本實(shí)用新型涉及一種晶體加工設(shè)備，特別是涉及一種金剛石線晶體切割裝置。

背景技術(shù)：

隨著激光晶體需求量不斷增加，切割加工量大幅增長，晶體切割是激光晶體行業(yè)中十分重要的一個(gè)步驟，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。在晶體生長完成以后，需要按照使用要求進(jìn)行切割，加工成合理的形狀才能使用。現(xiàn)有的晶體切割方式大多采用內(nèi)圓切割，這種切片機(jī)的刀片刃口厚度在0.28～0.35mm之間，加工效率較低，材料損耗大，出片率低、加工晶片表面質(zhì)量較低，難以加工硬度大、脆性高以及耐磨性好的材料。并且隨著晶圓直徑的增大和第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)，內(nèi)圓鋸片加工受到其本身結(jié)構(gòu)的限制使得切片切割過程逐漸困難，所以內(nèi)圓鋸片的加工方式在第三代半導(dǎo)體材料和大直徑大批量晶片生產(chǎn)中逐漸被邊緣化。

為了進(jìn)一步縮短加工時(shí)間，人們將金剛石磨料以一定的方式固定到金屬線上，從而產(chǎn)生了固定金剛石線鋸，金剛石切割技術(shù)得到了應(yīng)用。但現(xiàn)有的金剛石線切割設(shè)備價(jià)格昂貴同時(shí)在加工過程中，粉塵和水分會(huì)四處噴灑，流進(jìn)執(zhí)行部件的元器件中，影響執(zhí)行部件的正常動(dòng)作，加工效率較低，同時(shí)也難以清理，加工環(huán)境較為惡劣，裝置的使用壽命較短，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的加工使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種金剛石線晶體切割裝置，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高加工效率和使用壽命，改善加工環(huán)境。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：金剛石線晶體切割裝置，它包括操作平臺(tái)、安裝在操作平臺(tái)上的金剛石線執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及晶體執(zhí)行機(jī)構(gòu)，金剛石線執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)架I、驅(qū)動(dòng)組件I以及金剛石線，晶體執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)架II、橫向移動(dòng)架、縱向移動(dòng)架、基座、晶體固定板、旋轉(zhuǎn)組件以及驅(qū)動(dòng)組件II，其中，機(jī)架I和機(jī)架II均安裝在操作平臺(tái)上且機(jī)架II位于機(jī)架I的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)組件I安裝在機(jī)架I上，驅(qū)動(dòng)組件I上設(shè)置有繞線輪組，金剛石線纏繞在繞線輪組上，機(jī)架II和橫向移動(dòng)架之間設(shè)置有橫向平面移動(dòng)副，橫向移動(dòng)架與縱向移動(dòng)架之間設(shè)置有縱向平面移動(dòng)副，基座安裝在縱向移動(dòng)架上，旋轉(zhuǎn)組件安裝在基座上，晶體固定板安裝在旋轉(zhuǎn)組件的端部，待加工的晶體粘結(jié)在晶體固定板上，驅(qū)動(dòng)組件II安裝在機(jī)架II上，機(jī)架II在橫向的兩側(cè)面上設(shè)置有橫向定位板，橫向移動(dòng)架在縱向的兩側(cè)面上設(shè)置有縱向定位板，橫向定位板與橫向平面移動(dòng)副之間設(shè)置有橫向防塵簾，縱向定位板與縱向平面移動(dòng)副之間均設(shè)置有縱向防塵簾。

所述的驅(qū)動(dòng)組件I包括安裝在機(jī)架I上的導(dǎo)向輪組、張緊輪組、繞線輪組、電機(jī)以及傳動(dòng)裝置，其中，電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪組和繞線輪組，金剛石線纏繞在繞線輪組上并經(jīng)過導(dǎo)向輪組和張緊輪組形成環(huán)形切割線。

所述的橫向平面移動(dòng)副由安裝在機(jī)架II頂部的橫向滑軌以及安裝在橫向移動(dòng)架底部且與橫向滑軌對(duì)應(yīng)的橫向滑塊組成，橫向滑軌和橫向滑塊的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)且數(shù)量至少為兩個(gè)，橫向滑軌間相互平行布置，橫向防塵簾的一端固定在橫向滑塊上，橫向防塵簾的另一端固定在橫向定位板上。

所述的縱向平面移動(dòng)副由安裝在橫向移動(dòng)架頂部的縱向滑軌以及安裝在縱向移動(dòng)架底部且與縱向滑軌對(duì)應(yīng)的縱向滑塊組成，縱向滑軌和縱向滑塊的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)且數(shù)量至少為兩個(gè)，縱向滑軌間相互平行布置，縱向防塵簾的一端固定在縱向滑塊上，縱向防塵簾的另一端固定在縱向定位板上。

所述的驅(qū)動(dòng)組件II包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件的電機(jī)減速裝置、用于驅(qū)動(dòng)橫向平面移動(dòng)副和驅(qū)動(dòng)縱向平面移動(dòng)副的液壓驅(qū)動(dòng)裝置。

所述的驅(qū)動(dòng)組件II包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件的電機(jī)減速裝置、用于驅(qū)動(dòng)橫向平面移動(dòng)副和驅(qū)動(dòng)縱向平面移動(dòng)副的氣壓驅(qū)動(dòng)裝置。

所述的旋轉(zhuǎn)組件包括安裝在基座中的轉(zhuǎn)軸及安裝軸承。

所述的機(jī)架I上還設(shè)置有噴淋裝置，所述的噴淋裝置由冷卻液箱、冷卻液管道以及噴頭組成，冷卻液管道安裝在機(jī)架I上，噴頭通過冷卻液管道與研磨液箱相連，噴頭靠近金剛石線。

所述的操作平臺(tái)上還設(shè)置有集料托盤。

金剛石線是用復(fù)合電鍍的方法將高耐磨性的金剛石顆粒固結(jié)在鋼絲基體上，而制成固結(jié)磨料金剛石鋸線。高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的金剛石線的速度可以達(dá)到20-30m/s，使金剛石顆粒與晶體表面高速磨削，由于金剛石顆粒有非常銳利的棱角，并且硬度遠(yuǎn)大于晶體的硬度，所以晶體與金剛石線接觸的區(qū)域逐漸被磨削掉，進(jìn)而達(dá)到切割的效果，同時(shí)冷卻液也可以帶走磨削中產(chǎn)生的大量熱量。

可見，金剛石線切割具有以下特點(diǎn)：（1）、可加工非導(dǎo)電材料，而傳統(tǒng)的放電加工則不能；（2）、可進(jìn)行多線切割；（3）、刀縫損失小這對(duì)加工成本高的半導(dǎo)體和貴重材料非常重要，用直徑350 m 的金剛石線切YAG單晶時(shí)刀縫才為0 .3048 mm；（4）、可自由改變切割位向。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過分橫向平面移動(dòng)副、縱向平面移動(dòng)副以及旋轉(zhuǎn)組件的配合，可以實(shí)現(xiàn)晶體多個(gè)面的加工，另外設(shè)置了防塵布，防止了水和粉塵進(jìn)入到執(zhí)行元器件及管線，提高了裝置的使用壽命，在保證了加工質(zhì)量的同時(shí)提高了加工效率，并具有使用方便、成本低廉的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型橫向平面移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型縱向平面移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型噴淋裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型金剛石線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-操作平臺(tái)，2-機(jī)架I，3-金剛石線，4-機(jī)架II，5-橫向移動(dòng)架，6-縱向移動(dòng)架，7-基座，8-橫向平面移動(dòng)副，9-縱向平面移動(dòng)副，10-晶體固定板，11-橫向定位板，12-縱向定位板，13-橫向防塵簾，14-縱向防塵簾，15-冷卻液箱，16-冷卻液管道，17-噴頭，18-集料托盤，31-鋼絲線主體，32-銅殼，33-金剛顆粒層，34-鍍鎳層，81-橫向滑軌，82-橫向滑塊，91-縱向滑軌，92-縱向滑塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1、圖2所示，金剛石線晶體切割裝置，它包括操作平臺(tái)1、安裝在操作平臺(tái)1上的金剛石線執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及晶體執(zhí)行機(jī)構(gòu)，金剛石線執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)架I2、驅(qū)動(dòng)組件I以及金剛石線3，晶體執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括機(jī)架II4、橫向移動(dòng)架5、縱向移動(dòng)架6、基座7、晶體固定板10、旋轉(zhuǎn)組件以及驅(qū)動(dòng)組件II，其中，機(jī)架I2和機(jī)架II4均安裝在操作平臺(tái)1上且機(jī)架II4位于機(jī)架I2的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)組件I安裝在機(jī)架I2上，驅(qū)動(dòng)組件I上設(shè)置有繞線輪組，金剛石線3纏繞在繞線輪組上，機(jī)架II4和橫向移動(dòng)架5之間設(shè)置有橫向平面移動(dòng)副8，橫向移動(dòng)架5與縱向移動(dòng)架6之間設(shè)置有縱向平面移動(dòng)副9，基座7安裝在縱向移動(dòng)架6上，旋轉(zhuǎn)組件安裝在基座7上，晶體固定板10安裝在旋轉(zhuǎn)組件的端部，待加工的晶體粘結(jié)在晶體固定板10上，驅(qū)動(dòng)組件II安裝在機(jī)架II4上，機(jī)架II4在橫向的兩側(cè)面上設(shè)置有橫向定位板11，橫向移動(dòng)架5在縱向的兩側(cè)面上設(shè)置有縱向定位板12，橫向定位板11與橫向平面移動(dòng)副8之間設(shè)置有橫向防塵簾13，縱向定位板12與縱向平面移動(dòng)副9之間均設(shè)置有縱向防塵簾14。橫向防塵簾13和縱向防塵簾14為可拉伸折疊的簾布，隨著橫向移動(dòng)架5和縱向移動(dòng)架6的移動(dòng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，始終保證在整個(gè)加工過程中覆蓋到橫向移動(dòng)架5和縱向移動(dòng)架6內(nèi)部，防止了水和粉塵進(jìn)入到執(zhí)行元器件及管線。

所述的驅(qū)動(dòng)組件I包括安裝在機(jī)架I2上的導(dǎo)向輪組、張緊輪組、繞線輪組、電機(jī)以及傳動(dòng)裝置，其中，電機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪組和繞線輪組，電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)導(dǎo)向輪組和繞線輪組，金剛石線3纏繞在繞線輪組上并經(jīng)過導(dǎo)向輪組和張緊輪組形成環(huán)形切割線，該部位為現(xiàn)有常規(guī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

如圖3，所述的橫向平面移動(dòng)副8由安裝在機(jī)架II4頂部的橫向滑軌81以及安裝在橫向移動(dòng)架5底部且與橫向滑軌81對(duì)應(yīng)的橫向滑塊82組成，橫向滑軌81和橫向滑塊82的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)且數(shù)量至少為兩個(gè)，橫向滑軌81間相互平行布置，橫向防塵簾13的一端固定在橫向滑塊82上，橫向防塵簾13的另一端固定在橫向定位板11上。

如圖4，所述的縱向平面移動(dòng)副9由安裝在橫向移動(dòng)架5頂部的縱向滑軌91以及安裝在縱向移動(dòng)架6底部且與縱向滑軌91對(duì)應(yīng)的縱向滑塊92組成，縱向滑軌91和縱向滑塊92的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)且數(shù)量至少為兩個(gè)，縱向滑軌91間相互平行布置，縱向防塵簾14的一端固定在縱向滑塊92上，縱向防塵簾14的另一端固定在縱向定位板12上。

所述的驅(qū)動(dòng)組件II包括用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件的電機(jī)減速裝置、用于驅(qū)動(dòng)橫向平面移動(dòng)副8和驅(qū)動(dòng)縱向平面移動(dòng)副9的液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)裝置。

所述的旋轉(zhuǎn)組件包括安裝在基座7中的轉(zhuǎn)軸及安裝軸承。

如圖5，所述的機(jī)架I2上還設(shè)置有噴淋裝置，所述的噴淋裝置由冷卻液箱15、冷卻液管道16以及噴頭17組成，冷卻液管道16安裝在機(jī)架I2上，噴頭17通過冷卻液管道16與冷卻液箱15相連，噴頭17靠近金剛石線3。

所述的操作平臺(tái)1上還設(shè)置有集料托盤18，用于收集粉塵及加工過程中產(chǎn)生的粉塵。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，如圖6，金剛石線3由從內(nèi)而外依次設(shè)置的鋼絲線主體31、銅殼32、金剛顆粒層33以及鍍鎳層34，高耐磨性的銅殼32和金剛顆粒層33固結(jié)在鋼絲線主體31上，鍍鎳層34用復(fù)合電鍍的方法鍍在金剛顆粒層33上，提高金剛石線3的使用壽命，同時(shí)用于驅(qū)動(dòng)橫向平面移動(dòng)副8和驅(qū)動(dòng)縱向平面移動(dòng)副9的液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)裝置和用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)組件的電機(jī)減速裝置可以通過PLC控制來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高裝置的自動(dòng)化性能。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架II4頂部兩側(cè)設(shè)置有橫向行程開關(guān)，橫向移動(dòng)架5的頂部設(shè)置有縱向行程開關(guān)，當(dāng)橫向移動(dòng)架5和縱向移動(dòng)架6的行程超過了預(yù)設(shè)范圍則會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。