[發明專利]藍寶石硅棒的切割方法

有效

• 申請號: 201010286089.4
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102398318A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 盧建偉
• 申請（專利權）人: 上海日進機床有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多線切割技術，特別是涉及一種應用于藍寶石硅棒的切割方法。

背景技術

我們知道，LED(藍色發光二極管)在當今社會中用途十分廣泛，例如各種通訊設備、儀器儀表及顯示面板背光上均用有大量的LED。藍寶石(Sapphire)作為制作LED的重要材料在半導體領域具有舉足輕重的地位。在形成用于制作LED藍寶石硅襯底之前，仍需要對藍寶石硅材料進行前端加工，即將藍寶石硅棒進行切片的作業。當今對藍寶石硅棒進行切片加工普遍采用多線切割技術，它的原理是通過一根高速運動的鋼線帶動附著在鋼線上的切割刃料對硅棒進行摩擦從而達到切割目的。線切割技術與傳統的刀鋸片、砂輪片及內圓切割相比有具有效率高，產能高，精度高等優點。

現有技術中針對圓柱體的藍寶石硅棒進行加工是將所述藍寶石硅棒置于鋼線的上方，待鋼線高速運行時將藍寶石硅棒緩慢放下，使其壓迫所述鋼線，經由該高速運行的鋼線對藍寶石硅棒的弧面進行摩擦而開始直線式切割作業，當鋼線由該藍寶石硅棒一側切割至另一側時即將硅棒切割為藍寶石硅片。

由此可知，當呈圓柱體的藍寶石硅棒被切割到一半的時候(即切割到所述藍寶石硅棒的直徑距離的時候)，相較剛開始切割的時候，此時的該鋼線和硅棒的接觸面最大(摩擦面積最大)，換言之，則鋼線在所述圓柱體硅棒中的運行距離最長，因而鋼線所受到的運行阻力也就最大，由于藍寶石硅棒本身具有很高的硬度而不易切割，再加上針對藍寶石硅棒的切片要求又很嚴格，故而如此垂直線切割的方式很容易出現切割不良；再者，由于藍寶石硅棒在整個切割過程中要下移至少一個直徑的距離，則因加大了其行程而使該種垂直線切割的方式過程緩慢，不利于節省切割的作業時間以及提高生產的工作效率。

所以，如何提供一種應用于藍寶石硅棒的切割技術，以避免以上所述的缺點，實為相關領域之業者目前亟待解決的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種藍寶石硅棒的切割方法，以解決現有技術中采用傳統的垂直線切割的方式而不易切割、切割時間長以及生產效率低等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種藍寶石硅棒的切割方法，其特征在于，該切割方法包括以下步驟：(1)提供一圓柱體藍寶石硅棒，并在所述藍寶石硅棒上切出一平行于軸線的平面側壁；提供一工件治具，所述工件治具具有一橫梁以及固定在所述橫梁兩端的轉軸部；(2)將所述藍寶石硅棒的平面側壁經由黏合介質黏合在所述工件治具的橫梁上，并使所述藍寶石硅棒的軸線與所述工件治具的兩端轉軸部的中心軸線為同一軸心線；(3)提供至少一根可高速運行的金剛線，將所述金剛線置于所述藍寶石硅棒下方，并使所述金剛線的走線方向與所述軸心線相對垂直；(4)設置所述工件治具轉速及垂向下移速度；(5)高速運行所述金剛線，同時下降黏合有所述藍寶石硅棒的工件治具，使所述藍寶石硅棒壓迫所述高速運行的金剛線；以及(6)依據預先設置的轉速及垂向下移速度旋轉并下移所述工件治具，當所述工件治具的橫梁觸碰到所述金剛線時換向旋轉，同時隨著所述藍寶石硅棒切割深度的遞增所述工件治具的轉角遞減，直至切割結束。

在本發明的切割方法中，所述藍寶石硅棒平面側壁的寬度等于所述工件治具橫梁的寬度。所述黏合介質為黏合膠，所述藍寶石硅棒的平面側壁與所述工件治具的橫梁之間還黏合有一塊玻璃板；所述工件治具轉速及垂向下移速度為勻速。

如上所述，本發明的藍寶石硅棒的切割方法主要是在切割作業中，依據預先設置的轉速及垂向下移速度旋轉并下移所述工件治具，當所述工件治具的橫梁觸碰到所述金剛線時換向旋轉，同時隨著所述藍寶石硅棒切割深度的遞增所述工件治具的轉角遞減，直至切割結束，因而，本發明解決了現有技術中普遍采用的垂直線切割的方式而造成的切割困難，精度差以及切割時間長以及生產效率低等問題，不但使整個切割過程順暢，容易控制，而且也大大的縮短了切割時間，提高了切割效率。

附圖說明

圖1顯示為本發明藍寶石硅棒的切割方法的操作流程示意圖。

圖2顯示為本發明中藍寶石硅棒的結構示意圖。

圖3顯示為本發明中工件治具的正向剖視圖。

圖4顯示為本發明中藍寶石硅棒被黏合在工件治具上的正向剖視圖。

圖5a至圖5f顯示為應用本發明的藍寶石硅棒的切割方法之切割過程示意圖。

具體實施方式