[發(fā)明專利]一種低成本方硅芯切割工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810506412.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108772961A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳潮;楊曉忠;薛榮國;袁鄭堂
• 申請（專利權(quán)）人: 江陰東升新能源股份有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00;B28D7/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 趙海波;孫燕波

本發(fā)明涉及一種低成本方硅芯切割工藝，所述工藝包括以下步驟：步驟一、取一圓柱狀或長方體狀的硅錠；步驟二、在硅錠一端通過膠水粘上晶座；步驟三、將硅錠通過晶座懸掛至多線切割機床上；所述切割機床包括導(dǎo)輪組件和繞線輪，四組導(dǎo)輪組件和四個繞線輪相互交叉繞線形成方形線網(wǎng)；步驟四、方形線網(wǎng)前端進(jìn)線速度為260m/min，后端收線速度為255m/min，多線切割機床的方形線網(wǎng)逐漸向上切割，直至完成整根硅錠的切割。本發(fā)明一種低成本方硅芯切割工藝，它通過優(yōu)化導(dǎo)輪組件和繞線輪的結(jié)構(gòu)，一方面使得導(dǎo)輪組件和繞線輪維修更換方便，另一方面有利于優(yōu)化進(jìn)線速度和出線速度，大大減少了金剛石切割線的消耗，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低成本方硅芯切割工藝，屬于多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，目前國內(nèi)生產(chǎn)多晶硅的工藝大部分都是常規(guī)三氯氫硅氫還原法，即改良西門子法，改良西門子法或其他類似方法生產(chǎn)大直徑多晶硅的主要設(shè)備是多晶硅還原爐，多晶硅還原爐在細(xì)長的硅芯上通上電源，使硅芯加熱發(fā)紅，直至表面溫度達(dá)到1100攝氏度，通入高純的三氯氫硅和氫氣，使其在高溫下發(fā)生氫還原反應(yīng)，使三氯氫硅中的硅分子堆積在硅芯上，使其的直徑不斷地增大，通常，硅芯的直徑在7-10毫米，可以是圓形也可以是方型，或是其他形狀，最終通過氫還原反應(yīng)使直徑不斷地增大到120-200毫米，生產(chǎn)出高純太陽能級6N或電子級11N的多晶硅器均無法適用于廠內(nèi)方硅芯的測試。

目前硅芯的制備方法有二種，傳統(tǒng)的方法是用CZ法(區(qū)熔提拉法)，即把直徑在20-50毫米的硅棒在充滿惰性氣體的真空爐膛內(nèi)用高頻感應(yīng)加熱，使其頂部局部熔化，從上部放入1根直徑在5-10毫米的籽晶，然后慢慢向上提拉，使其成為直徑在7-10毫米，長度在1900-3000毫米之間的細(xì)長硅芯，其缺點是提拉速度慢，一般為8-12毫米/分鐘，拉制1根2米的硅芯需要4小時，生產(chǎn)效率低，電力消耗大，設(shè)備投資大。

另一種是用金剛石工具切割法，美國Diamond Wire Technology公司研制出采用金剛石線的數(shù)控多晶硅細(xì)長硅芯多線切割機床，用于硅芯的制備。通過利用電鍍上金剛石微粒的細(xì)鋼絲線在被加工工件上高速地往復(fù)運動或單向移動，將硅棒壓在該機床用金剛石線交叉組成的方形線網(wǎng)上，從而將該硅棒切割成細(xì)長的硅芯。其優(yōu)點十分明顯，10-12小時可以切割出200根左右2米長的7X7或8X8毫米的方形硅芯，電力消耗小，加工效率高。

現(xiàn)有的數(shù)控多晶硅硅芯多線切割機床由機床立柱、底座、口字型切割導(dǎo)輪組件、工作臺升降機構(gòu)、工件裝載夾持裝置和收放線繞線張力控制機構(gòu)等幾大部分組成，其中口字型切割導(dǎo)輪組件由四個繞線輪相互繞線而成，生產(chǎn)過程中細(xì)鋼絲線與繞線輪頻繁接觸，繞線輪容易磨損，使用一段時間就需要更換，且也增加了切割鋼絲線的消耗，大大提高了生產(chǎn)成本；另外導(dǎo)輪組件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，導(dǎo)輪支撐板懸臂較長，穩(wěn)定性較差，易變形，維修更換十分不便，不利于持續(xù)的切割生產(chǎn)，大大增加了硅芯切割的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種低成本方硅芯切割工藝，它通過優(yōu)化導(dǎo)輪組件和繞線輪的結(jié)構(gòu)，一方面使得導(dǎo)輪組件和繞線輪維修更換方便，另一方面有利于優(yōu)化進(jìn)線速度和出線速度，大大減少了金剛石切割線的消耗，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種低成本方硅芯切割工藝，所述工藝包括以下步驟：

步驟一、取一圓柱狀或長方體狀的硅錠；

步驟二、在硅錠一端通過膠水粘上晶座；

步驟三、將硅錠通過晶座懸掛至多線切割機床上；

所述切割機床包括導(dǎo)輪組件，所述導(dǎo)輪組件包括水平安裝板，所述水平安裝板后側(cè)沿豎直方向設(shè)置有固定架，所述固定架上自上而下平行設(shè)置有多個橫梁，所述橫梁前側(cè)自左至右間隔設(shè)置有多個卡槽，所述卡槽內(nèi)設(shè)置有懸臂架，所述懸臂架上設(shè)置有導(dǎo)向輪；

所述懸臂架包括固定塊，所述固定塊卡置于卡槽內(nèi)，所述固定塊通過連接螺栓與橫梁相連接；