單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，包括切斷單晶硅棒的金剛石線鋸，所述金剛石線鋸包括兩條以上的環(huán)形金剛石鋸絲，各條環(huán)形金剛石鋸絲分別由不同的導(dǎo)輪組張緊而形成兩個(gè)以上的切割面，各切割面相互平行且之間的距離可調(diào)節(jié)；各條環(huán)形金剛石鋸絲對(duì)單晶硅棒的切割段處于與單晶硅棒軸線平行的同一平面上；所述切割段兩端的環(huán)形金剛石鋸絲上設(shè)有導(dǎo)向輪。本發(fā)明采用多條平行的環(huán)形金剛石鋸絲同時(shí)將單晶硅棒截?cái)喽喽?，充分有效利用環(huán)形金剛石鋸絲單方向、無(wú)慣性力、高速運(yùn)動(dòng)的特性，相比金剛石單線鋸可提高加工效率3倍～5倍。
【專利說(shuō)明】單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及脆硬非金屬材料加工設(shè)備，具體為一種單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]單晶硅棒拉制成型后，長(zhǎng)度可以達(dá)到1.5米?2米，需將硅棒截?cái)喑梢欢ㄩL(zhǎng)度(200毫米?300毫米)，以方便進(jìn)行定向切片等后續(xù)加工。
[0003]目前，用來(lái)截?cái)鄦尉Ч璋舻募夹g(shù)有金剛石帶鋸切割和金剛石線鋸切割。隨著單晶硅生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，硅棒的直徑越來(lái)越大，目前最大直徑可以達(dá)到450毫米。
[0004]單晶硅棒截?cái)嘧钇毡槭褂媒饎偸瘞т?，其切割速度快，切割效率高，使用壽命長(zhǎng)。但金剛石帶鋸由于鋸身具有一定寬度，切割大直徑單晶硅棒時(shí)，鋸身容易晃動(dòng)，導(dǎo)致切割表面不平整，具有明顯較深波浪紋，需要進(jìn)行表面平磨加工才能進(jìn)入下一道工序。
[0005]金剛石線鋸切割是近年來(lái)興起的切割方式，金剛石鋸絲長(zhǎng)數(shù)百公里，運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，切割線速度小于15米每秒。
[0006]單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸多為金剛石單線鋸，又分為普通往復(fù)式金剛石單線鋸和搖擺往復(fù)式金剛石單線鋸。
[0007]普通往復(fù)式金剛石線鋸切割大直徑單晶硅棒時(shí)，由于切割絲較細(xì)，切割線速度較低，切割面大，切割絲表面金剛石顆?？倘雴尉Ч璧膲簭?qiáng)不夠，出現(xiàn)切割不動(dòng)的情況，直至切割絲斷開(kāi)。
[0008]而搖擺往復(fù)式金剛石單線鋸切割時(shí)，切割絲一方面往返運(yùn)動(dòng)，線速度約為5米每秒；另一方面隨主機(jī)架搖擺運(yùn)動(dòng)，切割絲始終以點(diǎn)接觸的方式切割單晶硅，在合適切割參數(shù)的條件下，搖擺往復(fù)式金剛石線鋸可以實(shí)現(xiàn)大直徑單晶硅棒的截?cái)?，但由于切割絲往返且搖擺運(yùn)動(dòng)，切割面表面仍有微小波浪紋，肉眼可以識(shí)別，切割效率也較低。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0009]針對(duì)現(xiàn)有切割技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，能夠在大型單晶硅棒截?cái)噙^(guò)程中滿足表面質(zhì)量、效率、壽命等指標(biāo)要求。
[0010]本發(fā)明單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置的技術(shù)方案，包括切斷單晶硅棒的金剛石線鋸，所不同的是所述金剛石線鋸包括兩條以上(包括兩條)的環(huán)形金剛石鋸絲，各條環(huán)形金剛石鋸絲分別由不同的導(dǎo)輪組張緊而形成兩個(gè)以上(包括兩個(gè))切割面，各切割面相互平行且之間的距離可調(diào)節(jié)。
[0011]為滿足多條環(huán)形金剛石鋸絲同步切割要求，各條環(huán)形金剛石鋸絲對(duì)單晶硅棒的切割段處于與單晶硅棒軸線平行的同一平面上。
[0012]為保持穩(wěn)定的切割，所述切割段兩端的環(huán)形金剛石鋸絲上設(shè)有導(dǎo)向輪。
[0013]各導(dǎo)輪組中的導(dǎo)輪個(gè)數(shù)可設(shè)為2個(gè)、或設(shè)為3個(gè)、或設(shè)為4個(gè)、甚至更多。
[0014]所述導(dǎo)輪中包括一個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)張緊輪。[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置采用多條平行的環(huán)形金剛石鋸絲同時(shí)將單晶硅棒截?cái)喽喽?，充分有效利用環(huán)形金剛石鋸絲單方向、無(wú)慣性力、高速運(yùn)動(dòng)(30米/秒?50米/秒)的特性，可使加工效率相比金剛石單線鋸提高3?5倍。
[0017]2、本發(fā)明不會(huì)在單晶硅棒的切割表面留下切割劃痕，可獲得更好的切割表面平整度和粗糙度。
[0018]3、本發(fā)明中，每條環(huán)形金剛石鋸絲跨過(guò)兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)輪，且為單獨(dú)張緊，SP使切割過(guò)程中斷絲也不影響剩余切割絲的切割，亦可停機(jī)換線。
[0019]4、本發(fā)明更換金剛石鋸絲方便快捷，全部換下所有環(huán)形金剛石鋸絲僅需幾分鐘即可完成。
(四)【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0020]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明再一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖號(hào)標(biāo)識(shí):1、金剛石鋸絲；2、導(dǎo)輪；3、導(dǎo)向輪；4、單晶硅棒。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0024]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置包括兩個(gè)以上對(duì)單晶硅棒4進(jìn)行截?cái)嗟慕饎偸€鋸單元，各金剛石線鋸單元包括一條環(huán)形金剛石鋸絲I和對(duì)應(yīng)的導(dǎo)輪組，各條環(huán)形金剛石鋸絲I由所述導(dǎo)輪組張緊而形成切割面，兩個(gè)以上切割面相互平行且垂直于單晶硅棒4的軸線，各條環(huán)形金剛石鋸絲I對(duì)單晶硅棒4的切割段處于與單晶硅棒4軸線平行的同一平面上；各導(dǎo)輪組安裝在各自對(duì)應(yīng)的支撐架上，兩兩支撐架之間的距離可以通過(guò)移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，即實(shí)現(xiàn)兩兩切割面之間的距離調(diào)節(jié)，從而獲得不同長(zhǎng)度段的單晶硅棒4，如圖1、圖2、圖3所示。
[0026]本發(fā)明結(jié)構(gòu)中，各支撐架單獨(dú)提供動(dòng)力。
[0027]根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，所述導(dǎo)輪組有多種設(shè)置方案:
[0028]1、如圖1所示，所述導(dǎo)輪組包括上、下兩個(gè)導(dǎo)輪2，將下方的導(dǎo)輪2設(shè)為主動(dòng)輪，將上方的導(dǎo)輪2設(shè)為張緊輪，環(huán)形金剛石鋸絲I對(duì)單晶硅棒4切割段的上、下兩端設(shè)有上、下兩個(gè)導(dǎo)向輪3。
[0029]2、如圖2所示，所述導(dǎo)輪組包括前面上、下兩個(gè)導(dǎo)輪2和后面中間的一個(gè)導(dǎo)輪2，將下方的導(dǎo)輪2設(shè)為主動(dòng)輪，將后面的導(dǎo)輪2設(shè)為張緊輪，環(huán)形金剛石鋸絲I對(duì)單晶硅棒4切割段的上、下兩端設(shè)有上、下兩個(gè)導(dǎo)向輪3。
[0030]3、如圖3所示，所述導(dǎo)輪組包括前面上、下兩個(gè)導(dǎo)輪2和后面上、下兩個(gè)導(dǎo)輪2，將后面下方導(dǎo)輪2設(shè)為主動(dòng)輪，將后面上方導(dǎo)輪2設(shè)為張緊輪，環(huán)形金剛石鋸絲I對(duì)單晶硅棒4切割段的上、下兩端設(shè)有上、下兩個(gè)導(dǎo)向輪3。
【權(quán)利要求】
1.單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，包括切斷單晶硅棒(4)的金剛石線鋸，其特征在于:所述金剛石線鋸包括兩條以上的環(huán)形金剛石鋸絲(I)，各條環(huán)形金剛石鋸絲(I)分別由不同的導(dǎo)輪組張緊而形成兩個(gè)以上的切割面，各切割面相互平行且之間的距離可調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，其特征在于:各條環(huán)形金剛石鋸絲(I)對(duì)單晶硅棒(4)的切割段處于與單晶硅棒(4)軸線平行的同一平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，其特征在于:所述切割段兩端的環(huán)形金剛石鋸絲(I)上設(shè)有導(dǎo)向輪(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，其特征在于:各導(dǎo)輪組中導(dǎo)輪(2)的個(gè)數(shù)為2個(gè)、或?yàn)?個(gè)、或?yàn)?個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶硅棒截?cái)嘟饎偸€鋸裝置，其特征在于:所述導(dǎo)輪(2)中包括一個(gè)主動(dòng)輪和一個(gè)張緊輪。
【文檔編號(hào)】B28D5/04GK103753716SQ201310731810
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陳超, 胡喬帆, 秦建新, 李東平, 張昌龍, 林峰, 呂智, 王進(jìn)保 申請(qǐng)人:中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司