CN107932761B - 金刚线硅片切割工艺 - Google Patents

金刚线硅片切割工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够实现硅棒线切割提高切割效率，降低切割成本的金刚线硅片切割工艺。该金刚线硅片切割工艺，包括以下步骤：1)采用硅棒上料装置在硅棒的上表面上粘接树脂板；2)硅棒上粘接完成树脂板后，将硅棒固定在硅棒线切割机上；并且切割金属线选用金刚线；3)然后对硅棒进行切割，在切割的过程中，使得进刀速度为0.12至0.32mm/min，金刚线的线速度为640至700m/min，放线张力为21N，收线张力20N，切割温度23℃。采用该金刚线硅片切割工艺有利于实现自动化切割，能够提高切割效率，降低切割成本。

Description

金刚线硅片切割工艺
技术领域
本发明涉及硅片的金刚线切割领域，尤其是一种金刚线硅片切割工艺。
背景技术
众所周知的：硅片是太阳能电池生产乃至光伏领域的主要原材料。硅片切割工艺的好坏，直接影响到太阳能电池的转换效率。光伏市场在不断地发展，硅片切割工艺也在不断地改进。从一开始的传统刀锯片、砂轮片切割技术，发展为线切割技术。通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从达到切割效果。但是这种传统的线切割，需要在切割液和碳化硅的作用下，才得已有效地切割。这种切割工艺切割时间较长，而且还有废砂浆、废切割液的产生，硅片切割成本较高。现如今，随着光伏行业的发展，进一步压缩成本成为首要工作。特别是在硅片的切割方面，需要进一步地提升工艺，从环保、降低成本方面考虑，已成为光伏行业共同的发展方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现硅棒线切割提高切割效率，降低切割成本的金刚线硅片切割工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：金刚线硅片切割工艺，包括以下步骤：
1)采用硅棒上料装置在硅棒的上表面上粘接树脂板；
所述硅棒上料装置包括硅棒运输装置、硅棒滚胶装置、树脂板放料装置、滚压装置以及导轨；
所述硅棒运输装置、硅棒滚胶装置、树脂板放料装置以及滚压装置由导轨的一端向另一端依次布置；
所述硅棒运输装置包括滑动安装在导轨上的第一支撑平台和第二支撑平台，所述第一支撑平台与第二支撑平台之间设置有伸缩装置；所述第一支撑平台的一侧设置第一固定板；所述第二支撑平台的一端设置有固定夹板，另一端设置有滑动安装在第二支撑平台上的动夹板，所述第二支撑平台上设置有驱动动夹板沿第二支撑平台长度方向上滑动的驱动装置；
所述硅棒滚胶装置包括位于导轨两侧的第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和第二支撑座上均设置有注胶管支撑座；
所述第一支撑座与第二支撑座之间设置有可以转动的滚胶筒，所述第二支撑座上设置有驱动滚胶筒转动的驱动电机，所述驱动电机通过传动装置与滚胶筒传动连接；
所述一支撑座上的注胶管支撑座和第二支撑座上的注胶管支撑座之间设置有注胶管，所述注胶管位于滚胶筒的正上方，且所述注胶管的下方设置有注胶喷头；
所述第二支撑座上设置有为注胶管提供胶液的注胶装置；
树脂板放料装置包括支撑板、储料盒、导料通道、以及导料盒；
所述支撑板下方设置有支撑柱；所述储料盒以及导料盒均设置在支撑板上，所述储料盒与支撑板之间设置有导料通道，所述导料通道延伸到导料盒内；
所述导料通道位于储料盒的一端内设置有推块，所述支撑板上设置有驱动推块在导料通道内滑动的第一液压缸；所述储料盒具有树脂板出口，所述树脂板出口与导料通道连通；所述支撑板上设置有连通导料盒内的导料通道的树脂板放料口；
所述滚压装置包括设置在导轨上方的压辊以及支撑压辊的支撑座；
2)硅棒上粘接完成树脂板后，将硅棒固定在硅棒线切割机上；并且切割金属线选用金刚线；
3)然后对硅棒进行切割，在切割的过程中，使得进刀速度为0.12至0.32mm/min，金刚线的线速度为640至700m/min，放线张力为21N，收线张力20N，切割温度23℃，切割液流量35HZ。
优选的，所述传动装置采用齿轮传动。
进一步的，在步骤2)中设置切割液喷嘴与水平金刚线的夹角，使得切割液的喷射方向与金刚线的夹角为45°。
进一步的，所述滚胶筒具有至少两个，且所述滚胶筒上方均设置有注胶管。
进一步的，所述滚胶筒具有两个，所述传动装置包括主动齿轮、第一滚胶筒驱动齿轮以及第二滚胶筒驱动齿轮；所述第一滚胶筒驱动齿轮以及第二滚胶筒驱动齿轮均与主动齿轮啮合，所述主动齿轮通过驱动电机驱动，所述第一滚胶筒驱动齿轮驱动一个滚胶筒，所述第二滚胶筒驱动齿轮驱动另一个滚胶筒。
进一步的，所述滚胶筒上设置有滚胶筒套。
进一步的，所述滚胶筒的一侧设置有清洗喷淋装置。
本发明的有益效果是：本发明所述的金刚线硅片切割工艺由于在步骤1中在采用硅棒上料装置在硅棒上粘接树脂板；所述硅棒上料装置包括硅棒运输装置、硅棒滚胶装置、树脂板放料装置、滚压装置以及导轨；通过硅棒运输装置实现硅棒在导轨上的运输，通过硅棒滚胶装置实现硅棒的涂胶，通过树脂板放料装置实现磨砂玻璃的放料，通过滚压装置将磨砂玻璃压紧在硅棒上，从而实现了在硅棒上粘接磨砂玻璃的机械化粘接和自动粘接。
在步骤2选取金刚线为切割线，在步骤3中对金刚线的切割参数进行调节，从而完成硅棒的金刚线切割。
因此本发明所述的金刚线硅片切割工艺具有以下效果:
1、能够提高了硅棒上粘接磨砂玻璃的效率，提高了生产效率，降低了人工投入。
2、便于实现硅棒的自动化切割。
3、提高了切割效率，
金刚石砂线硅片切割机在硅片的切割方面，将大大缩短切割时间。将硅片的切割时间630分钟缩短在360分钟左右。
4、环保无污染
数控多线硅片切割机在切割硅片过程中，使用大量的切割液和碳化硅才能够进行切割。而金刚石砂线切割不需要使用这些高污染的切割刃料，将碳化硅粉尘及切割液的污染降为零。
5、降低了生产成本
金刚石砂线硅片切割机，在硅片切割方面，与数控多线硅片切割机相比，省去了使用切割刃料的工艺，降低切片成本。另外，也减去了回收废砂浆、切割液的工艺，降低回收车间各项成本。
附图说明
图1为本发明实施例中金刚线硅片切割工艺的工艺流程图；
图2为本发明实施例中硅棒上料装置的俯视图；
图3为本发明实施例中硅棒上料装置的侧视结构示意图；
图4为本发明实施例中硅棒输送装置的俯视图；
图5为本发明实施例中硅棒输送装置的侧视结构示意图；
图6为本发明实施例中硅棒滚胶装置的俯视图；
图7为本发明实施例中硅棒滚胶装置的侧视结构示意图；
图8为本发明实施例中传动装置的结构示意图；
图9为本发明实施例中树脂板放料装置的俯视图；
图10为图9中的A-A剖视图；
图中标示：1-硅棒运输装置，2-硅棒滚胶装置，3-树脂板放料装置，4-滚压装置，5-导轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图9所示，本发明所述的金刚线硅片切割工艺，包括以下步骤：
1)采用硅棒上料装置在硅棒的上表面上粘接树脂板；
所述硅棒上料装置包括硅棒运输装置1、硅棒滚胶装置2、树脂板放料装置3、滚压装置4以及导轨5；
所述硅棒运输装置1、硅棒滚胶装置2、树脂板放料装置3以及滚压装置4由导轨5的一端向另一端依次布置；
所述硅棒运输装置1包括滑动安装在导轨上的第一支撑平台11和第二支撑平台12，所述第一支撑平台11与第二支撑平台12之间设置有伸缩装置13；所述第一支撑平台11的一侧设置第一固定板14；所述第二支撑平台12的一端设置有固定夹板15，另一端设置有滑动安装在第二支撑平台12上的动夹板16，所述第二支撑平台12上设置有驱动动夹板16沿第二支撑平台12长度方向上滑动的驱动装置17；
所述硅棒滚胶装置2包括位于导轨5两侧的第一支撑座21和第二支撑座22，所述第一支撑座21和第二支撑座22上均设置有注胶管支撑座25；
所述第一支撑座21与第二支撑座22之间设置有可以转动的滚胶筒23，所述第二支撑座22上设置有驱动滚胶筒23转动的驱动电机27，所述驱动电机27通过传动装置28与滚胶筒23传动连接；
所述第一支撑座21上的注胶管支撑座25和第二支撑座22上的注胶管支撑座25之间设置有注胶管24，所述注胶管24位于滚胶筒23的正上方，且所述注胶管24的下方设置有注胶喷头241；
所述第二支撑座22上设置有为注胶管24提供胶液的注胶装置26；
所述树脂板放料装置3包括支撑板32、储料盒33、导料通道34、以及导料盒38；
所述支撑板32下方设置有支撑柱31；所述储料盒33以及导料盒38均设置在支撑板32上，所述储料盒33与支撑板32之间设置有导料通道34，所述导料通道延伸到导料盒38内；
所述导料通道34位于储料盒33的一端内设置有推块35，所述支撑板32上设置有驱动推块35在导料通道34内滑动的第一液压缸36；所述储料盒33具有树脂板出口，所述树脂板出口与导料通道34连通；所述支撑板32上设置有连通导料盒38内的导料通道34的树脂板放料口37；
所述滚压装置4包括设置在导轨5上方的压辊42以及支撑压辊42的支撑座41。
2)硅棒上粘接完成树脂板后，将硅棒固定在硅棒线切割机上；并且切割金属线选用金刚线；
3)然后对硅棒进行切割，在切割的过程中，使得进刀速度为0.12至0.32mm/min，金刚线的线速度为640至700m/min，放线张力为21N，收线张力20N，切割温度23℃，切割液流量35HZ。
进一步的，在步骤2)中设置切割液喷嘴与水平金刚线的夹角，使得切割液的喷射方向与金刚线的夹角为45°。
本发明所述的金刚线硅片切割工艺由于在步骤1中在采用硅棒上料装置在硅棒上粘接树脂板；所述硅棒上料装置包括硅棒运输装置、硅棒滚胶装置、树脂板放料装置、滚压装置以及导轨；通过硅棒运输装置实现硅棒在导轨上的运输，通过硅棒滚胶装置实现硅棒的涂胶，通过树脂板放料装置实现磨砂玻璃的放料，通过滚压装置将磨砂玻璃压紧在硅棒上，从而实现了在硅棒上粘接磨砂玻璃的机械化粘接和自动粘接。
在步骤2选取金刚线为切割金属线，能够有效的提高切割速率。
在步骤3中对金刚线的切割参数进行调节，从而完成硅棒的金刚线切割，保证切割工艺的正常进行，同时提高切割效率和切割质量。
硅棒上料装置在粘接树脂版的过程中:
首先硅棒被放置在第一支撑平台11和第二支撑平台12上，然后通过动夹板16将硅棒夹紧在第一支撑平台11和第二支撑平台12上，然后将硅棒沿导轨5运输。
当硅棒经过硅棒滚胶装置2时，注胶管24内的胶液喷洒在滚胶筒23上，通过滚胶筒23与硅棒上表面接触，从而将粘胶涂抹在硅棒的上表面；然后硅棒运输装置1继续沿导轨移动，当移动到树脂板放料装置3下方时，通过推块35将储料盒33内从树脂板出口掉入到导料通道34内的树脂板推移到树脂板放料口37，通过树脂板放料口37落到硅棒的上表面上，然后推块35回退，储料盒33内树脂板从内树脂板出口掉入到导料通道34内，如此往复；从而实现树脂板的放料。
然后硅棒运输装置1继续沿导轨移动，当硅棒移动到滚压装置4下方时，通过压辊42将树脂板压紧在硅棒上。从而实现硅棒的树脂板的自动粘接。
综上所述，本发明所述的金刚线硅片切割工艺具有以下效果:
1、能够提高了硅棒上粘接磨砂玻璃的效率，提高了生产效率，降低了人工投入。
2、便于实现硅棒的自动化切割。
3、提高了切割效率，
金刚石砂线硅片切割机在硅片的切割方面，将大大缩短切割时间。将硅片的切割时间630分钟缩短在360分钟左右。
4、环保无污染
数控多线硅片切割机在切割硅片过程中，使用大量的切割液和碳化硅才能够进行切割。而金刚石砂线切割不需要使用这些高污染的切割刃料，将碳化硅粉尘及切割液的污染降为零。
5、降低了生产成本
金刚石砂线硅片切割机，在硅片切割方面，与数控多线硅片切割机相比，省去了使用切割刃料的工艺，降低切片成本。另外，也减去了回收废砂浆、切割液的工艺，降低回收车间各项成本。
为了保证传动精度和传动效率，进一步的，所述传动装置28采用齿轮传动。
为了保证硅棒表面涂胶完整，进一步的，所述滚胶筒23具有至少两个，且所述滚胶筒23上方均设置有注胶管24。更具体的，所述滚胶筒23具有两个，所述传动装置28包括主动齿轮281、第一滚胶筒驱动齿轮283以及第二滚胶筒驱动齿轮282；所述第一滚胶筒驱动齿轮283以及第二滚胶筒驱动齿轮282均与主动齿轮281啮合，所述主动齿轮281通过驱动电机27驱动，所述第一滚胶筒驱动齿轮283驱动一个滚胶筒23，所述第二滚胶筒驱动齿轮282驱动另一个滚胶筒23。
为了便于涂胶后工作完成后对滚胶筒23的维护，进一步的，所述滚胶筒23上设置有滚胶筒套。
为了便于涂胶后工作完成后对滚胶筒23的清洗，进一步的，所述滚胶筒23的一侧设置有清洗喷淋装置。

Claims (7)

1.金刚线硅片切割工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用硅棒上料装置在硅棒的上表面上粘接树脂板；
所述硅棒上料装置包括硅棒运输装置(1)、硅棒滚胶装置(2)、树脂板放料装置(3)、滚压装置(4)以及导轨(5)；
所述硅棒运输装置(1)、硅棒滚胶装置(2)、树脂板放料装置(3)以及滚压装置(4)由导轨(5)的一端向另一端依次布置；
所述硅棒运输装置(1)包括滑动安装在导轨上的第一支撑平台(11)和第二支撑平台(12)，所述第一支撑平台(11)与第二支撑平台(12)之间设置有伸缩装置(13)；所述第一支撑平台(11)的一侧设置第一固定板(14)；所述第二支撑平台(12)的一端设置有固定夹板(15)，另一端设置有滑动安装在第二支撑平台(12)上的动夹板(16)，所述第二支撑平台(12)上设置有驱动动夹板(16)沿第二支撑平台(12)长度方向上滑动的驱动装置(17)；
所述硅棒滚胶装置(2)包括位于导轨(5)两侧的第一支撑座(21)和第二支撑座(22)，所述第一支撑座(21)和第二支撑座(22)上均设置有注胶管支撑座(25)；
所述第一支撑座(21)与第二支撑座(22)之间设置有可以转动的滚胶筒(23)，所述第二支撑座(22)上设置有驱动滚胶筒(23)转动的驱动电机(27)，所述驱动电机(27)通过传动装置(28)与滚胶筒(23)传动连接；
所述第一支撑座(21)上的注胶管支撑座(25)和第二支撑座(22)上的注胶管支撑座(25)之间设置有注胶管(24)，所述注胶管(24)位于滚胶筒(23)的正上方，且所述注胶管(24)的下方设置有注胶喷头(241)；
所述第二支撑座(22)上设置有为注胶管(24)提供胶液的注胶装置(26)；
树脂板放料装置(3)包括支撑板(32)、储料盒(33)、导料通道(34)、以及导料盒(38)；
所述支撑板(32)下方设置有支撑柱(31)；所述储料盒(33)以及导料盒(38)均设置在支撑板(32)上，所述储料盒(33)与支撑板(32)之间设置有导料通道(34)，所述导料通道延伸到导料盒(38)内；
所述导料通道(34)位于储料盒(33)的一端内设置有推块(35)，所述支撑板(32)上设置有驱动推块(35)在导料通道(34)内滑动的第一液压缸(36)；所述储料盒(33)具有磨砂玻璃片出口，所述磨砂玻璃片出口与导料通道(34)连通；所述支撑板(32)上设置有连通导料盒(38)内的导料通道(34)的磨砂玻璃片放料口(37)；
所述滚压装置(4)包括设置在导轨(5)上方的压辊(42)以及支撑压辊(42)的支撑座(41)；
2)硅棒上粘接完成树脂板后，将硅棒固定在硅棒线切割机上；并且切割金属线选用金刚线；
3)然后对硅棒进行切割，在切割的过程中，使得进刀速度为0.12至0.32mm/min，金刚线的线速度为640至700m/min，放线张力为21N，收线张力20N，切割温度23℃。
2.如权利要求1所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：在步骤2)中设置切割液喷嘴与水平金刚线的夹角，使得切割液的喷射方向与金刚线的夹角为45°。
3.如权利要求1所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：所述传动装置(28)采用齿轮传动。
4.如权利要求3所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：所述滚胶筒(23)具有至少两个，且所述滚胶筒(23)上方均设置有注胶管(24)。
5.如权利要求4所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：所述滚胶筒(23)具有两个，所述传动装置(28)包括主动齿轮(281)、第一滚胶筒驱动齿轮(283)以及第二滚胶筒驱动齿轮(282)；所述第一滚胶筒驱动齿轮(283)以及第二滚胶筒驱动齿轮(282)均与主动齿轮(281)啮合，所述主动齿轮(281)通过驱动电机(27)驱动，所述第一滚胶筒驱动齿轮(283)驱动一个滚胶筒(23)，所述第二滚胶筒驱动齿轮(282)驱动另一个滚胶筒(3)。
6.如权利要求5所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：所述滚胶筒(23)上设置有滚胶筒套。
7.如权利要求6所述的金刚线硅片切割工艺，其特征在于：所述滚胶筒(23)的一侧设置有清洗喷淋装置。
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