[發明專利]一種單晶硅截斷機

有效

• 申請號: 201610037191.8
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105599158B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 段景波;解培玉;崔陳晨;孫萌;楊勇;李浩;唐順鋒
• 申請（專利權）人: 青島高測科技股份有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/04;B28D7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及晶硅切割技術領域，具體涉及一種能夠切割長棒、有多個刀口同時切割、切割后段長誤差小的單晶硅截斷機。

背景技術

單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結合起來便結晶成單晶硅。單晶硅也稱硅單晶，是電子信息材料和光伏行業中最基礎性材料，屬半導體材料類。單晶硅已滲透到國民經濟和國防科技中各個領域。

傳統單晶硅的截斷采用帶鋸法進行切割，且一次切割只能切成兩段，切割后的段長誤差也較大；此外，由于切割刀具的厚度問題以及單晶硅棒直徑一致性比較差，在切割過程中由于晶棒裝夾定位不好的原因，沒有有效的定中心裝置和晶棒支撐裝置，產生了切割偏移，致使切割完成后，切割絲不容易從晶棒中退出，而且切割后晶棒端面質量較差，影響了切割效率及切割質量。

中國專利文獻中，公開號CN103722627A、名稱是一種多塊晶硅切邊機(參見該申請說明書具體實施方式部分)，公開了一種多塊晶硅切邊機，包括機架、安裝在機架下端的工作臺、帶動工作臺上下運動的起升裝置、繞線裝置、通過軸承安裝在機架上端的線網裝置、驅動線網裝置搖擺的擺動裝置、冷卻系統；所述工作臺上設有放置硅料的晶托，工作臺還包括固定硅料的壓板和球頭手柄；所述線網裝置包括線網框架、分別安裝在線網框架兩端的旋轉軸、旋轉軸上裝有切割輪，線網框架上裝有與切割輪相配合的第一導線輪，驅動旋轉軸旋轉的驅動裝置。由于單晶硅棒直徑一致性較差，該現有技術的晶托無法對單晶硅棒進行有效定位與可靠裝夾，在切割過程中由于晶棒裝夾定位不好的原因，沒有有效的定中心裝置和晶棒支撐裝置，產生了切割偏移，致使切割完成后，切割絲不容易從晶棒中退出，而且切割后晶棒端面質量較差，影響了切割效率和切割質量。此外，該現有技術的線網裝置也無法實現對單晶硅棒的分段切割，由于切割刀具的厚度問題、單晶硅棒長逐步遞增以及對單晶硅棒的多段切割需要，目前的晶硅切割設備已不能滿足生產要求。

因此，為了解決現有技術中存在的問題，研究一種切割效率高、棒料損耗低、能夠自適應單晶硅棒的不同直徑變化進行調整、同時實現多個刀口進行切割并且切割后段長誤差小的單晶硅截斷機已經成為一項重要任務。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種單晶硅截斷機，目的是通過單晶硅截斷機切割室中的晶托裝置和線網裝置相配合實現一根硅棒同時切割成多段的要求，且可進行切割較長約4.5米的單晶硅棒，通過單晶硅截斷機的晶托裝置自適應單晶硅棒的不同直徑變化，將硅棒進行定位并進行可靠裝夾，當單棒定中心組件自動定位硅棒中心后，依靠單棒夾具組件實現硅棒的固定支撐鎖緊，從而保證切割完成后硅棒的穩定性，避免硅棒切割完成后硅料出現位移或下墜，影響切割效率和切割質量；單晶硅截斷機的線網裝置的各個切割機頭會自動跑位，無需手動調節，切割后硅棒的段長誤差也較小。

本發明的技術方案為：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種單晶硅截斷機，包括底座、分別安裝于底座左右兩側的繞線室、安裝于繞線室之間的切割室、安裝于底座一側的控制柜、用于提供切割絲正常切割的冷卻噴淋裝置，所述單晶硅截斷機還包括用于設備防護的防護裝置和用于設備操控的操控裝置，所述切割室包括安裝于底座上的晶托裝置、驅動晶托裝置上下運動的起升裝置、以及安裝在起升裝置上端的線網裝置，所述晶托裝置包括晶托框架、安裝于晶托框架底部的滾輪組件、以及安裝于晶托框架上的單棒夾具組件和單棒定中心組件，所述線網裝置包括線網框架、安裝于線網框架上的驅動切割機頭組件、移動切割機頭組件、機頭驅動組件、以及用于固定切割機頭的機頭鎖定組件和用于檢測切割機頭移動距離的位移檢測組件，所述底座上還安裝有晶托外托架，晶托外托架上設有與滾輪組件配合的滑軌。