[發明專利]一種用于多晶硅的金剛線切割裝置及切割方法

在審

• 申請號: 201810545040.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108501232A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 張偉;閆立
• 申請（專利權）人: 揚州續笙新能源科技有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 董旭東

1.一種用于多晶硅的金剛線切割裝置，其特征在于，包括放線輥和收線輥，放線輥和收線輥的軸線互相平行，放線輥和收線輥之間平行設置有兩個螺紋輥，螺紋輥外周設有螺紋槽，螺紋輥的軸線和放線輥的軸線垂直，所述放線輥的上方設有軸線互相平行的第一導向輪、第二導向輪和第三導向輪，第一導向輪的軸線與放線輥的軸線垂直，所述收線輥的上方設有軸線互相平行的第四導向輪、第五導向輪和第六導線輪，第四導向輪的軸線與放線輥的軸線垂直，所述放線輥上卷繞有金剛線，放線輥放出的金剛線依次繞過第一導向輪、第二導向輪、第三導向輪、兩螺紋輥、第四導向輪、第五導向輪和第六導線輪，最后收回卷繞在收線輥上；金剛線沿著兩側的螺紋槽螺旋卷繞在兩螺紋輥上，形成線網；所述螺紋輥上方設有可升降的晶托，晶托上固定有晶棒。

2.根據權利要求1所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置，其特征在于，所述放線輥包括放線輪和儲線段，放線輥放線輪和儲線段之間經環形分隔帶隔開，放線輥儲線段的軸向長度大于放線輪的軸向長度，收線輥包括收線輪和儲線段，收線輥收線輪和儲線段之間經環形分隔帶隔開，收線輥儲線段的軸向長度大于收線輪的軸向長度，放線輪和收線輪相對設置。

3.根據權利要求2所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置，其特征在于，所述第一導向輪和第六導向輪的輪軸上均轉動連接有排線擺臂，排線擺臂的端部設有排線輪，兩排線擺臂分別與放線輥、收線輥相對應設置。

4.根據權利要求2或3所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置，其特征在于，所述第二導向輪和第三導向輪的輪軸位于同一水平面內，第四導向輪和第五導向輪的輪軸位于同一水平面內。

5.根據權利要求2或3所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置，其特征在于，所述第二導向輪和第三導向輪之間設有導向套，第四導向輪和第五導向輪之間設有導向套，金剛線對應穿過導向套的導向孔。

6.根據權利要求3-5任一項所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置的切割方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）放線輥送線：放線輥和收線輥轉動，放線輥儲線段向收線輥放線，排線擺臂擺動，在排線輪的導向下，使得收線輪上卷繞k公里的金剛線；

（2）收線輪送線：放線輥和收線輥反向轉動，收線輪向放線輪放線，排線擺臂擺動，在排線輪的導向下，使得放線輪上卷繞m公里的金剛線；

（3）進線切割：收線輪繼續向放線輪放出n公里的金剛線，同時晶托下降，使得晶棒朝著線網下壓，直至晶棒被線網切割成若干片；

（4）放線輪和收線輪回線：晶托上升，帶動晶棒與線網分開，放線輥和收線輥轉動，放線輪向收線輪放線，使得放線輪上(m+n)公里的金剛線全部回收卷繞到收線輪上；收線輪再向放線輥儲線段放線，使得收線輪上k公里的金剛線全部回收卷繞到放線輥儲線段上；放線輥儲線段再向收線輥儲線段放線，使得收線輥儲線段卷繞上（k-m-n）公里的金剛線；

（5）放線輥儲線段空跑線：放線輥和收線輥轉動，在排線擺臂的引導下，放線輥儲線段向收線輥儲線段放出h公里的金剛線。

7.根據權利要求6所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置的切割方法，其特征在于，所述步驟（1）開始之前，進行如下準備步驟：先在放線輥儲線段上卷繞45~80km 的金剛線，再將金剛線的出線端依次繞過第一導向輪、第二導向輪、第三導向輪、兩螺紋輥、第四導向輪、第五導向輪和第六導線輪，最后將金剛線的末端固定在收線輥儲線段上。

8.根據權利要求6或7所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置的切割方法，其特征在于，所述步驟（5）完成后，換上新的待切割晶棒，再次循環進行步驟（1）、（2）、（3）（4）和（5），直至放線輥儲線段上的金剛線用完，再向放線輥儲線段增加卷繞新的金剛線。

9.根據權利要求6或7所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置的切割方法，其特征在于，所述k=7，m=0.5，n=5.5和h=2.2；所述晶棒在切割方向上的尺寸為157.5~158mm，晶棒與線網接觸后，晶棒下降移動的行程為164mm。

10.根據權利要求9所述的一種用于多晶硅的金剛線切割裝置的切割方法，其特征在于，所述步驟（3）中，收線輪向放線輪放出的用于切割晶棒的金剛線包括新線和舊線，先放出的為未參與切割的新線，后放出的為已切割過的舊線，晶棒與線網接觸后至下降163mm的行程內采用新線切割，晶棒下降到163mm至下降到164mm的行程內采用舊線切割。