專利名稱：用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備及加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種用于制作化學(xué)氣相反應(yīng)沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備及其加工方法。屬新能源及新材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硅材料是從硅石中冶煉金屬硅開始，一般由工業(yè)硅粉氯化，經(jīng)過一系列的物理或化學(xué)方法提純生產(chǎn)出的高純度多晶硅產(chǎn)品后，向半導(dǎo)體單晶硅、硅拋光片，外延片，以及制成集成電路芯片或者分立器件和太陽能電池、太陽能電池組件的縱向延伸。高純硅材料產(chǎn)品主要包括多晶硅、單晶硅等，多晶硅是金屬硅經(jīng)過一系列的化學(xué)和物理反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度(99. 999999%至99. 999999999%)的材料，按純度分類可以分為太陽能級(jí)、電子級(jí)。單晶硅以高純度多晶硅為原料，在單晶爐中被熔化為液態(tài)，在單 晶種(桿晶)上結(jié)晶而成。多晶硅材料是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中一個(gè)極為重要的中間產(chǎn)品，是制造半導(dǎo)體器件、集成電路及太陽能電池的最重要的基礎(chǔ)材料，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的根基。多晶硅的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)是集冶金、化工、自動(dòng)化控制、電子學(xué)、環(huán)保工程等學(xué)科為一體的生產(chǎn)體系，屬技術(shù)密集型及資金密集型產(chǎn)業(yè)。目前世界上多晶硅工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝流程有改良西門子法和新硅烷法兩種。改良西門子法是以HCl和工業(yè)硅粉為原料，在高溫下合成為SiHCL3，然后對(duì)SiHCL3進(jìn)行化學(xué)提純，使其純度達(dá)到99. 999999%以上，金屬雜質(zhì)總含量降到O. Ippba以下，最后在還原爐中1050°C的硅芯上用超高純的氫氣與SiHCL3進(jìn)行化學(xué)氣相沉積反應(yīng)而生成高純多晶硅棒。而新硅烷法是以氟硅酸、鈉、鋁、氫氣為主要原輔材料、制取硅烷、SiH4熱分解生產(chǎn)多晶硅的工藝。在多晶娃生產(chǎn)工藝中，娃芯棒作為還原爐沉積生長多晶娃棒所需要的沉積核心棒及提供反應(yīng)溫度的電阻發(fā)熱體，其制備方法關(guān)鍵是在滿足工藝質(zhì)量的前提下，低成本規(guī)模
化生產(chǎn)。傳統(tǒng)硅芯棒制備方法是基座區(qū)熔法，則用小型區(qū)熔爐將原料硅棒拉制成硅芯棒，平均每3小時(shí)拉制5根硅芯棒，生產(chǎn)效率較為低下，而且整個(gè)硅芯棒拉制過程中易出現(xiàn)硅芯棒拉斷現(xiàn)象，故對(duì)操作人員的熟練程度要求較高。隨著多晶硅行業(yè)向規(guī)?；较虻目焖侔l(fā)展，區(qū)熔法制備硅芯的方法已不能滿足工業(yè)需求。為了解決制備工藝和生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展需求之間的矛盾，近切需要開發(fā)一種高效率的硅芯制備方法?！禛XB2500-4硅芯切割機(jī)床》(中國集成電路2008年6期)報(bào)道了北京京聯(lián)發(fā)數(shù)控科技有限公司于2007年3月推出了第一臺(tái)硅芯切割機(jī)床，它是將單晶硅(多晶硅)切割為片狀，再將切好的硅片切為8 X 8 X 2500mm的硅芯，其平均12小時(shí)可切割20-30根硅芯，一臺(tái)硅芯切割機(jī)可代替4臺(tái)硅芯拉制爐，該機(jī)床生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)區(qū)熔法有了一定提高，但是生產(chǎn)效率仍然較低，但文中未公開具體的硅芯切割方法。
中國專利CN101514488A報(bào)道《一種用于生長多晶娃棒的娃芯及其制備方法》，它采用的是橫向切割線和縱向切割線的多線切割一根硅棒制取硅芯方法，雖然該方法平均10小時(shí)可以制取180根硅芯，生產(chǎn)效率有所提高，但是多線切割方式存在切割漿料回收、分離和凈化成本高、污染環(huán)境的問題，如果不帶切割漿料切割則切割線價(jià)格昂貴，硅芯制備成本較聞。中國專利CN202155964U同樣采用兩根金剛砂線的對(duì)進(jìn)行硅棒同時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線切割制備硅芯，但該專利還是采用線切割方式。但是使用多線切割制備硅芯存在切割漿料回收、分離和凈化成本高、污染環(huán)境的問題，如果不帶切割漿料切割則切割線價(jià)格昂貴，硅芯制備成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種用于制作化學(xué)氣相沉積生長多 晶硅的硅芯專用切割設(shè)備及加工方法，它可同時(shí)對(duì)2-4根相同長度或不同長度的多晶硅棒料進(jìn)行加工生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率高，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備，其特征在于專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)底部開有排水口( I )，加工物件平臺(tái)上部一端裝有兩組四個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)及一個(gè)放置于四個(gè)金剛石刀架的上部且能隨刀架移動(dòng)而自由伸縮的伸縮防護(hù)罩(16)，每個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)上各裝一組9_11片金剛石外圓切割片，其中第一組兩個(gè)金剛石刀架(12、13)安裝的兩組金剛石外圓切割片由第I號(hào)切割電機(jī)(17)提供動(dòng)力，第二組兩個(gè)金剛石刀架(14、15)安裝的兩組金剛石外圓切割片由第2號(hào)切割電機(jī)(18)提供動(dòng)力，二組金剛石刀架均由一臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)(21)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退功能，每個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)配裝一個(gè)冷卻液噴淋管(19)，整根待切割加工硅棒料放置在由固定擋板(20)、1-3個(gè)娃棒支撐塊(7)及一個(gè)可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上，排水口(I)及冷卻液噴淋管(19)通過管道與廢液循環(huán)處理器連接。所用的金剛石外圓切割片為鋼基材料帶金剛石刀頭，可是燒結(jié)金剛石切割片、焊接金剛石切割片或電鍍金剛石切割片任意一種金剛石切割片。所述的娃棒料是通過任何一種方法制備而成的任意一種多晶娃原料棒，包括多晶直拉棒、單晶直拉棒或多晶沉積棒。所述的可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)及硅棒支撐塊(7)安裝在專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上，每個(gè)可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)及硅棒支撐塊(7)能沿導(dǎo)軌移動(dòng)位置左右移動(dòng)固定，固定擋板(20)安裝在專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上，位置固定不變，冷卻液噴淋管(19)的出水口安裝在金剛石外圓切割片上方，每個(gè)金剛石外圓切割片對(duì)應(yīng)I個(gè)出水口。制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯加工制作硅芯的加工步驟是
O將擬切割加工的2 4根硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板(20)、I 3個(gè)娃棒支撐塊(7)及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上，每根娃棒料的一端放置在固定擋板(20)處，該根娃棒料的中部由1-3個(gè)娃棒支撐塊(7)支撐,該根娃棒料另一端端頭由一個(gè)可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)擋住；調(diào)整硅棒支撐塊(7)和可移動(dòng)擋板的位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受力均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)；
2)開動(dòng)切割電機(jī)(17、18)和傳動(dòng)電機(jī)(21)，金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向自動(dòng)切割為數(shù)塊硅片料；
3)再將切割好的硅片料，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再次按步驟I方式，安裝固定在專用切割設(shè)備的硅棒支座上；
4)再次開動(dòng)切割電機(jī)(17、18)和傳動(dòng)電機(jī)(21)，硅片料再次從縱向方向自動(dòng)切割，形成條狀硅棒；
5)切割完畢，從專用切割設(shè)備中取出條狀硅棒，則制得多根硅芯；
制得的多根娃芯，其橫截面為4mm 20mm的正方形，長度為60mm 3000mm。整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行，切割時(shí)所用的切割冷卻液為自來水或脫鹽水，不需要專門配制切割漿料，且切割冷卻液經(jīng)廢液循環(huán)處理器簡單處理后，可循環(huán)使用。
采用本發(fā)明提供的硅芯制備方法其生產(chǎn)效率明顯高于其它制備方法，且在整個(gè)切割過程中，所用切割冷卻液為自來水或脫鹽水，不需要專門配制切割漿料，將切割冷卻液經(jīng)簡單處理后進(jìn)行循環(huán)使用，整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢物僅為硅渣，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。


圖I為本發(fā)明用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖(俯視方向)。圖中1、排水ロ ；2、第I條可移動(dòng)擋板；3、第2條可移動(dòng)擋板；4、第3條可移動(dòng)擋板；5、第4條可移動(dòng)擋板；6、廢液循環(huán)處理器；7、硅棒支撐塊(根據(jù)硅棒長度和根數(shù)自由調(diào)整位置及數(shù)量)；8、第I個(gè)硅棒；9、第2個(gè)硅棒；10、第3個(gè)硅棒；11、第4個(gè)硅棒；12、第I號(hào)金剛石刀架；13、第2號(hào)金剛石刀架；14、第3號(hào)金剛石刀架；15、第4號(hào)金剛石刀架；16、伸縮防護(hù)罩；17、第I號(hào)切割電機(jī)；18、第2號(hào)切割電機(jī)；19、冷卻液噴淋管；20、固定擋板；21、傳動(dòng)電機(jī)。下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對(duì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)ー步說明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于此實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上部一端裝有兩組四個(gè)金剛石刀架12、13、14,15及ー個(gè)放置于四個(gè)金剛石刀架12、13、14、15的上部且能自由伸縮的伸縮防護(hù)罩16。切割加工時(shí)，當(dāng)金剛石刀架12、13、14、15沿著加工物件平臺(tái)兩側(cè)的導(dǎo)軌移動(dòng)，整個(gè)伸縮防護(hù)罩16隨著金剛石刀架移動(dòng)，金剛石刀架保持被伸縮防護(hù)罩16罩住狀態(tài)，防止切割加工產(chǎn)生的粉末/粉塵擴(kuò)散四周，減少對(duì)環(huán)境的影響。每個(gè)金剛石刀架12、13、14、15上各裝ー組共有9_11片金剛石外圓切割片，其中第一組兩個(gè)金剛石刀架12、13安裝的兩組金剛石外圓切割片由第I號(hào)切割電機(jī)17提供動(dòng)力，第二組兩個(gè)金剛石刀架(14、15)安裝的兩組金剛石外圓切割片由第2號(hào)切割電機(jī)18提供動(dòng)力，這樣切割加工時(shí)，操作者可根據(jù)待切割加工硅棒料數(shù)量選擇是開啟一臺(tái)切割電機(jī)，還是兩臺(tái)切割電機(jī)同時(shí)開啟。待切割加工整根硅棒料放置在由固定擋板20、1 3個(gè)硅棒支撐塊7及一個(gè)可移動(dòng)擋板組成的硅棒支座上。待切割加工整根硅棒料一端放置在固定擋板20，另一端根據(jù)整根硅棒料的長度被第一條可移動(dòng)擋板2擋住，待切割加工整根硅棒料中部被I 3個(gè)硅棒支撐塊7支撐，硅棒支撐塊7的數(shù)量由待切割加工整根硅棒料長度決定，只要保證切割加工時(shí)，待切割加工整根硅棒料受カ均勻，不會(huì)斷裂即可。每個(gè)硅棒支撐塊7可活動(dòng)安裝在專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上，方便位置調(diào)節(jié)。每個(gè)金剛石刀架12、13、14、15配裝ー個(gè)冷卻液噴淋管19，冷卻液噴淋管19出水ロ位于金剛石外圓切割片側(cè)邊上部，切割加工時(shí)，冷卻液噴淋管19向金剛石外圓切割片噴水，以減少切割加工產(chǎn)生的粉末/粉塵擴(kuò)散和降低金剛石外圓切割片表面的工作溫度。冷卻水從加工物件平臺(tái)底部開有排水ロ I排出，通過管道與廢液循環(huán)處理器連接，經(jīng)過濾處理后再次循規(guī)環(huán)使用。實(shí)施例I :制備規(guī)格為5X5X200mm的硅芯。用經(jīng)過金剛石外圓切割多晶直拉棒獲得硅芯，其硅芯橫截面為邊長5mm的正方形，長度為200mm?！げ捎媒饎偸鈭A切割方法同時(shí)對(duì)四根多晶硅棒料進(jìn)行切割制取一種用于化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯，加工步驟如下
I)將擬切割加工的四根長度為200mm硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板20及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上，姆根娃棒料的一端放置在固定擋板處，姆根娃棒料另一端端頭分別由一個(gè)可移動(dòng)擋板2、3、4、5擋住，調(diào)整可移動(dòng)擋板位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受カ均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)；這樣四根硅棒料各自放置在四組硅棒支座上，構(gòu)成四條加工切割エ段。2)同時(shí)開動(dòng)兩臺(tái)切割電機(jī)17、18和一臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)21，四組金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌同時(shí)移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向切割，每次切割前根據(jù)硅芯橫截面尺寸要求，選擇金剛石切割片的數(shù)量和調(diào)節(jié)金剛石切割片間距，最后將整根硅棒料切割為數(shù)塊硅片料；
3)再將切割好的數(shù)塊硅片料，整體同時(shí)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再按步驟I方式，安裝固定在硅芯切割專用設(shè)備中；
4)再次同時(shí)開動(dòng)兩臺(tái)切割電機(jī)17、18和一臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)21，硅片料再次從縱向方向被切害わ構(gòu)成數(shù)個(gè)條狀硅棒；
5)切割完畢，從硅芯切割專用設(shè)備中取出條狀硅棒，每根條狀硅棒則是ー根5X5X200mm 的硅芯，。整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行，所用切割冷卻液為自來水，且切割冷卻液經(jīng)簡單處理后循環(huán)使用。實(shí)施例2 :制備規(guī)格為8X8X2000mm的硅芯。用經(jīng)過金剛石外圓切割多晶沉積棒制作娃芯，其娃芯橫截面為邊長8mm的正方形，長度為2000mm。采用金剛石外圓切割方法同時(shí)對(duì)兩根多晶硅棒料進(jìn)行切割制取一種用于化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯，步驟如下
I)將擬切割加工的兩根長度為2000mm硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板20、I 3個(gè)娃棒支撐塊7及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上,姆根娃棒料的一端放置在固定擋板處，姆根娃棒料的中部由1-3個(gè)娃棒支撐塊7支撐,姆根娃棒料另一端端頭各別由一個(gè)可移動(dòng)擋板2、3擋住，調(diào)整可移動(dòng)擋板及硅棒支撐塊7位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受カ均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)；這樣兩根硅棒料各自放置在兩條硅棒支座上，構(gòu)成兩條加工切割エ段。2)同時(shí)開動(dòng)一臺(tái)切割電機(jī)17和傳動(dòng)電機(jī)21，兩組金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌同時(shí)移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向切割，毎次切割前根據(jù)硅芯橫截面尺寸要求，調(diào)節(jié)金剛石切割片間距，最后將整根硅棒料切割為數(shù)塊硅片料；
3)再將切割好的數(shù)塊硅片料，整體同時(shí)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再按步驟I方式，安裝固定在硅芯專用切割設(shè)備中；
4)再次同時(shí)開動(dòng)一臺(tái)切割電機(jī)17和傳動(dòng)電機(jī)21,娃片料再次被從縱向方向切割,形成數(shù)個(gè)條狀硅棒；
5)切割完畢，從硅芯專用切割設(shè)備中取出條狀硅棒，每根條狀硅棒則是ー根8X8X2000mm 的硅芯。整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行的，所用切割冷卻液為脫鹽水，且切割冷卻液經(jīng)簡單處理后循環(huán)使用。實(shí)施例3 :制備規(guī)格為8X8X2800mm的硅芯。I.用經(jīng)過金剛石外圓切割單晶直拉棒制得到硅芯，其硅芯橫截面為邊長8_的正方形，長度為2800mm。2.采用金剛石外圓切割方法同時(shí)對(duì)三根多晶硅棒料進(jìn)行切割制取一種用于化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯，步驟如下
I)將擬切割加工的三根長度為2800mm硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板20、I 3個(gè)娃棒支撐塊7及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上,姆根娃棒料的一端放置在固定擋板處，姆根娃棒料的中部由1-3個(gè)娃棒支撐塊7支撐,姆根娃棒料另一端端頭各別由一個(gè)可移動(dòng)擋板2、3、4擋住，調(diào)整可移動(dòng)擋板及硅棒支撐塊7位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受カ均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)；這樣四根硅棒料各自放置在三條硅棒支座上，構(gòu)成三條加エ切割エ段。2)同時(shí)開動(dòng)兩臺(tái)切割電機(jī)17、18和傳動(dòng)電機(jī)21，四組金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌同時(shí)移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向切割，毎次切割前根據(jù)硅芯橫截面尺寸要求，調(diào)節(jié)金剛石切割片間距，最后將整根硅棒料切割為數(shù)塊硅片料；
3)再將切割好的數(shù)塊硅片料，整體同時(shí)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再按步驟I方式，安裝固定在硅芯專用設(shè)備中；
4)再次同時(shí)開動(dòng)兩臺(tái)切割電機(jī)17、18和傳動(dòng)電機(jī)21，硅片料再次被從縱向方向切割，形成數(shù)個(gè)條狀硅棒；
5)切割完畢，從硅芯專用切割設(shè)備中取出條狀硅棒，每根條狀硅棒則是ー根8X8X2800mm 的硅芯。整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行，所用切割冷卻液為自來水，且切割冷卻液經(jīng)簡單處理后循環(huán)使用。
實(shí)施例4 :同時(shí)制備規(guī)格為8X8X2400mm和規(guī)格為8X8X2800mm的硅芯。I.用多晶硅棒料經(jīng)過金剛石外圓切割得到一種用于化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的娃芯，其娃芯橫截面為邊長8mm的正方形,長度分別為2400mm和2800mm。2.采用金剛石外圓切割方法同時(shí)對(duì)2根長度為2400mm多晶硅棒料和2根長度為2800mm多晶硅棒料進(jìn)行切割制取一種用于化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯，步驟如下 I)將擬切割加工的兩根長度為2400mm硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板20、I 3個(gè)娃棒支撐塊7及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上,姆根娃棒料的一端放置在固定擋板處，姆根娃棒料的中部由1-3個(gè)娃棒支撐塊7支撐,姆根娃棒料另一端端頭各別由一個(gè)可移動(dòng)擋板2、3擋?。粚M切割加工的兩根長度為2800mm硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板20、I 3個(gè)娃棒支撐塊7及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上,姆根娃棒料的一端放置在固定擋板處，姆根娃棒料的中部由1-3個(gè)娃棒支撐塊7支撐,姆根娃棒料另一端端頭各別由一個(gè)可移動(dòng)擋板4、5擋?。徽{(diào)整可移動(dòng)擋板及硅棒支撐塊7位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受カ均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)；這樣四根硅棒料各自放置在四條硅棒支座上，構(gòu)成四條加工切割エ段。2)同時(shí)開動(dòng)ニ臺(tái)切割電機(jī)17和傳動(dòng)電機(jī)21，四組金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌同時(shí)移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向切割，毎次切割前根據(jù)硅芯橫截面尺寸要求，調(diào)節(jié)金剛石切割片間距，最后將整根硅棒料切割為數(shù)塊硅片料；
3)再將切割好的數(shù)塊硅片料，整體同時(shí)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再按步驟I方式，安裝固定在硅芯專用切割設(shè)備中；
4)再次同時(shí)開動(dòng)ニ臺(tái)切割電機(jī)17和傳動(dòng)電機(jī)21，硅片料再次被從縱向方向切割，形成數(shù)個(gè)條狀硅棒；
5)切割完畢，從硅芯專用切割設(shè)備中取出條狀硅棒，每根條狀硅棒則是ー根硅芯。整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行的，所用切割冷卻液為脫鹽水，且切割冷卻液經(jīng)簡單處理后循環(huán)使用。本發(fā)明提供的方法與其它娃芯制備方法比較表
權(quán)利要求
1.一種用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備，其特征在于專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)底部開有排水口(1)，加工物件平臺(tái)上部一端裝有兩組四個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)及一個(gè)放置于四個(gè)金剛石刀架的上部且能隨刀架移動(dòng)而自由伸縮的伸縮防護(hù)罩(16)，每個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)上各裝一組共9 11塊金剛石外圓切割片，其中第一組兩個(gè)金剛石刀架(12、13)安裝的兩組金剛石外圓切割片由第I號(hào)切割電機(jī)(17)提供動(dòng)力，第二組兩個(gè)金剛石刀架(14、15)安裝的兩組金剛石外圓切割片由第2號(hào)切割電機(jī)(18)提供動(dòng)力，二組金剛石刀架均由一臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)(21)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退功能，每個(gè)金剛石刀架(12、13、14、15)配裝一個(gè)冷卻液噴淋 管(19)，整根待切割加工硅棒料放置在固定擋板(20)、1 3個(gè)硅棒支撐塊(7)及可移動(dòng)擋板組成的硅棒支座上，排水口(I)及冷卻液噴淋管(19 )通過管道與廢液循環(huán)處理器(6 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯的專用切割設(shè)備，其特征在于所用的金剛石外圓切割片為鋼基材料帶金剛石刀頭，可是燒結(jié)金剛石切割片、焊接金剛石切割片或電鍍金剛石切割片任意一種金剛石切割片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備，其特征在于所述的硅棒料是通過任何一種方法制備而成的任意一種多晶硅原料棒，包括多晶直拉棒、單晶直拉棒或多晶沉積棒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備，其特征在于所述的可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)及硅棒支撐塊(7)安裝在專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上，每個(gè)可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)及硅棒支撐塊(7)能沿平臺(tái)上部的導(dǎo)軌移動(dòng)位置左右移動(dòng)固定，固定擋板(20)安裝在專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)上，位置固定不變，冷卻液噴淋管(19)的出水口安裝在金剛石外圓切割片上方，每個(gè)金剛石外圓切割片對(duì)應(yīng)I個(gè)出水□。
5.使用權(quán)利要求I所述用于制作化學(xué)氣相沉積生長多晶硅的硅芯專用切割設(shè)備的硅芯加工方法，其特征在于制作硅芯的加工步驟是 1)將擬切割加工的2 4根硅棒料，各自分別安裝固定在由固定擋板(20)、3 5個(gè)娃棒支撐塊(7)及可移動(dòng)擋板組成的娃棒支座上，每根娃棒料的一端放置在固定擋板(20)處，該根娃棒料由1-3個(gè)娃棒支撐塊(7)支撐,該根娃棒料另一端端頭由一個(gè)可移動(dòng)擋板(2、3、4、5)擋住；調(diào)整硅棒支撐塊(7)和可移動(dòng)擋板的位置，讓固定在硅棒支座上的整根硅棒料受力均勻，不會(huì)左右前后移動(dòng)； 2)開動(dòng)切割電機(jī)(17、18)和傳動(dòng)電機(jī)(21)，金剛石刀架帶動(dòng)金剛石外圓切割片沿專用切割設(shè)備的加工物件平臺(tái)內(nèi)中的導(dǎo)軌移動(dòng)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的金剛石外圓切割片將預(yù)先固定在硅棒支座上的每根硅棒料從縱向方向自動(dòng)切割為數(shù)塊硅片料； 3)再將切割好的硅片料，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)90度后，再次按步驟I方式，安裝固定在專用切割設(shè)備的硅棒支座上； 4)再次開動(dòng)切割電機(jī)(17、18)和傳動(dòng)電機(jī)(21)，硅片料再次從縱向方向自動(dòng)切割，形成條狀硅棒； 5)切割完畢，從專用切割設(shè)備中取出條狀硅棒，則制得多根硅芯； 制得的多根娃芯，其橫截面為4mm 20mm的正方形，長度為60mm 3000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作化學(xué)氣相沉積生長多晶娃的娃芯加工方法,其特征在于整個(gè)切割過程是自動(dòng)進(jìn)行，切割時(shí)所用的切割冷卻液為自來水或脫鹽水，不需要專門配制切割漿 料，且切割冷卻液經(jīng)廢液循環(huán)處理器簡單處理后，可循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種用于制作化學(xué)氣相反應(yīng)沉積生長多晶硅的硅芯專用金剛石外圓切割機(jī)及其加工方法。屬新能源及新材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將多晶硅棒料安裝固定在金剛石外圓切割機(jī)中，同時(shí)對(duì)多根多晶硅棒料進(jìn)行切割制取硅芯，先將多晶硅棒料切割成多晶硅片料，再將多晶硅片料切割成條狀硅芯，切割完畢，可以同時(shí)得到多根硅芯。采用本發(fā)明提供的硅芯制備方法其生產(chǎn)效率明顯高于其它制備方法，且在整個(gè)切割過程中，所用切割冷卻液為自來水或脫鹽水，不需要專門配制切割漿料，將切割冷卻液經(jīng)簡單處理后進(jìn)行循環(huán)使用，整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢物僅為硅渣，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
文檔編號(hào)B28D5/04GK102837370SQ201210271510
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者李昆, 亢若谷, 馬啟坤, 王云坤, 史冰川, 和金生, 呂維基, 羅以順, 段鑫, 黃磊 申請(qǐng)人:昆明冶研新材料股份有限公司