CN201645673U - 硅片多线切割机接地检测系统及其检测电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测电极，用于硅片多线切割机接地检测系统，包括电极杆以及位于所述电极杆两端的支撑板，所述支撑板之间设有两根上、下间隔且相互平行的电极杆，所述两根电极杆在电路上相串联。该检测电极可同时固定上、下两根金属电极杆，线网可在两根金属电极杆之间穿过，两根金属电极杆将线网夹持在中间，可增加线网断线后其钢线与金属电极杆的接触概率，使检测更加灵敏，能够从根本上解决多线切割机一直存在的断线损失问题。本实用新型还公开了一种包括上述检测电极的硅片多线切割机接地检测系统。

Description

硅片多线切割机接地检测系统及其检测电极

技术领域

本实用新型涉及硅片切割技术领域，特别是涉及一种用于检测硅片多线切割机是否发生断线现象的检测电极。本实用新型还涉及包括上述检测电极的硅片多线切割机接地检测系统。

背景技术

硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将硅块材料一次同时切割为数百片薄片，在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在轴辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。

硅片多线切割技术与其他技术相比具有效率高、产能高、精度高等优点，已逐渐取代了传统的内圆切割，成为硅片切割加工的主要方式。但断丝现象一直是线切割加工中的一个严重问题，它使加工停顿并不得不从头开始，浪费大量工时，破坏了加工面的完整性，增加了实现无人操作加工的困难，阻碍线切割工艺的进一步发展。

研究发现，能引起断丝现象的因素有很多，如电参数选择不当、进给调节不当、工作液使用不当等原因，都有可能引发断丝现象，其成因极为复杂，因此，目前还没有任何技术手段能完全杜绝断丝现象，只能采用预防措施有针对性地解决部分断丝问题，为了判断工作中的钢线是否已经发生断丝现象，硅片多线切割机一般都设有接地检测系统，以便在断丝现象发生后能及时停机检查，并采取补救手段进行修复，避免损失进一步扩大。

现有接地检测系统的检测原理是在断线发生后，钢线的线头接触检测电极的任一点则会出现电压波动，据此机床会发出警报并及时停机。

请参考图1，图1为现有技术中硅片多线切割机的检测电极的布局示意图。

如图所示，线网1由一根完整的钢线在导轮2和导轮3之间有序排布，形成一个平面；当切割时，线网1发生断裂后，断线位置线网因钢线断裂而无法按序继续行驶，在报警停机前，导轮2、导轮3仍处在运转状态，由于惯性导致在断线位置线网开裂并向后抽空，直至报警停机，因切割过程中线网1抽空后无法进行重新排布，所以抽空处的硅块无法继续切割。

接地检测系统包括两个检测电极，这两个检测电极均布置在丝网上张面的下方，第一检测电极4靠近导轮3，第二检测电极5靠近导轮2，其电极与线网1之间留有一定距离。

请参考图2，图2为现有检测电极的结构示意图。

检测电极主要由一根电极杆6以及位于电极杆两端的支撑板构成，电极杆6的一端插入第一支撑板7的通孔中，另一端卡入第二支撑板8的U形槽内，两块支撑板上均开设有用于通过螺栓固定的长圆孔9。

线网1在切割过程中发生断线，只有断线后的钢线头接触到检测电极上才会发出报警，根据数据统计，在断线发生后3秒内，钢线接触到第一检测电极4的几率为5％，接触到第二检测电极5的几率为5％，由此可见，第一、第二检测电极的检测率很低，几乎起不到检测作用。

由于断线发生后设备的检测失效或迟钝，会增加断线后线网运转时间，使线网损失长度增大，直接影响切割质量。

因此，如何提高硅片多线切割机接地检测系统的检测率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种检测电极。该检测电极可同时固定上、下两根金属电极杆，线网可在两根金属电极杆之间穿过，两根金属电极杆将线网夹持在中间，可增加线网断线后其钢线与金属电极杆的接触概率，使检测更加灵敏，能够从根本上解决多线切割机一直存在的断线损失问题。

本实用新型的另一个目的是提供一种包括上述检测电极的硅片多线切割机接地检测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种检测电极，用于硅片多线切割机接地检测系统，包括电极杆以及位于所述电极杆两端的支撑板，所述支撑板之间设有两根上、下间隔且相互平行的电极杆。

优选地，所述两根电极杆在电路上相串联。

优选地，所述两根电极杆的引线端通过螺钉相串联，其中一根电极杆与导线连接。

优选地，所述支撑板上开设有纵向插孔槽，所述电极杆的两端卡接于所述插孔槽的孔位中。

优选地，所述电极杆引线端的支撑板的插孔槽具有向上豁通的开口。

优选地，所述支撑板呈扁平的直角形。

优选地，所述支撑板具体为尼龙支撑板。

优选地，所述电极杆具体为金属电极杆。

优选地，所述支撑板上开设有两道纵向的长圆孔。

本实用新型还提供一种硅片多线切割机接地检测系统，包括检测电极，所述检测电极具体为上述任一项所述的检测电极。

本实用新型根据多线切割机的断线检测原理，对检测电极进行了改进，现有检测电极的支撑板上仅设有一根电极杆，其检测率较低，而本实用新型所提供的检测电极的支撑板之间同时设有两根电极杆，所述两根电极杆上、下间隔一定距离且相互平行，两者间形成供线网穿过的空间，两根电极杆将线网夹持在中间，能够对线网进行多方位监测，可增加线网断线后其钢线与电极杆的接触概率，使检测更加灵敏，可大幅提高检测率，实现断线后及时检测并报警停机，能够从根本上解决多线切割机一直存在的断线损失问题。

在一种具体实施方式中，所述支撑板上开设有纵向插孔槽，所述电极杆的两端卡接于所述插孔槽的孔位中。根据断线检测原理，电极杆与线网距离越近，断线后钢线接触电极杆的几率就越大，但电极杆与线网距离太近又容易引发误报警，因此在正式启用前，需要结合切割液、检测电压值等多方面因素进行测试，以便确定电极杆与线网的最佳距离，在现有技术中，只能通过调整支撑板固定螺栓的方式来进行调节，不仅操作不便，且反复调整容易影响支撑板的牢固性，开设插孔槽后，在进行调节时，只需将电极杆的两端卡入不同的孔位中即可，无需调整固定螺栓，其结构简单、易于操作，且定位准确。

本实用新型所提供的硅片多线切割机接地检测系统包括上述检测电极，由于上述检测电极具有上述技术效果，具有该检测电极的硅片多线切割机接地检测系统也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中硅片多线切割机的检测电极的布局示意图；

图2为现有检测电极的结构示意图；

图3为本实用新型所提供检测电极的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3中所示第一支撑板的平面示意图；

图5为图3中所示第二支撑板的平面示意图；

图6为本实用新型所提供检测电极在硅片多线切割机上的布局示意图。

图中数字编号所对应的设备或部件名称如下：

1.线网  2.导轮  3.导轮  4.第一检测电极  5.第二检测电极6.电极杆  7.第一支撑板  8.第二支撑板  9.长圆孔  10.检测电极  10-1.金属电极杆  10-2.第一支撑板  10-3.第二支撑板10-2-1.插孔槽  10-2-2.长圆孔  10-3-1.插孔槽  10-3-2.长圆孔10-4.连接块  10-5.螺钉  10-6.导线

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种检测电极。该检测电极可同时固定上、下两根金属电极杆，线网可在两根金属电极杆之间穿过，两根金属电极杆将线网夹持在中间，可增加线网断线后其钢线与金属电极杆的接触概率，使检测更加灵敏，能够从根本上解决多线切割机一直存在的断线损失问题。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述检测电极的硅片多线切割机接地检测系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图3，图3为本实用新型所提供检测电极的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的检测电极10，用于硅片多线切割机接地检测系统，包括金属电极杆10-1以及位于金属电极杆两端的支撑板，为便于描述，这里将两块支撑板分别命名为第一支撑板10-2和第二支撑板10-3，金属电极杆10-1的数量为两根，在第一支撑板10-2和第二支撑板10-3之间上、下间隔布置且相互平行。

第一支撑板10-2和第二支撑板10-3均呈扁平的直角形，制作材料为具有绝缘性能的尼龙，其外直角被切除形成倒角部位，第一支撑板上开设有用于固定金属电极杆的插孔槽10-2-1和用于固定在硅片多线切割机上的长圆孔10-2-2，第二支撑板10-3上开设有用于固定金属电极杆的插孔槽10-3-1和用于固定在硅片多线切割机上的长圆孔10-3-2。

由于硅片多线切割机轴辊两侧的安装位置和安装空间不同，因此第一支撑板10-2和第二支撑板10-3的形状和布局方式也有所区别。首先，第一支撑板10-2的长圆孔10-2-1位于其竖向部分，插孔槽10-2-2位于其横向部分，而第二支撑板10-3的长圆孔10-3-1位于其横向部分，插孔槽10-3-2则位于其竖向部分；其次，由于第一支撑板10-2的固定部位距离线网较近，因此其竖向部分的长度要短于第二支撑板10-3；再者，第一支撑板10-2与第二支撑板10-3的朝向相反。

当然，支撑板并不局限于图中所示的形状，根据安装位置和安装空间的不同，支撑板的形状也可能随之发生改变，从而具有其它更为适宜的形状，这里不再展开描述。

为确保断线后钢线触及任何一根电极杆都能报警停机，两根金属电极杆10-1需要在电路上相串联，其串联的方式如图所示，两根金属电极杆10-1的引线端均带有矩形连接块10-4，所述金属块10-4上开设有上下贯通的螺钉孔，一螺钉10-5自上而下穿过位于上方的金属电极杆10-1的螺钉孔将导线10-6的接头压紧在连接块10-4上，实现电路连接，该螺钉10-5一直延伸到位于下方的金属电极杆10-1的引线端，并旋入其连接块10-4的螺钉孔中，从而实现上、下两根金属电极杆10-1的串联，两根金属电极杆10-1只需布置一根导线10-6，钢线触及任何一根电极杆都能报警停机。

根据断线检测原理，电极杆与线网距离越近，断线后钢线接触电极杆的几率就越大，但电极杆与线网距离太近又容易引发误报警，因此在正式启用前，需要结合切割液、检测电压值等多方面因素进行测试，以便确定电极杆与线网的最佳距离，在现有技术中，只能通过调整支撑板固定螺栓的方式来进行调节，不仅操作不便，且反复调整容易影响支撑板的牢固性。

请参考图4、图5，图4为图3中所示第一支撑板的平面示意图；图5为图3中所示第二支撑板的平面示意图。

针对上述调节问题，本实用新型所提供的检测电极的两块支撑板上分别开设有纵向的插孔槽10-2-1和插孔槽10-3-1，插孔槽10-2-1和插孔槽10-3-1的形状如图所示，由若干相互贯通的插孔形成，金属电极杆10-1的两端可卡接于插孔槽10-2-1和插孔槽10-3-1的孔位中。这样，只需将电极杆的两端卡入不同的孔位中即可调节两根金属电极杆之间的间距，无需调整固定螺栓，其结构简单、易于操作，且定位准确。

结合实际考虑，金属电极杆10-1的一端在组装时可直接插入第一支撑板10-2的孔位中固定，而另一端由于带有附属部件，因此不能直接插入第二支撑板10-3的孔位中进行固定，对此，可以对第二支撑板10-3的插孔槽10-3-1进行改进，使其向上豁通形成一个开口，如此，金属电极杆10-1便可以从开口直接卡入第二支撑板10-3的孔位中。

本实用新型根据多线切割机的断线检测原理，对检测电极进行了改进，现有检测电极的支撑板上仅设有一根电极杆，其检测率较低，而本实用新型所提供的检测电极的支撑板之间同时设有两根电极杆，所述两根电极杆上、下间隔一定距离且相互平行，两者间形成供线网穿过的空间，两根电极杆将线网夹持在中间，能够对线网进行多方位监测，可增加线网断线后其钢线与电极杆的接触概率，使检测更加灵敏，可大幅提高检测率，实现断线后及时检测并报警停机，能够从根本上解决多线切割机一直存在的断线损失问题。

请参考图6，图6为本实用新型所提供检测电极在硅片多线切割机上的布局示意图。

在实际应用当中，一台硅片多线切割机可同时布置两套检测电极10，其中一套位于导轮2的前侧，另一套位于导轮3的后侧，硅片多线切割机的钢线形成的线网1从每套检测电极的两根金属电极杆之间穿过，根据电极杆的电压检测，当断线后，钢线接触电极杆的任意一点都会出现电压波动，机床据此发出报警并及时停机。

根据断线检测原理，金属电极杆与线网距离越近，断线后钢线接触电极杆的几率就越大，但是在某些情况下，特别是在使用水性切割液时，因切割液导电性较高，线网会通过流下的砂浆与金属电极杆发生导通，产生误报警，所以只能够将电极杆位置调高，避免在切割过程中产生误报警，这样一来，就大大减小了断线后钢线接触电极杆的几率。

对此，可通过试验法，观察断线后检测电压的变化情况，对检测电压值反复试验进行调整，并与不同的砂浆进行试验对比，最终确定使用能够加强检测率的砂浆。

除了上述检测电极之外，本实用新型还提供一种硅片多线切割机接地检测系统，其检测电极采用上文所述的检测电极，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的硅片多线切割机接地检测系统及其检测电极进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种检测电极，用于硅片多线切割机接地检测系统，包括电极杆以及位于所述电极杆两端的支撑板，其特征在于，所述支撑板之间设有两根上、下间隔且相互平行的电极杆。

2.根据权利要求1所述的检测电极，其特征在于，所述两根电极杆在电路上相串联。

3.根据权利要求2所述的检测电极，其特征在于，所述两根电极杆的引线端通过螺钉相串联，其中一根电极杆与导线连接。

4.根据权利要求1所述的检测电极，其特征在于，所述支撑板上开设有纵向插孔槽，所述电极杆的两端卡接于所述插孔槽的孔位中。

5.根据权利要求4所述的检测电极，其特征在于，所述电极杆引线端的支撑板的插孔槽具有向上豁通的开口。

6.根据权利要求1至5任一项所述的检测电极，其特征在于，所述支撑板呈扁平的直角形。

7.根据权利要求1至5任一项所述的检测电极，其特征在于，所述支撑板具体为尼龙支撑板。

8.根据权利要求1至5任一项所述的检测电极，其特征在于，所述电极杆具体为金属电极杆。

9.根据权利要求1至5任一项所述的检测电极，其特征在于，所述支撑板上开设有两道纵向的长圆孔。

10.一种硅片多线切割机接地检测系统，包括检测电极，其特征在于，所述检测电极具体为上述权利要求1至9任一项所述的检测电极。

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