CN103660050B - 硅片多线切割机金刚线切割液系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种硅片多线切割机金刚线切割液系统，包括设置有切割硅锭的金刚线的切割机、给所述切割机提供切割液的供给装置及回收所述切割机流下来的切割液的回收装置。供给装置包括切削喷嘴、冷却喷嘴、分别控制所述切削喷嘴及所述冷却喷嘴流量的数个供给阀门、与所述供给阀门连接的供给泵及供所述供给泵连接的供给缸。回收装置包括具有沉淀作用的回流缸及与所述供给缸连接的抽取泵。金刚线的一侧设置有冷却喷嘴，冷却喷嘴用供给阀门单独控制，可大流量喷出切割液以起冷却清洗作用，并且回收装置的回流缸具有沉淀切割液中的硅粉的作用以利于再次使用，从而形成一种适合金刚线切割的硅片多线切割机金刚线切割液系统。

Description

硅片多线切割机金刚线切割液系统

技术领域

本发明涉及硅片多线切割领域，特别是涉及一种硅片多线切割机金刚线切割液系统。

背景技术

太阳能级电池硅片是通过多线切割机将硅块或硅棒切割而成。根据当前产业的发展趋势，金刚线多线切割技术将成为未来多线切割的主流。传统游离的多线切割设备切割液系统，采用碳化硅微粉的混合液切割，其切割原理为通过钢线带动附着在钢线上的碳化硅的混合液完成对硅棒的切割。切割液需要保持混合均匀且具备较高的黏度，同时为满足一定切割能力，需要较高的流量。在使用金刚线切割时，切割的载体为附着在钢线上的金刚石，采用的切割液主要为润滑、冷却及清洗功能。因此传统游离多线切割设备切割液系统直接采用金刚线切割，将存在以下问题：金刚线切割进给快、线速高，且切割过程产生的热量大，不能满足冷却的作用；及金刚线切割时，切割产生的硅粉容易附着在设备上，造成设备的损坏等。

发明内容

基于此，提供一种适合金刚线切割的硅片多线切割机金刚线切割液系统。

一种硅片多线切割机金刚线切割液系统，包括设置有切割硅锭的金刚线的切割机、给所述切割机提供切割液的供给装置及回收所述切割机流下来的切割液的回收装置，所述供给装置包括设置于所述金刚线一侧并提供切削用切割液的切削喷嘴、设置于所述金刚线另一侧提供冷却清洗用切削液的冷却喷嘴、分别控制所述切削喷嘴及所述冷却喷嘴流量的数个供给阀门、与所述供给阀门连接的供给泵及供所述供给泵连接的供给缸，所述回收装置包括具有沉淀作用的回流缸及与所述供给缸连接的抽取泵，所述抽取泵从所述回流缸抽取切割液后输送给所述供给缸。

在其中一个实施例中，所述抽取泵与所述供给缸之间连接有一次冷却机。

在其中一个实施例中，所述抽取泵与所述一次冷却机之间设置进口压力传感器，所述一次冷却机与所述供给缸之间设置出口压力传感器。

在其中一个实施例中，所述进口压力传感器与所述一次冷却机之间设置有过滤切割液的一次过滤器，所述出口压力传感器与供给缸之间设置有再次过滤切割液的二次过滤器。

在其中一个实施例中，所述供给泵连接有二次冷却机，所述二次冷却机连接有检测所述供给泵整体流量的流量检测机，所述流量检测机连接所述供给阀门。

在其中一个实施例中，所述金刚线切割硅锭时分为在第一方向切割的正向切割及在与第一方向相反的第二方向切割的反向切割，所述供给泵包括正向切割时工作的正向供给泵及反向切割时工作的反向供给泵，所述正向供给泵与所述反向供给泵分别连接有二次冷却机、流量检测机、供给阀门、切削喷嘴及冷却喷嘴。

在其中一个实施例中，所述切削喷嘴包括正向切割时工作的正向切削喷嘴及反向切割时工作的反向切削喷嘴，所述正向切削喷嘴与所述反向切削喷嘴分别设置于硅锭的两侧，所述冷却喷嘴包括正向切割时工作的正向冷却喷嘴及反向切割时工作的反向冷却喷嘴，所述正向冷却喷嘴与所述反向冷却喷嘴分别设置于硅锭的两侧，所述切割喷嘴比所述冷却喷嘴更靠近硅锭。

在其中一个实施例中，所述金刚线包括同时切割两块硅锭的第一切割部与第二切割部，所述第一切割部与第二切割部分别设置正反向切削喷嘴和正反向冷却喷嘴，正向供给泵工作时，一个供给阀门控制同时两个正向切削喷嘴，另一个供给阀门同时控制两个正向冷却喷嘴。

在其中一个实施例中，所述回流缸包括抽取槽及具有沉淀作用的沉淀槽，所述沉淀槽与所述抽取槽之间设有使切割液从所述沉淀槽溢流至所述抽取槽的溢流部。

在其中一个实施例中，所述抽取泵设置于所述抽取槽，所述抽取槽内设置有控制所述抽取泵的抽取液位感应器。

上述硅片多线切割机金刚线切割液系统，金刚线的一侧设置有冷却喷嘴，冷却喷嘴用供给阀门单独控制，可大流量喷出切割液以起冷却清洗作用，并且回收装置的回流缸具有沉淀切割液中的硅粉的作用以利于再次使用，从而形成一种适合金刚线切割的硅片多线切割机金刚线切割液系统。

附图说明

图1为本实施方式硅片多线切割机金刚线切割液系统的示意图。

具体实施方式

请参图1，本实施方式揭示一种硅片多线切割机金刚线切割液系统100，包括设置有切割硅锭200的金刚线111的切割机110、给切割机110提供切割液的供给装置120及回收切割机110流下来的切割液的回收装置130。

供给装置120包括设置于金刚线111一侧并提供切削用切割液的切削喷嘴121、设置于金刚线111另一侧提供冷却清洗用切削液的冷却喷嘴122、分别控制切削喷嘴121及冷却喷嘴122流量的数个供给阀门123、与供给阀门123连接的供给泵124及供供给泵124连接的供给缸125。

回收装置130包括具有沉淀作用的回流缸131及与供给缸125连接的抽取泵132。抽取泵132从回流缸131抽取切割液后输送给供给缸125。

金刚线111的一侧设置有冷却喷嘴122，冷却喷嘴122用供给阀门123单独控制可大流量喷出切割液以起冷却清洗作用，并且回收装置130的回流缸131具有沉淀切割液中的硅粉的作用以利于再次使用，从而形成一种适合金刚线切割的硅片多线切割机金刚线切割液系统100。

抽取泵132与供给缸125之间连接有一次冷却机133，用于冷却抽取泵132从回流缸131抽取的切割液。抽取泵132与一次冷却机133之间设置有进口压力传感器134，一次冷却机133与供给缸125之间设置出口压力传感器135。

进口压力传感器134与一次冷却机133之间设置有过滤切割液的一次过滤器136，出口压力传感器135与供给缸125之间设置有再次过滤切割液的二次过滤器137。

回流缸131包括抽取槽1311及具有沉淀作用的沉淀槽1312，沉淀槽1312与抽取槽1311之间设有使切割液从沉淀槽1312溢流至抽取槽1311的溢流部1313。

抽取泵132设置于抽取槽1311，抽取槽1311内设置有控制抽取泵132的抽取液位感应器（未图示），当抽取槽1311内的切割液达到预订的液位时，抽取液位感应器即感应得到并启动抽取泵132抽取切割液。

供给泵124连接有二次冷却机126，用于冷却供给泵124从供给缸125抽取的切削液。二次冷却机126连接有检测供给泵125整体流量的流量检测机127，流量检测机127连接供给阀门123。

金刚线111切割硅锭200时分为在第一方向切割的正向切割及在与第一方向相反的第二方向切割的反向切割。供给泵124包括正向切割时工作的正向供给泵1241及反向切割时工作的反向供给泵1242。正向供给泵1241与反向供给泵1242分别连接有二次冷却机126、流量检测机127、供给阀门123、切削喷嘴121及冷却喷嘴122。

切削喷嘴121包括正向切割时的正向切削喷嘴1211及反向切割时的反向切削喷嘴1212。正向切削喷嘴1211与反向切削喷嘴1212分别设置于硅锭200的两侧。冷却喷嘴122包括正向切割时的正向冷却喷嘴1221及反向切割时的反向冷却喷嘴1222。正向冷却喷嘴1221与反向冷却喷嘴1222分别设置于硅锭200的两侧。切割喷嘴121比冷却喷嘴122更靠近硅锭200。

一个具体的实施例中，金刚线111包括同时切割两块硅锭200的第一切割部1111与第二切割部1112。第一切割部1111与第二切割部1112分别设置正反向切削喷嘴和正反向冷却喷嘴。正向供给泵1241工作时，正向供给泵1241连接一个二次冷却机126，二次冷却机126连接一个流量检测机127，流量检测机127连接两个供给阀门123，其中一个供给阀门123控制同时两个正向切削喷嘴1211，另一个供给阀门123同时控制两个正向冷却喷嘴1221。请参图1，第一切割部1111与第二切割部1112上下设置，使得运动方向正好相反，两个正向切削喷嘴1211也就上下设置，并从整体上看，上边的正向切削喷嘴1211位于左边，下边的正向切削喷嘴1211位于右边，而两个正向冷却喷嘴1221也就上下设置，并从整体上，上边的正向冷却喷嘴1221位于右边，下边的正向冷却喷嘴1221位于左边。

同理，反向供给泵1242工作时，反向供给泵1242连接一个二次冷却机126，二次冷却机126连接一个流量检测机127，流量检测机127连接两个供给阀门123，其中一个供给阀门123控制同时两个反向切削喷嘴1212，另一个供给阀门123同时控制两个反向冷却喷嘴1222。请参图1，两个反向切削喷嘴1212也就上下设置，并从整体上看，上边的反向切削喷嘴1212位于右边，下边的反向切削喷嘴1212位于左边，而两个反向冷却喷嘴1222也就上下设置，并从整体上，上边的反向冷却喷嘴1222位于左边，下边的反向冷却喷嘴1222位于右边。

以一个具体的实施方式为例，将传统的游离多线切割设备切割液系统重新修改系统管路，并安装回流缸131、冷却喷嘴122、进口压力传感器134及出口压力传感器135等，完成整个硅片多线切割机金刚线切割液系统100的安装调试后，系统可试运行。

当开始切割时，根据工艺需要将配置好的切割液加入供给缸125内，系统按照切割工艺运行，在正向切割时，金刚线111的第一切割部1111运动方向从图1看为自左至右，并且第一切割部1111与第二切割部1112同时开始切割上硅锭200和下硅锭200。此时正向供给泵1241工作，将切割液供给给上下两个正向切削喷嘴1211，通过对应的供给阀门123的开度控制切割流量，使少量的切割液附着在金刚线111上，以使金刚线111进入硅锭切割时达到润滑和冷却的作用。上下两个正向冷却喷嘴1221通过对应的供给阀门123的开度，获得较高的切割液流量，此时金刚线111切割完成后，硅粉附着在金刚线111上，正向冷却喷嘴1221大流量冲洗，将附着的硅粉冲洗掉，防止硅粉随金刚线111运动进入缠绕金刚线111的导轮112的导轮槽内，同时使金刚线111保持排屑能力。并且金刚线111切割时进给快、线速高，使得切割过程中产生大量的热量，切割液的大量冲洗可起冷却作用。

在反向切割时，金刚线111的第一切割部111运动方向自右至左，此时反向供给泵1242工作，将切割液供给给上下两个反向切削喷嘴1212，并通过对应的供给阀门123的开度控制切割流量，使少量的切割液附着在金刚线111上以使金刚线111进入硅锭达到润滑和冷却的作用。上下反向冷却喷嘴1222通过对应的供给阀门123的开度，获得较高的切割液流量，此时金刚线111切割完成后，硅粉附着在金刚线上，上下反向冷却喷嘴1222大流量冲洗，将附着的硅粉冲洗掉，防止硅粉随金刚线111运动进入导轮槽内，同时使金刚线保持排屑能力。并且金刚线111切割时进给快、线速高，使得切割过程中产生大量的热量，切割液的大量冲洗可起冷却作用。

切割完成的切割液经过切割室内过滤网（未图示）的过滤，流入回流缸131的沉淀槽1312内，大颗粒的硅粉将快速沉淀，切割液越积越多后将通过溢流部1313溢流进入抽取槽1311内，当达到设定液位后，抽取液位感应器感应到并启动抽取泵132将抽取切割液进入一次过滤器136。将部分硅粉过滤后，进入一次冷却机133将切割液先冷却至设定温度，再进入二次过滤器137，将部分硅粉过滤后，直接进入供给缸125内，此时切割液中的硅粉含量较少，减少硅粉对金刚线的切割影响。此过程中，切割液进入一次过滤器136前先通过进口压力传感器134，在进入二次过滤器137前先通过出口压力传感器135以测定切割液的实时压力，以确定是否适合抽取泵132的抽取，从而保护抽取泵132，并使整个硅片多线切割机金刚线切割液系统100更加稳定。

无论是正向切割还是反向切割，正向供给泵1241与反向供给泵1242抽取切割液后首先都会经过各自的二次冷却机126将切割液再次冷却至设定温度。流量检测机127控制正向供给泵1241或反向供给泵1242的整体流量。优选地，一次过滤器136与二次过滤器137均为滤袋，以很好的过滤掉硅粉。上述实施例切割的为硅锭200，当然对切割硅棒同样适用。

本硅片多线切割机金刚线切割液系统100通过回流缸131的沉淀槽1312对切削产生的硅粉进行沉淀，然后进行一次过滤和二次过滤，从而降低硅粉在切割液中的含量；通过增加四个大流量冷却喷嘴122达到对高速切割时产生热量的吸收，同时对附着在金刚线111与导轮槽内的硅粉进行冲洗；通过正向切割时，正向供给泵1241工作，反向供给泵1242停止，反向切割时，反向供给泵1242工作，正向供给泵1241停止的模式降低设备的能源消耗，同时降低切割液对线网冲击产生的振动；通过进口压力与出口压力的检测，当检测的压差超过设定值时，将出现压力过大的报警，防止因管路系统堵塞造成对系统部件的损坏。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，包括设置有切割硅锭的金刚线的切割机、给所述切割机提供切割液的供给装置及回收所述切割机流下来的切割液的回收装置，所述供给装置包括设置于所述金刚线一侧并提供切削用切割液的切削喷嘴、设置于所述金刚线另一侧提供冷却清洗用切削液的冷却喷嘴、分别控制所述切削喷嘴及所述冷却喷嘴流量的数个供给阀门、与所述供给阀门连接的供给泵及供所述供给泵连接的供给缸，所述回收装置包括具有沉淀作用的回流缸及与所述供给缸连接的抽取泵，所述抽取泵从所述回流缸抽取切割液后输送给所述供给缸，所述金刚线切割硅锭时分为在第一方向切割的正向切割及在与第一方向相反的第二方向切割的反向切割，所述供给泵包括正向切割时工作的正向供给泵及反向切割时工作的反向供给泵；

所述切削喷嘴包括正向切割时工作的正向切削喷嘴及反向切割时工作的反向切削喷嘴，硅锭的两侧均设置有正向切削喷嘴和反向切削喷嘴，所述冷却喷嘴包括正向切割时工作的正向冷却喷嘴及反向切割时工作的反向冷却喷嘴，硅锭的两侧均设置有正向冷却喷嘴和反向冷却喷嘴，所述切割喷嘴比所述冷却喷嘴更靠近硅锭；

所述金刚线包括同时切割两块硅锭的第一切割部与第二切割部，所述第一切割部与第二切割部分别设置正、反向切削喷嘴和正、反向冷却喷嘴；

第一切割部与第二切割部上下设置，两个正向切削喷嘴上下设置且左右错开，两个正向冷却喷嘴上下设置且左右错开，两个反向切削喷嘴上下设置且左右错开，两个反向冷却喷嘴上下设置且左右错开；

正向切割时，所述正向供给泵工作，所述反向供给泵不工作，反向切割时，所述反向供给泵工作，所述正向供给泵不工作。

2.根据权利要求1所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述抽取泵与所述供给缸之间连接有一次冷却机。

3.根据权利要求2所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述抽取泵与所述一次冷却机之间设置进口压力传感器，所述一次冷却机与所述供给缸之间设置出口压力传感器。

4.根据权利要求3所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述进口压力传感器与所述一次冷却机之间设置有过滤切割液的一次过滤器，所述出口压力传感器与供给缸之间设置有再次过滤切割液的二次过滤器。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述供给泵连接有二次冷却机，所述二次冷却机连接有检测所述供给泵整体流量的流量检测机，所述流量检测机连接所述供给阀门。

6.根据权利要求5所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述正向供给泵与所述反向供给泵分别连接有二次冷却机、流量检测机、供给阀门、切削喷嘴及冷却喷嘴。

7.根据权利要求1所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，正向供给泵工作时，一个供给阀门控制同时两个正向切削喷嘴，另一个供给阀门同时控制两个正向冷却喷嘴；反向供给泵工作时，一个供给阀门控制同时两个反向切削喷嘴，另一个供给阀门同时控制两个反向冷却喷嘴。

8.根据权利要求1所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述回流缸包括抽取槽及具有沉淀作用的沉淀槽，所述沉淀槽与所述抽取槽之间设有使切割液从所述沉淀槽溢流至所述抽取槽的溢流部。

9.根据权利要求8所述的硅片多线切割机金刚线切割液系统，其特征在于，所述抽取泵设置于所述抽取槽，所述抽取槽内设置有控制所述抽取泵的抽取液位感应器。