阅读说明：本技术 一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮 (Multi-wire saw grooved wheel capable of cutting SiC with different thicknesses simultaneously ) 是由 陈秀芳 谢雪健 徐现刚 杨祥龙 胡小波 王瑞琪 于 2018-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮,属于半导体单晶材料加工领域,该槽轮设置有两种或两种以上槽区间,每个槽区间设置有等间距的槽,不同槽区间内的槽间距不同。本发明通过将槽轮设计为不同的槽间距,可以同时切割出不同厚度的切割片,减少了安装、拆卸槽轮的次数,减少了操作工序,提高了工作效率,实现了节省能源、材料的目的。(The invention relates to a sheave of a multi-wire cutting machine for simultaneously cutting SiC with different thicknesses, which belongs to the field of processing of semiconductor single crystal materials. According to the invention, the grooved wheels are designed to have different groove intervals, so that cutting pieces with different thicknesses can be cut simultaneously, the times of mounting and dismounting the grooved wheels are reduced, the operation procedures are reduced, the working efficiency is improved, and the purposes of saving energy and materials are achieved.)

一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮

技术领域

本发明涉及一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮，属于半导体单晶材料加工领域。

背景技术

SiC单晶是宽禁带半导体材料的典型代表，是制备高温、高频、大功率电子器件的关键材料，同时又是制备绿、蓝、紫外LED的理想衬底材料。SiC的莫氏硬度为9.2，仅次于金刚石，导致SiC晶体的切割难度相当大，切割速率非常慢，需要的切割时间随直径增大而急速增加。一般而言，晶体直径越大，晶体内部应力越大，晶体切割时工作台移动速度越慢，切割时间越长。优化后的切割工艺表明，2inch SiC单晶的切割时间为10～20h，3inch SiC单晶的切割时间为20～30h，4inch SiC单晶的切割时间为80～100h,6inch SiC单晶的切割时间为150～200h，如此长的切割时间导致成本急剧增加。在切割SiC单晶晶体时，不同单晶直径的薄片有不同的厚度要求，2inch～4inch SiC衬底厚度为350～450μm，6inch SiC衬底厚度为500～800μm。在多线切割机对材料进行切割加工时，槽轮的开槽间距决定着切割材料的厚度。槽轮的设计决定着切割材料最终薄片的厚度。一般情况下，切割材料的薄片厚度近似等于槽轮槽间距减去金属切割线的直径和切割液中磨料颗粒的大小。单一槽轮槽的槽轮设计方案不能同时切割不同直径且薄片厚度要求不同的SiC单晶。因此需要频繁拆卸、安装不同规格的槽轮，极大地增加了工作量；同时由于单次切割相同直径、薄片厚度要求相同的晶体，使得时间利用率低，严重地降低了切割效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种同时获得不同厚度SiC切割片的多线切割机槽轮的设计方法。该槽轮在晶体不同厚度的多线切割过程中，可减少槽轮的安装、拆卸次数，进而降低了轴承底座拆卸过程中轴承意外进砂的机率，节省人力、增加槽轮使用次数和轴承底座中导轮寿命。由于槽轮槽间距不同，可以同时切割不同直径的组合晶体，从而达到节时、节能、节材的效果。

本发明的技术方案如下：

一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮，该槽轮设置有两种或两种以上槽区间，每个槽区间设置有等间距的槽，不同槽区间内的槽间距不同。

根据本发明，优选的，槽区间的个数为2-5个；进一步优选的，槽区间的个数由待切割组合晶体中不同直径的数量决定。

根据本发明，优选的，槽区间内的槽间距为0.6～1mm，不同槽区间内的槽间距不同；进一步优选的，槽间距的大小由不同直径的SiC晶片的厚度决定。

根据本发明，优选的，每个槽区间内槽的个数为30-120个；进一步优选的，每个槽区间内槽的个数由用该槽切割的SiC晶体厚度决定。

根据本发明，优选的，所述槽轮的材质为聚乙烯材料或者聚氨酯材料。

根据本发明，优选的，所述的槽为V形槽；进一步优选的，当槽轮材质为聚乙烯材料时，开槽角度为50°，当槽轮的材质为聚氨酯材料时，开槽角度为70°。

根据本发明，上述同时实现不同厚度SiC切割片的槽轮可安装到现有的多线切割机中使用，切割时所用的切割线为钢丝线或者金刚石线。本发明适用于所有多线切割机机型。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明通过将槽轮设计为不同的槽间距，可以同时切割出不同厚度的晶片，从而提高切割效率，实现了节省能源、材料、时间的目的。

2、本发明通过将槽轮设计为不同的槽间距，减少了安装、拆卸槽轮的次数，减少了操作工序，提高了工作效率。

3、本发明的槽轮，易于实现，便于推广实用。

附图说明

图1是本发明实施例1中槽轮的结构图。

图2是本发明实施例1中槽轮的局部放大图。

其中：2-1表示第一槽区间；2-2表示第二槽区间。

具体实施方式

下面结合实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1

一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮，该槽轮设置有第一槽区间和第二槽区间，每个槽区间设置有等间距的V形槽，槽轮的材质为聚乙烯材料，V形槽的开槽角度为50°，第一槽区间3-1的槽间距为0.73mm，第二槽区间3-3的槽间距为0.85mm。本实施例中槽轮有效长度为260mm，槽轮两端各预留5mm。待切割晶体为2inch和3inch SiC单晶，对应的晶体厚度分别为25mm、25mm。按照最终薄片厚度要求，将2inch、3inch SiC单晶分别放置在0.73mm、0.85mm槽轮槽区间的正下方。

实施例2

一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮，其结构如实施例1所述的，所不同之处在于：

槽轮的材质为为聚氨酯材料，开槽角度为70°，槽轮设置有3种槽间距，分别为0.6mm、0.8mm、0.9mm三个槽区间，待切割晶体为3inch SiC单晶、4inch SiC单晶和6inchSiC单晶，对应的晶体厚度分别为20mm、15mm、10mm。按照最终薄片厚度要求，将3inch SiC单晶、4inch SiC单晶和6inch SiC单晶分别放置在0.6mm、0.8mm和0.9mm槽轮槽区间的正下方。

实施例3

一种同时切割不同SiC厚度的多线切割机槽轮，其结构如实施例1所述的，所不同之处在于：

槽轮设置有槽间距分别为0.65mm、0.78mm、0.86和0.98mm四个槽区间，对应待切割晶体为2inch SiC单晶、3inch SiC单晶、4inch SiC单晶和6inch SiC单晶，对应的厚度分别为18mm、16mm、14mm和13mm。