金剛石線切割設(shè)備

金剛石線切割設(shè)備成為研究和發(fā)展的主流趨勢(shì)，本文介紹國(guó)外硅片切割設(shè)備研究的新進(jìn)展以及國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r，并介紹筆者參與研制的金剛石環(huán)形線鋸機(jī)的功能、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)心得體會(huì)及金剛石單線和環(huán)線切割機(jī)應(yīng)用前景展望。

目前，硬脆性材料，如單晶硅、多晶硅、寶石、玻璃、陶瓷等，具有優(yōu)良、穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能(如耐磨損性、抗腐蝕性、電絕緣性等)，在電子、光學(xué)及其它領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是單晶硅、多晶硅、陶瓷材料被廣泛用于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體、真空電鍍等高精端產(chǎn)業(yè)中。伴隨半導(dǎo)體、光伏材料技術(shù)的發(fā)展，需求量不斷增加，切割加工量大幅增長(zhǎng)，由于硬脆材料硬度高、脆性大，因此加工難度較大。樹脂結(jié)合劑金剛石鋸線是一種采用樹脂作為結(jié)合劑,將金剛石磨粒固結(jié)于鋸絲基體表面而形成的固結(jié)磨料鋸線。

切割機(jī)床廠

鋸切是硬脆材料機(jī)械加工的一道工序， 鋸切加工成本約占加工總成本的 5 0 ％以上，因此，切割工藝、工具及設(shè)備受到越來越廣泛的關(guān)注，并得到迅速發(fā)展。（1）從目前國(guó)內(nèi)外加工的現(xiàn)狀來看，硬脆性材料切割方法多種多樣，主要有：金剛石圓盤鋸切割（如外圓鋸片切割和內(nèi)圓鋸片切割）、金剛石帶鋸切割、電火花線切割（只能用于帶金屬晶體）、游離磨料線鋸切割和金剛石線鋸切割等等。可用于各種不同硬度材料的切割，特別是適用于脆性、易解理的晶體切割。在國(guó)際上，游離磨料線鋸切割在單晶硅、多晶硅的切割中占主流地位，但是這種技術(shù)存在明顯的不足

環(huán)形線鋸

目前，大型往復(fù)式金剛石線鋸機(jī)占金剛石線鋸主導(dǎo)地位。但往復(fù)式由于受到正反轉(zhuǎn)慣性作用，線速比較低，僅是3-10m/S,效率很低，且因?yàn)橥鶑?fù)切割，導(dǎo)致工件表面質(zhì)量不一致

環(huán)形線鋸則克服了往復(fù)線鋸的缺點(diǎn)，線速可高達(dá)60m/s,可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，因此在硅晶體、工業(yè)陶瓷加工等工業(yè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，并顯示出其獨(dú)特的及優(yōu)越性。隨著半導(dǎo)體、光伏材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在硅、陶瓷、玉石、石墨模具、名貴石材等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。

線切割工藝

目前，金剛線切割工藝的輔料主要為金剛線及切割液：

金剛線  金剛石鋸線是一種固態(tài)研磨工具，金剛石顆粒用電鍍或者環(huán)氧基方式粘接在基線上。金剛石鋸線分為電鍍金剛石鋸線和樹脂結(jié)合劑鋸線。

樹脂結(jié)合劑金剛石鋸線是一種采用樹脂作為結(jié)合劑,將金剛石磨粒固結(jié)于鋸絲基體表面而形成的固結(jié)磨料鋸線。樹脂結(jié)合劑鋸線制造方法與樹脂結(jié)合劑砂輪的制造類似,直接將含有金剛石磨料的樹脂混合物涂敷在金屬絲表面,經(jīng)過干燥后再固化。相比電鍍金剛石鋸線,樹脂涂層的剪切模量較低,鋸絲的扭切強(qiáng)度基本不變,更重要的是樹脂結(jié)合劑金剛石鋸絲制作工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)。鋸切是硬脆材料機(jī)械加工的一道工序，鋸切加工成本約占加工總成本的50％以上，因此，切割工藝、工具及設(shè)備受到越來越廣泛的關(guān)注，并得到迅速發(fā)展。、