CN102275120B - 一种用于磨削晶体材料的磨机 - Google Patents

Abstract

一种用于磨削晶体材料的磨机，涉及一种晶体材料的加工设备，包括一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)，在一端磨头机构和另一端磨头机构之间分别设有晶棒夹持机构(10)，所述晶棒夹持机构的卡口分别卡接晶棒(2)的两头，在一端磨头机构或另一端磨头机构上设有锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨头(12)，形成晶棒的两端同步的磨削锥形头(6)形状的磨削；或晶棒端部磨削面(9)形的磨削；或“U”形开口(13)的磨削，有效地减少了设备投资和利用率，不仅为生产企业节约了场地、设备投入，而且对于后续晶棒的多种搭接方式提供了有力的技术和设备保证，本发明具有结构简单，成品率高等优点。

Description

一种用于磨削晶体材料的磨机

【技术领域】

本发明涉及一种晶体材料的加工设备，涉及一种用于磨削晶体材料的磨机，具体涉及一种用于磨削晶体材料的磨机应用。

【背景技术】

已知的，晶体材料具有硬度高，尤其是多晶硅材料硬度达到莫氏硬度7，所以对于多晶硅材料的加工，也就是晶棒的钻孔、将晶棒磨削成端部具有锥度形状、将晶棒磨削成端部开口或端部两侧具有切面时，难度非常之高；本发明人在先申请中公开了一种“可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构及方法”的专利申请，该方法应用于插接式硅芯搭接方法中；该方法不仅使所搭接硅芯在搭接处有比较大的接触面，并且无需拉制目前所有工艺中的拉制硅芯圆球体这一步骤，而且比现有技术大幅度的降低了使用成本和削减了加工步骤，确保了成品率的上升等有益效果；使得晶棒在搭接时实现了面连接，使得牢固度得到了有效提高，克服了在生产过程中硅芯的倒伏现象尽可能少的发生。

但是鉴于晶棒的硬度，有必要通过正确、简便的磨削方法实现晶棒的规范磨削；而且由于多种搭接方法的出现，有必要设计出能够适应多种晶棒端头结构的加工设备。

参考文献：

中国专利；专利名称、可提高接触面积和减小电阻的插接式硅芯搭接结构及方法，申请号、201110153461.9，申请日、2011年6月2日。

【发明内容】

为实现所述发明目的，本发明提供了一种用于磨削晶体材料的磨机，所述的用于磨削晶体材料的磨机有效的提高了设备的利用率，本发明具有结构简单，成品率高等优点。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于磨削晶体材料的磨机，包括一端磨头机构和另一端磨头机构，所述一端磨头机构和另一端磨头机构相对应，在一端磨头机构和另一端磨头机构之间分别设有晶棒夹持机构，所述晶棒夹持机构的卡口分别卡接晶棒的两头，在一端磨头机构或另一端磨头机构上设有锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨头，形成晶棒的两端同步的磨削锥形头形状的磨削；或晶棒端部磨削面形的磨削；或“U”形开口的磨削。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，在一端磨头机构和另一端磨头机构之间设有线路护管，所述线路护管形成连接一端磨头机构和另一端磨头机构的电源或同步信号线路保护结构。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，在一端磨头机构或另一端磨头机构上分别设置的锥形磨头结构包括一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮，所述一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮设置为前端小后端大的锥形结构并通过电机带动旋转，在一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮外缘面上设置有金刚石层，由所述金刚石层形成对晶棒的研磨，一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮同步通过进给机构驱动，对晶棒端部进行磨削，最终使所述晶棒端部形成磨削锥形头。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，所述一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮为反向旋转或所述一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮微动，所述晶棒对应一侧锥形磨轮和另一侧锥形磨轮之间形成的“V”形口自转形成所述晶棒端部的锥形磨削，实现晶棒端部的磨削锥形头。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，在一端磨头机构或另一端磨头机构上分别设置的圆形磨头结构包括一侧圆形磨轮和另一侧圆形磨轮，一侧圆形磨轮和另一侧圆形磨轮为间距可调或固定结构，所述一侧圆形磨轮和另一侧圆形磨轮通过电机带动同步旋转，所述晶棒固定在晶棒夹持机构上，在一侧圆形磨轮和另一侧圆形磨轮外缘面上设置有金刚石层，一侧圆形磨轮和另一侧圆形磨轮通过进给机构驱动，形成对两侧晶棒端部磨削面的磨削。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，在一端磨头机构或另一端磨头机构上分别设置的铁饼形磨轮对应晶棒端部面，由电机带动旋转，所述晶棒固定在晶棒夹持机构上，所述铁饼形磨轮通过进给机构驱动，铁饼形磨轮外部面上的金刚石层，形成对晶棒端部的磨削，实现晶棒端部的“U”形开口结构。

所述的用于磨削晶体材料的磨机，所述铁饼形磨轮为中部厚外缘窄的结构。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

所述的用于磨削晶体材料的磨机，通过将一端磨头机构或另一端磨头机构的磨头设置为活动可更换的锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨头，实现了两台设备同时具有锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨头的三种功能，有效地减少了设备投资和利用率，不仅为生产企业节约了场地、设备投入，而且对于后续晶棒的多种搭接方式提供了有力的技术和设备保证，本发明具有结构简单，成品率高等优点。

【附图说明】

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的晶棒锥形头磨削机构示意图；

图3是本发明的晶棒磨削面磨削机构示意图；

图4是本发明的晶棒“U”形开口磨削机构示意图；

图中：1、一端磨头机构；2、晶棒；3、线路护管；4、另一端磨头机构；5、一侧锥形磨轮；6、磨削锥形头；7、另一侧锥形磨轮；8、另一侧圆形磨轮；9、晶棒端部磨削面；10、晶棒夹持机构；11、一侧圆形磨轮；12、铁饼形磨轮；13、“U”形开口。

【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1～4中所述的用于磨削晶体材料的磨机，在实际加工过程中包括如下步骤：

A、备齐长度适中的晶棒2，将晶棒2放于设置在用于磨削晶体材料的磨机中部，即一端磨头机构1和另一端磨头机构4之间的晶棒夹持机构10内，在一端磨头机构1和另一端磨头机构4上设置的锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨头12，形成晶棒2的两端同步的磨削锥形头6形状的磨削；或晶棒端部磨削面9形的磨削；或“U”形开口13的磨削。

本发明考虑到两台设备之间的线路连接安全问题，在一端磨头机构1和另一端磨头机构4之间设有线路护管3；

B、设备通电后，通过磨机两端的控制系统分别启动一端磨头机构1和另一端磨头机构4，通过电机驱动设置在一端磨头机构1或另一端磨头机构4下部的进给机构调整两磨头机构之间的距离，以适应晶棒2的长度，并使设置在一端磨头机构1和另一端磨头机构4之间的晶棒夹持机构10夹紧晶棒2，同时为了防止晶棒2折断，可在晶棒2的两端和中部分别设置支撑机构。

C、通过控制系统对一端磨头机构1和另一端磨头机构4通入冷却介质，同时通过启动电机使分别设置在一端磨头机构1或另一端磨头机构4上的锥形磨头旋转，所述锥形磨头结构包括一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7，所述一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7设置为前端小后端大的锥形结构并通过电机带动旋转，在一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7外缘面上设置有金刚石层，由所述金刚石层形成对晶棒2的研磨，一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7同步通过进给机构驱动，对晶棒2端部进行磨削，最终使所述晶棒2端部形成磨削锥形头6；其中所述一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7为反向旋转或所述一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7微动，所述晶棒2对应一侧锥形磨轮5和另一侧锥形磨轮7之间形成的“V”形口自转形成所述晶棒2端部的锥形磨削，实现晶棒2端部的磨削锥形头6。

或在一端磨头机构1或另一端磨头机构4上分别设置的圆形磨头结构包括一侧圆形磨轮11和另一侧圆形磨轮8，一侧圆形磨轮11和另一侧圆形磨轮8为间距可调或固定结构，所述一侧圆形磨轮11和另一侧圆形磨轮8通过电机带动同步旋转，所述晶棒2固定在晶棒夹持机构10上，在一侧圆形磨轮11和另一侧圆形磨轮8外缘面上设置有金刚石层，一侧圆形磨轮11和另一侧圆形磨轮8通过进给机构驱动，形成对两侧晶棒端部磨削面9的磨削。

或在一端磨头机构1或另一端磨头机构4上分别设置的铁饼形磨轮12对应晶棒2端部面，由电机带动旋转，所述晶棒2固定在晶棒夹持机构10上，所述铁饼形磨轮12通过进给机构驱动，铁饼形磨轮12外部面上的金刚石层，形成对晶棒2端部的磨削，实现晶棒2端部的“U”形开口13结构；所述铁饼形磨轮12为中部厚外缘窄的结构。

D、前述磨削步骤完成后，两端磨头分别由进给机构带动退回原位，并停止冷却介质的供给，同时由控制系统控制晶棒夹持机构10松开晶棒2，取出加工完成的晶棒2便完成一次加工。

E、重复以上步骤进行下一轮的加工。

由于一端磨头机构1或另一端磨头机构4为同一发明人同族专利的另案申请，故不做详述。

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 (6)

1.一种用于磨削晶体材料的磨机，包括一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)，其特征是：所述一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)相对应，在一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)之间分别设有晶棒夹持机构(10)，所述晶棒夹持机构(10)的卡口分别卡接晶棒(2)的两头，在一端磨头机构(1)或另一端磨头机构(4)上分别设有锥形磨头、圆形磨头或铁饼形磨轮(12)，形成晶棒(2)的两端同步的磨削锥形头(6)形状的磨削；或晶棒端部磨削面(9)形的磨削；或“U”形开口(13)的磨削；在一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)之间设有线路护管(3)，所述线路护管(3)形成连接一端磨头机构(1)和另一端磨头机构(4)的电源或同步信号线路保护结构。 

2.根据权利要求1所述的用于磨削晶体材料的磨机，其特征是：在一端磨头机构(1)或另一端磨头机构(4)上分别设置的锥形磨头结构包括一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)，所述一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)设置为前端小后端大的锥形结构并通过电机带动旋转，在一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)外缘面上设置有金刚石层，由所述金刚石层形成对晶棒(2)的研磨，一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)同步通过进给机构驱动，对晶棒(2)端部进行磨削，最终使所述晶棒(2)端部形成磨削锥形头(6)。 

3.根据权利要求2所述的用于磨削晶体材料的磨机，其特征是：所述一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)为反向旋转或所述一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)微动，所述晶棒(2)对应一侧锥形磨轮(5)和另一侧锥形磨轮(7)之间形成的“V”形口自转形成所述晶棒 (2)端部的锥形磨削，实现晶棒(2)端部的磨削锥形头(6)。 

4.根据权利要求1所述的用于磨削晶体材料的磨机，其特征是：在一端磨头机构(1)或另一端磨头机构(4)上分别设置的圆形磨头结构包括一侧圆形磨轮(11)和另一侧圆形磨轮(8)，一侧圆形磨轮(11)和另一侧圆形磨轮(8)为间距可调或固定结构，所述一侧圆形磨轮(11)和另一侧圆形磨轮(8)通过电机带动同步旋转，所述晶棒(2)固定在晶棒夹持机构(10)上，在一侧圆形磨轮(11)和另一侧圆形磨轮(8)外缘面上设置有金刚石层，一侧圆形磨轮(11)和另一侧圆形磨轮(8)通过进给机构驱动，形成对两侧晶棒端部磨削面(9)的磨削。 

5.根据权利要求1所述的用于磨削晶体材料的磨机，其特征是：在一端磨头机构(1)或另一端磨头机构(4)上分别设置的铁饼形磨轮(12)对应晶棒(2)端部面，由电机带动旋转，所述晶棒(2)固定在晶棒夹持机构(10)上，所述铁饼形磨轮(12)通过进给机构驱动，铁饼形磨轮(12)外部面上的金刚石层，形成对晶棒(2)端部的磨削，实现晶棒(2)端部的“U”形开口(13)结构。 

6.根据权利要求5所述的用于磨削晶体材料的磨机，其特征是：所述铁饼形磨轮(12)为中部厚外缘窄的结构。 

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