裸钻石线锯生产系统   0    0

[0001] 本发明涉及一种裸钻石线锯生产系统。

[0002] 电子、新能源以及光学行业迅猛发展，将单晶硅，蓝宝石，磁性材料，陶瓷材料，玉石，贵金属等材料切割成晶片的制造厂商不断增加。市场上的主流多线切割工艺为“裸钢线+磨料浆液”。这种采用游离磨料的切割方式与以往的内圆锯片，外圆刀片，带锯相比，具有可切割大直径晶棒和多线同时切割，减少线损等优势，但也存在以下明显不足：

[0003] 1、晶棒以及加工区域脂基研磨液污染；

[0004] 2、泥浆状的切削液在使用后需要经过处理排放，易造成环境污染，再处理过程中水排放很大，环保压力大。

[0005] 3、切割工艺为游离磨粒的材料去除机理，切削效率低；

[0006] 4、蓝宝石，砷化镓、碳化硅等第二、三代半导体材料硬度高，难以切削，晶圆表面粗糙度高。

[0007] 5、切割过后废料和磨料粒度相近，很难回收再利用。

[0008] 钻石线锯切割工艺，切割速度是“裸钢线+磨料浆液”的3-5倍。在切割相同材料时，前者所需要的磨粒线只有后者的1%。自从改用乳化水冷却后，生产相同数量产品的废水量减少到以往的2%，符合国家节能减排的倡导。

[0009] 电镀钻石线锯是将高硬度、高耐磨性的金刚石微粉固结在金属丝上。运用于晶体切割，切割速度快，废水量少，晶片弯曲度、翘曲度小，平行度好，总厚度公差离散型小，刀口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小。被切割材料覆盖各种半导体材料，如硅、锗、钽酸锂，砷化镓、磷化铟，人造宝石、碳化硅以及石英玻璃、氧化铝片等材料的精密切割。

[0010] 目前生产电镀钻石线锯的生产系统主要存在以下不足：

[0011] 1、目前的钻石电镀钻石线锯都采用镀衣金刚石微粉，即在金刚石微粉表面用电镀或化学镀，复合镀等方式先镀一层金属，使微粉表面导电，然后投入使用。用这种方式可以使金刚石快速吸附在线表面,同时由于金刚石表面有导电性，在电沉积过程中，由于尖端效应，会使金刚石表面的镀层变得很厚，镀层厚度大于裸线表面的镀层厚度，影响线的切割能力。

[0012] 2、镀衣金刚石沉积在裸线表面的时候，本身由于导电的问题，很容易再镀上金刚石，使表面产生团聚或者堆积的现象，影响切割质量。

[0013] 3、现有应用的金刚线生产设备一般都是单根走线，生产效率较低。

[0014] 因此寻求一种产品切割能力高、钻石粉镀覆均匀、且能够实现快速批量生产的裸钻石线锯生产系统尤为重要。

[0015] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种产品切割能力高、钻石粉镀覆均匀、且能够实现快速批量生产的裸钻石线锯生产系统。

[0016] 本发明的目的是这样实现的：

[0017] 一种裸钻石线锯生产系统，它从前至后依次包括放线装置、镀前处理装置、预镀装置、上砂装置、固化装置、镀后处理装置、烘箱以及收线装置，所述上砂装置的上砂槽包括上下布置的上层上砂槽以及下层上砂槽，上层上砂槽以及下层上砂槽的中部均设置有环形砂道，下层上砂槽的前段以及后段上方均设置有上砂导线轮，环形砂道右侧的砂道上方设置有前后布置的两个上砂压轮，上砂压轮的下缘位于环形砂道内，环形砂道包括前后布置的两组传动装置以及传动砂带，环形砂道的传动砂带布置金刚砂，上层上砂槽以及下层上砂槽内设置上砂液，上砂液的液面高于传动砂带上的金刚砂的砂面。

[0018] 所述镀前处理装置的四个镀前处理洗槽从前至后依次为镀前处理碱洗槽、镀前处理冷水洗槽、镀前处理酸洗槽以及镀前处理热水洗槽。

[0019] 所述预镀装置的预镀槽包括上下布置的上层预镀槽以及下层预镀槽。

[0020] 所述固化装置的固化槽包括上下布置的上层固化槽以及下层固化槽。

[0021] 所述镀后处理装置的两个镀后处理洗槽从前至后依次为镀后处理水洗槽以及镀后处理热水洗槽。

[0022] 传动装置包括同轴连接的主动齿轮、传动齿轮以及托板，传动砂带.的两端架设于托板上，传动砂带的内缘与传动齿轮的外缘啮合。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0024] 1、金刚砂为裸金刚石，切割过程中无需要开刃，切割能力强。

[0025] 2、裸金刚石不导电，没有堆积的现象，很少团聚。

[0026] 3、本系统可以实现多根裸线同时走线生产，提高生产效率，实现快速批量生产，而且裸金刚石生产的线锯，成品线径比常规生产线径小10-20微米，减少线损，经济效益好。

[0027] 因此本发明裸钻石线锯生产系统具有产品切割能力高、钻石粉镀覆均匀、且能够实现快速批量生产的优点。

[0073] 参见图1，本发明涉及的一种裸钻石线锯生产系统，它从前至后依次包括放线装置1、镀前处理装置2、预镀装置3、上砂装置4、固化装置5、镀后处理装置6、烘箱7以及收线装置8。

[0074] 参见图2~图9，所述镀前处理装置2包括镀前处理装置机架2.1，镀前处理装置机架2.1分为上下两层，上层的镀前处理装置机架2.1上设置有四个镀前处理洗槽，四个镀前处理洗槽从前至后依次为镀前处理碱洗槽2.2、镀前处理冷水洗槽2.3、镀前处理酸洗槽2.4以及镀前处理热水洗槽2.5，上层的镀前处理装置机架2.1的前端以及后端分别设置有镀前处理前导轮2.6以及镀前处理后导轮2.7，即镀前处理前导轮2.6位于镀前处理碱洗槽2.2的前方，镀前处理后导轮2.7位于镀前处理热水洗槽2.5的后方，下层的镀前处理装置机架2.1上设置有四个镀前处理集液槽，四个镀前处理集液槽从前至后依次为镀前处理碱洗液集液槽2.8、镀前处理冷水洗液集液槽2.9、镀前处理酸洗液集液槽2.10以及镀前处理热水洗液集液槽2.11，四个镀前处理集液槽分别位于四个镀前处理洗槽的下方，即镀前处理碱洗液集液槽2.8、镀前处理冷水洗液集液槽2.9、镀前处理酸洗液集液槽2.10以及镀前处理热水洗液集液槽2.11分别位于镀前处理碱洗槽2.2、镀前处理冷水洗槽2.3、镀前处理酸洗槽2.4以及镀前处理热水洗槽2.5的下方，各个镀前处理洗槽内均设置有排液孔，通过各个镀前处理洗槽内的排液孔将各个镀前处理洗槽内的洗液排放至其下方的镀前处理集液槽内，各个镀前处理集液槽分别通过各自连接的一个洗液输送泵将镀前处理集液槽内的洗液输送至其上方的镀前处理洗槽内，四个镀前处理洗槽之间设置有镀前处理槽间挡板2.12，各个镀前处理洗槽内还设置有分别位于镀前处理洗槽前段以及镀前处理洗槽后段的镀前处理槽内挡板2.13，镀前处理槽间挡板2.12以及镀前处理槽内挡板2.13的顶部均设置有四个导线孔，所述镀前处理碱洗槽2.2以及镀前处理酸洗槽2.4内的中部设置有前后布置的两个镀前处理洗槽管道支架2.14，两个镀前处理洗槽管道支架2.14上沿镀前处理洗槽长度方向并联架设有四个镀前处理洗液管道2.15，四个镀前处理洗液管道2.15之间连接有镀前处理洗液总管道，洗液输送泵可以将镀前处理集液槽内的洗液输送至镀前处理洗液总管道内，镀前处理洗液总管道再将洗液分配至四个镀前处理洗液管道2.15内，四个镀前处理洗液管道2.15的两端敞开，进入镀前处理洗液管道2.15内的洗液从其两端开口落至镀前处理洗槽内。镀前处理装置机架2.1顶部的各个镀前处理洗槽上均设置有洗槽盖，镀前处理装置机架2.1侧面的各个镀前处理集液槽外均设置有侧门。镀前处理装置2的酸洗液为稀盐酸，碱洗液为氢氧化钠，碱洗去油。

[0075] 参见图10~图16，所述预镀装置3包括预镀装置机架3.1，预镀装置机架3.1分为上下两层，上层的预镀装置机架3.1上设置有预镀槽，下层的预镀装置机架3.1上设置有预镀液集液槽3.2，预镀槽包括上下布置的上层预镀槽3.3以及下层预镀槽3.4，所述上层预镀槽3.3以及下层预镀槽3.4的中段沿预镀槽的长度方向均设置有四个预镀槽托架3.5，四个预镀槽托架3.5上设置有预镀液管道3.6，所述上层预镀槽3.3的四个预镀槽托架3.5的前方以及后方均设置有上层预镀槽导料板3.7，上层预镀槽导料板3.7的顶部设置有二十个导线孔，所述下层预镀槽3.4的四个预镀槽托架3.5的前方以及后方均设置有下层预镀槽导料板3.8，下层预镀槽导料板3.8的顶部设置有二十个导线孔，所述下层预镀槽3.4的前端设置有四个预镀槽导轮3.9，所述下层预镀槽3.4的前段以及后段设置有预镀槽导电轮3.10，预镀槽导轮3.9与前方的一个预镀槽导电轮3.10之间从前至后设置有三块预镀槽挡板3.11，上层预镀槽3.3以及下层预镀槽3.4的底部均设置有排液孔，通过各个排液孔将预镀槽内的预镀液排放至其下方的预镀液集液槽3.2内，预镀液集液槽3.2又通过输送泵将预镀液集液槽3.2内的预镀液输送至上层预镀槽3.3以及下层预镀槽3.4内的预镀液管道3.6，预镀液管道3.6内的预镀液落至预镀槽内，预镀装置机架3.1的左右侧面设置有预镀装置侧门，预镀装置机架3.1的前后分别设置有进料口以及出料口。预镀装置3的预镀液是氨基磺酸镍镀液。

[0076] 参见图17~图22，所述上砂装置4包括上砂装置机架，上砂装置机架分别上下两层，上层的上砂装置机架上设置有上砂槽，下层的上砂装置机架上设置有上砂液集液槽4.3，上砂槽包括上下布置的上层上砂槽4.1以及下层上砂槽4.2，上层上砂槽4.1以及下层上砂槽4.2的中部均设置有环形砂道4.4，下层上砂槽4.2的前方设置有上砂槽前导轮
4.5，下层上砂槽4.2的长度长于上层上砂槽4.1，下层上砂槽4.2的前段以及后段上方均设置有上砂导线轮4.7，即两个上砂导线轮4.7分别位于上层上砂槽4.1的前方以及后方，环形砂道4.4右侧的砂道上方设置有前后布置的两个上砂压轮4.6，上砂压轮4.6的下缘位于环形砂道4.4内，环形砂道4.4包括前后布置的两组传动装置以及传动砂带4.4.1，传动砂带4.4.1的形状呈腰圆形，传动装置包括同轴连接的主动齿轮4.4.2、传动齿轮4.4.3以及托板4.4.4，托板4.4.4为圆形板，传动砂带4.4.1的两端架设于托板4.4.4上，传动砂带
4.4.1的内缘与传动齿轮4.4.3的外缘啮合，环形砂道4.4的传动砂带4.4.1布置金刚砂，上层上砂槽4.1以及下层上砂槽4.2内设置上砂液，上砂液的液面高于传动砂带4.4.1上的金刚砂的砂面，上层上砂槽4.1以及下层上砂槽4.2的底部设置有排液孔，通过各个排液孔将上砂槽内的上砂液排放至其下方的上砂液集液槽4.3内，上砂液集液槽4.3又通过输送泵将上砂液集液槽4.3内的上砂液输送至上层上砂槽4.1以及下层上砂槽4.2内。上砂装置4的上砂液为氨基磺酸镍镀液，金刚砂采用10~50um裸金刚石。

[0077] 上砂装置原理：传送砂带上布满金刚砂，金刚砂厚度约3~5mm，裸线通过上砂压轮调整高低，使裸线底面距离传动砂带约1~2mm，使裸线完全埋入金刚砂中，通过控制传动砂带的传动速度与裸线的牵引速度一致，使得在上砂过程中保持金刚砂与裸线相对静止，增加上砂的效率，上层上砂槽以及下层上砂槽两侧安装镍条，接负极，两个上砂导线轮接正极，通过调整电流大小以及传动砂带的传动速度与裸线的牵引速度，得到裸线上上有合适的金刚砂密度。

[0078] 参见图23~图29，所述固化装置5包括固化装置机架5.1，固化装置机架5.1分为上下两层，上层的固化装置机架5.1上设置有固化槽，下层的固化装置机架5.1上设置有固化液集液槽5.2，固化槽包括上下布置的上层固化槽5.3以及下层固化槽5.4，所述上层固化槽5.3以及下层固化槽5.4的中段沿固化槽的长度方向均设置有四个固化槽托架5.5，四个固化槽托架5.5上设置有固化液管道5.6，所述上层固化槽5.3的四个固化槽托架5.5的前方以及后方均设置有上层固化槽导料板5.7，上层固化槽导料板5.7的顶部设置有二十个导线孔，所述下层固化槽5.4的四个固化槽托架5.5的前方以及后方均设置有下层固化槽导料板5.8，下层固化槽导料板5.8的顶部设置有二十个导线孔，所述下层固化槽5.4的前段以及后段设置有固化槽导电轮5.9，固化槽导电轮5.9前方的固化槽内从前至后设置有三块固化槽挡板5.10，上层固化槽5.3以及下层固化槽5.4的底部均设置有排液孔，通过各个排液孔将固化槽内的固化液排放至其下方的固化液集液槽5.2内，固化液集液槽5.2又通过输送泵将固化液集液槽5.2内的固化液输送至上层固化槽5.3以及下层固化槽5.4内的固化液管道5.6，固化液管道5.6内的固化液落至固化槽内，固化装置机架5.1的左右侧面设置有固化装置侧门，固化装置机架5.1的前后分别设置有进料口以及出料口。固化装置5的固化液为氨基磺酸镍镀液。

[0079] 参见图30~图36，所述镀后处理装置6包括镀后处理装置机架6.1，镀后处理装置机架6.1分为上下两层，上层的镀后处理装置机架6.1上设置有镀后处理洗槽框架，镀后处理洗槽框架包括两个镀后处理洗槽，两个镀后处理洗槽从前至后依次为镀后处理水洗槽6.2以及镀后处理热水洗槽6.3，上层的镀后处理装置机架6.1的后端设置有镀后处理后导轮6.4，即镀后处理后导轮6.4位于镀后处理热水洗槽6.3的后方，下层的镀后处理装置机架6.1上设置有两个镀后处理集液槽，两个镀后处理集液槽从前至后依次为镀后处理水洗液集液槽6.5以及镀后处理热水洗液集液槽6.6两个镀后处理集液槽分别位于两个镀后处理洗槽的下方，即镀后处理水洗液集液槽6.5以及镀后处理热水洗液集液槽6.6分别位于镀后处理水洗槽6.2以及镀后处理热水洗槽6.3的下方，各个镀后处理洗槽内均设置有排液孔，通过各个镀后处理洗槽内的排液孔将各个镀后处理洗槽内的洗液排放至其下方的镀后处理集液槽内，各个镀后处理集液槽分别通过各自连接的一个输送泵将镀后处理集液槽内的洗液输送至其上方的镀后处理洗槽内，两个镀后处理洗槽之间设置有镀后处理槽间挡板6.7，各个镀后处理洗槽内还设置有分别位于镀后处理洗槽前段以及镀后处理洗槽后段的镀后处理槽内挡板6.8，镀后处理槽间挡板6.7以及镀后处理槽内挡板6.8的顶部均设置有四个导线孔，所述镀后处理热水洗槽6.3内的中部设置有前后布置的两个镀后处理洗槽管道支架6.9，两个镀后处理洗槽管道支架6.9上沿镀后处理洗槽长度方向并联架设有四个镀后处理洗液管道6.10，四个镀后处理洗液管道6.10之间连接有镀后处理洗液总管道，洗液输送泵可以将镀后处理集液槽内的洗液输送至镀后处理洗液总管道内，镀后处理洗液总管道再将洗液分配至两个镀后处理洗液管道6.10内，两个镀后处理洗液管道6.10的两端敞开，进入镀后处理洗液管道6.10内的洗液从其两端开口落至镀后处理洗槽内。镀后处理装置机架6.1顶部的各个镀后处理洗槽上均设置有洗槽盖，镀后处理装置机架6.1侧面的各个镀后处理集液槽外均设置有侧门。

[0028] 图1为本发明裸钻石线锯生产系统的结构图。

[0029] 图2为镀前处理装置的结构图。

[0030] 图3为图2去除洗槽盖以及侧门后的结构图。

[0031] 图4为镀前处理装置内的上层结构图。

[0032] 图5为图4的爆炸图。

[0033] 图6为图5中的镀前处理洗槽结构图。

[0034] 图7为图5中的镀前处理前导轮结构图。

[0035] 图8为图5中的镀前处理洗槽管道支架以及镀前处理洗液管道结构图。

[0036] 图9为图5中的镀前处理后导轮结构图。

[0037] 图10为预镀装置的结构图。

[0038] 图11图10去除侧门后的结构图。

[0039] 图12为预镀槽的结构图。

[0040] 图13为上层预镀槽的结构图。

[0041] 图14为图13的爆炸图。

[0042] 图15为下层预镀槽的结构图。

[0043] 图16为图15的爆炸图。

[0044] 图17为上砂装置的结构图。

[0045] 图18为上砂槽的结构图。

[0046] 图19为上层上砂槽的结构图。

[0047] 图20为下层上砂槽的结构图。

[0048] 图21为环形砂道的结构图。

[0049] 图22为图21的爆炸图。

[0050] 图23为固化装置的结构图。

[0051] 图24为图23去除侧门后的结构图。

[0052] 图25为固化槽的结构图。

[0053] 图26为上层固化槽的结构图。

[0054] 图27为图26的爆炸图。

[0055] 图28为下层固化槽的结构图。

[0056] 图29为图28的爆炸图。

[0057] 图30为镀后处理装置的结构图。

[0058] 图31为图30去除洗槽盖以及侧门后的结构图。

[0059] 图32为镀后处理装置内的上层结构图。

[0060] 图33为图32的爆炸图。

[0061] 图34为图33中的镀后处理洗槽结构图。

[0062] 图35为图33中的镀后处理洗槽管道支架以及镀后处理洗液管道结构图。

[0063] 图36为图33中的镀后处理后导轮结构图。

[0064] 其中：

[0065] 放线装置1

[0066] 镀前处理装置2、镀前处理装置机架2.1、镀前处理碱洗槽2.2、镀前处理冷水洗槽2.3、镀前处理酸洗槽2.4、镀前处理热水洗槽2.5、镀前处理前导轮2.6、镀前处理后导轮2.7、镀前处理碱洗液集液槽2.8、镀前处理冷水洗液集液槽2.9、镀前处理酸洗液集液槽2.10、镀前处理热水洗液集液槽2.11、镀前处理槽间挡板2.12、镀前处理槽内挡板2.13、镀前处理洗槽管道支架2.14、镀前处理洗液管道2.15

[0067] 预镀装置3、预镀装置机架3.1、预镀液集液槽3.2、上层预镀槽3.3、下层预镀槽3.4、预镀槽托架3.5、预镀液管道3.6、上层预镀槽导料板3.7、下层预镀槽导料板3.8、预镀槽导轮3.9、预镀槽导电轮3.10、预镀槽挡板3.11

[0068] 上砂装置4、上层上砂槽4.1、下层上砂槽4.2、上砂液集液槽4.3、环形砂道4.4、传动砂带4.4.1、主动齿轮4.4.2、传动齿轮4.4.3、托板4.4.4、上砂槽前导轮4.5、上砂压轮4.6、上砂导线轮4.7

[0069] 固化装置5、固化装置机架5.1、固化液集液槽5.2、上层固化槽5.3、下层固化槽5.4、固化槽托架5.5、固化液管道5.6、上层固化槽导料板5.7、下层固化槽导料板5.8、固化槽导电轮5.9、固化槽挡板5.10

[0070] 镀后处理装置6、镀后处理装置机架6.1、镀后处理离子水洗槽6.2、镀后处理热水洗槽6.3、镀后处理后导轮6.4、镀后处理水洗液集液槽6.5、镀后处理热水洗液集液槽6.6、镀后处理槽间挡板6.7、镀后处理槽内挡板6.8、镀后处理洗槽管道支架6.9、镀后处理洗液管道6.10

[0071] 烘箱7

[0072] 收线装置8。