CN101502983A

CN101502983A - 硅片切割机

Info

Publication number: CN101502983A
Application number: CNA2009100257448A
Authority: CN
Inventors: 陈世强; 张宏兵; 吕洪明
Original assignee: Wuxi Kaiyuan Solar Energy Equipment Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Kaiyuan Solar Energy Equipment Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2029-03-09
Also published as: CN101502983B

Abstract

本发明提供了一种硅片切割机，其针对不同的加工件，不需要频繁更换部件，且其在保证对硅片快速切割的同时保证了硅片表面质量以及合格率。其包括收放线结构、工件夹紧释放装置、硅片切割液的冷却装置，其特征在于：收放线结构包括卷绕电机和放线电机，所述卷绕电机和放线电机分别对应连接卷绕轮和放线轮，所述放线轮上的钢丝线依次绕过升降轮、轮组后绕过沿平行布置的两个导轮后再绕调整轮，接着沿另一轮组以及另一升降轮后绕于所述卷绕轮；所述工件夹紧释放装置包括安装架、工件连接结构、气缸和顶杆装置；硅片切割液的冷却装置包括壳体，所述壳体内部分隔为切割液出液腔和进液腔以及换热腔，位于中间部位的换热腔其内部设置有冷却管道，所述冷却管道将所述切割液出液腔和进液腔连通。

Description

硅片切割机

(一)技术领域

本发明涉及硅片切割设备技术领域，具体为硅片切割机。

(二)背景技术

传统的切割硅晶片设备通常采用磨床磨削切割，而磨削加工在工业上起着重要作用，它的主要特点是产生的切屑细小，加工精度高，砂轮具有自锐性，这使磨削具有一系列优点。现在业内对单晶硅脆性材料的超精密磨削加工作了大量的实验研究，研究结果表明，对于单晶硅等脆性材料，其表面粗糙度主要与砂轮的平均磨粒尺寸、进给量等因素有关。当采用超精密磨床并在Vs＝1200m/min、f＝0^—500μm/rev、ap＝0.1^—10μm的磨削条件下磨削时，只有当金刚石砂轮的平均磨粒尺寸低于20μm，才能在塑性磨削模式下加工出高质量的光滑表面，其磨削后的表面粗糙度为rms：5.14nm、Ra：3。这样对于磨床而言，磨削不同的工件，需要更换砂轮，而置换砂轮，一方面调整繁琐，另一方面，砂轮的修整占用时间，耗费时间。

(三)发明内容

针对问题，本发明提供了一种硅片切割机，其针对不同的加工件，不需要频繁更换部件，且其在保证对硅片快速切割的同时保证了硅片表面质量以及合格率。

其技术方案是这样的：其包括收放线结构、工件夹紧释放装置、硅片切割液的冷却装置，其特征在于：收放线结构包括卷绕电机和放线电机，所述卷绕电机和放线电机分别对应连接卷绕轮和放线轮，所述放线轮上的钢丝线依次绕过升降轮、轮组后绕过沿平行布置的两个导轮后再绕调整轮，接着沿另一轮组以及另一升降轮后绕于所述卷绕轮；所述工件夹紧释放装置包括安装架、工件连接结构、气缸和顶杆装置，所述气缸安装于所述安装架上部，所述顶杆装置安装于所述安装架的导向孔内，所述气缸的导杆与所述顶杆装置连接，所述顶杆装置与所述工件连接结构连接；硅片切割液的冷却装置包括壳体，所述壳体内部分隔为切割液出液腔和进液腔以及换热腔，所述换热腔上端、下端分别开有冷却液进液口和出液口，所述切割液出液腔和进液腔分别设置在壳体的上端、下端，位于中间部位的换热腔其内部设置有冷却管道，所述冷却管道将所述切割液出液腔和进液腔连通；

其进一步特征在于：

所述顶杆装置包括上顶杆、自由顶杆和下顶杆，所述上顶杆与所述气缸的导杆连接，所述自由顶杆安装于所述安装架的导向孔，所述下顶杆穿过导套后并通过其下端的轴肩与夹紧板扣合，所述夹紧板的上端为呈燕尾型的滑块，所述滑块部位安装于由限位板和V型板围成的滑槽；所述夹紧板的下端从所述限位板伸出后与连接板连接；在所述导套的上部压装有弹簧，所述弹簧套装于所述下顶杆，所述弹簧的上端压装有导套，所述导套套装于所述下顶杆并并通过螺母固定；

所述升降轮安装于转轴，所述转轴安装于摆杆的一端，所述摆杆的另一端安装于支架；所述调整轮、升降轮和所述轮组分别设置于所述导轮的下侧和上侧；所述轮组分别包括3个导向轮。

所述切割液进液腔和出液腔分别包括固定法兰和封头；所述固定法兰安装于所述壳体两端；所述固定法兰与所述封头之间通过连接法兰连接；所述连接法兰与所述固定法兰之间设置有垫片；出液腔的出液口和进液腔的进液口分别设置于对应端的所述封头；所述固定法兰上开有通孔，所述管道分别插装于两端所述固定法兰的所述通孔。

将上述结构用于切割机，切割硅片时，只要配以匹配的流体磨料，就可以方便、快速的对硅片进行切割，效率高。

(四)附图说明

图1为本发明中收放线结构的主视图；

图2为1图中收放线结构的俯视图；

图3为本发明中工件夹紧释放装置的主视图；

图4为本发明中硅片切割液的冷却装置的主视图剖视图；

图5为图4中硅片切割液的冷却装置的俯视图；

图6为本发明主视的结构示意图；

图7为图6中本发明的B-B向的示意图。

(五)具体实施方式

见图1、图2、图6、图7，本发明包括收放线结构、工件夹紧释放装置、硅片切割液的冷却装置，收放线结构包括卷绕电机和放线电机1，卷绕电机和放线电机1分别对应连接卷绕轮11和放线轮2，放线轮2上的钢丝线依次绕过升降轮10、轮组后绕过沿平行布置的两个导轮12、7后再绕调整轮13(轮组包括导轮4、14、15)，接着沿另一轮组(轮组包括导轮19、17、18)、14、15)以及另一升降轮(图2中被导轮17遮住)后绕于卷绕轮11。升降轮10以及另一升降轮分别安装于转轴16，转轴16分别安装于摆杆5的一端，摆杆5的另一端分别安装于支架6；调整轮13、升降轮10和导轮4、14、15分别设置于导轮12、7的下侧和上侧。3为钢丝线，8为主辊电机、9为机架、。

见图3，工件夹紧释放装置包括安装架22、工件连接结构、气缸20和顶杆装置，气缸20安装于安装架22上部，顶杆装置安装于安装架22的导向孔内，气缸20的导杆与顶杆装置连接，顶杆装置与工件连接结构连接。顶杆装置包括上顶杆21、自由顶杆23和下顶杆27，上顶杆21与气缸20的导杆连接，自由顶杆23安装于安装架22的导向孔中，下顶杆27穿过导套30后并通过其下端的轴肩与夹紧板34扣合，夹紧板34的上端为呈燕尾型的滑块，滑块部位安装于由限位板33和V型板31围成的滑槽；夹紧板34的下端从限位板33伸出后与连接板35连接；在导套30的上部压装有弹簧26，弹簧26套装于下顶杆27，弹簧26的上端压装有导套25，导套25套装于下顶杆27并通过螺母24固定，28、29、32分别为螺钉。下面结合附图说明一下工作过程：开始装夹工件36时，将工件36粘接在连接板35下端面，然后气缸20换向带动上顶杆21向上动作，弹簧26释放，将下顶杆27、自由顶杆23向上顶起，同时带动夹紧板34向上动作直至夹紧板34的两个斜面压紧V型板31的两斜面，此时工件36即被握持；释放工件36时，气缸20换向向下动作，推动上顶杆21向下动作，上顶杆21推动下顶杆向下，向下压缩弹簧26，带动夹紧板34向下落在限位板33的上平面，将夹紧板34从滑槽拉出，工件36即被释放。

见图4、图5，硅片切割液的冷却装置包括壳体38，壳体38上下两端分别设置有切割液出液腔和进液腔，切割液进液腔与出液腔之间通过管道39连接，壳体表面上下两端分别开有冷却水进水口46和出水口40。切割液出液腔和进液腔均包括固定法兰47、41和封头44、50，固定法兰47、41分别安装于壳体39的上下两端；固定法兰47、41与封头44、50之间分别通过连接法兰49、37连接；连接法兰49、37与固定法兰47、41之间分别设置有垫片50、49；封头44、50上分别开有进液口45和出液口37；固定法兰47、41上开有通孔；管道39插在通孔中；管道39设置有若干根。下面描述一下本实用新型的具体工作过程：工作时，切割液从壳体38下端的进液口45进入切割液进液腔，然后通过管道39进入切割液出液腔，并从壳体38上端的切割液出液口37流出，切割液中的杂质颗粒沉淀在进液腔内，不会与切割液一起再循环切割硅片，保证硅片的切割质量；冷却液从进液口46进入壳体38与管道39外壁构成的水腔内，再从出液口40流出，这样冷却液与切割液通过管道39的内外壁完成热交换、42、48为垫片、43为连接法兰，图6、图7中51为进给电机、52为导轨、53为进给皮带、54为滑块、55为配重气缸、56搅拌缸、57、58为砂浆冷却管、59冷却泵、60砂浆循环泵、61搅拌电机、62管、63为喷嘴，上述部件的连接结构属现有技术，负责实现切割液的循环。

Claims

1、硅片切割机，其包括收放线结构、工件夹紧释放装置、硅片切割液的冷却装置，其特征在于：收放线结构包括卷绕电机和放线电机，所述卷绕电机和放线电机分别对应连接卷绕轮和放线轮，所述放线轮上的钢丝线依次绕过升降轮、轮组后绕过沿平行布置的两个导轮后再绕调整轮，接着沿另一轮组以及另一升降轮后绕于所述卷绕轮；所述工件夹紧释放装置包括安装架、工件连接结构、气缸和顶杆装置，所述气缸安装于所述安装架上部，所述顶杆装置安装于所述安装架的导向孔内，所述气缸的导杆与所述顶杆装置连接，所述顶杆装置与所述工件连接结构连接；硅片切割液的冷却装置包括壳体，所述壳体内部分隔为切割液出液腔和进液腔以及换热腔，所述换热腔上端、下端分别开有冷却液进液口和出液口，所述切割液出液腔和进液腔分别设置在壳体的上端、下端，位于中间部位的换热腔其内部设置有冷却管道，所述冷却管道将所述切割液出液腔和进液腔连通；

2、根据权利要求1所述硅片切割机，其特征在于：所述顶杆装置包括上顶杆、自由顶杆和下顶杆，所述上顶杆与所述气缸的导杆连接，所述自由顶杆安装于所述安装架的导向孔，所述下顶杆穿过导套后并通过其下端的轴肩与夹紧板扣合，所述夹紧板的上端为呈燕尾型的滑块，所述滑块部位安装于由限位板和V型板围成的滑槽；所述夹紧板的下端从所述限位板伸出后与连接板连接；在所述导套的上部压装有弹簧，所述弹簧套装于所述下顶杆，所述弹簧的上端压装有导套，所述导套套装于所述下顶杆并并通过螺母固定。

3、根据权利要求1所述硅片切割机，其特征在于：所述升降轮安装于转轴，所述转轴安装于摆杆的一端，所述摆杆的另一端安装于支架；所述调整轮、升降轮和所述轮组分别设置于所述导轮的下侧和上侧；所述轮组分别包括3个导向轮。

4、根据权利要求1所述硅片切割机，其特征在于：所述切割液进液腔和出液腔分别包括固定法兰和封头；所述固定法兰安装于所述壳体两端；所述固定法兰与所述封头之间通过连接法兰连接；所述连接法兰与所述固定法兰之间设置有垫片；出液腔的出液口和进液腔的进液口分别设置于对应端的所述封头；所述固定法兰上开有通孔，所述管道分别插装于两端所述固定法兰的所述通孔。