[发明专利]一种多线锯振动辅助装置

说明书

本发明涉及一种多线锯振动辅助装置，属于线锯切割技术领域。本发明中设计了一种多线锯振动辅助机构，主要包括走线机构、振动辅助机构以及断线制动机构，传统的多线锯切割装置中携带砂浆的能力不强，所以切割效率不高，一些改进后的切割装置中在工作台下方设置了振动辅助机构，通过振动辅助机构带动所需切割材料的低幅高频振动，使得切割线在切割过程中的带浆能力增强从而提升切割效率，而本发明中采用对切割线进行振动，通过在切割线上设置振动辅助机构，利用超声波发生器对切割线产生超声波，从而使切割线进行低幅高频振动，有效提高切割线的带浆能力，避免晶片产生翘曲、崩边的现象，提高了切割质量。

技术领域

本发明涉及一种多线锯振动辅助装置，属于线锯切割技术领域。

背景技术

电子工业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求，一方面为了增加集成电路和太阳能光伏的产量，降低制造成本，硅片趋于大直径化；另一方面，为了提高芯片的集成度，硅片的刻线越来越细，其刻线宽度已经从0.18μm减至0.13μm，最低能达到0.10μm。高精度的加工就要求切片有极高的平面度和极小的表面粗糙度，这些新的要求极大提高了硅片加工的难度。硅材料具有硬、脆的特点，加工大直径硅片易发生翘曲变形，难以达到所要求的加工精度，同时为提高材料的利用效率，要求切割厚度变薄，因此迫切需求寻找一种更为先进、高效的硅片切割技术。

多线切割技术是目前加工单、多晶硅的主流加工技术，该技术能够加工大直径硬脆材料，并且加工厚度均匀，在硬脆材料加工产业发展迅速。但用多线锯加工的晶片容易产生翘曲、崩边，钢丝也容易断线等现象，并且游离磨料多线锯受走线速度和带浆能力的限制,加工效率难以提升,急需开发新的加工工艺优化现有加工技术。

硅片切割是硅片加工的关键工序，其加工方式和所采用的加工技术将直接影响加工效率和加工质量。对于切片工艺技术的原则要求是：（1）切割精度及表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。（2）断面完整性好，无刀痕、拉丝和微裂纹。（3）成品率高，切缝校，原材料损耗低。（4）切割效率高，实现自动化切割。硬脆材料切割技术按其技术特征，大体可分为三个主要阶段：外圆切割技术、内圆切割技术和线切割技术。

多线切割机床属于特种专用精密数控机床，其加工精度高、控制系统复杂、零部件繁多、制造难度大，只有少数大型机械设备制造厂商掌握了这项关键制造技术。目前，全球生产多线切割机的厂家主要有是瑞士的HCT公司、MeyerBurger公司，日本的NTC（日平外山公司）、高鸟公司、日本东京制钢公司，美国的LLC公司和德国的GMN公司。

日本东京制钢公司在2011年推出了最新研制的T-8253B型金刚石多线切割机，该多线切割机集成度较高，设备体积小，重量轻，线速度可达1000m/min，实现了脆性材料的高速切割，在硅片切割中生产能力比游离锯丝切割机提高2倍以上，实现成品率98%的高精度加工，TTV<10μm，年生产能力达4.7万片。

国外新一代多线切割设备使用的切割线更细，切出的硅片更薄，大大减少了硅原料的消耗；走线速度和进给速度得到了提高，进而极大提高了生产效率；具备先进的工艺控制、切割张力控制及监控系统，能实时对加工过程进行检测调控。

国内切割设备起步于70年代初，半导体技术要有所发展，离不开先进的硅片加工设备和加工工艺，而国内数控多线切割机床市场被国外公司所垄断，我国每年进口多线切割机设备的数量在200台以上。为了满足半导体产业的快速发展的需求，近几年在国家政策的引导下，我国的半导体器件工艺关键装备研究与制造能力，实现了跨越式发展，相关技术装备研究，取得了不错的成果。如上海日进、兰州瑞德、电子第四十五研究所、湖南宇晶机器实业有限公司、北京晶玉精科技有限公司、浙江大成电气股份有限公司都自主研发了多线切割数控机床。多线切割设备的成功研制对我国切片加工行业以及半导体行业的发展起到了巨大的推动作用，但是这些切割机与国外还有一定差距并不能完全满足国内需求。

发明内容