CN102294760A - 一种切割硅块浆料动态更新系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割硅块浆料动态更新系统，包括用于容置浆料的浆料缸，还包括：与浆料缸相连通的浆料抽走管路，其上设有浆料抽走泵；与浆料缸相连通的浆料添加管路，其上设有浆料添加泵；与浆料缸相连通的浆料泵出管路，其上设有浆料泵、第一热交换器和第一流量计；控制器，在满足第一预设条件后，控制浆料添加泵和浆料抽走泵工作第一预设时间以更新浆料。本发明由于切割到在满足第一预设条件后，会部分更新浆料，所以在切割前添加浆料的用量可以降低，从而可以最终减少浆料的用量，减少生产的成本，而且通过及时更新新浆料，保证了硅料切割质量，降低了断线率，进而使切割硅块厚度的偏差减小，表面更加平整。

Description

一种切割硅块浆料动态更新系统

技术领域

本发明涉及硅片加工设备技术领域，特别涉及一种切割硅块浆料动态更新系统。

背景技术

光伏行业普遍使用多线切割机进行硅片加工，在该环节会采用浆料配合多线切割机的钢线进行硅片切割，浆料在每单次切割过程中切割能力是逐步下降的。行业里普遍采取的切割方式是每单次切割完毕后，在机床停止待机准备状态下对浆料进行全部或部分更新，更新完毕后再进行下一次设备运行。为保证较好的硅片加工质量，需要更高的浆料更新量。

以156×156的多晶硅块采用HCTB5机床切割满载为例，浆料的更新量为500升，单锯切割硅块长度为1700mm，导致硅片加工成本偏高。而单纯从降低静态更新量这一方法来降低硅片加工成本，常常会引起硅片加工过程中稳定性差、断线率高、硅片表面锯痕增大、成品率低等不良结果的出现。

如图1所示，目前浆料的更新通常采用静态更新的方法，即在切割硅块前，从浆料添加管路3向浆料缸4中添加切割硅块所需要的全部浆料5。浆料31经过浆料泵21的抽动，依次经过热交换器12、流量计13，最后通过浆料泵出管路1的管路口参与硅块的切割，切割后的浆料5再流回到浆料缸4中。使得在整个切割过程中，所有的浆料5都在不停地循环切割。直到切割结束后都不再添加新浆料。切割结束后，再通过浆料抽走管路2把参与切割后的浆料5全部或部分抽走更新。

目前，也会在切割过程中添加新浆料，其主要工艺流程如下所述。切割硅块前，从浆料添加管路3向浆料缸4中添加切割硅块所需要的部分浆料5。切割过程中随着切割的进行，会有一些被磨削的硅粉进入到浆料5中，引起浆料5的切割能力下降。这时，再继续通过浆料添加管路3，添加新的浆料5到浆料缸4中，保证浆料的切割能力。

但是，上述两种浆料的更新方法均存在缺陷。现有的一次性注入全部浆料的方法，需要注入更多的浆料保证整个过程的生产，使得生产成本较高。现有在切割过程中添加新浆料的方法，在切割过程中，随着切割比例的增加，会有更多的硅粉融入到浆料中，引起浆料切割能力的下降，容易造成硅块的切割面产生锯痕，甚至断线。

因此，如何在保证浆料具有一定切割能力，且防止硅块的切割面产生锯痕的前提下，降低一次切割所用浆料的质量，以降低生产成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种切割硅块浆料动态更新系统，以在保证浆料具有一定切割能力，且防止硅块的切割面产生锯痕的前提下，降低一次切割所用浆料的质量，以降低生产成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种切割硅块浆料动态更新系统，包括用于容置浆料的浆料缸，还包括：

与所述浆料缸相连通的浆料抽走管路，其上设有浆料抽走泵；

与所述浆料缸相连通的浆料添加管路，其上设有浆料添加泵；

与所述浆料缸相连通的浆料泵出管路，其上设有浆料泵、第一热交换器和第一流量计；

控制器，在满足第一预设条件后，控制所述浆料添加泵和所述浆料抽走泵工作第一预设时间以更新浆料。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，所述浆料抽走管路上设有第二流量计。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，所述浆料添加管路包括相并联的第一浆料添加支路和第二浆料添加支路；

所述浆料添加泵设置于所述第一浆料添加支路上，且该第一浆料添加支路上设有二通电磁阀；

第二浆料添加支路通过三通电磁阀与所述浆料泵出管路相连通，所述第二浆料添加支路的输出端以及所述浆料泵出管路的输入端和输出端分别与所述三通电磁阀的三个输入口相连。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，所述第一浆料添加支路上还设有第二热交换器和第三流量计。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，在浆料泵出管路工作第二预设时间后，所述控制器控制所述浆料添加泵和所述浆料抽走泵工作所述第一预设时间以更新浆料。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，在所述浆料缸内的浆料密度低于预设密度后，所述控制器控制所述浆料添加泵和所述浆料抽走泵工作所述第一预设时间以更新浆料。

优选地，在上述切割硅块浆料动态更新系统中，在切割预设比例的工件后，所述控制器控制所述浆料添加泵和所述浆料抽走泵工作所述第一预设时间以更新浆料。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种切割硅块浆料动态更新系统，包括用于容置浆料的浆料缸，还包括：与所述浆料缸相连通的浆料抽走管路，其上设有浆料抽走泵；与所述浆料缸相连通的浆料添加管路，其上设有浆料添加泵；与所述浆料缸相连通的浆料泵出管路，其上设有浆料泵、第一热交换器和第一流量计；控制器，在满足第一预设条件后，控制所述浆料添加泵和所述浆料抽走泵工作第一预设时间以更新浆料。

基于上述设置，本发明在切割开始前，将准备好的浆料通过浆料添加管路打入浆料缸。切割过程中，浆料通过浆料泵抽取，依次经过第一热交换器和第一流量计，由浆料泵出管路的管道口泵出参与硅块切割。当切割到满足第一预设条件后，即在浆料切割能力下降的时候，控制器控制浆料添加泵工作，将准备好的浆料由浆料添加管路注入浆料缸。同时由浆料抽走泵将一些已经参与切割的旧浆料，通过浆料抽走管路抽走，保证最终浆料的切割能力。切割结束后，参与切割的浆料，可通过浆料抽走管路全部抽走。

本发明由于切割到在满足第一预设条件后，会部分更新浆料，所以在切割前添加浆料的用量可以降低，从而可以最终减少浆料的用量，减少生产的成本，而且通过及时更新新浆料，保证了硅料切割质量，降低了断线率。本发明通过浆料的动态更新，使得浆料的切割能力保持在一定的水平，进而使切割硅块厚度的偏差减小，表面更加平整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有切割硅块浆料动态更新系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的切割硅块浆料动态更新系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种切割硅块浆料动态更新系统，以在保证浆料具有一定切割能力，且防止硅块的切割面产生锯痕的前提下，降低一次切割所用浆料的质量，以降低生产成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的切割硅块浆料动态更新系统的结构示意图。

本发明实施例公开的切割硅块浆料动态更新系统，包括用于容置浆料的浆料缸4，还包括浆料抽走管路2、浆料添加管路3、浆料泵出管路1和控制器。其中，浆料抽走管路2与浆料缸4相连通，其上设有浆料抽走泵21，通过启动浆料抽走泵21可将浆料缸4内的浆料5(浆料由碳化硅和悬浮液组成的一种具有悬浮性的液体，浆料将与高速转动的钢线一块完成硅料的切割。)抽走，以便于更换新的浆料，进行下一次的切割。

浆料添加管路3与浆料缸4相连通，其上设有浆料添加泵31，用于在切割前或切割过程中向浆料缸4内注入浆料5。浆料泵出管路1与浆料缸4相连通，其上设有浆料泵11、第一热交换器12(热交换器使浆料与冷水进行热量交换而实现冷却浆料的目的的设备)和第一流量计13(流量计可以检测流过浆料的流量大小、密度和温度)。浆料泵出管路1为切割管路，由其出口泵出的浆料对硅片进行切割。

控制器用于在满足第一预设条件后，控制浆料添加泵31和浆料抽走泵21工作第一预设时间以更新浆料。其中第一预设条件可根据具体情况，设计不同的参数，例如可以时间、浆料密度或工件的切割比例作为第一预设条件。控制器内设置的第一预设时间，即更新浆料的时间。即在浆料泵出管路1工作第二预设时间后，控制器控制浆料添加泵31和浆料抽走泵21工作第一预设时间以更新浆料。或者在浆料缸4内的浆料密度低于预设密度后，控制器控制浆料添加泵31和浆料抽走泵21工作第一预设时间以更新浆料。或者在切割预设比例的工件后，控制器控制浆料添加泵31和浆料抽走泵21工作第一预设时间以更新浆料。

本发明在切割开始前，将准备好的浆料5通过浆料添加管路3打入浆料缸4。切割过程中，浆料5通过浆料泵11抽取，依次经过第一热交换器12和第一流量计13，由浆料泵出管路1的管道口泵出参与硅块切割。当切割到满足第一预设条件后，即在浆料切割能力下降的时候，控制器控制浆料添加泵31工作，将准备好的浆料由浆料添加管路3注入浆料缸4。同时由浆料抽走泵21将一些已经参与切割的旧浆料，通过浆料抽走管路2抽走，保证最终浆料的切割能力。切割结束后，参与切割的浆料，可通过浆料抽走管路2全部抽走。

本发明由于切割到在满足第一预设条件后，会部分更新浆料，所以在切割前添加浆料的用量可以降低，从而可以最终减少浆料的用量，减少生产的成本，而且通过及时更新浆料，保证了硅料切割质量，降低了断线率。本发明通过浆料的动态更新，使得浆料的切割能力保持在一定的水平，进而使切割硅块厚度的偏差减小，表面更加平整。

浆料抽走管路2上设有第二流量计22，通过该第二流量计22可以检测流过浆料的流量大小、密度和温度。通过第二流量计22可选择浆料抽走泵21关闭的时间。例如在硅片切割过程中，更新浆料时，可通过流过第二流量计22的浆料判断浆料缸4内的浆料密度、温度等信息，即在第二流量计22检测到的浆料密度在预设范围内后，可控制浆料抽走泵21关闭，以节省浆料，降低成本。

浆料添加管路3具体可包括相并联的第一浆料添加支路和第二浆料添加支路。浆料添加泵31设置于第一浆料添加支路上，且该第一浆料添加支路上设有二通电磁阀34。第二浆料添加支路通过三通电磁阀14与浆料泵出管路1相连通，第二浆料添加支路的输出端以及浆料泵出管路1的输入端和输出端分别与三通电磁阀14的三个输入口相连。第一浆料添加支路上还可设有第二热交换器32和第三流量计33。

在切割开始前，将准备好的浆料通过浆料泵出管路3打入，然后将浆料分两路，分别经过三通电磁阀14和二通电磁阀34，进入浆料缸11。此时由于向浆料缸4打入浆料，浆料流经三通电磁阀14后，直接到浆料缸4，此时浆料泵11不工作。在切割开始前向浆料缸4内打入浆料时，三通电磁阀14分别与第二浆料添加支路的输出端和浆料泵出管路1的输入端相连通的端口连通，以保证可通过三通电磁阀14向浆料缸4内注入浆料。在切割开始，三通电磁阀14分别与浆料泵出管路1的输出端和浆料泵出管路1的输入端相连通的端口连通，以保证通过三通电磁阀14向硅片喷射浆料。本发明在切割开始前，向浆料缸打入浆料时，可以通过三通电磁阀14和二通电磁阀34同时进行，提高了效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种切割硅块浆料动态更新系统，包括用于容置浆料的浆料缸(4)，其特征在于，还包括：

与所述浆料缸(4)相连通的浆料抽走管路(2)，其上设有浆料抽走泵(21)；

与所述浆料缸(4)相连通的浆料添加管路(3)，其上设有浆料添加泵(31)；

与所述浆料缸(4)相连通的浆料泵出管路(1)，其上设有浆料泵(11)、第一热交换器(12)和第一流量计(13)；

控制器，在满足第一预设条件后，控制所述浆料添加泵(31)和所述浆料抽走泵(21)工作第一预设时间以更新浆料。

2.如权利要求1所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，所述浆料抽走管路(2)上设有第二流量计(22)。

3.如权利要求1所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，所述浆料添加管路(3)包括相并联的第一浆料添加支路和第二浆料添加支路；

所述浆料添加泵(31)设置于所述第一浆料添加支路上，且该第一浆料添加支路上设有二通电磁阀(34)；

第二浆料添加支路通过三通电磁阀(14)与所述浆料泵出管路(1)相连通，所述第二浆料添加支路的输出端以及所述浆料泵出管路(1)的输入端和输出端分别与所述三通电磁阀(14)的三个输入口相连。

4.如权利要求3所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，所述第一浆料添加支路上还设有第二热交换器(32)和第三流量计(33)。

5.如权利要求1-4任一项所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，在浆料泵出管路(1)工作第二预设时间后，所述控制器控制所述浆料添加泵(31)和所述浆料抽走泵(21)工作所述第一预设时间以更新浆料。

6.如权利要求1-4任一项所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，在所述浆料缸(4)内的浆料密度低于预设密度后，所述控制器控制所述浆料添加泵(31)和所述浆料抽走泵(21)工作所述第一预设时间以更新浆料。

7.如权利要求1-4任一项所述的切割硅块浆料动态更新系统，其特征在于，在切割预设比例的工件后，所述控制器控制所述浆料添加泵(31)和所述浆料抽走泵(21)工作所述第一预设时间以更新浆料。

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