CN111136811A - 一种方硅芯生产设备及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方硅芯生产设备，涉及多晶硅生产技术领域，包括机体，机体上外缘均布设置有四个罗拉，机体上中间位置悬挂有硅棒，机体上对应硅棒顶部位置设置有挂棒装置，挂棒装置上对应硅棒位置开设有挂棒口，机体上对应挂棒口位置设置有挂棒件，挂棒件包括由上至下依次相连设置的挂棒头、粘棒头，挂棒头的外径与U型挂棒口配合，挂棒头顶部设置有压板，机体上活动设置有多个螺杆顶丝，挂棒头上对应挂棒口上端面位置设置有角接触关节轴承，机体上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，对刀测量装置包括4个激光测距仪，激光测距仪垂直于硅棒轴向位置设置在机体上，实现对刀方便快捷，并且出芯率的最大化，提高产品收益。

Description

一种方硅芯生产设备及其制备工艺

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种生产方硅芯的方硅芯生产设备。

背景技术

单晶硅是一种十分重要的半导体材料，其生产工艺的发展分为以下几个阶段：第一阶段是用钼丝或钽管做热载体，使用方便，生产设备简单，用钽管是为了中间可以用酸腐蚀掉钽管用以制备区熔法单晶硅的硅料。但高温下金属原子扩散影响多晶硅纯度和品质，这一工艺很快被硅芯热载体取而代之。第二阶段是区熔法生产硅芯（圆硅芯）：硅是半导体，具有温度越高电阻越低的负阻效应，用区熔法拉制的硅芯在加热后或高压击穿后低压加热成为热载体在还原炉内进行还原反应沉积生长多晶硅，生产的多晶硅质量明显提高。区熔法硅芯的生产工艺也几经变革，从一次拉一根到一炉次拉数根以节省拆炉开炉消耗的时间，进而发展到用一次拉多根，一炉次拉数次，使一炉次可以生产十多根硅芯，生产效率大大提高。但区熔法硅芯生产对操作工要求较高，多根工艺自动控制较难实现，硅芯又细，操作必须随时盯着从而使劳动强度加大，生产成本也相对较高。第三阶段使用直拉法生产硅芯圆棒，经过截头去尾后，成为切割方硅芯的胚体，之后通过粘棒、上棒、对棒、布线、放水、切割、下棒、脱胶清洗、磨锥打孔、腐蚀清洗、检验、真空包装等，形成所需的方硅芯。这种硅芯圆棒切割的方硅芯少则一百多支，多则三百多支，功效大大提高。

本发明作出的方硅芯切割是硅芯切割机将横截面为圆形的硅棒切割成横截面为正方形或其他多边形硅芯的过程，通过将金刚线绕在罗拉线槽上，形成大小一致的方格，然后罗拉带动金刚线做往返运动，同时切割头带动罗拉由下往上运动，最终完成硅棒切割成方硅芯的过程，在进行方硅芯切割之前，需要根据不同直径的圆棒进行测算，给出对应直径的圆棒，可以切出不同规格方硅芯的数量，并且核算最佳的一种对刀方式，便于产量、质量的提升。

发明内容

本发明的目的是解决现有设备中存在的问题，提供一种通过将硅棒通过环氧树脂胶使其与挂棒头连接，将硅棒悬挂于硅芯切割机上部后，利用挂棒头上的推力关节轴承，自动调整硅棒的垂直度，然后根据不同直径的圆棒，在程序中计算出准确的硅棒位移量，程序自动对刀，实现对刀方便快捷，并且出芯率的最大化，提高产品收益。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种方硅芯生产设备，包括机架，所述机架上设置有切割头，所述机架上设置有用于驱动切割头升降的升降驱动机构，所述机架上对应切割头正上方位置设置有挂棒装置，所述挂棒装置包括固定钢板，所述固定钢板上开设有挂棒口，所述机架上对应挂棒口位置设置有用于悬挂硅棒的挂棒件，所述挂棒件包括由上至下依次相连设置的挂棒头、粘棒头，所述挂棒头的外径与挂棒口配合，所述挂棒头顶部设置有压板，所述机架上对应压板正上方位置悬装有多个用于顶紧压板的螺杆顶丝，所述固定钢板上端对应挂棒口位置开设有半球型槽，所述挂棒头设置有与半球型槽配合的角接触关节轴承，所述固定钢板上还设置有调整挂棒件位置的对棒装置，所述机架上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，所述对刀测量装置包括4个激光测距仪，所述激光测距仪垂直于硅棒轴向位置设置在机架上。

优选的，为了进一步优化本发明，可优先选用以下技术方案：

优选的，所述升降驱动机构包括沿切割头升降方向设置在机架上的承载柱，所述承载柱上沿升降方向设置有升降滑轨，所述切割头背部设置有与升降滑轨配合的滑块，所述机架上沿升降滑轨长度方向还设置有升降丝杠，所述升降丝杠贯穿滑块，所述升降丝杠一端连接有升降驱动电机。

优选的，所述切割头包括固定座，所述固定座中间位置开设有切割孔，所述固定座上均布设置有4或6个悬挂架，所述悬挂架上转动设置有罗拉，所述机架上设置有收线轮、放线轮、过渡轮一、切割钢丝、过渡轮二，所述切割钢丝依次缠绕放线轮，过渡轮一、罗拉，过渡轮二、收线轮，所述罗拉上的切割钢丝形成一切割网。

优选的，所述螺杆顶丝有三个且呈等边三角形布置。

优选的，所述挂棒口为U型。

优选的，所述粘棒头的直径值大于硅棒的直径值。

优选的，所述对棒装置包括由下至上依次设置的X轴活动板、Y轴活动板，所述挂棒口开设在固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，所述固定钢板设置在机架上，所述固定钢板、X轴活动板之间沿垂直于挂棒口开口方向设置有导轨一，所述机架上设置有用于驱动X轴活动板沿导轨一移动的驱动电机一，所述X轴活动板、Y轴活动板之间沿挂棒口开口方向设置有导轨二，所述机架上设置有用于驱动Y轴活动板沿导轨二移动的驱动电机二。

一种利用如权利要求1所述的方硅芯生产设备的制备工艺，包括以下步骤：

步骤A、硅棒原料粘接，首先用工业酒精、无尘布将粘棒头和硅棒端面擦拭干净，然后将E44环氧树脂胶主剂、硬化剂以重量份数比1~2：1的比例混合，然后均匀涂抹在粘棒头和硅棒端面上，将两个端面贴合在一起，通过粘棒装置固化24h后至粘棒头与硅棒粘合牢固，准备上机；

步骤B、硅棒原料挂装，首先用上棒车将步骤A中粘结有硅棒的粘棒头悬挂于硅芯切割机挂棒装置的水平U型口上，挂棒头角接触关节轴承下平面与挂棒装置U型口的上平面接触，在硅棒重力和角接触关节轴承的作用下，硅棒自动垂直，然后使用3根螺杆顶丝呈等边三角形顶住挂棒头上端面，固定住挂棒头顶端，防止在自动对刀时发生偏摆；

步骤C、对刀，硅棒原料挂装完成后，根据测距仪测量的硅棒距离，程序自动计算x轴和y轴的移动量，x轴和y轴步进电机驱动对应调整板移动相应距离，使硅棒距4个罗拉距离一致，保证硅棒处于罗拉中间位置，固定抱臂；

步骤D、布置切割线，将金刚线排布在由4或6个挂架和4或6个罗拉组成的切割头上，形成上下切割线网，所述上下切割线网的线网交叉并形成正方形方格；

步骤E、切割机工艺设置，将硅芯切割机的工艺参数中硅芯规格设置为5*5～50*50、切割张力设置为30～80N、切割台速设置为0.5～10mm/min、线速度设置为6-10m/s；进线量设置为200～500m；回线量设置为195～495m、加速度设置为1-3m/s，并根据硅棒长度设置起始位置、变速位置、结束位置；

步骤F、启动程序，升降电机带动丝杠旋转，通过控制电机正转、反转从而实现切割头上升、下降动作，对硅棒从下到上进行切割，获得方硅芯。

优选的，所述步骤A中粘棒装置包括底座，所述底座上沿长度方向等距设置有多个V型支架，所述底座一端活动设置有用于固定挂棒件的定位块，所述底座上沿硅棒轴向设置有用于驱动定位块移动的调节丝杠，所述调节丝杠贯穿定位块底部，所述调节丝杠外侧一端延伸出底座设置有调节手轮。

本发明的有益效果是：

1、本设置中采用激光测量，数控调整硅棒位置，保证硅棒处于切割线网中心位置，保证最大的出芯数，如长度3200mm，边宽为15*15mm的方硅芯，直径193mm硅棒采用此种方式对刀可出112支，而人工对刀只能出106支，按每支方硅芯售价550元计算，此根硅棒可多产生效益550*6=3300元。

2、本设备中安装有挂棒装置，其中挂棒装置包括由下至上依次设置的固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板，挂棒口开设在固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，固定钢板设置在机体上，所述固定钢板、X轴活动板之间沿垂直于挂棒口开口方向设置有导轨一，机体上设置有用于驱动X轴活动板沿导轨一移动的驱动电机一，X轴活动板、Y轴活动板之间沿挂棒口开口方向设置有导轨二，机体上设置有用于驱动Y轴活动板沿导轨二移动的驱动电机二，通过挂棒装置可以实现X轴、Y轴双方向的自动对棒功能，人工操作时间由原来3人操作60分钟，降低到2人操作10分钟，效率提升9倍。

附图说明

图1为硅芯切割机整体结构示意图；

图2为挂棒装置结构示意图；

图3为对棒装置结构示意图；

图4为对棒装置X轴调节结构俯视图；

图5为对棒装置半剖图；

图6为对棒装置Y轴调节结构俯视图；

图7为硅棒粘结设备机构示意图；

图8为四罗拉布线示意图；

图9为六罗拉布线示意图；

图10为硅棒计数示意图。

其中，1-机架，2-切割头，3-挂棒装置，4-挂棒头，5-粘棒头，6-硅棒，7-抱臂，8-承载柱，9-升降电机，10-升降丝杠，11-升降滑轨，12-滑块，13-罗拉，14-悬挂架，15-切割线网，16-收线轮，17-放线轮，18-过渡轮二，19-过渡轮一，20-切割钢丝，21-压板，22-螺杆顶丝，23-角接触关节轴承，24-半球型槽，25-固定钢板，26-X轴活动板，27-Y轴活动板，28-挂棒口，29-导轨一，30-滑动块一，31-驱动电机一，32-滑动块二，33-导轨二，34-驱动电机二，35-底座，36-V型支架，37-调节丝杠，38-调节手轮，39-定位块。

具体实施方式

硅芯圆棒：通过单晶炉经过化料、引晶、放肩、转肩、等径、收尾、冷却等一系列工艺过程而制备出的圆柱状硅棒，作为切割方硅芯的母体，有时也称为“硅棒”。

硅芯切割机：将硅棒切割成还原炉用的方硅芯。

罗拉：圆柱形铝轮，外包裹15-20mm后的胶层，在胶层上车削等距的环状线槽以放置金刚线。

对刀：将悬挂在切割线网上的硅棒，调整其与线网相对最合适的位置，便于切割出最多的方硅芯。

出芯数：硅芯圆棒理论可切割出方硅芯的数量。

出芯率：硅棒切割成不同边宽方硅芯实际数量与理论数量之比。

方硅芯：横截面为正方形的长条状硅芯。

线槽：罗拉胶层上的环状等距V型槽。

槽距：线槽之间的距离，是影响产品尺寸的关键参数。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

实施例1

如图1-6所示，一种方硅芯生产设备，包括机架1，机架1上安装有切割头2，切割头2包括固定座，固定座中间位置开设有切割孔，固定座上均布安装有4或6个悬挂架14，悬挂架上转动安装有罗拉13，机架1上安装有收线轮17、放线轮16、过渡轮一19、切割钢丝20、过渡轮二18，切割钢丝依20次缠绕放线轮，过渡轮一19、罗拉13，过渡轮二、收线轮，罗拉上的切割钢丝形成一切割线网15，4个罗拉形成方形网格或者采用6个罗拉机形成三角形网格；机架上安装有用于驱动切割头升降的升降驱动机构，升降驱动机构包括沿切割头升降方向安装在机架上的承载柱8，承载柱8上沿升降方向安装有升降滑轨，切割头背部安装有与升降滑轨配合的滑块12，机架上沿升降滑轨11长度方向还安装有升降丝杠，升降丝杠10贯穿滑块，升降丝杠10一端连接有升降电机9，通过升降电机9转动带动升降丝杠转动，进而带动切割头上的滑块沿承载柱升降，实现切割头的升降实现对硅棒的切割，保证了切割过程中的稳定性和安全性。

机架上对应切割头正上方位置安装有挂棒装置3，挂棒装置3包括固定钢板25，固定钢板25上开设有挂棒口28，挂棒口为U型；机架上对应挂棒口位置安装有用于悬挂硅棒的挂棒件，挂棒件包括由上至下依次相连安装的挂棒头4、粘棒头5，挂棒头4的外径与挂棒口配合，粘棒头5的直径值大于硅棒6的直径值，粘棒头采用透切棒，保证硅棒切割过程的切割完全性；挂棒头顶部安装有压板21，机架上对应压板21正上方位置悬装有多个用于顶紧压板的螺杆顶丝，螺杆顶丝22有三个且呈等边三角形布置；固定钢板上端对应挂棒口位置开设有半球型槽24，挂棒头安装有与半球型槽配合的角接触关节轴承23，机架上对应硅棒位置还安装有抱臂7，通过抱臂保证整体切割过程的稳定性。

机架上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，对刀测量装置包括4个激光测距仪，激光测距仪垂直于硅棒6轴向位置安装在机架上，激光测距仪与硅芯切割机工控机连接，可测量出硅棒距4个罗拉的最短距离并反馈在显示屏上，便于调整硅棒位置，固定钢板上还安装有调整挂棒件位置的对棒装置，对棒装置根据测量获知的硅棒位置对硅棒进行调整，对棒装置包括由下至上依次安装的X轴活动板26、Y轴活动板27，挂棒口28开设在固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，固定钢板安装在机架上，固定钢板上沿垂直于挂棒口开口方向安装有导轨一29，X轴活动板底部安装有导轨一29配合的滑动块二30，机架上安装有用于驱动X轴活动板沿导轨一29移动的驱动电机一31，X轴活动板上端面沿挂棒口开口方向安装有导轨二33，Y轴活动板底部安装有导轨二33配合的滑动块二32，机架上安装有用于驱动Y轴活动板沿导轨二移动的驱动电机二34，驱动电机一、驱动电机二均采用伺服电机，驱动电机一、驱动电机二带动挂棒装置的U型口前后、左右分别做5-10mm位移；使用过程中固定住挂棒头顶端后，根据测距仪测量的硅棒距离，程序自动计算x轴和y轴的移动量，驱动电机一、驱动电机二驱动对应活动板移动的相应距离，使硅棒距4个罗拉距离一致，保证硅棒处于罗拉中间位置，完成对刀，固定抱臂；保证硅棒切割过程中的精准性，进而提高硅棒出芯率，本发明是将硅棒通过环氧树脂胶使其与挂棒头连接，将硅棒悬挂于硅芯切割机上部后，利用挂棒头上的推力关节轴承，自动调整硅棒的垂直度，然后根据不同直径的圆棒，在程序中计算出准确的硅棒位移量，程序自动对刀，实现对刀方便快捷，并且出芯率的最大化，提高产品收益。

一种方硅芯生产设备的制备工艺，包括以下步骤：

步骤A、硅棒原料粘接，首先用工业酒精、无尘布将粘棒头和硅棒端面擦拭干净，然后将E44环氧树脂胶主剂、硬化剂以重量份数比1:1的比例混合，然后均匀涂抹在粘棒头和硅棒端面上，将两个端面贴合在一起，通过粘棒装置固化24h后至粘棒头与硅棒粘合牢固，准备上机；

其中步骤A中粘棒装置包括底座35，底座35上沿长度方向等距设置有多个V型支架36，底座一端活动设置有用于固定挂棒件的定位块，底座上沿硅棒轴向设置有用于驱动定位块移动的调节丝杠37，调节丝杠贯穿定位块39底部，调节丝杠外侧一端延伸出底座设置有调节手轮38，通过调节手轮调整挂棒件的位置，保证粘棒头与硅棒粘合牢固且对中性高。

步骤B、硅棒原料挂装，首先用上棒车将步骤A中粘结有硅棒的粘棒头悬挂于硅芯切割机挂棒装置的水平U型口上，挂棒头角接触关节轴承下平面与挂棒装置U型口的上平面接触，在硅棒重力和角接触关节轴承的作用下，硅棒自动垂直，然后使用3根螺杆顶丝呈等边三角形顶住挂棒头上端面，固定住挂棒头顶端，防止在自动对刀时发生偏摆；

步骤C、对刀，硅棒原料挂装完成后，根据测距仪测量的硅棒距离，程序自动计算x轴和y轴的移动量，x轴和y轴步进电机驱动对应调整板移动相应距离，使硅棒距4个罗拉距离一致，保证硅棒处于罗拉中间位置，固定抱臂；

步骤D、布置切割线，将金刚线排布在由4或6个挂架和4或6个罗拉组成的切割头上，形成上下切割线网，上下切割线网的线网交叉并形成正方形方格；

步骤E、切割机工艺设置，将硅芯切割机的工艺参数中硅芯规格设置为5*5～50*50、切割张力设置为30～80N、切割台速设置为0.5～10mm/min、线速度设置为6-10m/s；进线量设置为200～500m；回线量设置为195～495m、加速度设置为1-3m/s，并根据硅棒长度设置起始位置、变速位置、结束位置；

步骤F、启动程序，升降电机带动丝杠旋转，通过控制电机正转、反转从而实现切割头上升、下降动作，对硅棒从下到上进行切割，获得方硅芯。

同时针对制备的方硅芯，传统方式是在CAD中画图，进行图形模拟，然后数出方硅芯数。其具体内容为：先根据圆棒直径画一个圆，模拟圆棒截面，然后再画正方形方格模拟线网，最后数出此圆中，完整的方格有多少，以此确定出芯数。此方案，需要每一种直径，切割不同规格的方硅芯，都要单独画图模拟，为保证最经济的出芯数，每种规格需要画两种不同的对刀方式进行模拟测算。工作量大，且容易出错。如：目前我们生产的圆棒直径从190-220mm，共31种，需生产方硅芯规格从10*10-15*15mm，共6种规格；画图对比需要31*6=186次，且每张图需要点数确定。

为了解决上述计算方硅芯问题，采用一种快速计算方硅芯出芯数的方法，该计数的整体思路为将整圆的横截面，平分为4份，然后计算出1/4份的扇形出芯数，再乘以4，得出总出芯数。

以图5为例，选定硅棒直径φ参数为162mm硅棒，槽距d参数设置为10.5mm的切割机上，切割成长k1参数10mm、宽k2参数10mm规格的方硅芯，其计算方法如下：

步骤1：计算圆內弦的弦长值，以φ参数为162mm圆中线y为基准，分为左右两部分，以槽距d=10.5mm的间隔递进，并计算出对应每根內弦的弦长；

Ln=2，其中Ln是弦长，r 是硅棒的半径，d是弦到圆心的垂直距离即槽距值，n为分别对应的递进倍数。

计算1#弦长==2*80.32=160.64mm；2#弦长==2*78.23=156.46mm；以此类推计算3#、4#、5#、6#...弦长；

同时设置条件格式：如果d＞r时，则弦长显示为0，便于下一步的公式计算。

步骤2：计算半弦长，将圆用中心线x分为上下两部分（此时x轴与y轴将圆分为4份），此时，依据计算出的1#、2#、3#...弦长，计算出对应的1/2弦长。

公式如下：Ln#=Ln/2，其中1#半弦长=160.64/2=80.32mm；2#半弦长=156.46/2=78.23mm；以此类推取3#、4#、5#、6#....弦长的1/2。

步骤3：计算半弦长长度可分割的硅芯方格的数量

公式如下：Sn= Ln#/k1,其中1#的半弦长长度可分割10.5*10.5mm的方格数量=80.32/10.5=7.65个；考虑必须是完整的正方形，设置取整函数INT，实际数量是7个；2#弦长的1/2可分割10.5*10.5mm方格数量=78.23/10.5=7.45个，同理，实际数量是7个；以此类推计算3#是7个、4#是6个、5#是5个，6#是4个，7#是3个；此1/4圆内10.5*10.5mm完整方格数量是7+7+7+6+5+4+3=39个；

步骤4：将步骤3中计算得出的数值乘以四得到整个圆棒内可得到的

故整个圆内，10.5*10.5mm完整方格数量是39*4=156个，即：φ162mm圆棒，用槽距10.5mm的罗拉切割，可产出156支方硅芯。

上述计算步骤参考表格1：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种方硅芯生产设备，包括机架，其特征在于：所述机架上设置有切割头，所述机架上设置有用于驱动切割头升降的升降驱动机构，所述机架上对应切割头正上方位置设置有挂棒装置，所述挂棒装置包括定钢板，所述定钢板上开设有挂棒口，所述机架上对应挂棒口位置设置有用于悬挂硅棒的挂棒件，所述挂棒件包括由上至下依次相连设置的挂棒头、粘棒头，所述挂棒头的外径与挂棒口配合，所述挂棒头顶部设置有压板，所述机架上对应压板正上方位置悬装有多个用于顶紧压板的螺杆顶丝，所述定钢板上端对应挂棒口位置开设有半球型槽，所述挂棒头设置有与半球型槽配合的角接触关节轴承，所述定钢板上还设置有调整挂棒件位置的对棒装置，所述机架上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，所述对刀测量装置包括4个激光测距仪，所述激光测距仪垂直于硅棒轴向位置设置在机架上。

2.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述升降驱动机构包括沿切割头升降方向设置在机架上的承载柱，所述承载柱上沿升降方向设置有升降滑轨，所述切割头背部设置有与升降滑轨配合的滑块，所述机架上沿升降滑轨长度方向还设置有升降丝杠，所述升降丝杠贯穿滑块，所述升降丝杠一端连接有升降驱动电机。

3.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述切割头包括固定座，所述固定座中间位置开设有切割孔，所述固定座上均布设置有4或6个悬挂架，所述悬挂架上转动设置有罗拉，所述机架上设置有收线轮、放线轮、过渡轮一、切割钢丝、过渡轮二，所述切割钢丝依次缠绕放线轮，过渡轮一、罗拉，过渡轮二、收线轮，所述罗拉上的切割钢丝形成一切割网。

4.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述螺杆顶丝有三个且呈等边三角形布置。

5.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述挂棒口为U型。

6.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述粘棒头的直径值大于硅棒的直径值。

7.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述对棒装置包括由下至上依次设置的X轴活动板、Y轴活动板，所述挂棒口开设在定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，所述定钢板设置在机架上，所述定钢板、X轴活动板之间沿垂直于挂棒口开口方向设置有导轨一，所述机架上设置有用于驱动X轴活动板沿导轨一移动的驱动电机一，所述X轴活动板、Y轴活动板之间沿挂棒口开口方向设置有导轨二，所述机架上设置有用于驱动Y轴活动板沿导轨二移动的驱动电机二。

8.一种利用如权利要求1所述的方硅芯生产设备的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、硅棒原料粘接，首先用工业酒精、无尘布将粘棒头和硅棒端面擦拭干净，然后将E44环氧树脂胶主剂、硬化剂以重量份数比1~2：1的比例混合，然后均匀涂抹在粘棒头和硅棒端面上，将两个端面贴合在一起，通过粘棒装置固化24h后至粘棒头与硅棒粘合牢固，准备上机；

步骤B、硅棒原料挂装，首先用上棒车将步骤A中粘结有硅棒的粘棒头悬挂于硅芯切割机挂棒装置的水平U型口上，挂棒头角接触关节轴承下平面与挂棒装置U型口的上平面接触，在硅棒重力和角接触关节轴承的作用下，硅棒自动垂直，然后使用3根螺杆顶丝呈等边三角形顶住挂棒头上端面，固定住挂棒头顶端，防止在自动对刀时发生偏摆；

步骤C、对刀，硅棒原料挂装完成后，根据测距仪测量的硅棒距离，程序自动计算x轴和y轴的移动量，x轴和y轴步进电机驱动对应调整板移动相应距离，使硅棒距4个罗拉距离一致，保证硅棒处于罗拉中间位置，固定抱臂；

步骤D、布置切割线，将金刚线排布在由4或6个挂架和4或6个罗拉组成的切割头上，形成上下切割线网，所述上下切割线网的线网交叉并形成正方形方格；

步骤E、切割机工艺设置，将硅芯切割机的工艺参数中硅芯规格设置为5*5～50*50、切割张力设置为30～80N、切割台速设置为0.5～10mm/min、线速度设置为6-10m/s；进线量设置为200～500m；回线量设置为195～495m、加速度设置为1-3m/s，并根据硅棒长度设置起始位置、变速位置、结束位置；

步骤F、启动程序，升降电机带动丝杠旋转，通过控制电机正转、反转从而实现切割头上升、下降动作；对硅棒从下到上进行切割，获得方硅芯。

9.根据权利要求7所述的一种方硅芯生产设备的制备工艺，其特征在于：所述步骤A中粘棒装置包括底座，所述底座上沿长度方向等距设置有多个V型支架，所述底座一端活动设置有用于固定挂棒件的定位块，所述底座上沿硅棒轴向设置有用于驱动定位块移动的调节丝杠，所述调节丝杠贯穿定位块底部，所述调节丝杠外侧一端延伸出底座设置有调节手轮。

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