[實用新型]多晶硅錠開方金剛石線鋸裝置

有效

• 申請號: 201420043338.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203680563U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陳超;胡喬帆;王進保;呂智;張昌龍;林峰;謝志剛;秦建新;李東平
• 申請（專利權）人: 中國有色桂林礦產地質研究院有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 廖世傳

（一）技術領域：

本實用新型涉及脆硬非金屬材料加工裝置，具體為一種多晶硅錠開方金剛石線鋸裝置。

（二）背景技術：

多晶硅錠燒制成型后需經過開方，切片等工藝制成太陽能光伏電池。晶錠的開方作業是整個加工過程的第一道工序，是把大型晶錠切割成小型長方體。目前最成熟、最常見的開方設備多使用方格網線切割（如圖1所示），網線鋸的工作區為相互垂直并在不同平面上的數條切割線組成，每四條網線組成一個方格，設備運行時，切割絲被帶動切割硅錠，切割完成后，網線組成的方格中就形成一個小型長方體硅錠。

網線切割所使用的切割方式有兩種：（1）游離磨料切割；（2）固結磨料切割。

游離磨料切割原理是：鋼絲快速運動將含磨料的液體帶入工件切縫，產生切削作用，是鋼絲、磨料、工件三者之間的磨削，磨液由磨料和礦物油按一定的比例混合而成，常用的磨料是碳化硅。游離磨料線鋸切割因其切縫窄，切片量大，切片成本低而被廣泛運用；但切割效率低；切割時產生的廢漿液處理難度大，造成對環境的污染；使用成本高、鋼絲和排線輪同時磨損，使用壽命較短，在使用過程中一旦斷線，重新換線過程及其復雜。

固結磨料金剛石線切割是試圖解決上述問題所提出的新方法，該方法的方式與游離磨料切割方式相似，鋸絲長數百公里，運動方式為往復式運動，切割線速度小于15米每秒。從目前的研究結果來看，固結磨料金剛石線鋸切割具有硅粉屑易回收處理、切割環境好、切割表面損傷小、效率高、切片薄、片厚均勻等優勢。

目前，較為先進的多晶硅錠開方裝置使用數百公里長的金剛石線鋸進行切割。切割開始前，先將長鋸絲一頭拉出，并跨過幾十個導輪，并形成網狀，纏繞在整個機構中的金剛石鋸絲的長度約有100米。切割時金剛石鋸絲短距離往復運動，切割效率較低，并且會在切割表面留下劃痕，增加后續工作量。另外，所使用的金剛石鋸絲較細，又跨過幾十個導輪，往復運動容易造成斷線，一旦斷線，換線難度大，耗時。

（三）實用新型內容：

為此，本實用新型提出了一種多晶硅錠開方金剛石線鋸裝置，使其在大型硅錠開方過程中，能夠滿足表面質量、效率、壽命等指標要求。

本實用新型多晶硅錠開方金剛石線鋸裝置的技術方案，包括切割多晶硅錠的金剛石線鋸機構，所不同的是所述金剛石線鋸機構包括環形金剛石鋸絲，至少兩條以上環形金剛石鋸絲分別由各自對應設置的導輪組張緊運轉而形成X向相互平行的一組切割面，至少兩條以上環形金剛石鋸絲分別由各自對應設置的導輪組張緊而形成Y向相互平行的另一組切割面，兩組切割面上的X向金剛石鋸絲線族和Y向金剛石鋸絲線族交叉形成方格形切割網。

常規設置是使X向金剛石鋸絲線族同處于一個平面上，使Y向金剛石鋸絲線族同處于另一個平面上。

兩個平面的合理間距選擇為5mm～20mm。

所述導輪組包括兩個以上導輪（包含兩個）。

兩個以上導輪中包括一個主動輪。

同組切割面各導輪組中的主動輪位置相對應，且同軸固連于傳動軸上。

常規上將X向金剛石鋸絲線族的線間距設為相等，將Y向金剛石鋸絲線族的線間距設為相等，而形成方形切割“口”，切割完成后，被切割的多晶硅錠為尺寸一致的長方體形狀。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型多晶硅錠開方金剛石線鋸裝置采用多條環形金剛石鋸絲排列成縱橫的網狀線切割多晶硅錠，有效利用環形金剛石鋸絲單方向、無慣性力、高速運動（30米／秒～50米／秒）的特性，可使加工效率相比往復式金剛石線鋸裝置提高3倍～5倍。

2、用本實用新型切割多晶硅錠時，不會在切割表面留下切割劃痕，可獲得更好的切割表面平整度和粗糙度。

3、本實用新型中，每條環形金剛石線由各自對應設置的導輪組單獨張緊，既使切割過程中斷線也不影響其他切割線的切割，亦可停機換線。

4、本實用新型更換切割絲方便快捷，全部換下所有環形金剛石鋸絲僅需數分鐘即可完成。

（四）附圖說明：

圖1為傳統多晶硅錠開方裝置的結構示意圖。

圖2為本實用新型一種實施方式的結構示意圖。

圖3為用圖2實施方式切割多晶硅錠的結構示意圖。

圖4為本實用新型另一種實施方式的結構示意圖。

圖5為用圖4實施方式切割多晶硅錠的結構示意圖。

圖號標識：1、金剛石鋸絲；2、導輪；3、多晶硅錠。

（五）具體實施方式：

下面結合附圖所示實施方式對本實用新型的技術方案作進一步說明。