CN106003443A - 全硅棒开方机及开方方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全硅棒开方机及开方方法，所述全硅棒开方机包括：机座；至少一承托架组，包括前后设置于机座上的多个承托架，承托架用于横向承托一全硅棒；切割设备，包括：沿机座滑移的滑移支架；设于滑移支架上且与至少一承托架组相对应的至少一线切割单元，线切割单元中包括相对设置的两条切割线；至少一升降位置调整设备，设于机座上且与至少一承托架组相对应，用于顶托全硅棒并带动全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置。本发明的全硅棒开方机，承托架组、线切割单元以及升降位置调整设备的数量均可以是多个，进而可以达到同时将多个全硅棒进行开方的目的。
Description
技术领域
本发明涉及硅棒截断技术领域，特别是涉及一种全硅棒开方机及开方方法。
背景技术
硅棒截断技术是目前世界上比较先进的开方加工技术，它的原理是通过高速运动的金刚线对待加工工件(例如：硅棒、蓝宝石、或其他半导体硬脆材料)进行摩擦，切出方锭，从而达到切割目的。在对工件的切割过程中，金刚线通过导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的上升下降实现工件的进给，在压力泵的作用下，装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至金刚线和工件的切削部位，由金刚线往复运动产生切削，以将半导体等硬脆材料一次同时切割为多块。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。
但是，目前的硅棒开方机仍然存在不足，例如目前的硅棒开方机一次只能对一个待切割物进行开方，若要加工多个工件只能反复执行多次，效率非常低下。
发明内容
有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可以同时将多个硅棒切进行开方的全硅棒开方机及开方方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种全硅棒开方机，包括：
机座；
至少一承托架组，包括前后设置于所述机座上的多个承托架，所述承托架用于横向承托一全硅棒；
切割设备，包括：沿所述机座滑移的滑移支架；设于所述滑移支架上且与至少一承托架组相对应的至少一线切割单元，所述线切割单元中包括相对设置的两条切割线；以及
至少一升降位置调整设备，设于所述机座上且与至少一承托架组相对应，用于顶托所述全硅棒并带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置。
本发明的全硅棒开方机，通过承托架组的多个承托架承托全硅棒，通过切割设备的线切割单元对全硅棒进行开方，通过升降位置调整设备对全硅棒的位置进行调节，以调整切割位置。并且，承托架组、线切割单元以及升降位置调整设备的数量均可以是多个，那么，就可以达到同时将多个全硅棒进行开方的目的。
本发明的全硅棒开方机的进一步改进在于，还包括轴心水平调节设备，设于所述机座上，用于将所述全硅棒的轴心调成水平状态。
本发明的全硅棒开方机的进一步改进在于，还包括定中心调节设备，设于所述机座上，用于将所述全硅棒的轴心与预定中心线重合；所述定中心调节设备包括：
第一驱动装置；
调节支架，受控于所述第一驱动装置而升降；以及
设于所述调节支架相对两侧的夹紧件，用于夹持所述全硅棒并调节所述全硅棒的轴心位置。
本发明的全硅棒开方机的进一步改进在于，所述线切割单元包括至少一对切割轮组，对向设置于所述滑移支架的左右两侧；每一个所述切割轮组包括上下设置的至少两个切割轮和缠绕于至少两个所述切割轮上的切割线。
本发明的全硅棒开方机的进一步改进在于，所述升降位置调整设备包括：
驱动装置；
调整支架，受控于所述驱动装置而升降；以及
转动机构，包括：电机；转动轮组，所述转动轮组中具有规则设置的多个转动轮，所述转动轮受控于所述电机；绕设于所述转动轮组中各个所述转动轮的皮带，所述皮带具有与所述全硅棒接触的接触面，用于带动所述全硅棒旋转。
本发明还提供了一种全硅棒开方方法，包括：
将待开方的全硅棒横向放置；
提供包括有相对设置的两条切割线的切割设备，移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出；
回移所述切割设备以使所述切割设备归位；
带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置；
移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出，完成所述全硅棒的开方作业。
本发明的全硅棒开方方法，通过移动包括有相对设置的两条切割线的切割设备对全硅棒进行开方。
本发明的全硅棒开方方法的进一步改进在于，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括轴心水平调节的步骤：将所述全硅棒的轴心调成水平状态。
本发明的全硅棒开方方法的进一步改进在于，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括定中心调节的步骤：将所述全硅棒的轴心与预定中心线重合。
本发明的全硅棒开方方法的进一步改进在于，在两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出之后，还包括：
取走所述全硅棒中被所述切割设备所切割下来的硅棒切皮。
本发明的全硅棒开方方法的进一步改进在于，带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置，包括：
将所述全硅棒从放置位置抬升；
在抬升状态下，带动所述全硅棒旋转一切割角度；以及
旋转到位后，将所述全硅棒下放至放置位置。
附图说明
图1是本发明的全硅棒开方机的立体图。
图2是本发明的全硅棒开方机的侧视图。
图3是本发明的全硅棒开方机的承托架的放大示意图。
图4是本发明的全硅棒开方机的定中心调节设备的放大示意图。
图5是本发明的全硅棒开方方法的流程图。
图6至图14是采用本发明的全硅棒开方机进行全硅棒开方的具体操作过程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图14。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1与图2所示，图1是本发明的全硅棒开方机的立体图。图2是本发明的全硅棒开方机的侧视图。本发明的全硅棒开方机，包括：
机座10；
至少一承托架组，包括前后设置于所述机座上的多个承托架20，多个承托架20用于横向承托一全硅棒90。优选地，参见图3所示，图3是本发明的全硅棒开方机的承托架的放大示意图。如图3所示，承托架20为V型承托支架，可以对全硅棒90起到良好的定位作用。更优选地，承托架20的顶面经过磨砂处理，可以增强承托架20与全硅棒90的接触力。
切割设备，包括：沿机座10滑移的滑移支架30；设于滑移支架30上且与所述至少一承托架组相对应的至少一线切割单元40，线切割单元40中包括相对设置的两条切割线410。优选地，线切割单元40的两条切割线410之间的间距大于承托架20的宽度，这样，可以保证在切割的过程中，承托架20可以避开两条切割线410，不会干扰到开方作业。
至少一升降位置调整设备50，设于机座10上且与至少一承托架组相对应，用于顶托全硅棒90并带动全硅棒90旋转一切割角度以调整切割位置。
本发明的全硅棒开方机，通过承托架组的多个承托架承托全硅棒，通过切割设备的线切割单元对全硅棒进行开方，通过升降位置调整设备对全硅棒的位置进行调节，以调整切割位置。并且，承托架组、线切割单元以及升降位置调整设备的数量均可以是多个，那么，就可以达到同时将多个全硅棒进行开方的目的。
另外，为了提高硅棒开方的精度，本发明的全硅棒开方机，还包括轴心水平调节设备，设于机座10上，用于将全硅棒90的轴心调成水平状态。这样，可以提高硅棒开方的精度。
此外，同样为了提高硅棒开方的精度，本发明的全硅棒开方机，还包括定中心调节设备60，设于机座10上，用于将全硅棒90的轴心与预定中心线重合，这样，同样可以提高硅棒开方的精度。
参见图4所示，图4是本发明的全硅棒开方机的定中心调节设备的放大示意图。定中心调节设备60包括：
第一驱动装置610；
调节支架620，受控于第一驱动装置610而升降；以及
设于调节支架620相对两侧的夹紧件630，用于夹持全硅棒90并调节全硅棒90的轴心位置。
这样，通过夹紧件630夹持全硅棒90，再通过第一驱动装置610驱动调节支架620进行升降，进而调节全硅棒90的轴心位置。
较佳地，在一实际应用中，线切割单元40包括至少一对切割轮组，对向设置于滑移支架30的左右两侧；每一个所述切割轮组包括上下设置的至少两个切割轮和缠绕于至少两个切割轮420上的切割线410。优选地，所述一对切割轮组中的两个切割线420相互平行，两个切割线420的间距要大于承托架20的宽度。
较佳地，在另一实际应用中，升降位置调整设备50包括：
驱动装置；
调整支架510，受控于所述驱动装置而升降；以及
转动机构，包括：电机；转动轮组，所述转动轮组中具有规则设置的多个转动轮520，转动轮520受控于所述电机；绕设于所述转动轮组中各个转动轮520的皮带530，皮带530具有与全硅棒90接触的接触面，用于带动全硅棒90旋转。
这样，当全硅棒90的第一组开方部位完成开方后，可以通过所述电机驱动皮带530，从而使皮带530带动全硅棒90进行转动，进而将全硅棒90转动至另一角度以对另一组开方部位以进行开方。
因此，本发明的全硅棒开方机，通过承托架组的多个承托架承托全硅棒，通过切割设备的线切割单元对全硅棒进行开方，通过升降位置调整设备对全硅棒的位置进行调节，以调整切割位置。并且，在开方的过程中，还可以通过轴心水平调节设备将全硅棒的轴心调成水平状态，可以提高硅棒开方的精度。另外，还可以通过定中心调节设备将全硅棒的轴心与预定中心线重合，同样可以提高硅棒开方的精度。进一步地，当全硅棒的第一组开方部位完成开方后，可以通过所述电机驱动所述皮带，从而使所述皮带带动全硅棒进行转动，进而转动至另一组开方部位以进行开方。
以下介绍上述本发明全硅棒开方机的使用方法。
参见图5所示，图5是本发明的全硅棒开方方法的流程图。本发明全硅棒开方方法，包括：
步骤S1：将待开方的全硅棒横向放置；
步骤S2：提供包括有相对设置的两条切割线的切割设备，移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出；
步骤S3：回移所述切割设备以使所述切割设备归位；
步骤S4：带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置；
步骤S5：移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出，完成所述全硅棒的开方作业。
本发明的全硅棒开方方法，通过移动包括有相对设置的两条切割线的切割设备对全硅棒进行开方。
较佳地，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括轴心水平调节的步骤：将所述全硅棒的轴心调成水平状态，可以提高硅棒开方的精度。
此外，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括定中心调节的步骤：将所述全硅棒的轴心与预定中心线重合，同样可以提高硅棒开方的精度。
其中，在上述步骤S4中，带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置，包括：
步骤S41：将所述全硅棒从放置位置抬升；
步骤S42：在抬升状态下，带动所述全硅棒旋转一切割角度；以及
步骤S43：旋转到位后，将所述全硅棒下放至放置位置。
在上述步骤S5中，在两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出之后，还包括：取走所述全硅棒中被所述切割设备所切割下来的硅棒切皮。
以下结合附图2、图6至图14以及具体实施例，对本发明的全硅棒开方机及开方方法进行更为详细的介绍。其中，图6至图14是采用本发明的全硅棒开方机进行全硅棒开方的具体操作过程图。该实施例中，以承托架组、线切割单元以及升降位置调整设备的数量均为多个为例。
结合图2所示，首先，将待开方的全硅棒90横向放置在本发明全硅棒开方机的多个承托架组的各自的多个承托架20上。图2中线切割单元40处于起始切割位置。
结合图6所示，将滑移支架30沿图中箭头所示方向(图中为向右)进行滑移，使线切割单元40的两条切割线410对全硅棒90进行第一组开方部位进行开方。
结合图7所示，全硅棒90的第一组开方部位开方完成后，将滑移支架30沿图中箭头所示方向(图中为向左)进行滑移，使线切割单元40退回到起始切割位置。
结合图8与图9所示，启动升降位置调整设备50，通过驱动装置驱动转动机构进行转动，使调整支架510转至竖直位置停止转动，再通过驱动装置再驱动转动轮组的转动轮520进行转动(图9中以转动轮520的数量为三个为例)，进而带动皮带530沿三个转动轮520进行转动。如图9所示，皮带530沿三个转动轮520进行转动的过程中，可以把完成第一组开方部位开方的全硅棒90进行转动，直到全硅棒90转动90°后停止。
结合图10所示，将升降位置调整设备50收回，启动定中心调节设备60，通过第一驱动装置610驱动调节支架620进行升起，使调节支架620升起至竖直位置停止转动，再通过夹紧件630夹持全硅棒90，对全硅棒90的轴心位置进行调节。
结合图11所示，全硅棒90的轴心位置调节完成后，将转动90°后的全硅棒90再次横向放置在多个承托架20上。优选地，承托架20为V型承托支架，可以对全硅棒90起到良好的定位作用，并且，承托架20的V型开口的宽度小于转动90°后的全硅棒90的底面的宽度，这样，可以保证转动90°后的全硅棒90的底面完全抵靠在承托架20的V型开口两端的顶面上，避免由于承托架20的V型开口太大，造成转动90°后的全硅棒90陷在V型开口内导致位置偏差。
结合图12所示，再次将滑移支架30沿图中箭头所示方向(图中为向右)进行滑移，使线切割单元40的两条切割线410对全硅棒90进行另一组开方部位进行开方。
再次结合图2所示，全硅棒90的另一组开方部位开方也完成后，再次将滑移支架30沿图中箭头所示方向(图中为向左)进行滑移，使线切割单元40退回到起始切割位置。全硅棒90完成两组开方部位的开方，如图13与图14所示，图13是完成开方的全硅棒的立体图，图14是图13所示的完成开方的全硅棒的截面图，其中，全硅棒90的两个面910、920均已完成开方。
本发明有效克服了现有技术中的种种缺点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。任何熟悉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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种全硅棒开方机，其特征在于，包括：
机座；
至少一承托架组，包括前后设置于所述机座上的多个承托架，所述承托架用于横向承托一全硅棒；
切割设备，包括：沿所述机座滑移的滑移支架；设于所述滑移支架上且与至少一承托架组相对应的至少一线切割单元，所述线切割单元中包括相对设置的两条切割线；以及
至少一升降位置调整设备，设于所述机座上且与至少一承托架组相对应，用于顶托所述全硅棒并带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置。
2.根据权利要求1所述的全硅棒开方机，其特征在于，还包括轴心水平调节设备，设于所述机座上，用于将所述全硅棒的轴心调成水平状态。
3.根据权利要求1所述的全硅棒开方机，其特征在于，还包括定中心调节设备，设于所述机座上，用于将所述全硅棒的轴心与预定中心线重合；所述定中心调节设备包括：
第一驱动装置；
调节支架，受控于所述第一驱动装置而升降；以及
设于所述调节支架相对两侧的夹紧件，用于夹持所述全硅棒并调节所述全硅棒的轴心位置。
4.根据权利要求1所述的全硅棒开方机，其特征在于，所述线切割单元包括至少一对切割轮组，对向设置于所述滑移支架的左右两侧；每一个所述切割轮组包括上下设置的至少两个切割轮和缠绕于至少两个所述切割轮上的切割线。
5.根据权利要求1所述的全硅棒开方机，其特征在于，所述升降位置调整设备包括：
驱动装置；
调整支架，受控于所述驱动装置而升降；以及
转动机构，包括：电机；转动轮组，所述转动轮组中具有规则设置的多个转动轮，所述转动轮受控于所述电机；绕设于所述转动轮组中各个所述转动轮的皮带，所述皮带具有与所述全硅棒接触的接触面，用于带动所述全硅棒旋转。
6.一种全硅棒开方方法，其特征在于，包括：
将待开方的全硅棒横向放置；
提供包括有相对设置的两条切割线的切割设备，移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出；
回移所述切割设备以使所述切割设备归位；
带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置；
移动所述切割设备，使得两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出，完成所述全硅棒的开方作业。
7.根据权利要求6所述的全硅棒开方方法，其特征在于，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括轴心水平调节的步骤：将所述全硅棒的轴心调成水平状态。
8.根据权利要求6所述的全硅棒开方方法，其特征在于，在将待开方的全硅棒横向放置之后，还包括定中心调节的步骤：将所述全硅棒的轴心与预定中心线重合。
9.根据权利要求6所述的全硅棒开方方法，其特征在于，在两条所述切割线从所述全硅棒的一端进入并沿着所述全硅棒的长度行走直至从所述全硅棒的另一端穿出之后，还包括：
取走所述全硅棒中被所述切割设备所切割下来的硅棒切皮。
10.根据权利要求6所述的全硅棒开方方法，其特征在于，带动所述全硅棒旋转一切割角度以调整切割位置，包括：
将所述全硅棒从放置位置抬升；
在抬升状态下，带动所述全硅棒旋转一切割角度；以及
旋转到位后，将所述全硅棒下放至放置位置。
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