[實用新型]一種無損裂片切割頭

有效

• 申請號: 202220410049.4
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN216966669U
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張馳程;張辰凡;梁婷婷
• 申請（專利權）人: 蘇州華英光電儀器有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70;G02B27/09
• 代理公司: 合肥上博知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34188
• 代理人: 周超

本實用新型提出了一種無損裂片切割頭，其包括沿光束傳播方向依次設置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，光束通過此光路能夠在像面形成呈橢圓形的聚焦光斑；所述第一透鏡呈雙凹結構且焦距為負，所述第二透鏡呈雙凹結構且焦距為負，所述第一透鏡與第二透鏡之間的距離可調，以用于調整所述聚焦光斑的長軸/短軸尺寸，所述聚焦光斑的長軸調節范圍為18?14mm，短軸調節范圍為7.5?1.5mm。本實用新型能夠使鏡頭的工作波長為1030?1090nm，并使得該場鏡具有鏡頭口徑小、結構簡單、成本低、形成橢圓光斑增加在加熱效率，允許通過光元件調節光斑大小等特點，能夠裂片良率提高到萬分之為99，同時實現裂片速度的顯著提高。

技術領域

本實用新型屬于激光切割鏡頭技術領域，尤其涉及一種無損裂片切割頭。

背景技術

硅片按照用途可以分為半導體硅片和光伏硅片，光伏硅片可以是單晶硅也可以是多晶硅，半導體硅片只能是單晶硅，兩者最大區別是硅含量不同，本產品主要針對的是光伏硅片。

隨著碳中和的不斷推進，光伏發電占總發電量的比重逐步提高，單晶硅比多晶硅有更高的光電轉化效率。

硅片生產過程中有一道重要工序為裂片，現在硅片裂片工藝為先用遠心或者貝塞爾切割鏡頭在硅片兩側開槽，再用圓形光斑加熱開槽端實現硅片自動裂開，這種裂片工藝硅片斷面光潔度高，崩邊最小。

但是現有圓形光斑加熱效率低，裂片良率為萬分之95-97，裂片速度慢，仍需要進一步提高效率和良率。

因此，現在亟需一種無損裂片切割頭。

實用新型內容

本實用新型提出一種無損裂片切割頭，解決了但是現有圓形光斑加熱效率低，裂片良率為萬分之95-97，裂片速度慢，仍需要進一步提高效率和良率的問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種無損裂片切割頭，包括沿光束傳播方向依次設置的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡，光束通過此光路能夠在像面形成呈橢圓形的聚焦光斑；所述第一透鏡呈雙凹結構且焦距為負，所述第二透鏡呈雙凹結構且焦距為負，所述第一透鏡與第二透鏡之間的距離可調，以用于調整所述聚焦光斑的長軸/短軸尺寸，所述聚焦光斑的長軸調節范圍為18-14mm，短軸調節范圍為7.5-1.5mm；所述第三透鏡為柱面透鏡并呈平凸結構，其子午方向焦距為正，弧矢方向焦距為無窮大。

作為一優選的實施方式，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的子午方向焦距與無損裂片切割頭的焦距滿足：-0.1＜f1/f＜-0.7，0.5＜f2/f＜1.5，1.5＜f3/f＜3；其中f1為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，f3為第三透鏡子午方向的焦距，f為無損裂片鏡頭的焦距。

作為一優選的實施方式，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡的子午方向的焦距與無損裂片鏡頭的焦距滿足：f1/f＝-0.42，f2/f＝0.97，f3/f＝2.11；其中f1為第一透鏡的焦距，f2為第二透鏡的焦距，f3為第三透鏡子午方向的焦距，f為無損裂片鏡頭的焦距。

作為一優選的實施方式，所述第一透鏡的前后兩側的曲率半徑分別為R1＝-27mm和R2＝27mm，所述第一透鏡的中心厚度為d1＝1.5mm。

作為一優選的實施方式，所述第二透鏡的前后兩側的曲率半徑分別為R3＝∞和R4＝-31mm，所述第二透鏡的中心厚度為d3＝4.2mm。

作為一優選的實施方式，所述第三透鏡的前后兩側的曲率半徑為子午方向R5＝67.5mm、弧矢方向R5＝∞和R6＝∞，所述第三透鏡的中心厚度為d5＝3.2mm。

作為一優選的實施方式，所述第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡均為熔石英鏡片，且折射率Nd均為1.46。

作為一優選的實施方式，所述第一透鏡與第二透鏡之間的空氣間隙為24mm≤d2≤44mm，所述的第二透鏡與第三透鏡之間的空氣間隙為d4＝5mm。