CN102267073A - 桥式晶体材料双头磨床 - Google Patents

Abstract

一种桥式晶体材料双头磨床，涉及一种晶体材料的加工设备，晶棒夹持机构夹持晶棒(18)的中部，晶棒的一端磨削机构的两个磨轮(14)分别对应晶棒的一端两侧，所述两个磨轮分别由底座(21)形成两个磨轮对晶棒的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机(24)；晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮分别对应晶棒的另一端两侧，所述两个磨轮分别设置在底座上形成两个磨轮对晶棒的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机；本发明实现了稳固的磨削晶棒的目的，有效地提高了晶棒加工的机械化程度，克服了现有技术必须拉制硅芯圆球的弊端。

Description

桥式晶体材料双头磨床

【技术领域】

本发明涉及一种晶体材料的加工设备，具体涉及一种桥式晶体材料双头磨床。

【背景技术】

在使用西门子法生产多晶硅的过程中，硅芯搭接技术是非常重要的一个环节，它主要应用于多晶硅生产的还原反应过程。这个环节的还原反应过程的原理是：所述还原反应是在一个密闭的还原炉中进行的，在装炉前先在还原炉内用硅芯搭接成若干个闭合回路，也就是行话中的“搭桥”；每个闭合回路都由两根竖硅芯和一根横硅芯组成；每一个闭合回路的两个竖硅芯分别接在炉底上的两个电极上，两个电极分别连接直流电源的正负极，向密闭的还原炉内通入氢气和三氯氢硅，然后对硅芯进行加热，加热中一组搭接好的硅芯相当于一个大电阻，进行还原反应；这样，所需的多晶硅就会在硅芯表面生成。

实现上述技术时，通过搭桥技术使一根横硅芯和两根竖硅芯进行联通，本发明人在先申请的中国专利：公开了一种可有效提高接触面积和减小电阻的孔式硅芯搭接方法，该专利提出了一种圆球形硅芯的搭接方法，它是通过在横硅芯两端分别设置硅芯圆球体，并在两个硅芯圆球体的下部分别设置插孔，由竖硅芯上端的插柱与插孔吻配连接，形成提高接触面积和减少电阻的连接方式；但是，在实际应用中发现在横硅芯圆球体上钻孔时往往会造成横硅芯圆球体产生裂纹，甚至发生断裂，成品率相对较低，使得加工成本增加；且在横硅芯两端拉制圆球体也是一个工艺较为复杂且成本较高的工艺过程，这个过程不仅工艺复杂，而且在拉制横硅芯圆球体时一不小心便会出现高频线圈与硅芯接触造成打火现象的发生，甚至造成高频线圈报废，并且影响工艺的进行，必须得停止拉制过程，通过更换高频线圈来进行下一次的拉制过程，这其中停工中的再次开启设备时为防止原料棒在拉制过程中发生氧化，还必须重新更换新的籽晶，同时还要重新对硅芯炉进行抽真空、冲入保护性气体、加热等工艺步骤；所以有必要对于硅芯的搭接方式及其设备进行改进。

参考文献：

中国专利；专利名称、可有效提高接触面积和减小电阻的孔式硅芯搭接方法，公开号、CN101570890A，公开日、2009年11月4日。

【发明内容】

为克服背景技术中的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种桥式晶体材料双头磨床，本发明所述的桥式晶体材料双头磨床实现了稳固的磨削晶棒的目的，有效地提高了晶棒加工的机械化程度，克服了现有技术必须拉制硅芯圆球体的弊端。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种桥式晶体材料双头磨床，包括晶棒夹持机构；晶棒的一端磨削机构；晶棒的另一端磨削机构；所述晶棒夹持机构夹持晶棒的中部，晶棒的一端磨削机构的两个磨轮分别对应晶棒的一端两侧，所述两个磨轮分别由底座形成两个磨轮对晶棒的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机；晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮分别对应晶棒的另一端两侧，所述两个磨轮分别设置在底座上形成两个磨轮对晶棒的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机；在晶棒的一端磨削机构、晶棒的另一端磨削机构上分别设有均匀给进机构，所述均匀给进机构形成对晶棒两端分别的两个侧面的同步磨削的桥式晶体材料双头磨床。

所述的桥式晶体材料双头磨床，在晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的下部分别设有间距调节机构，形成对不同长度晶棒的磨削调节机构。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构为相同结构且晶棒的一端磨削机构的两个磨轮与晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮间距为相互对应的结构设置，其中晶棒的一端磨削机构包括磨轮、底座、轴筒、电机安装座、电机、轴承、轴承压盖、锁紧螺母、轴和联轴器，所述底座固定在磨头安装底板的上部面上，在底座的两个内孔中分别固定两个轴筒，所述轴筒的内孔中分别设置有轴，所述每一轴的两端紧配有轴承，轴承的外圈固定在轴筒内孔的两端，在轴筒的一端通过电机安装座设置有电机或通过皮带轮、链轮连接电机。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述电机通过联轴器与轴的一端连接，在轴筒的另一端固定有轴承压盖，所述轴承压盖的另一侧设置有磨轮。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒的一端磨削机构固定在磨头安装底板的上部面，在晶棒的一端磨削机构的磨头安装底板的一侧设置有晶棒存储装置，所述晶棒存储装置的内部设置有传感器，在晶棒存储装置靠近晶棒夹持机构的一侧设置有晶棒导出管。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒的另一端磨削机构固定在磨头安装底板的上部面，在晶棒的另一端磨削机构的磨头安装底板的一侧设置有晶棒顶出机构。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒夹持机构的一边设置有晶体自动上料机构。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的一侧设置有水管，所述水管通过水管安装座固定在安装底板下部的大底板上部面上。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述大底板的一侧设置有控制系统，所述控制系统通过控制系统连接杆固定在大底板的一侧。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述大底板的下部设置有机架，所述机架下部设置至少四个调整垫铁；大底板通过安装底座固定在机架的上部面上，在机架的上部面上设置有水槽。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

所述的桥式晶体材料双头磨床，通过晶棒夹持机构将晶棒稳固的固定在晶棒夹持机构上，利用晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构对晶棒的两端进行精确地磨削；本发明实现了稳固的磨削晶棒的目的，有效地提高了晶棒加工的机械化程度，克服了现有技术必须拉制硅芯圆球体的弊端。

【附图说明】

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明磨头部分的立体结构示意图。

图3是本发明的磨头部分装配关系示意图。

图中：1、控制系统连接杆；2、挡板A；3、磨头防护盒；4、晶棒导出管；5、传感器；6、晶棒存储装置；7、水槽；8、水管；9、水管安装座；10、安装底座；11、机架；12、调整垫铁；13、控制系统；14、磨轮；15、晶棒加持机构；16、晶棒顶出机构；17、磨头安装底板：18、晶棒；19、晶体自动上料机构；20、挡板B；21、底座；22、轴筒；23、电机安装座；24、电机；25、底座安装面；26、轴承；27、轴承压盖；28、锁紧螺母；29、轴；30、联轴器。

【具体实施方式】

参考下面实施例，可以更详细的解释本发明，但是本发明并不局限于这些实施例的组合方式。

结合附图2或3中所述的桥式晶体材料双头磨床，包括晶棒夹持机构15；晶棒的一端磨削机构；晶棒的另一端磨削机构；所述晶棒夹持机构夹持晶棒18的中部，晶棒的一端磨削机构的两个磨轮14分别对应晶棒18的一端两侧，所述两个磨轮14分别由底座21形成两个磨轮14对晶棒18的间隔均匀磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机24；晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮14分别对应晶棒18的另一端两侧，所述两个磨轮14分别设置在底座21上形成两个磨轮14对晶棒18的间隔均匀磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机24；在晶棒的一端磨削机构、晶棒的另一端磨削机构上分别设有均匀给进机构，所述均匀给进机构形成对晶棒18两端分别的两个侧面的同步磨削的桥式晶体材料双头磨床；在晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的下部分别设有间距调节机构，所述间距调节结构可通过设置有两个相互平行的滑轨安装座，在滑轨安装座的上部面设置有滑轨，所述滑轨的一端设置有挡板，滑轨与滑块滑配，形成间距调节机构，在滑块的上部面设置有托盘，在托盘的下部设置有丝母，所述丝母通过设置在大底板上部面上的丝杠形成丝接连接，所述丝杠的两端通过轴承座固定在大底板上部面上，在丝杠的一端设置有减速机，所述减速机安装孔内安装有减速器轴，所述减速器轴通过减速器轴锁紧螺母固定在减速机上，减速器轴的一端通过联轴器与丝杠连接。形成对不同长度晶棒18的磨削调节机构，为了在加工过程中保护晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的安全运行，避免粉尘的落入，影响磨头的精度，同时也为了保护操作者的安全以及在使用水冷过程中，防止水进入磨头或电机中，损坏零部件，在其外围设置有挡板A2、磨头防护盒3和挡板B20；所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构为相同结构且晶棒的一端磨削机构的两个磨轮14与晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮14间距为相互对应的结构设置，其中晶棒的一端磨削机构包括磨轮14、底座21、轴筒22、电机安装座23、电机24、轴承26、轴承压盖27、锁紧螺母28、轴29和联轴器30，所述底座21通过底座安装面25固定在磨头安装底板17的上部面上，在底座21的两个内孔中分别固定两个轴筒22，所述轴筒22的内孔中分别设置有轴29，所述每一轴29的两端紧配有轴承26，轴承26的外圈固定在轴筒22内孔的两端，在轴筒22的一端通过电机安装座23设置有电机24或通过皮带轮、链轮连接电机；所述电机24通过联轴器30与轴29的一端连接，在轴筒22的另一端固定有轴承压盖27，所述轴承压盖27的另一侧设置有磨轮14。

结合附图1中所述的桥式晶体材料双头磨床，所述晶棒的一端磨削机构固定在磨头安装底板17的上部面，在晶棒的一端磨削机构的磨头安装底板17的一侧设置有晶棒存储装置6，用于储存加工好的晶棒18，所述晶棒存储装置6的内部设置有传感器5，用于当加工好的晶棒18在滑入晶棒存储装置6的瞬间，传感器5由于晶棒18的滑入向控制系统发出一个信号，再有控制系统向晶体自动上料机构19发出一个信号，晶体自动上料机构19转动，同时将一根未加工的晶棒18送入晶棒加持机构15，有晶棒加持机构15夹持晶棒18开始新一轮的加工，在晶棒存储装置6靠近晶棒夹持机构15的一侧设置有晶棒导出管4，用于晶棒18的导向；所述晶棒的另一端磨削机构固定在磨头安装底板17的上部面，在晶棒的另一端磨削机构的磨头安装底板17的一侧设置有晶棒顶出机构16，所述晶棒顶出机构16可设置成一个气缸，在气缸的顶出杆上设置有一个塑料的保护帽，防止在工作时损伤晶棒18，气缸的气源控制系统与控制系统连接，当晶棒加持机构15松开晶棒18后，顶出机构16将晶棒18通过晶棒导出管4顶入晶棒存储装置6；所述晶棒夹持机构15的一边设置有晶体自动上料机构19，所述晶棒夹持机构15和晶体自动上料机构19为同一申请人在先申请的同族专利，故在本发明中不作详述；所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的一侧设置有水管8，所述水管8通过水管安装座9固定在安装底板17下部的大底板上部面上，水管8通过设置在磨机旁的供水系统为磨削机构提供水源或冷却介质，防止在磨削过程中由于温度过高损坏磨头或者晶棒18，在晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的一侧可以设置至少一套测量装置或者限位开关，使设备在运行过程中精度更高，同时也能更准确的调节和控制磨床，提高晶棒18的加工精度。

所述的桥式晶体材料双头磨床，所述大底板的一侧设置有控制系统13，所述控制系统13通过控制系统连接杆1固定在大底板的一侧；所述大底板的下部设置有机架11，为了使机架11的稳定性得到保证，本发明在所述机架11下部设置至少四个调整垫铁12；大底板通过安装底座10固定在机架11的上部面上，在机架11的上部面上设置有水槽7，所述水槽7使通过水管流出的水或冷却介质重新流回供水系统，以达到循环使用的目的，同时也为了防止水货冷却介质在整个磨机上流淌。

本发明未详述部分在本发明同一个申请人的同族专利申请中均给予详细公开，本领域技术人员通过同族专利可以更清楚地理解本专利，本专利其他未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种桥式晶体材料双头磨床，包括晶棒夹持机构(15)；晶棒的一端磨削机构；晶棒的另一端磨削机构，其特征是：所述晶棒夹持机构夹持晶棒(18)的中部，晶棒的一端磨削机构的两个磨轮(14)分别对应晶棒(18)的一端两侧，所述两个磨轮(14)分别由底座(21)形成两个磨轮(14)对晶棒(18)的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机(24)；晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮(14)分别对应晶棒(18)的另一端两侧，所述两个磨轮(14)分别设置在底座(21)上形成两个磨轮(14)对晶棒(18)的间隔磨削，在两个磨轮的后部分别外接动力机构或设有电机(24)；在晶棒的一端磨削机构、晶棒的另一端磨削机构上分别设有均匀给进机构，所述均匀给进机构形成对晶棒(18)两端分别的两个侧面的同步磨削的桥式晶体材料双头磨床。

2.根据权利要求1所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：在晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的下部分别设有间距调节机构形成对不同长度晶棒(18)的磨削调节机构。

3.根据权利要求1或2任一权利要求所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构为相同结构且晶棒的一端磨削机构的两个磨轮(14)与晶棒的另一端磨削机构的两个磨轮(14)间距为相互对应的结构设置，其中晶棒的一端磨削机构包括磨轮(14)、底座(21)、轴筒(22)、电机安装座(23)、电机(24)、轴承(26)、轴承压盖(27)、锁紧螺母(28)、轴(29)和联轴器(30)，所述底座(21)固定在磨头安装底板(17)的上部面上，在底座(21)的两个内孔中分别固定两个轴筒(22)，所述轴筒(22)的内孔中分别设置有轴(29)，所述每一轴(29)的两端紧配有轴承(26)，轴承(26)的外圈固定在轴筒(22)内孔的两端，在轴筒(22)的一端通过电机安装座(23)设置有电机(24)或通过皮带轮、链轮连接电机。

4.根据权利要求3所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述电机(24)通过联轴器(30)与轴(29)的一端连接，在轴筒(22)的另一端固定有轴承压盖(27)，所述轴承压盖(27)的另一侧设置有磨轮(14)。

5.根据权利要求1或2或3的任一权利要求所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述晶棒的一端磨削机构固定在磨头安装底板(17)的上部面，在晶棒的一端磨削机构的磨头安装底板(17)的一侧设置有晶棒存储装置(6)，所述晶棒存储装置(6)的内部设置有传感器(5)，在晶棒存储装置(6)靠近晶棒夹持机构(15)的一侧设置有晶棒导出管(4)。

6.根据权利要求1或2或3的任一权利要求所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述晶棒的另一端磨削机构固定在磨头安装底板(17)的上部面，在晶棒的另一端磨削机构的磨头安装底板(17)的一侧设置有晶棒顶出机构(16)。

7.根据权利要求1所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述晶棒夹持机构(15)的一边设置有晶体自动上料机构(19)。

8.根据权利要求1或2或3的任一权利要求所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述晶棒的一端磨削机构和晶棒的另一端磨削机构的一侧设置有水管(8)，所述水管(8)通过水管安装座(9)固定在安装底板(17)下部的大底板上部面上。

9.根据权利要求8所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述大底板的一侧设置有控制系统(13)，所述控制系统(13)通过控制系统连接杆(1)固定在大底板的一侧。

10.根据权利要求8所述的桥式晶体材料双头磨床，其特征是：所述大底板的下部设置有机架(11)，所述机架(11)下部设置至少四个调整垫铁(12)；大底板通过安装底座(10)固定在机架(11)的上部面上，在机架(11)的上部面上设置有水槽(7)。

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