具通过模具装夹工装与模具进给机构连接，所述的温度控制装置设在导轮开槽模具内。

所述的外圆车刀进给机构可沿导轮径向和轴向的两个直线自由度方向进给。

所述的外圆车刀进给机构设有对刀调整机构。

所述的模具进给机构包括精密滚珠螺杆、精密直线导轨与模具进给机构横梁。

所述的精密滚珠螺杆由伺服电机控制连接。

所述的精密滚珠螺杆由手轮与百分表的组合结构连接。

所述的导轮开槽模具与导轮的轴线在同一个水平面上。

所述的温度控制装置可在一定范围内按照设定曲线控制导轮开槽模具的表面温度。

一种硅棒多线切割机导轮开槽一次成型组合机床的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先根据导轮的材料设置温度曲线，即设定加热、保持、降温等不同的时段，设定加热方式及最高温度；

(2)车削导轮的外圆，去处带有杂质的无用的聚氨酯胶质材料；

(3)外圆车削完毕后将主轴速度降到导轮多线切割槽压制速度；

(4)通过温度控制装置加热按照既定曲线加热导轮模具；

(5)模具表面温度达到适当的值时，驱动导轮模具进给机构进行实现模具进给，导轮带动导轮模具转动；

(6)基本成型后，继续保持主轴转动，并在导轮模具上施加适当的阻力，使导轮与导轮开槽模具之间同时出现相对滚动和滑动，进而实现对导轮上的线槽修形；

(7)适当的时间后，温度控制装置开始按照既定温度曲线降温冷却，此时主轴不停止转动，并采用气浴的方式对工件表面进行降温；

(8)冷却到室温后，模具退到安全位置，主轴停止转动，取下导轮。

本发明具有的有益效果：

(1)本发明采用压力注塑原理实现导轮开槽，从根本上改变了导轮开槽技术；

(2)本发明可以将导轮上数千条切割线槽一次性成型，避免逐条加工；提高了生产效率，减少了能耗；

(3)本发明在线槽成型过程中不需要切除材料，节省了原材料；

(4)本发明在线槽成型过程中不需要考虑因刀具磨损和切削压力所产生的拉毛等缺陷，提高了产品的加工质量；

(5)本发明可适用于不同规格种类的导轮开槽加工；将车削与压力注塑有机的结合，一次装夹即可完成导轮开槽加工，避免二次装夹出现的误差；