[实用新型]线锯及其卷轴

说明书

本实用新型涉及卷绕切割线材的方法。本实用新型涉及一种在卷轴(9)上以多个线圈卷绕切割线材(10)的方法，切割线材优选为固定磨料线材，优选为金刚石线材或者纳米管线材，其中，切割线材(10)的线材部段(11、12、13、14、15)形成沿着卷轴轴线(8)一个接一个延伸的绕组部段(1、2、3、4、5)，其特征在于，在绕组部段(1、2、3、4、5)中的至少2、优选地至少10、更优选地至少20个中的每一者内，线材部段(1、2、3、4、5)的线圈沿着所述卷轴轴线(8)行进的方向反向至少两次、优选地至少4次。

技术领域

本实用新型涉及在卷轴上以多个线圈中卷绕切割线材的方法，切割线材优选地是固定磨料线材，优选地是金刚石线材或纳米管线材，其中切割线材的线材部段形成沿着卷轴轴线一个接一个、优选地直接彼此相邻延伸的绕组部段。此外，本实用新型涉及沿着卷轴轴线和/或卷轴保持器轴线在线材分配装置和卷轴和/或卷轴保持器之间进行一系列相对运动的方法。本实用新型还涉及使切割线材锋利化的方法、切割材料的方法、具有切割线材的卷轴和线锯。

背景技术

如本文件中所使用的，“锋利化”是指改善或增强切割线材的切割性能/作用的任何动作。它实际上可以包括通过去除固定磨料的部分、去除填充固定磨料之间的间隙的材料、去除钝化磨料/金刚石、去除干燥的切削液等来使固定磨料(例如金刚石等)锋利化。线锯可以具有带有多个线材部段的线材网，用于切割工件或仅切割一个部分。

本实用新型特别涉及固定磨料锯切技术。如今，越来越多地使用固定磨料切割用于半导体应用、太阳能电池或LED的晶片。磨料不再是悬浮在由金属线输送的浆料以进行切割。磨料直接附着在金属线上。这种线材称为固定磨料线(例如金刚石线)。

这些锯切技术用于半导体、电子元件、光伏器件、光学元件和光子产业。锯切的典型(硬和/或脆的)材料是GaAs、锗、多晶硅或单晶硅或类单晶硅、InP、石英、蓝宝石或其他陶瓷材料。

通常，线锯的线材引导辊是聚氨酯涂层的，并且在线接收表面上具有用于引导切割线材的凹槽。金刚石线在这些凹槽中网布在整个线引导辊上。凹槽的间距(即凹槽图案自身重复的距离)以及所使用的线材直径一起将决定被锯切的晶片的厚度。

如果即使在先前的切割中已经使用了部分线材网的情况下固定磨料线可以连续地用于连续切割(条件是该用过的线材的剩余锯切能力并没有减少太多)，则固定磨料切片过程的成本可以显著降低。锯切能力可以通过过程中的线偏转(线的弯曲度)来测量。失去锯切潜力的线材将比新的未使用的线材偏转更多(具有更高的弯曲度)。

通常通过在两个方向上移动切割线材来用金刚石线切割硅。线材就像普通的手锯一样前后移动。通常前向切割(线材从供应卷轴移动到接收(或可抛弃)卷轴)的卷轴略长于相反方向。这就是所谓的朝圣者模式(pilgrim mode)。朝圣者模式导致间歇性添加新的未使用的线材。这似乎并不令人惊讶，但由于浆料切割通常只在一个方向上移动，因此朝圣者模式不是常用的切割方式。

在开始切割过程之前，将切割线材放置在线锯中。现有技术文献CH691292A5在图1中示出了具有线材管理系统的线锯，且线锯准备切割。为了进行朝圣者运动，切割线材从供应卷轴卸离，穿过切割区域从而形成线材网，然后卷绕到接收卷轴(可抛弃卷轴)上。通常，驱动形成线材网的供应卷轴、接收卷轴和线材引导辊。

线材在一个方向上行进例如500-600米，即与起始点相比，额外的500-600米从供应卷轴卸离并且卷绕到接收卷轴上，但仅例如490至590米从接收卷轴卷绕回供应卷轴上。以这种方式，新的线材被送入线材网。在切割线材部分不再到达待切割的工件时(即在该部分后面送入更多的切割线材，这样当线材往回移动时，该部分不再能够到达工件)，线材应该是耗尽的：切割线材上的金刚石被磨碎或从线材上脱落。

在现有技术中存在如下问题：切割线材的锋利度随着时间而降低，导致切割性能降低。结果，切割线材必须经常更换。由于金刚石或磨料颗粒之间的空间被填满导致的这些颗粒的磨损可能削弱锋利度。