[发明专利]切断方法及切断装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工件的切断方法及切断装置。特别地，本发明涉及一种利用锯线(wire)、即所谓的线锯(wire saw)切断复杂形状的工件的切断方法及切断装置。 

背景技术

图13示出使用传统线锯的工件的切断方法的概略结构。如图13所示，在传统线锯中，从锯线供给/回收单元(未示出)供给的工件切断用锯线2绕多个带槽的辊3(3A、3B、3C)缠绕成线圈形状，然后将该工件切断用锯线2回收到锯线供给/回收单元。当切断如硅锭或水晶等工件4时，在从浆料喷嘴6供给包括研磨油和自由磨粒的浆料状研磨液5的同时，固定在加压部7的板上的工件4被压向在带槽的辊3(3A、3B、3C)之间高速地往复运动的锯线列。结果，利用自由磨粒的磨削作用将工件4切成许多硅片和振子。将废浆料状研磨液5回收到回收容器8。 

例如，在专利文献1、2和3中公开了使用线锯的工件的切断方法。 

专利文献1：日本特开平11-198019号公报 

专利文献2：日本特开平10-128737号公报 

专利文献3：日本特开平10-340868号公报 

发明内容

从而，线锯能够同时将工件有效地切成具有直线形状的多个部分。另外，线锯不管工件的材料而能够将工件切成具有微小的切断宽度和高纵横比的部分。然而，如果线锯试图以如自 由曲面等复杂形状切断工件，则由于切断而产生的加工力的方向发生变化。结果，锯线可能脱离带槽的引导辊的各槽或者该锯线可能破断，从而，存在线锯难以以复杂的形状切断工件的问题。 

传统地，由曲线锯、锯线放电加工、激光加工、喷水加工以复杂形状切断工件。其中，由于曲线锯存在加工力较大、切断表面粗糙导致容易产生毛边(burring)、作为工具的曲线锯的尺寸妨碍对微细曲线的处理的缺点，因此，曲线锯几乎不用于精密切断。 

锯线放电加工是使用施加到锯线与工件之间的高电压的电弧放电的加工方法。从而，加工力不直接传递到锯线。由于该特征，锯线放电加工不管工件的硬度如何而能够对工件进行加工。可以容易地将工件切成具有高纵横比的部分从而可以容易地将工件切成具有复杂形状的部分。然而，锯线放电加工具有由于加工过程中产生的热导致工件的前表面破损并且加工速度慢的致命问题。另外，作为致命问题，锯线放电加工理论上不能切断不具有导电性的工件。 

激光加工是由聚光透镜聚集如CO₂激光、YAG激光或受激准分子等激光并且将得到的高能量激光照射到工件的加工方法。从而，激光加工能够切断由宽范围的材料制成的工件，并且能够容易地以复杂的形状进行加工。然而，由于通过聚光来提高激光的能量密度，因此，激光加工难以将工件切成具有高纵横比的部分。当激光加工对如玻璃等透光性材料进行切断时，必需仔细地进行加工。 

喷水加工是通过以高压向工件喷射含有微细磨粒的水来切断工件的加工方法。从而，虽然喷水加工不管工件的材料如何而能够容易地以复杂的形状对工件进行加工，但是，由于喷水 加工具有大的能量损失，因此，喷水加工不能将工件精确地切成具有高纵横比的部分。 

虽然蚀刻、FIB可以用于切断加工，但是，它们依赖于工件的材料和高纵横比，它们难以适用于特殊的微细结构。 

从而，期望不管工件的材料如何而能够以高纵横比和微细的切断宽度以复杂的形状切断工件的切断方法。 

考虑到上述问题，本发明提供一种不管工件的材料如何而能够以复杂的形状切断工件的切断方法以及切断装置。 

根据本发明的切断方法是使用线锯的切断方法，其特征在于，使切断用锯线在能相对于固定部绕锯线的中心轴线转动的切断臂上延伸；使切断臂转动，使得锯线的切断方向与支撑锯线的全刚性的支撑方向一致；并且对工件进行切断加工。 

根据本发明的切断方法的优选方式是上述切断方法，其特征在于，由固定转动机构可转动地支撑切断臂；使锯线在布置在切断臂上的一对带槽的引导辊之间延伸；并且使锯线运动。 

在本发明的切断方法中，由于通过使切断臂转动而使切断方向与支撑锯线的全刚性的支撑方向一致来对工件进行切断加工，因此，可以以任何形状切断工件。 

根据本发明的另一切断方法是使用线锯的切断方法，其特征在于，使切断用锯线在能相对于固定部转动的切断臂上延伸；使切断臂的转动中心与锯线总是接触工件的实际切断位置一致；使切断臂转动，使得锯线的切断方向与支撑锯线的全刚性的支撑方向一致；并且对工件进行切断加工。