[发明专利]一种金刚线上砂方法及上砂装置

说明书

本发明涉及切割线技术领域，特别涉及一种金刚线上砂方法及上砂装置。本发明上砂方法包括如下步骤：S1：将粘结剂溶液涂覆在金刚线母线上形成粘结剂层；S2：使砂粒浮在涂覆有粘结剂的金刚线母线周围形成流沙层，流沙层中的砂粒均匀粘附在粘结层上。采用本发明方法生产的金刚线可以在母线上形成均匀的单层砂粒，砂颗粒高度一致，得到的金刚线生产效率高，切割能力好。

技术领域

本发明涉及切割线技术领域，特别涉及一种金刚线上砂方法及上砂装置。

背景技术

在光伏、半导体、LED等行业中，利用金刚线切割工艺，将硬脆材料如单晶硅、多晶硅、蓝宝石等材料切片，是目前最常用最高效成本最低的生产工艺。

金刚线的上砂工艺方法是金刚线制备的关键工艺，目前金刚线上砂工艺主要有：

1、金刚砂与金属镀层联合上镀工艺：将金刚砂颗粒与含有镍离子、氨基磺酸等成分的镀液混合，并搅拌，使金刚砂悬浮在镀液中。将金刚线母线直接置于镀液中，加电流在母线上电镀镍层，这个过程中也会金刚砂镀覆在母线上。为了不使金刚砂颗粒团聚在一起，通常镀液中要加入一定剂量的润湿剂、分散剂等成分。此上砂工艺会在镍金属镀层中形成有高低落差的多层金刚砂。在切割硬脆材料如单晶硅时，其只有最外面一层能够与硅材料接触的金刚砂参与切割，有效参与切割的金刚砂只占总上砂量的一小部分，金刚砂使用效率低，成本高。

2、树脂金刚线工艺：将酚醛树脂等树脂类高分子材料与金刚砂加热形成混合物，然后挤压涂覆在金刚线母线上，待树脂冷却凝固后形成树脂固结金刚砂的金刚线。该工艺方法是要将母线通过熔融态的树脂和金刚砂混合物，而熔融态的树脂温度在200-320℃之间。母线通过如此高的温度场后，会导致的强度下降，从而造成其破断力降低。同时，树脂凝固后的固结力不强，金刚砂容易发生脱落。

3、机械压入法上砂工艺：利用直径比母线直径略大的孔模，直接将金刚砂压到母线表面上，或者先在母线上预镀一层软金属镀层，将金刚砂压到镀层中，然后再次镀镍作为加固镀层，使金刚砂颗粒固结住形成金刚线。该方法难以控制砂粒均匀，同时金刚砂压入的方式会引起母线损伤，增加断线风险。

目前传统的上砂方法容易发生金砂粒不均、粘附力不强及对母线有损伤等不足，导致金刚线切割效率不高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种新的金刚线上砂方法以及上砂装置，从而使得上砂更均匀精准，使所得到的金刚线的切割能力更好。

为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种金刚线上砂方法，包括如下步骤：

S1：通过刷辊将粘结剂溶液涂覆在金刚线母线上形成粘结剂层；

S2：使砂粒浮在涂覆有粘结剂层的金刚线母线周围形成流沙层，流沙层中的砂粒均匀粘附在粘结剂层上。刷辊涂覆使得粘结剂层厚度可控，且涂覆更加均匀。

优选的，所述步骤S1之前对金刚线母线进行预处理，所述预处理包括酸洗、水洗、碱洗中的一种或多种；所述步骤S2之后对粘附有砂粒的金刚线进行电镀加厚。预处理可以保证金刚线成品的质量；通过电镀加厚，进一步使得砂粒粘附牢固，金刚线使用时不易脱落。

优选的，所述粘结剂层为0.1μm～10μm。粘结剂层过薄则会导致砂粒粘结不牢；粘结剂层过厚则会导致金刚线母线上的粘结剂层厚度不均，最后影响成品金刚线的性能。

优选的，所述步骤S1中的涂覆方式为刷辊浸入粘结剂溶液中，通过刷辊转动将粘结剂刷覆在金刚线母线上，所述的粘结剂溶液通过液面自动控制装置控制粘结剂溶液的液面与刷辊的接触程度，所述刷辊转动方向与金刚线母线运动方向相同或相反，刷辊浸入粘结剂溶液中的深度≥2/3刷辊直径的，所述刷辊的转动速率为10转/分钟～500转/分钟。