專利名稱：一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種晶圓棒掏棒方法，具體是指一種聞效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法。
背景技術(shù)：
藍寶石晶體硬度高、加工抗カ大，掏棒加工時刀具磨削晶體產(chǎn)生的大量熱量對刀具會產(chǎn)生危害，產(chǎn)生的磨屑粘附在刀具上也會嚴重影響刀具的磨削性能。為冷卻刀具和排除磨屑，現(xiàn)有通常有兩種掏棒加工方式掏棒刀中心通水和中心不通水。
采用掏料刀中心通水方式能較好地解決冷卻問題，但存在以下缺點1、需要采用昂貴的數(shù)控加工中心設(shè)備，2、刀具夾持機構(gòu)復(fù)雜。采用掏料刀中心不通水方式的操作人員通常用搖臂鉆床進行掏棒，這種方法由操作員人工控制進刀，在掏棒過程中會存以下問題1、冷卻液不能大量到達掏棒部位，2、排屑效果差，3、加工效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種即可冷卻刀具又可有效排除磨屑的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，主要由以下步驟組成
(1)將藍寶石晶體固定于機床上，打開冷卻水管持續(xù)引入冷卻液；
(2)將刀具移動到待加工的部位，通過I個以上的加工循環(huán)形成藍寶石晶圓棒，每個加エ循環(huán)中刀具完成掏棒、提拉、排屑、下移四個步驟，其中
掏棒將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300 500r / min，開始掏棒；
提拉掏棒的深度達到2 5mm時，快速提拉刀具，將冷卻液壓入藍寶石晶體的磨削部
位；
排屑調(diào)整刀具轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速控制在500 IOOOr / min，3 6s后，將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為 300 500r / min ；
下移將刀具下移至待加工的部位。進ー步，所述步驟(2)中加工循環(huán)的次數(shù)為20 30次。為了達到更好的排屑效果，所述冷卻液濃度為I. 5% 4. 1%。另外，所述步驟(2)中刀具的提拉高度與刀具的下移高度相同。作為ー種優(yōu)選，所述機床為數(shù)控鉆銑床。為了實現(xiàn)多種直徑的藍寶石晶圓棒的生產(chǎn)，所述刀具直徑為2 6英寸。本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果
I、本發(fā)明采用循環(huán)磨削的方式不斷地壓入和排出磨削部位的冷卻液，從而有效地冷卻加工的刀具，同時通過該冷卻液地壓入和排出有效地將磨削部位的磨屑帶出，同時達到刀具冷卻和排出磨屑的目的。2、通過本發(fā)明循環(huán)磨削的方法，可掏出長度大于250mm的晶圓棒，有效地實現(xiàn)更長的晶圓棒地生產(chǎn)，更大的滿足市場需求；同時，通過本發(fā)明的方法，可有效地提高生產(chǎn)的效率，其生產(chǎn)效率可提高50%以上。3、本發(fā)明的方法適用于掏料刀中心不通水方式，與掏料刀中心通水方式的設(shè)備相比，本發(fā)明使用的設(shè)備大大地簡化了機械的結(jié)構(gòu)，從而提高了刀具的可靠性，同時，也極大地降低了投入成本，根據(jù)統(tǒng)計得出，本發(fā)明采用的設(shè)備與中心通水方式的設(shè)備相比，其成本降低60%以上。4、本發(fā)明冷卻液濃度配制為I. 5% 4. 1%，此濃度不僅可達到較好的排屑效果，而且使冷卻液對設(shè)備腐蝕的效果降到最低，實現(xiàn)排屑與防腐蝕最佳平衡。
5、本發(fā)明采用數(shù)控鉆銑床實現(xiàn)藍寶石晶圓棒掏棒方法，從而可對步驟(2)實現(xiàn)編程控制，極大地降低人工投入成本；同吋，由于本發(fā)明的方法均由編程控制，極大地減少人エ的失誤，増加本發(fā)明方法的精確度，從而有效地提高成品的質(zhì)量。6、本發(fā)明采用不同口徑大小的刀具，從而實現(xiàn)不同直徑的藍寶石晶圓棒地生產(chǎn)，生產(chǎn)的藍寶石晶圓棒可滿足更多使用者的需求。


圖I是藍寶石晶體的固定結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是刀具下移至藍寶石晶體上方時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是步驟(2)中提拉時冷卻液的流向示意圖。圖4是步驟(2)中排屑時冷卻液的流向示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及其附圖對本發(fā)明作進ー步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I
本發(fā)明ー種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，主要由以下步驟組成
(I)將藍寶石晶體固定于機床上，打開冷卻水管持續(xù)弓I入冷卻液。本發(fā)明中機床選擇為數(shù)控鉆銑床，可通過數(shù)控鉆銑床實現(xiàn)以下步驟地編程控制，從而實現(xiàn)全自動化，通過該選擇可有效的降低成本。本步驟的具體過程如下如圖I所示，將藍寶石晶體I通過T形螺栓2固定于機床的玻璃墊塊3上，該玻璃墊塊3是固定于機床工作臺4上，從而有效地將藍寶石晶體I固定于機床上。打開冷卻水管5，使卻水管5流出冷卻液，從而使冷卻液持續(xù)地流到藍寶石晶體I上。本步驟中采用的冷卻液是ー種油性洗磨液，本發(fā)明采用的冷卻液為云南光電輔料有限公司生產(chǎn)，其型號為MB-03。本發(fā)明的冷卻液與水混合配置濃度為I. 5% 4. 1%，在該濃度條件下，可最大化的將磨削部位的磨屑排出，同時為了能達到排屑與防腐蝕的最佳平衡，即到達最佳排屑效果的同時盡量避免該冷卻液對設(shè)備地腐蝕，本實施例中該冷卻液的濃度為 3. 5%ο(2)將刀具移動到待加工的部位，通過I個以上的加工循環(huán)形成藍寶石晶圓棒，每個加工循環(huán)中刀具完成掏棒、提拉、排屑、下移四個步驟。首先將刀具6下移至藍寶石晶體I的上方，如圖2所示。當(dāng)下移至藍寶石晶體上方時開始進行加工循環(huán)，每個加工循環(huán)的具體本步驟如下
掏棒將刀具的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為400r / min,開始掏棒。提拉當(dāng)掏棒的深度達到5mm時,快速提拉刀具。本步驟通過快速提拉刀具,進而通過磨削部位與液體壓強的差值，有效地將冷卻液壓入藍寶石晶體的磨削部位，冷卻液的流向如圖3所示。同時，通過冷卻液與磨屑混合，有效地將附著于刀具上的磨屑脫落，更好 地實現(xiàn)刀具掏棒的功效。
排屑當(dāng)冷卻液已經(jīng)壓入藍寶石晶體的磨削部位后，調(diào)整刀具轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速控制在800r / min。通過該轉(zhuǎn)速可有效帶動磨削部位的上部份冷卻液高速旋轉(zhuǎn)，從而通過該高速旋轉(zhuǎn)的冷卻液將底部大部分的磨屑排出，冷卻液流向如圖4所示。當(dāng)?shù)毒咿D(zhuǎn)速控制在800r / min的條件下5s后，再調(diào)節(jié)刀具轉(zhuǎn)速至400r / min。下移將刀具下移至待加工的部位。在ー個加工循環(huán)過程中，刀具提拉的高度和下移的高度相同；從而保證這ー個加工循環(huán)結(jié)束與下ー個加工循環(huán)起點的刀尖處于同一位置上。當(dāng)本實施例中進行了 10個加工循環(huán)時，掏棒的深度即可達到50mm。即當(dāng)藍寶石晶體的厚度為200mm時，只需完成40個加工循環(huán)即可實現(xiàn)藍寶石晶圓棒的生產(chǎn)。同時，因本實施例采用數(shù)控鉆銑床，只需設(shè)定刀具整體下移的高度達到200mm時即停止機床的工作。通過上述步驟即可完成藍寶石晶圓棒的加工過程。實施例2
本實施例與實施例I的不同點在干各個步驟中刀具采用的轉(zhuǎn)速不同。掏棒步驟中 刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300r / min;排屑步驟中刀具轉(zhuǎn)速控制在500r / min，6s后，將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為 300r / min。本實施例的提拉步驟中掏棒的深度為2mm ;冷卻液的濃度為I. 5%。實施例3
本實施例與實施例I的不同點在干各個步驟中刀具采用的轉(zhuǎn)速不同。掏棒步驟中 刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為500r / min ;排屑步驟中刀具轉(zhuǎn)速控制在IOOOr / min，3s后，將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為500r / min。本實施例的提拉步驟中掏棒的深度為4mm ;冷卻液的濃度為4. 1%。通過上述實施例均可實現(xiàn)藍寶石晶體的掏棒，且掏出的藍寶石晶圓棒的長度均可大于250mm。同吋，由于本發(fā)明的刀具直徑范圍為2 6英寸，因而可通過更換不同口徑大小的刀具，實現(xiàn)不同直徑的藍寶石晶圓棒的生產(chǎn)。通過檢測發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的平均每根藍寶石晶圓棒的生產(chǎn)時間大大少于現(xiàn)有方法的平均每根藍寶石晶圓棒的生產(chǎn)時間；本發(fā)明的生產(chǎn)效率與現(xiàn)有方法的生產(chǎn)效率相比提高了50%以上。根據(jù)上述實施例就可以較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于，主要由以下步驟組成 (1)將藍寶石晶體固定于機床上，打開冷卻水管持續(xù)引入冷卻液； (2)將刀具移動到待加工的部位，通過I個以上的加工循環(huán)形成藍寶石晶圓棒，每個加工循環(huán)中刀具完成掏棒、提拉、排屑、下移四個步驟，其中 掏棒將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300 500r / min，開始掏棒；提拉掏棒的深度達到2 5mm時，快速提拉刀具，將冷卻液壓入藍寶石晶體的磨削部位； 排屑調(diào)整刀具轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速控制在500 IOOOr / min，3 6s后，將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為 300 500r / min ； 下移將刀具下移至待加工的部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于所述步驟(2)中加工循環(huán)的次數(shù)為20 30次。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于所述冷卻液濃度為I. 5% 4. 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于所述步驟(2)中刀具的提拉高度與刀具的下移高度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項所述的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于所述機床為數(shù)控鉆銑床。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法，其特征在于所述刀具直徑為2 6英寸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效低成本的藍寶石晶圓棒掏棒方法；解決現(xiàn)有掏棒方法排屑效果差、冷卻液不能大量到達掏棒部位的問題。本發(fā)明主要由以下步驟組成(1)將藍寶石晶體固定于機床上，打開冷卻水管持續(xù)引入冷卻液；(2)將刀具移動到待加工的部位，通過1個以上的加工循環(huán)形成藍寶石晶圓棒，每個加工循環(huán)中包括掏棒、提拉、排屑、下移四步。掏棒將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300～500r∕min，開始掏棒；提拉掏棒的深度達到2～5mm時，快速提拉刀具；排屑調(diào)整刀具轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)速控制在500～1000r∕min，3～6s后，將刀具轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為300～500r∕min；下移將刀具下移至待加工的部位。本發(fā)明具有效率高、排屑效果好、冷卻效果佳等優(yōu)點。
文檔編號B28D5/00GK102806609SQ20121028911
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者肖兵, 張會選, 胡海平, 林維, 程興發(fā) 申請人:四川欣藍光電科技有限公司