一种线切割加工方法与流程

1.本发明涉及线切割技术领域，尤其涉及一种线切割加工方法。


背景技术：

2.在制造各种半导体、光伏器件时，需要将含有硅、蓝宝石、陶瓷、玻璃等硬脆材料的半导体坯料切割为符合厚度要求或长度要求的工件。由于坯料切割会对后续工序产生重要影响，因此切割作业的要求也越来越高。目前，多线切割技术由于生产效率高、作业精度高等特点被广泛应用于半导体产品的切割生产中。
3.多线切割技术的原理是将切割线缠绕于导线轮上形成多圈线网，切割时高速运动的切割线对坯料进行切割获得目标工件。公告号为cn 110722231 a的中国发明申请公开了一种线切割方法，该方法是将熔融的热熔胶注入放置有坯料的收容腔中，热熔胶固化后将收容腔中的胚料粘连在一起，然后通过线切割机切割粘连在一起的坯料而获得工件，最后利用酒精擦洗工件使热熔胶变性而去除粘附在工件上的热熔胶。其他一些线切割加工方法中，也需采用粘连剂使坯料粘连在一起然后对坯料进行切割，切割结束后采用热水浸泡或去粘剂清洗等方式去除工件粘附的粘连剂。现有的线切割方法中，由于采用本身具有粘性的剂体来粘连坯料，在切割结束后需要对工件进行去粘处理，不利于提高生产效率，粘性剂体在生产时存在损耗，导致生产的辅料成本较高。另外，采用热水浸泡或酸洗等方式对工件进行去粘处理时容易使工件产生裂纹和破损，不利于提高工件的合格率。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种线切割加工方法，利用水冷冻结成的冰块将坯料固结在一起，有利于降低线切割加工的辅料成本和提高工件的合格率。
5.为了实现上述技术目的，本发明提供的一种线切割方法，包括以下步骤，
6.s100、将多个坯料通过水冷冻结成的固结连在一起；
7.s200、将步骤s100中通过冰固结在一起的坯料固定于多线切割机的工作台上；
8.s300、多线切割机切割步骤s200中的坯料而获得工件。
9.优选的，所述步骤s100中，将多个坯料通过支撑架放入容纳盒中，向容纳盒中加水后放入冷冻室进行冷冻，以使各坯料通过水冷冻结成的冰固结在一起。
10.优选的，所述冷冻室的温度为-25℃～-10℃；和/或，冷冻的时间为6h～12h。
11.优选的，所述坯料两端的端部插设于支撑架上；和/或，冷冻结束后，自容纳盒中取出通过冰粘连在一起的坯料，将坯料脱离支撑架后固定于工作台上。
12.优选的，所述容纳盒中相邻的坯料之间具有间隙。
13.优选的，所述工作台的顶部设有基座，步骤s200中，基座通冷液以使坯料通过冰粘固在工作台的底面。
14.优选的，所述冷液的温度为-10℃～-5℃。
15.优选的，所述步骤s300中，基座通冷液使未被切割的坯料通过冰固结在一起。
16.优选的，所述工作台的下方设有接料盒，线切割加工方法还包括步骤s400，
17.s400、切割结束后，基座通热液使将工件粘固在工作台底面的冰受热熔化，以使工件向下落入接料盒中。
18.优选的，所述步骤s400中,热液的温度为15℃～40℃。
19.采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
20.1、本发明提供的线切割加工方法，通过水冷冻结成的冰将多个坯料固定粘结在一起，利用水代替现有技术中采用的热熔胶等粘连剂，有利于合理降低线切割加工的辅料成本。切割结束后，使冰融化即可获得单个工件，由于冰融化后的水不具有粘性，无需通过热水浸泡或酸洗等方式对工件进行去粘处理，有效避免工件在热水浸泡或酸洗等过程中产生裂纹和破损的情况，有利于合理提高工件的合格率。由于切割结束后无需对工件进行去粘处理，也有利于合理提高生产效率。
21.2、将多个坯料通过支撑架放入容纳盒中，向容纳盒中加水后放入冷冻室进行冷冻，从而使各坯料可以通过水结成的冰固定粘结在一起，合理设置冷冻的具体方式使坯料可以通过冰固定粘结在一起。
22.3、合理设置冷冻室的温度及冷冻的时间，提高水冷冻结成的冰的稳定性，从而使坯料可以通过冰有效、稳定的固定粘结在一起，有利于提高多线切割机切割坯料的顺畅性，也有利于提高工件的合格率。
23.4、坯料两端的端部插设于支撑架上，便于在冷冻结束后使固结在一起的坯料脱离支撑架后固定在多线切割机的工作台上。若在冷冻结束后将坯料与支撑架一起固定在多线切割机的工作台上，则坯料插设于支撑架上的端部在被切割后作为废料处理。
24.5、坯料通过支撑架放入容纳盒中时，相邻的坯料之间具有间隙，使各坯料在冷冻结束后可以通过冰牢靠的固定粘结在一起，有利于提高各坯料之间的固结稳定性，避免各坯料在被切割时因切割力作用发生脱离的情况，有利于提高多线切割机对工件的切割效果。
25.6、工作台的顶部设置基座，基座通冷液降低工作台的温度，使坯料可以通过冰稳定的粘连固定在工作台的底面，避免冰融化导致坯料无法通过冰粘连固定在工作台底面的情况。由于坯料通过冰的粘连实现固定，工作台无需设置用于夹紧坯料的夹具，也可以避免夹具对坯料的夹紧力过大导致冰碎裂而使坯料发生相互移位或脱离的情况。
26.7、合理设置基座所通冷液的温度，使坯料可以通过冰稳定的粘连固定在工作台的底面。若冷液的温度高于-5℃，不利于有效降低工作台的温度，从而不利于使坯料通过冰稳定的粘连固定在工作台的底面。若冷液的温度低于-10℃，供液系统的冷却压力较大且对坯料通过冰粘连固定在工作台底面的提高效果有限。
27.8、多线切割机切割坯料时，基座一直通冷液，使未被切割的坯料可以通过冰稳定的固定粘结在一起并稳定的粘结在工作台的底面，避免切割过程中坯料和冰因摩擦受热导致冰融化使未被切割的坯料向下掉落的情况，有利于保证对坯料的切割效果。
28.9、切割结束后，基座通热液，基座将热液的热量传递给工作台，工作台温度升高，使将工件粘固在工作台底面的冰可以加快受热融化，有效缩短工件在切割结束后脱离工作台所需的时长，有利于合理提高生产效率。
29.10、合理设置步骤s400中基座所通热液的温度，使冰有效熔化的同时合理控制基座的温升。若热液的温度低于15℃，热液的温度较低，不利于合理加快工作台底面冰的熔化速度，从而不利于合理缩短工件在切割结束后脱离工作台所需的时长。若热液的温度高于40℃，热液的温度较高，基座通热液后的温升较大，基座通冷液使基座和工作台冷却降温进行下一次切割的准备时间较长，不利于提高切割效率。
附图说明
30.图1为本发明实施例一线切割加工方法的流程图；
31.图2为本发明实施例一线切割加工方法中坯料通过支撑架放入容纳盒中时的示意图；
32.图3为本发明实施例一线切割加工方法中坯料固定在工作台底面时的示意图；
33.图4为本发明实施例一线切割加工方法中供液系统的示意图。
34.图中，10-坯料，20-支撑架，30-容纳盒，41-工作台，42-罗拉辊，43-切割线，51-基座，52-冷液箱，53-热液箱，54-泵，55-减压阀，56-溢流阀，57-第一电磁阀，58-第二电磁阀，60-接料盒。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。需要理解的是，下述的“上”、“下”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.实施例一
37.结合图1至图4，本发明实施例一提供的一种线切割加工方法，包括以下步骤，
38.s100、将多个坯料10通过水冷冻结成的冰固结在一起；
39.s200、将步骤s100中通过冰粘连在一起的坯料10固定于多线切割机的工作台41上；
40.s300、多线切割机切割步骤s200中的坯料10而获得工件。
41.结合图2，本实施例中，坯料10以长管形的玻璃管为例进行说明。步骤s100中，将多个坯料10通过支撑架20放入容纳盒30中，向容纳盒30中加水后放入冷冻室进行冷冻，以使各坯料10通过水冷冻结成的冰固定粘结在一起。具体的，支撑架20大致呈匚形，支撑架20的两个端部设置供坯料10穿过的通孔，坯料10两端的端部通过通孔插设于支撑架20上。步骤s300中，多线切割机将长度较大的坯料10切割成长度较小的工件。
42.为了使各坯料10能通过水冷冻结成的冰牢靠的固定粘结在一起，坯料10通过支撑架20放于容纳盒30中时，相邻的坯料10之间具有间隙，使各坯料在冷冻结束后可以通过冰牢靠的固定粘结在一起，有利于提高各坯料之间的固结稳定性。本实施例中，相邻两根玻璃管之间的间隙宽度优选的与玻璃管的管径大致相同。
43.为了保证水冷冻结成的冰的稳定性，需合理合适冷冻室的温度及冷冻的时间。冷冻室的温度为-25℃～-10℃，装有坯料10和水的容纳盒30放入冷冻室进行冷冻的时间为6h
～12h。本实施例中，冷冻室的温度优选设置为-15℃，冷冻的时间优选设置为10h。
44.冷冻结束后，先将支撑架20和通过冰固定粘结在一起的坯料10自容纳盒30中取出，然后使坯料10脱离支撑架20，再将固定粘结在一起的坯料10固定于多线切割机的工作台41上，有利于提高固结在一起的坯料10通过冰粘连固定在工作台41上的稳定性。
45.结合图3，多线切割机还包括两个平行间隔分布的罗拉辊41及缠绕在两个罗拉辊41上的切割线43，工作台41设于罗拉辊41和切割线43的上方且可以上下移动。为了接住切割获得的工件，工作台41的下方设有接料盒60，切割获得的工件可以向下落入接料盒60中。本实施例中，接料盒60设置在两根罗拉辊41之间且位于上下两层切割线43之间。步骤s200中，固结在一起的坯料10固定在工作台41的底面。步骤s300中，工作台41带动坯料10向下移动，使切割线43可以有效切割坯料10。
46.为了使坯料10能稳定的固定在工作台41的底面，工作台41的顶部设有基座51，基座51可以通冷液或热液。步骤s200中，基座51通冷液使坯料10通过冰粘连固定在工作台41的底面。步骤s300中，基座51通冷液使未被切割的坯料10仍通过冰固结在一起，避免切割过程中坯料10和冰因摩擦受热导致冰融化使未被切割的坯料10向下掉落的情况。
47.本实施例提供的线切割加工方法还包括步骤s400，切割结束后，基座51通热液使将工件粘固在工作台41底面的冰受热熔化，以使工件向下落入接料盒60中。基座51通热液使工作台41的温度升高，使将工件粘固在工作台41底面的冰可以加快受热融化，有效缩短工件在切割结束后脱离工作台41所需的时长。
48.基座51设有液流通道，结合图4，向基座51供液的供液系统包括冷液箱52、热液箱53、冷液供给管路c1、冷液回流管路c2、热液供给管路h1及热液回流管路h2，冷液供给管路c1和热液供给管路h1上均设有泵54、减压阀55和溢流支路，溢流支路上设有溢流阀56。冷液供给管路c1和热液供给管路h1的下游通过第一电磁阀57与液流通道的进液端连接，液流通道的排液端通过第二电磁阀58与冷液回流管路c2、热液回流管路h2连接。
49.步骤s200和步骤s300中，基座51所通冷液的温度为-10℃～-5℃。本实施例中，冷液箱52中冷液的温度维持在-8℃左右，冷液箱52中的冷液经过冷液供给管路c1流向基座51时会略有升高。
50.步骤s400中,基座51所通热液的温度为15℃～40℃，使冰有效熔化的同时合理控制基座51的温升。本实施例中，热液箱53中热液的温度优选维持在30℃左右，热液箱53中的热液经过热液供给管路h1流向基座51时会略有降低。
51.步骤s200中和步骤s300中，冷液箱52中的冷液通过冷液供给管路c1流向基座51，冷液流经基座51的液流通道后通过冷液回流管路c2流回冷液箱52中，形成冷液流动循环，通过冷液流动循环降低基座51和工作台41的温度，使粘连在一起的坯料10可以通过冰稳定的粘连固定在工作台41的底面。
52.步骤s400中，热液箱53中的热液通过热液供给管路h1流向基座51，热液流经基座51的液流通道后通过热液回流管路h2流回热液箱53中，形成热液流动循环，通过热液流动循环提高基座51和工作台41的温度，加快工作台41底面冰的熔化速度，使切割结束后仍通过冰粘连在工作台41底面的工件可以加快脱离工作台，脱离工作台41的工件向下落入接料盒60中。
53.由于工件在步骤s400结束后残留有一定的水，可以在步骤s400结束后通过低温烘
干或热风烘干的方式加快工件的干燥速度。
54.本实施例提供的线切割加工方法，通过水冷冻结成的冰将多个坯料10固定粘结在一起，利用水代替现有技术中采用的热熔胶等粘连剂，有利于合理降低生产的辅料成本。切割结束后，使冰融化即可获得单个工件，由于冰融化后的水不具有粘性，无需通过热水浸泡或酸洗等方式对工件进行去粘处理，有效避免工件在热水浸泡或酸洗过程中产生裂纹和破损的情况，有利于合理提高工件的合格率。由于切割结束后无需对工件进行去粘处理，有利于合理提高生产效率。
55.可以理解的是，本实施例提供的线切割加工方法所适用的坯料10形状并不局限于上述记载和附图所示的长管形，也可以适用于长条形薄板等其他形状坯料的线切割加工。
56.可以理解的是，本实施例提供的线切割加工方法所适用的坯料10材质并不局限于上述记载的玻璃管，也可以适用于单晶硅等其他材质坯料的线切割加工。
57.可以理解的是，支撑架20的具体形状并不局限于上述记载和附图所示的匚形，也可以设置成其他便于与坯料10脱离的形状。
58.可以理解的是，步骤s100中，容纳盒30中相邻坯料之间的间隙宽度可以根据坯料的粗细、大小、重量等因数合理设置。
59.可以理解的是，步骤s200中，冷冻室的温度也可以设置为-25℃、-23℃、-21℃、-20℃、-19℃、-17℃、-16℃、-14℃、-13℃、-10℃等其他合理温度值。
60.可以理解的是，步骤s200中，冷冻的时间也可以设置为6h、7h、8h、9h、9.5h、10.5h、11h、12h等其他合理的时长。
61.可以理解的是，步骤s200中，冷冻室的温度越低则冷冻的时间可以在时长范围内适当缩短，冷冻室的温度越高则冷冻的时间需要在时长范围内适当延长。
62.可以理解的是，本实施例提供的线切割加工方法所适用的多线切割机并不局限于上述记载和附图所示的双罗拉辊式多线切割机，也适用于三罗拉辊式多线切割机，多线切割机的其他结构参考现有技术。
63.可以理解的是，冷液箱52中冷液的温度也可以维持在-10℃、-9℃、-7℃、-6℃、-5℃等其他合理的温度值。
64.可以理解的是，冷液可以采用车用防冻冷却液等凝固点优选在-60℃以下的液体。
65.可以理解的是，热液箱53中热液的温度也可以维持在15℃、17℃、19℃、21℃、23℃、25℃、27℃、29℃、31℃、33℃、35℃、37℃、40℃等其他合理的温度值。
66.可以理解的是，热液优选采用挥发点在80
°
以上的液体，热液可以采用与冷液相同的液体，当然，热液也可以采用水等其他合适的液体。
67.可以理解的是，供液系统的具体结构并不局限于上述记载和附图所示，也可以采用其他合理的具体结构。
68.可以理解的是，坯料10与支撑架20配合的两个端部作为切割废料处理。
69.可以理解的是，步骤s200中，也可以将坯料和支撑架20一起固定在工作台41的底面，此时，支撑架20中间部位的外部具有足够厚度的冰，支撑架20的中间部位朝向工作台41并通过冰粘结在工作台41的底面，坯料10插设于支撑架20上的两个端部作为切割废料处理。
70.可以理解的是，在未设置供液系统和基座51的情况下，工作台41优选设于罗拉辊
42和切割线43的下方，通过冰固结在一起的坯料10可以通过夹具固结在工作台41的顶面，多线切割机工作时工作台41带动坯料10向上移动。
71.可以理解的是，冷冻时向容纳盒30中加入的水基本与容纳盒30的顶面齐平或略低于容纳盒30的顶面。
72.除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。