CN101745850B - 一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其主要是将一对杯形砂轮沿横向轴相对设置，使所述二杯形砂轮之间形成一外环磨削空间以及一内环调整空间；将所述单晶硅纵向设置，使其待滚圆面垂直所述杯形砂轮的横向轴；并在所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅绕其纵向轴旋转并输送至所述外环磨削空间进行滚圆磨削，如此设计，则克服了现有技术中对单晶硅进行滚圆磨削时不易控制的缺点，并能够确保该单晶硅的精确磨削尺寸，以提高该多晶硅的品质。

Description

一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法

技术领域

本发明涉及一种硅材料的磨削技术，特别是涉及一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法。

背景技术

随着非再生能源的日益枯竭，可再生能源的开发逐渐被人们所重视，太阳能作为无限量能源和清洁能源自然成为新能源领域的重中之重，为此，人们在该领域投入了大量的人力物力加以研究和开发，并同时促生了其相关产业的发展，例如，作为太阳能电池原料的硅材料生产和加工产业。

太阳能电池是由许多太阳能硅晶片用导电胶粘在表面镀有防腐导电层的金属板上，通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能，而制作所述太阳能硅晶片的原料则是业界惯称的“硅棒”(还称作硅锭)，具体地，是将所述硅棒加以切割、倒角、研磨、抛光、切片等工序加工得到晶片，为保证最终制得的太阳能硅晶片达到高质量的要求，加工过程中的任一环节都不容忽视，在此，我们针对单晶硅的磨削加以详述。

在对所述单晶硅棒进行加工过程中，为方便对单晶硅棒进行后续的抛光及切片等作业，需要事先将所述单晶硅棒加工成具有四面圆角的立方体，即如图1所示，所述单晶硅棒具有围绕其顶面10和底面10相互平行的第一面11及第二面12，分别垂直所述第一面11及第二面12并且相互平行的第三面13及第四面14，介于所述第一面11、第二面12、第三面13、以及第四面14与之间的四个相等且共圆心的弧度面15。

由于所述单晶硅棒的四个面及四个弧度面都需要进行磨削作业，在现有的加工技术中，通常的做法是将所述单晶硅棒置于两个相对平行的砂轮之间进行双面磨削，由于该种做法一次只能磨削该单晶硅棒的两个面，如果将其四个面都进行磨削则需要进行两次操作，进而耗时耗力；再者，在对所述单晶硅棒的四个弧度面进行磨削时，需要将所述砂轮绕该单晶硅棒的轴心做高速旋转，再将该单晶硅棒置于旋转是砂轮之间进行四个弧度面的磨削，由于砂轮的质量比较重，且旋转的角速度比较大，旋转时较难控制，若稍有偏差则会影响到针对该单晶硅棒进行磨削的精确度，进而影响到该单晶硅棒的品质。

所以，如何设计一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，以避免现有技术中的种种缺点，实为相关领域之业者目前亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，使所述单晶硅在一次操作的过程中就能完成四个面以及四个弧度面的磨削，并能提高工作效率以及产品品质。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：将一对具有环形磨削面的杯形砂轮沿横向轴相对设置，使所述二杯形砂轮之间形成一外环磨削空间以及一内环调整空间；将所述单晶硅纵向设置，使其待滚圆面垂直所述杯形砂轮的横向轴；并在所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅绕其纵向轴旋转，并输送至所述外环磨削空间进行滚圆磨削。

本发明提出的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其中，所述单晶硅具有分别相对的第一对待磨面、第二对待磨面、以及介于所述第一对待磨面与第二对待磨面之间的四个待滚圆面。

在实际的磨削作业中，所述二杯形砂轮的环形磨削面之间的间距小于由所述四个待滚圆面所构圆形的直径，以使所述单晶硅旋转地通过所述外环磨削空间时进行滚圆磨削。

在实际的磨削作业中，所述单晶硅还具有磨面作业，即，使所述二杯形砂轮的环形磨削面之间的间距小于所述单晶硅的二相对待磨面之间的间距，以使所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，输送所述单晶硅通过所述外环磨削空间进行第一对待磨面磨削，当所述单晶硅进至所述内环调整空间时，令所述单晶硅绕其纵向轴旋转预设角度，并自所述内环调整空间送出所述单晶硅，以使其通过所述外环磨削空间时进行第二对待磨面磨削。具体地，所述预设角度为90度。

需要特别说明的是，所述内环调整区的横向宽度大于由所述四个待滚圆面构成圆形的直径，以及所述内环调整空间的纵向高度大于所述单晶硅的高度，如此以确保所述单晶硅进至所述内环调整空间时，可以绕其纵向轴旋转预设角度。

如上所述，本发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，与现有技术相比，本发明中将一对杯形砂轮沿横向轴相对设置，将所述单晶硅纵向设置，使其待滚圆面垂直所述杯形砂轮的横向轴；并在所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅绕其纵向轴旋转，并输送至所述外环磨削空间进行滚圆磨削，如此设计，则克服了现有技术中对单晶硅进行滚圆磨削时，需要砂轮围绕单晶硅的滚圆面转动而不易控制的缺点，并能够确保该单晶硅的精确磨削尺寸，以提高该单晶硅的品质；再者，由于本发明采用杯形砂轮，使得单晶硅在所述环形砂轮内部完成待磨面的转换，从而简化了现有技术中的磨削过程，提高了工作效率。

附图说明

图1显示为单晶硅棒的立体示意图。

2a至图2i示为本发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法的实施步骤示意图。

图3a显示为本发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法中杯形砂轮与多晶硅的磨削示意图。

图3b显示为本发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法中多晶硅在杯形砂轮中的角度转换示意图。

元件标号的简单说明：

1         单晶硅棒

10        顶面、底面

11        第一面

12        第二面

13        第三面

14        第四面

15        弧度面

2       单晶硅

21      第一对待磨面

22      第二对待磨面

23      待滚圆面

3       杯形砂轮

31      环形磨削面

O       外环磨削空间

I       内环调整空间

X       横向轴

Y       纵向轴

A、B    输送方向

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2a至图2i以及图3a至图3b，其显示为本发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法的实施方式示意图，需要说明的是，图式中均为简化的示意图式，而仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与发明的单晶硅的磨面滚圆磨削方法有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其应用于对单晶硅进行磨削作业，所述单晶硅具有垂直于底面和顶面的四个待磨面以及四个待滚圆面，具体地，所述单晶硅2具有分别相对的第一对待磨面21、第二对待磨面22、以及介于所述第一对待磨面21与第二对待磨面22之间的四个待滚圆面23。

请参阅图2a，如图所示，将一对具有环形磨削面31的杯形砂轮3沿横向轴(即图示中X轴)相对设置，使所述二杯形砂轮3之间形成一外环磨削空间O以及一内环调整空间I；将所述单晶硅3纵向设置，使其四个待磨面及四个待滚圆面垂直所述杯形砂轮3的横向轴。

并设定所述二杯形砂轮3的环形磨削面31之间的间距N小于所述单晶硅2的二相对待磨面21之间的间距M。接着，请参阅图2b。

如图2b所示，当所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅2朝所述外环磨削空间O输送，即如图示中A方向输送。在所述单晶硅2的第一对待磨面21进至所述外环磨削空间O时，由于所述二杯形砂轮3的环形磨削面31之间的间距N小于所述单晶硅2的第一对待磨面21之间的间距M，故可对所述第一对待磨面21进行磨削。接着，请参阅图2c。

如图2c所示，当所述单晶硅2通过所述外环磨削空间O并进至所述内环调整空间I时，所述第一对待磨面21已完成磨削，此时，令所述单晶硅2绕其纵向轴(即图示中Y轴)旋转90度，将所述第二对待磨面22与所述二杯形砂轮3的环形磨削面31处于平行位置关系以待磨削。接着，请参阅图2d。

如图2d所示，如图示中B方向自所述内环调整空间I中送出所述单晶硅2，以使其通过所述外环磨削空间O时对第二对待磨面22进行磨削。接着，请参阅图2e。

如图2e所示，当所述单晶硅2远离所述外环磨削空间O后，即完成了所述单晶硅2的四个待磨面的磨削作业，然后在横向轴(即图示中X轴)方向上调整所述二杯形砂轮3的间距，令所述二杯形砂轮3的环形磨削面31之间的间距L小于由所述四个待滚圆面所构圆形的直径H，如图2f所示。接着，请参阅图2g。

如图2g所示，在所述二杯形砂轮3绕横向轴X旋转时，驱动所述单晶硅2绕其纵向轴Y旋转，并如图示中A方向输送所述单晶硅2至所述外环磨削空间O，由于所述二杯形砂轮3的环形磨削面31之间的间距L小于由所述四个待滚圆面所构圆形的直径H，以使所述单晶硅2旋转地通过所述外环磨削空间O时对其四个待滚圆面23进行滚圆磨削。接着，请参阅图2h。

如图2h所示，当所述单晶硅2通过所述外环磨削空间O并进至所述内环调整空间I时，再如图示中B方向自所述内环调整空间I中送出所述单晶硅2，以使其一来一回完成两次滚圆磨削，进而提高磨削质量。如此，当所述单晶硅2脱离所述杯形砂轮3后即完成了对所述单晶硅2的第一对待磨面21、第二对待磨面22、以及四个待滚圆面23的全部磨削过程，如图2i所示。

需要特别说明的是，请参阅图3a及图3b，如图所示，所述杯形砂轮3的环形磨削面31直径大于所述单晶硅2的高度，使其通过所述外环磨削空间O时，确保其待磨面能够全部得到磨削；再者，又由于所述内环调整区I的横向宽度大于由所述四个待滚圆面23构成圆形的直径，以及所述内环调整空间I的纵向高度大于所述单晶硅2的高度，如此以确保所述单晶硅2进至所述内环调整空间I时，可以绕其纵向轴Y旋转预设角度。即可实现所述单晶硅2在所述内环调整空间I中就能完成另一待磨削面或待磨削角的转换，而避免了现有技术中需要在砂轮外部完成另一待磨削面或待磨削角转换的弊端。

综上所述，本发明单晶硅的磨面滚圆磨削方法，与现有技术相比，本发明中将一对杯形砂轮沿横向轴相对设置，将所述单晶硅纵向设置，使其待滚圆面垂直所述杯形砂轮的横向轴；并在所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅绕其纵向轴旋转，并输送至所述外环磨削空间进行滚圆磨削，如此设计，则克服了现有技术中对单晶硅进行滚圆磨削时，需要砂轮围绕单晶硅的滚圆面转动而不易控制的缺点，并能够确保该单晶硅的精确磨削尺寸，以提高该单晶硅的品质；再者，由于本发明采用杯形砂轮，使得单晶硅在所述环形砂轮内部完成待磨面的转换，从而简化了现有技术中的磨削过程，提高了工作效率，而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟习此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由后述的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：将一对具有环形磨削面的杯形砂轮沿横向轴相对设置，使所述二杯形砂轮之间形成一外环磨削空间以及一内环调整空间；将所述单晶硅纵向设置，使其待滚圆面垂直所述杯形砂轮的横向轴；并在所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，驱动所述单晶硅绕其纵向轴旋转并输送至所述外环磨削空间进行滚圆磨削，所述单晶硅具有分别相对的第一对待磨面、第二对待磨面、以及介于所述第一对待磨面与第二对待磨面之间的四个待滚圆面；所述二杯形砂轮的环形磨削面之间的间距小于由所述四个待滚圆面所构圆形的直径；所述内环调整空间的横向宽度大于由所述四个待滚圆面所构圆形的直径。

2.如权利要求1所述的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：所述二杯形砂轮的环形磨削面之间的间距小于所述单晶硅的二相对待磨面之间的间距。

3.如权利要求2所述的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：所述二杯形砂轮绕横向轴旋转时，输送所述单晶硅通过所述外环磨削空间进行第一对待磨面磨削，当所述单晶硅进至所述内环调整空间时，令所述单晶硅绕其纵向轴旋转预设角度，并自所述内环调整空间送出所述单晶硅，以使其通过所述外环磨削空间时进行第二对待磨面磨削。

4.如权利要求3所述的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：所述预设角度为90度。

5.如权利要求1所述的单晶硅的磨面滚圆磨削方法，其特征在于：所述内环调整空间的纵向高度大于所述单晶硅的高度。

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