CN110000943A - 石英长舟的槽棒开槽工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石英长舟的槽棒开槽工艺,包括以下步骤:A、将石英圆棒制成方棒;B、将方棒两端切割,检验方棒平面度、长度、垂直度;C、将若干条方棒嵌入至具有等数量平行“V”型沟槽的石墨板上表面,用液体蜡浇注方棒与“V”型沟槽的连接处,水冷却使液体蜡凝固,完成方棒的固定;D、将浇蜡固定好方棒的石墨板放至数控机床的台面;E、调整数控机床刀片轴的角度,并安装刀片;F、调用数控机床的程序对方棒进行开槽加工;G、开槽完成后对方棒进行化蜡和清洗。本发明具有石英方棒的定位固定效果好,开槽精度高、开槽过程中不易损坏、开槽后方棒容易取下、多根方棒同时开槽,开槽效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及石英槽棒的开槽加工技术领域,特别是一种石英长舟的槽棒开槽工艺。
背景技术
石英舟是扩散工艺的必备工具,无论是半导体器件的扩散,还是太阳能工艺的扩散都大量使用石英器件做为载体,石英舟耐高温不变形,不污染器件而且能重复使用,尤其是近几年来由于太阳能产业发展迅速,人们使用石英舟的式样也越来越多,在光伏行业中有着巨大的作用,石英舟从结构本质上来说,为多根开槽的石英方棒和一对石英侧盖组合而成的类似船状的载体,槽内可插入多片太阳能电池片进行扩散加工,因此,石英舟在加工时,对石英方棒的开槽无疑是最关键的一步。
尤其对石英长舟而言,方棒的长度较长,开槽加工时如何将方棒定位固定是个难点,这也将直接影响到方棒开槽后的质量与精度,目前,方棒在开槽加工前普遍直接固定在具有90°V字槽的数控机床工作台面上,方棒嵌入V字槽后在V字槽两端塞入挡块防止方棒左右移动,而实际加工过程中发现,这种固定方式使得方棒在切割过程中会产生细微的上下颤动,轻则使得开槽位置不均匀,重则会使方棒整体断裂;由于开槽过程中为了降低切割处的温度,需要不断地向切割位置喷射冷却液,冷却液的主要成分为水,在方棒开槽加工完成后,处于一个潮湿的环境,水分子之间的作用力会将90°V字槽与方棒嵌入的两面紧紧结合,太多的氢键集合,导致结合力强,难以将方棒直接取出。
因此,亟需一种石英长舟的方棒开槽工艺,来克服上述方棒开槽过程中的诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种石英长舟的槽棒开槽工艺。它具有石英方棒的定位固定效果好,开槽精度高、开槽过程中不易损坏、开槽后方棒容易取下、多根方棒同时开槽,开槽效率高的优点。
本发明的技术方案:石英长舟的槽棒开槽工艺,包括以下步骤:
A、将石英圆棒制成方棒;
B、将方棒两端切割,检验方棒平面度、长度、垂直度;
C、将若干条方棒嵌入至具有等数量平行“V”型沟槽的石墨板上表面,用液体蜡浇注方棒与“V”型沟槽的连接处,水冷却使液体蜡凝固,完成方棒的固定;
D、将浇蜡固定好方棒的石墨板放至数控机床的台面;
E、调整数控机床刀片轴的角度,并安装刀片;
F、调用数控机床的程序对方棒进行开槽加工;
G、开槽完成后对方棒进行化蜡和清洗。
前述的石英长舟的槽棒开槽工艺中,所述步骤F中开槽加工时对刀片和方棒的接触处喷射冷却液。
实现前述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其主体为三坐标数控机床,包括集成数控面板的机床床身、梁架和机床台面,梁架上架设有刀具组,刀具组包括刀片轴、刀片和驱动电机,所述机床台面上设有石墨板,石墨板的上表面设有若干条平行布置的“V”型沟槽,“V”型沟槽与开槽加工时刀片的进给方向成87°夹角;刀片所在平面与机床台面成87°夹角;所述刀具组连接有冷却装置,冷却装置与刀具组同步运动,冷却装置包括冷却液喷嘴。
前述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备中,所述“V”型沟槽的底部为方槽结构,方槽的底部中心设有“V”型定位槽。
前述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备中,所述“V”型沟槽的“V”字夹角为92°-94°或86°-88°。
前述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备中,所述“V”型定位槽的“V”字夹角为90°。
前述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备中,所述石墨板的上表面设有6-10条平行布置的“V”型沟槽。
与现有技术相比,本发明在开槽前通过具有若干条平行“V”型沟槽的石墨板固定石英方棒,石英方棒在嵌入后通过液体蜡浇注的方式使得石英方棒稳定地固定于“V”型沟槽内,石英方棒的固定效果好,加工时不容易产生颤动,石英方棒损坏概率小,也使得后续开槽的精度更高,待开槽完毕后再化蜡取出开槽完的石英方棒,其中“V”型沟槽的“V”字夹角为92°-94°或86°-88°,石英方棒嵌入“V”型沟槽的两面始终与“V”型沟槽保持一定的间隙,使得石英方棒在取出时受到“V”型沟槽两面的吸附力小,可以轻松地取出;石墨板上有若干条平行“V”型沟槽,可以固定等数量的方棒,多根方棒同时开槽加工,加工效率更高。
进一步地,“V”型沟槽的底部为方槽结构,有助于保护方棒的棱边,方槽的底部中心设有“V”型定位槽,“V”型定位槽的“V”字夹角为90°,可以精准地定位方棒的其中一个棱角,使得方棒在安装时可以一步到位,安装精准。
另外,“V”型沟槽与开槽加工时刀片的进给方向成87°夹角,刀片所在平面与机床台面成87°夹角,使得加工完成的槽棒具有与垂直槽棒方向呈3°倾斜角的槽位,使得后续石英舟插片安装不易损片,也有助于扩散时的通气,使的通进去的扩散料能均匀地镀涂在片子上;刀具组连接的冷却装置与刀具组同步运动,冷却装置的冷却液喷嘴始终喷向刀片与方棒的开槽部位,不用频繁调整冷却液喷嘴位置,冷却效果好。
综上,本发明具有石英方棒的定位固定效果好,开槽精度高、开槽过程中不易损坏、开槽后方棒容易取下、多根方棒同时开槽,开槽效率高的优点。
附图说明
图1是本发明开槽设备的结构示意图;
图2是石墨板的主视图;
图3是图2在A处的局部放大图;
图4是石墨板的俯视图;
图5是实施例1中石墨板上嵌入方棒后状态示意图;
图6是图5在B处的局部放大图;
图7是实施例2中石墨板上嵌入方棒后状态示意图;
图8是图7在C处的局部放大图。
附图中的标记为:1-机床床身,2-梁架,3-机床台面,4-刀具组,5-石墨板,6-冷却装置,41-刀片,51-“V”型沟槽,52-“V”型定位槽,61-冷却液喷嘴,7-方棒,8-液体蜡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1:石英长舟的槽棒开槽工艺,包括以下步骤:
A、将石英圆棒四面磨棒,制成22mm*22mm的方棒;
B、将方棒两端切割,检验方棒平面度、长度、垂直度;
切割后方棒的长度为1550mm,保证方棒的任意相邻两面保持垂直,每个面的平面度保持0.2以内。
C、将若干条方棒嵌入至具有等数量平行“V”型沟槽的石墨板上表面,用液体蜡浇注方棒与“V”型沟槽的连接处,水冷却使液体蜡凝固,完成方棒的固定;
D、将浇蜡固定好方棒的石墨板放至数控机床的台面;
E、调整数控机床刀片轴的角度,并安装刀片;
F、调用数控机床的程序对方棒进行开槽加工;
G、开槽完成后对方棒进行化蜡和清洗。
开槽后保证相邻两条槽间隔2.38mm,公差正负0.05。
所述步骤F中开槽加工时对刀片和方棒的接触处喷射冷却液。
实现上述石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,结构如图1至图4所示,其主体为三坐标数控机床,包括集成数控面板的机床床身1、梁架2和机床台面3,梁架2上架设有刀具组4,刀具组4包括刀片轴、刀片41和驱动电机,其特征在于:所述机床台面3上设有石墨板5,石墨板5的上表面设有若干条平行布置的“V”型沟槽51,“V”型沟槽51与开槽加工时刀片41的进给方向成87°夹角;刀片41所在平面与机床台面3成87°夹角;所述刀具组4连接有冷却装置6,冷却装置6与刀具组4同步运动,冷却装置6包括冷却液喷嘴61。
所述“V”型沟槽51的底部为方槽结构,方槽的底部中心设有“V”型定位槽52。
所述“V”型沟槽51的“V”字夹角为93°,“V”型定位槽52的“V”字夹角为90°,最终液体蜡浇注凝固后的状态图如图5和图6所示,方棒与“V”型沟槽51之间的缝隙以及方棒与石墨板上表面之间均有液体蜡填充,固定效果为最佳。
所述液体蜡其主要成分为石蜡,在石蜡为液体状态时混入质量分数为10%的石英细粉,由于石蜡相对水的密度为0.88-0.915,在液体蜡中混入质量分数为10%的石英细粉,石英相对水的密度为2.22-2.65,使得最终液体蜡相对水的密度达到1以上,在液体蜡中混入石英细粉使得相对体积的液体蜡可以拥有更高的比重,内部结构更紧致,起到更加牢靠的固定效果;在实际加工过程中,打蜡并不是完全均匀的,切割时部分固态蜡会随冷却液一起排出到废水池,由于蜡的比重大于水,到废水池的固体蜡会直接沉淀到池底,只要定期对池底清理,固体蜡不会漂浮于水面,无需中间的过滤固体蜡的操作。
所述石墨板5的上表面设有8条平行布置的“V”型沟槽51。
实施例2:石英长舟的槽棒开槽工艺,包括以下步骤:
A、将石英圆棒四面磨棒,制成22mm*22mm的方棒;
B、将方棒两端切割,检验方棒平面度、长度、垂直度;
切割后方棒的长度为1550mm,保证方棒的任意相邻两面保持垂直,每个面的平面度保持0.2以内。
C、将若干条方棒嵌入至具有等数量平行“V”型沟槽的石墨板上表面,用液体蜡浇注方棒与“V”型沟槽的连接处,水冷却使液体蜡凝固,完成方棒的固定;
D、将浇蜡固定好方棒的石墨板放至数控机床的台面;
E、调整数控机床刀片轴的角度,并安装刀片;
F、调用数控机床的程序对方棒进行开槽加工;
G、开槽完成后对方棒进行化蜡和清洗。
开槽后保证相邻两条槽间隔2.38mm,公差正负0.05。
所述步骤F中开槽加工时对刀片和方棒的接触处喷射冷却液。
实现上述石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,结构如图1至图4所示,其主体为三坐标数控机床,包括集成数控面板的机床床身1、梁架2和机床台面3,梁架2上架设有刀具组4,刀具组4包括刀片轴、刀片41和驱动电机,其特征在于:所述机床台面3上设有石墨板5,石墨板5的上表面设有若干条平行布置的“V”型沟槽51,“V”型沟槽51与开槽加工时刀片41的进给方向成87°夹角;刀片41所在平面与机床台面3成87°夹角;所述刀具组4连接有冷却装置6,冷却装置6与刀具组4同步运动,冷却装置6包括冷却液喷嘴61。
所述“V”型沟槽51的底部为方槽结构,方槽的底部中心设有“V”型定位槽52。
所述“V”型沟槽51的“V”字夹角为87°,“V”型定位槽52的“V”字夹角为90°,最终液体蜡浇注凝固后的状态图如图7和图8所示,方棒与“V”型沟槽51之间的缝隙无液体蜡填充,方棒与石墨板上表面之间有液体蜡填充,固定效果次于实施例1,但是比实施例1节省液体蜡且化蜡过程更快速。
所述液体蜡其主要成分为石蜡,在石蜡为液体状态时混入质量分数为10%的石英细粉,由于石蜡相对水的密度为0.88-0.915,在液体蜡中混入质量分数为10%的石英细粉,石英相对水的密度为2.22-2.65,使得最终液体蜡相对水的密度达到1以上,在液体蜡中混入石英细粉使得相对体积的液体蜡可以拥有更高的比重,内部结构更紧致,起到更加牢靠的固定效果;在实际加工过程中,打蜡并不是完全均匀的,切割时部分固态蜡会随冷却液一起排出到废水池,由于蜡的比重大于水,到废水池的固体蜡会直接沉淀到池底,只要定期对池底清理,固体蜡不会漂浮于水面,无需中间的过滤固体蜡的操作。
所述石墨板5的上表面设有8条平行布置的“V”型沟槽51。
Claims (7)
1.石英长舟的槽棒开槽工艺,其特征在于,包括以下步骤:
A、将石英圆棒制成方棒;
B、将方棒两端切割,检验方棒平面度、长度、垂直度;
C、将若干条方棒嵌入至具有等数量平行“V”型沟槽的石墨板上表面,用液体蜡浇注方棒与“V”型沟槽的连接处,水冷却使液体蜡凝固,完成方棒的固定;
D、将浇蜡固定好方棒的石墨板放至数控机床的台面;
E、调整数控机床刀片轴的角度,并安装刀片;
F、调用数控机床的程序对方棒进行开槽加工;
G、开槽完成后对方棒进行化蜡和清洗。
2.根据权利要求1所述的石英长舟的槽棒开槽工艺,其特征在于:所述步骤F中开槽加工时对刀片和方棒的接触处喷射冷却液。
3.实现权力要求1或2任意一项所述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其主体为三坐标数控机床,包括集成数控面板的机床床身(1)、梁架(2)和机床台面(3),梁架(2)上架设有刀具组(4),刀具组(4)包括刀片轴、刀片(41)和驱动电机,其特征在于:所述机床台面(3)上设有石墨板(5),石墨板(5)的上表面设有若干条平行布置的“V”型沟槽(51),“V”型沟槽(51)与开槽加工时刀片(41)的进给方向成87°夹角;刀片(41)所在平面与机床台面(3)成87°夹角;所述刀具组(4)连接有冷却装置(6),冷却装置(6)与刀具组(4)同步运动,冷却装置(6)包括冷却液喷嘴(61)。
4.根据权利要求3所述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其特征在于:所述“V”型沟槽(51)的底部为方槽结构,方槽的底部中心设有“V”型定位槽(52)。
5.根据权利要求3所述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其特征在于:所述“V”型沟槽(51)的“V”字夹角为92°-94°或86°-88°。
6.根据权利要求4所述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其特征在于:所述“V”型定位槽(52)的“V”字夹角为90°。
7.根据权利要求3所述的石英长舟的槽棒开槽工艺的开槽设备,其特征在于:所述石墨板(5)的上表面设有6-10条平行布置的“V”型沟槽(51)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: No. 1191, Nianfeng West Road, Nanxun Economic Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Huzhou dongke electronic quartz Co., Ltd Address before: 313009 No. 1191 Nianfeng West Road, Nanxun Economic Development Zone, Huzhou City, Zhejiang Province Applicant before: HUZHOU DONGKE ELECTRONICS QUARTZ Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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