硅棒切割裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種能夠減少切割損失且操作方便的硅棒切割裝置。該切割裝置，包括支架、工作臺，工作臺上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置，工作臺的上表面設(shè)置有多個硅棒夾具，所述硅棒夾具包括第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸，第一伸縮氣缸的推拉桿末端連接有第一夾持頭，第二伸縮氣缸的推拉桿末端連接有第二夾持頭，第一夾持頭包括第一夾持塊，所述第一夾持塊朝向第二夾持頭的表面為內(nèi)凹的弧面，第二夾持頭包括第二夾持塊，第二夾持塊朝向第一夾持頭的表面為內(nèi)凹的弧面。該切割裝置的整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，造成的單晶損失非常小，由夾持頭、伸縮氣缸組成的硅棒夾具夾持牢固。適合在太陽能電池加工設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【專利說明】硅棒切割裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能電池加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種硅棒切割裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)，世界能源危機(jī)促進(jìn)了光伏市場的發(fā)展，晶體硅太陽能電池是光伏行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。隨著世界各國對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步重視，特別是發(fā)達(dá)國家制定了一系列的扶持政策，鼓勵開發(fā)利用太陽能，另外，隨著硅太陽能電池應(yīng)用面的不斷擴(kuò)大，太陽能電池的需求量越來越大，硅單晶材料的需求量也就越來越大。
[0003]單晶硅為一種半導(dǎo)體材料，一般用于制造集成電路和其他電子元件，單晶硅生長技術(shù)有兩種:一種是區(qū)熔法，另一種是直拉法，其中直拉法使目前普遍采用的方法。
[0004]直拉法生長單晶硅的方法如下:將高純度的多晶硅原料放入單晶爐的石英坩禍內(nèi)，然后在低真空有流動惰性氣體的保護(hù)下加熱熔化，把一支有著特定生長方向的單晶硅(也叫做籽晶)裝入籽晶夾持裝置中，并使籽晶與硅溶液接觸，調(diào)整熔融硅溶液的溫度，使其接近熔點(diǎn)溫度，然后驅(qū)動籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋轉(zhuǎn)，然后緩緩上提籽晶，此時(shí)，單晶硅進(jìn)入錐體部分的生長，當(dāng)錐體的直徑接近目標(biāo)直徑時(shí)，提高籽晶的提升速度，使單晶硅體直徑不再增大而進(jìn)入晶體的中部生長階段，在單晶硅體生長接近結(jié)束時(shí)，再提高籽晶的提升速度，單晶硅體逐漸脫離熔融硅，形成下錐體而結(jié)束生長。用這種方法生長出來的單晶硅，其形狀為兩段呈錐形的圓柱體，將該圓柱體切片，即得到單晶硅半導(dǎo)體原料，這種圓形單晶硅片就可以作為集成電路或太陽能的材料。
[0005]在光伏行業(yè)中，采用直拉法制成的單晶硅棒一般體積較大，通常需要將單晶硅棒切割成體積較小的晶塊后才能使用。
[0006]目前，對于單晶硅棒的切割主要采用金剛石鋸片進(jìn)行切割，由于金剛石鋸片的厚度一般為3mm左右，如果用3mm厚的金剛石鋸片切割單晶娃棒，就會有3mm的截口損失，也就是說至少會浪費(fèi)3_厚的單晶材料，單晶的利用率較低，而單晶價(jià)格昂貴，單晶利用率低就會導(dǎo)致單晶硅的生產(chǎn)成本大大增加，而且，使用金剛石鋸片切高割籽晶，籽晶的切割面不光滑，還需要對切割面進(jìn)行后續(xù)工序處理，不但工序復(fù)雜且成本也較，另外，現(xiàn)有的切割裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，切割起來非常不方便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠減少切割損失且操作方便的硅棒切割裝置。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該硅棒切割裝置，包括支架、工作臺，所述工作臺上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置，所述鋼線切割裝置包括主動線輥、無頭鋼線、第一線輥、第二線輥、第三線輥，所述第一線輥、第二線輥設(shè)置在工作臺的一側(cè)且第一線輥設(shè)置在第二線輥的上方，所述第三線輥設(shè)置在工作臺的另一側(cè)，所述無頭鋼線依次繞過主動線輥、第一線輥、第三線輥、第二線輥、主動線輥反復(fù)循環(huán)移動，所述工作臺下表面的中間位置固定有套筒，所述套筒內(nèi)設(shè)置有絲桿，所述絲桿與套筒螺紋連接，所述絲桿的下端通過軸承固定在支架上，所述絲桿上連接有用于絲桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)，所述工作臺的上表面設(shè)置有多個硅棒夾具，所述硅棒夾具包括第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸，所述第一伸縮氣缸的推拉桿末端連接有第一夾持頭，所述第二伸縮氣缸的推拉桿末端連接有第二夾持頭，所述第一夾持頭與第二夾持頭分別位于工作臺的兩側(cè)，所述第一夾持頭包括第一夾持塊，所述第一夾持塊朝向第二夾持頭的表面為內(nèi)凹的弧面，所述第二夾持頭包括第二夾持塊，所述第二夾持塊朝向第一夾持頭的表面為內(nèi)凹的弧面。
[0009]進(jìn)一步的是，所述第一夾持塊朝向第二夾持頭的表面設(shè)置有第一防滑墊，所述第二夾持塊朝向第一夾持頭的表面設(shè)置有第二防滑墊。
[0010]進(jìn)一步的是，所述主動線輥、第一線輥、第二線輥、第三線輥的表面均設(shè)置有線槽。
[0011]進(jìn)一步的是，所述工作臺下方設(shè)置有多根支撐桿，所述支撐桿的一端固定在工作臺的下表面，另一端固定在套筒的外表面。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該硅棒切割裝置在使用時(shí)，只需將需要切割的單晶硅棒放置在工作臺上，然后用硅棒夾具將其加緊，然后使主動線輥轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動鋼線高速移動，此時(shí)，通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，由于絲桿與套筒螺紋連接，因而絲桿轉(zhuǎn)動可以使得套筒沿絲桿軸向方向移動，進(jìn)而推動工作臺向上移動，使得單晶硅棒逐漸與鋼線接觸，當(dāng)單晶硅棒與高速移動的鋼線接觸后，鋼線對單晶硅棒進(jìn)行切割，工作臺繼續(xù)向上移動知道硅棒被完全切斷，當(dāng)單晶硅棒被切斷后，驅(qū)動電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，絲桿帶動套筒向下移動，進(jìn)而工作臺向下移動，移動至與鋼線保持安全距離后，將切割好的硅棒取下，再放入新的需要切割的硅棒，重復(fù)上述步驟即可，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，由于鋼線較細(xì)，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時(shí)，鋼線切割出的硅棒截面非常光滑，無需對切割面進(jìn)行處理即可使用，減少了截面處理工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，另外，由夾持頭、伸縮氣缸組成的硅棒夾具在使用時(shí)只需驅(qū)動第一伸縮氣缸、第二伸縮氣缸，使第一夾持頭、第二夾持頭夾持在硅棒的兩側(cè)即可，夾持牢固，在鋼線切割硅棒的過程中，硅棒不會晃動，可以保證硅棒切割工序順利進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型硅棒切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1的左側(cè)視圖；
[0015]圖中標(biāo)記為:支架1、工作臺2、鋼線切割裝置3、王動線棍301、無頭鋼線302、弟一線輥303、第二線輥304、第三線輥305、套筒4、絲桿5、支撐桿6、第一伸縮氣缸7、第二伸縮氣缸8、第一夾持頭9、第一夾持塊901、第一防滑墊902、第二夾持頭10、第二夾持塊101、第二防滑墊102。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1、2所示，該硅棒切割裝置，包括支架1、工作臺2，所述工作臺2上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置3，所述鋼線切割裝置3包括主動線棍301、無頭鋼線302、弟一線棍303、第二線輥304、第三線輥305，所述第一線輥303、第二線輥304設(shè)置在工作臺2的一側(cè)且第一線輥303設(shè)置在第二線輥304的上方，所述第三線輥305設(shè)置在工作臺2的另一側(cè)，所述無頭鋼線302依次繞過主動線輥301、第一線輥303、第三線輥305、第二線輥304、主動線輥301反復(fù)循環(huán)移動，所述工作臺2下表面的中間位置固定有套筒4，所述套筒4內(nèi)設(shè)置有絲桿5，所述絲桿5與套筒4螺紋連接，所述絲桿5的下端通過軸承固定在支架1上，所述絲桿5上連接有用于絲桿5轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)，所述工作臺2的上表面設(shè)置有多個硅棒夾具，所述硅棒夾具包括第一伸縮氣缸7、第二伸縮氣缸8，所述第一伸縮氣缸7的推拉桿末端連接有第一夾持頭9，所述第二伸縮氣缸8的推拉桿末端連接有第二夾持頭10，所述第一夾持頭9與第二夾持頭10分別位于工作臺2的兩側(cè)，所述第一夾持頭9包括第一夾持塊901，所述第一夾持塊901朝向第二夾持頭10的表面為內(nèi)凹的弧面，所述第二夾持頭10包括第二夾持塊101，所述第二夾持塊101朝向第一夾持頭9的表面為內(nèi)凹的弧面。該硅棒切割裝置在使用時(shí)，只需將需要切割的單晶硅棒放置在工作臺2上，然后用硅棒夾具將其加緊，然后使主動線輥301轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動鋼線高速移動，此時(shí)，通過驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動絲桿5轉(zhuǎn)動，由于絲桿5與套筒4螺紋連接，因而絲桿5轉(zhuǎn)動可以使得套筒4沿絲桿5軸向方向移動，進(jìn)而推動工作臺2向上移動，使得單晶硅棒逐漸與鋼線接觸，當(dāng)單晶硅棒與高速移動的鋼線接觸后，鋼線對單晶硅棒進(jìn)行切割，工作臺2繼續(xù)向上移動知道硅棒被完全切斷，當(dāng)單晶硅棒被切斷后，驅(qū)動電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，絲桿5帶動套筒4向下移動，進(jìn)而工作臺2向下移動，移動至與鋼線保持安全距離后，將切割好的硅棒取下，再放入新的需要切割的硅棒，重復(fù)上述步驟即可，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，由于鋼線較細(xì)，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時(shí)，鋼線切割出的硅棒截面非常光滑，無需對切割面進(jìn)行處理即可使用，減少了截面處理工序，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，另外，由夾持頭、伸縮氣缸組成的娃棒夾具在使用時(shí)只需驅(qū)動第一伸縮氣缸7、第二伸縮氣缸8，使第一夾持頭9、第二夾持頭10夾持在硅棒的兩側(cè)即可，夾持牢固，在鋼線切割硅棒的過程中，硅棒不會晃動，可以保證硅棒切割工序順利進(jìn)行。
[0018]為了進(jìn)一步防止硅棒在高速移動的鋼線摩擦下翻滾導(dǎo)致切割工序不能順利進(jìn)行，所述第一夾持塊901朝向第二夾持頭10的表面設(shè)置有第一防滑墊902，所述第二夾持塊101朝向第一夾持頭9的表面設(shè)置有第二防滑墊102，通過設(shè)置防滑墊可以有效避免硅棒在切割過程中翻滾，進(jìn)而可以保證硅棒切割的順利進(jìn)行。
[0019]為了避免鋼線在高速移動的過程發(fā)生躥位，所述主動線輥301、第一線輥303、第二線輥304、第三線輥305的表面均設(shè)置有線槽，將鋼線限制在線槽內(nèi)，由于鋼線處于緊繃狀態(tài)，因?yàn)闊o法從線槽內(nèi)滑出，可以保證鋼線穩(wěn)定的快速移動。
[0020]工作臺2是否能夠平穩(wěn)移動對于鋼線切割硅棒有很大的影響，因此必須保證工作臺2在上升過程中平穩(wěn)移動，由于工作臺2 —般較重，為了保證工作臺2在上升和下降時(shí)平穩(wěn)，所述工作臺2下方設(shè)置有多根支撐桿6，所述支撐桿6的一端固定在工作臺2的下表面，另一端固定在套筒4的外表面。
【權(quán)利要求】
1.硅棒切割裝置，其特征在于:包括支架(1)、工作臺(2)，所述工作臺(2)上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置(3)，所述鋼線切割裝置(3)包括主動線輥(301)、無頭鋼線(302)、第一線輥(303)、第二線輥(304)、第三線輥(305)，所述第一線輥(303)、第二線輥(304)設(shè)置在工作臺(2)的一側(cè)且第一線輥(303)設(shè)置在第二線輥(304)的上方，所述第三線輥(305)設(shè)置在工作臺(2)的另一側(cè)，所述無頭鋼線(302)依次繞過主動線輥(301)、第一線輥(303)、第三線輥(305)、第二線輥(304)、主動線輥(301)反復(fù)循環(huán)移動，所述工作臺(2)下表面的中間位置固定有套筒(4)，所述套筒(4)內(nèi)設(shè)置有絲桿(5)，所述絲桿(5)與套筒(4)通過螺紋連接，所述絲桿(5)的下端通過軸承固定在支架(I)上，所述絲桿(5)上連接有用于絲桿(5)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)，所述工作臺(2)的上表面設(shè)置有多個硅棒夾具，所述硅棒夾具包括第一伸縮氣缸(7)、第二伸縮氣缸(8)，所述第一伸縮氣缸(7)的推拉桿末端連接有第一夾持頭(9)，所述第二伸縮氣缸(8)的推拉桿末端連接有第二夾持頭(10)，所述第一夾持頭(9)與第二夾持頭(10)分別位于工作臺(2)的兩側(cè)，所述第一夾持頭(9)包括第一夾持塊(901)，所述第一夾持塊(901)朝向第二夾持頭(10)的表面為內(nèi)凹的弧面，所述第二夾持頭(10)包括第二夾持塊(101)，所述第二夾持塊(101)朝向第一夾持頭(9)的表面為內(nèi)凹的弧面。
2.如權(quán)利要求1所述的硅棒切割裝置，其特征在于:所述第一夾持塊(901)朝向第二夾持頭(10)的表面設(shè)置有第一防滑墊(902)，所述第二夾持塊(101)朝向第一夾持頭(9)的表面設(shè)置有第二防滑墊(102)。
3.如權(quán)利要求2所述的硅棒切割裝置，其特征在于:所述主動線輥(301)、第一線輥(303)、第二線輥(304)、第三線輥(305)的表面均設(shè)置有線槽。
4.如權(quán)利要求3所述的硅棒切割裝置，其特征在于:所述工作臺(2)下方設(shè)置有多根支撐桿(6)，所述支撐桿(6)的一端固定在工作臺(2)的下表面，另一端固定在套筒(4)的外表面。
【文檔編號】B28D7/04GK204249125SQ201420735993
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】陳五奎, 李軍, 陳輝, 耿榮軍, 馮加保 申請人:樂山新天源太陽能科技有限公司