CN202147322U - 一种硅片多线切割机的布线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅片多线切割机的布线结构，两个工作台独立运动，四个线导轮A、B、C、D分别由四个电机驱动，下线网的左放线轴上的切割线分别绕过滑轮组I、线导轮C、线导轮D后，再绕过滑轮组II后收在左收线轴上；上线网的右放线轴上的切割线分别绕过滑轮组III、线导轮A、线导轮B后，再绕过滑轮组IV后收在右收线轴上。本实用新型可以使用细切割线，充分利用硅料，降低了硅料的切口损失，且降低了细切割线断线率，减少切割线断裂对硅片切割造成的不良影响，实现提高晶片切割速度的可能，提高切割机的工作效率，降低晶片切割成本，保持晶片较高的成品率及良率。

Description

一种硅片多线切割机的布线结构

技术领域

本实用新型涉及一种硅片多线切割机的布线结构。 

背景技术

多线切割由于其切割效率高，切割时加工材料损失小以及切割精度高的优势，对于切割贵重、超硬材料有着巨大的优势。多线切割的基本原理是：电机带动线导轮运动，切割线依靠线导轮运动；高速运动的切割线带动附着在切割线上的切割刃料对硅棒等被切割的材料进行磨削，从而将硅棒等硬脆材料一次同时切割为数千片薄片。现有的多线切割机的切割线有两类：一类为钢线上电镀金刚石微粉，其切割效率高；另一类为使用切割线为表面镀铜的不锈钢丝(Φ＜150μm)，单根线总长度可以达到600-800km，在切割过程中含有粒度约10-15μm的SiC或者金刚石的砂浆进入切割区域，切割线表面的磨料在切割线的压力和速度的带动下进行硅材料等被切割的材料的去除，最终实现硅棒等硬脆材料加工。 

目前硅原料的主要技术为国外所掌握，国内硅原料的产量不能满足国内迅猛发展光伏产业的需求；所以对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。光伏电池可以通过切片过程中节约硅原料来降低成本。降低切口损失可以达到这个效果，切口损失主要和切割线直径有关，切割线越细，切口损失越小，切割的硅片也能更薄，以切割出更多的硅片，降低硅原料的消耗，但切割线越细越容易断裂，切割线的断线率对硅片切割造成如线痕、翘曲、脏污等不良影响。 

现有的多线切割机有三种机型，第一种机型有两个线导轮，两套电机，一套独立线网，两个线导轮都有电机驱动，不需要切割线带动运行，切割线的负荷小，被拉伸断裂的几率小，能使用细切割线，硅材料切口损失小，硅片也能切的更薄，硅材料损耗小、利用率高；但其一次只能切割两根晶棒，产能低，相对占地面积较大。第二种机型有四个线导轮、两套电机、一套独立线网，四个线导轮一次可以同时切割四根晶棒；主要缺点是四个线导轮中，只有两个线导轮有电机驱动，切割过程另外两个线导轮需要切割线带动运动，这造成切割线由于增加负载而伸长，即切割线直径变细，破断拉力减小，切割过程容易断线，不宜使用细切割线切割，缺口损耗较大，硅材料利用率较低。第三种机型有四个线导轮，四套电机，双工作台，两套线网不完全独立，分为前、后两套线网；该机型四个电机驱动四个线导轮，双工作台独立运动，减少了由于切割线带动线导轮造成被动伸长，线网为前后分立形式；其可以使用细切割线及降低切割线用量，切割更薄的硅片，但断线处理过程中由于两个线网并非完全独立，需要同时升降上、下工作台，以减轻焊接好的切割线接头对硅片造成的划伤，如果处理不当则上、下工作台所夹持的晶棒产生亮线或砂浆沾污，使所切割硅片降级为B等品，造成一定程度上的经济损失；由于线网不完全分离，遇到线导轮驱动电机损坏或电机传送皮带断裂，上下工作台均不能运动；在硅片切割过程，考虑到切割线磨损实际上所使用导轮开槽时会进行槽距补偿，此机型线网前后分开，前面钢线入线端与后面钢线出现端相近，不利于实现开槽槽距补偿；四个导轮直径基本一致，即直径偏差在0.5mm以内；在多线切割过程中发生严重断线后，导轮容易被钢线勒坏，如果损伤需要更换四个导轮，增加了硅片切割中的成本；为降低线网载荷不均造成的波动，在硅块选取上控制有效切割长度偏差在2mm内；此机型线网为前后分离，要求一次切割的硅块上下四组一致性较高，不利于硅棒的选择。 

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可以使用细切割线，以充分利用硅料，降低切口损耗，且降低细切割线断线率，提高了晶片切割速度，降低晶片切割成本，保持晶片较高的成品率及良率的硅片多线切割机的布线结构。 

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种硅片多线切割机的布线结构，它包括两个独立运动的工作台、上、下各两个平行分布的线导轮A、B、C、D、四个电机、上、下两套线网；四个线导轮A、B、C、D分别由四个电机驱动，下线网的左放线轴上的切割线分别绕过滑轮组I、线导轮C、线导轮D后，再绕过滑轮组II后收在左收线轴上；上线网的右放线轴上的切割线分别绕过滑轮组III、线导轮A、线导轮B后，再绕过滑轮组IV后收在右收线轴上。 

本实用新型的传动系统采用四个电机驱动四个线导轮，双工作台结构。上、下两套线网完全独立分开，即上部两个线导轮、两个电机与滑轮组III、滑轮组IV、右收、放线轴组成一个系统，统一计算钢线走线速度；下部两个线导轮、两个电机与滑轮组I、滑轮组II、左收、放线轴组成一个系统，统一计算切割线走线速度。考虑到多线切割机的操作便利性，要求上工作台不能过高，由导轮直径及晶棒高度所限，工作台采用高强度合金保持较薄的高度。 

由于上下相对独立，上部两个导轮A、B直径相对一致，下部两个导轮C、D直径相对一致，不需要四个线导轮A、B、C、D的直径一致。采用四个电机驱动四个线导轮，降低了切割线的被动伸长率，可以使用更细切割线切割硅片。其两套线网独立工作，一旦其中一套线网的驱动电机或者线导轮或者切割线发生损坏，只要屏蔽报警， 使用功能完好的线网继续进行切割即可，停机后再行修复，降低了切割损失。为降低线网载荷不均造成的波动，在硅块选取上控制有效切割长度偏差在2mm内。硅棒的选取只要上两组一致，下两组一致即可，便于硅棒的选取。上、下线网分开，更利于线导轮开槽槽距补偿效果的实现，增加了线导轮的寿命。且线导轮损坏情况，一般只需要更换同一套线网中的两个线导轮即可，可以节约线导轮损耗成本。切割线发生断线，焊接切割线时可以单独转动上部线网或者下部线网，造成的线痕片较原来少，减轻了焊接好的切割线接头对硅片造成的划伤。 

总之，本实用新型可以使用细切割线，切割线的细度充分考虑了硅料的切口损失、硅片的薄度与切割线的断线率给硅片带来的损失等情况，以达到充分利用硅料，降低切口损耗，且降低细切割线断线率，减少切割线断裂对硅片切割造成的不良影响，如线痕，翘曲和脏污等，实现提高晶片切割速度的可能，提高切割机的工作效率，降低晶片切割成本，保持晶片较高的成品率及良率。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括两个独立运动的工作台、上、下各两个平行分布的线导轮A、B、C、D、四个电机、上、下两套线网。四个线导轮A、B、C、D分别由四个电机驱动，下线网的左放线轴上的切割线分别绕过滑轮组I、线导轮C、线导轮D后，再绕过滑轮组II后收在左收线轴上。上线网的右放线轴上的切割线分别绕过滑轮组III、线导轮A、线导轮B后，再绕过滑轮组IV后收在右收线轴上。 

Claims (1)

1.一种硅片多线切割机的布线结构，它包括两个工作台、上、下各两个平行分布的线导轮A、B、C、D、四个电机；其特征在于：其还包括上、下两套线网；两个工作台是独立运动的，四个线导轮A、B、C、D分别由四个电机驱动，下线网的左放线轴上的切割线分别绕过滑轮组I、线导轮C、线导轮D后，再绕过滑轮组II后收在左收线轴上；上线网的右放线轴上的切割线分别绕过滑轮组III、线导轮A、线导轮B后，再绕过滑轮组IV后收在右收线轴上。 

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