CN202507406U - 金刚砂切割式硅片切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种硅片切割设备。金刚砂切割式硅片切割系统，包括机架、切割机构、送料系统，切割机构包括钢丝，钢丝依次缠绕在放线辊、导向辊和卷线辊上，送料系统包括磨料，磨料采用金刚砂，金刚砂涂覆在位于导向辊上的钢丝上。由于采用上述技术方案，本实用新型结构简单、使用方便、切割精度高，有助于在切割废料回收时，得到高纯度的硅。

Description

金刚砂切割式硅片切割系统

技术领域

本实用新型涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种硅片切割设备。

背景技术

线切割技术是一种新型的硅片加工技术，线切割技术具有效率高、精度高等优点。其原理是通过高速运动的钢丝带动附着在钢丝上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割目的。

现有的线切割设备中，钢丝通过开卷辊放出，在导向辊上形成一张线网，然后由卷线辊收卷。在线切割过程中，往往在钢丝上涂覆磨料，实现磨料辅助切割作用。现有的切割设备通常采用四个导向辊对硅锭进行切割，其切割精度不高，容易出现张力问题。另外，在切割过程中，均存在废料，废料难以回收利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金刚砂切割式硅片切割系统，以解决上述技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

金刚砂切割式硅片切割系统，包括机架、切割机构、送料系统，所述切割机构包括钢丝，所述钢丝依次缠绕在放线辊、导向辊和卷线辊上，其特征在于，所述送料系统包括磨料，所述磨料采用金刚砂，所述金刚砂涂覆在位于所述导向辊上的所述钢丝上。

本实用新型采用金刚砂作为磨料辅助钢丝切割，产生的切割废料为金刚砂和硅的混合物，在废料回收时，可通过分离金刚砂和硅颗粒即可实现硅的回收利用。

所述金刚砂采用人造金刚石。所述金刚砂的粒度不小于300目。

所述切割机构包括相互平行的两个所述导向辊，所述导向辊的两端设置在所述机架上，所述钢丝依次绕制在两个所述导向辊上，在两个所述导向辊上，形成一张线网。本实用新型采用双导向辊将钢丝形成一张线网对硅片进行线切割，钢丝的路径较多导向辊相比大大减少，减少了钢丝的损耗，增加了硅片的切割精度。

所述机架和所述切割机构可以在真空状态下对硅锭进行切割。硅容易氧化，在真空状态下进行切割可以有效避免硅锭在切割过程中被氧化，有利于回收高纯度的硅。

所述机架和所述切割机构优选在氮气环境下对硅锭进行切割。硅容易氧化，在氮气环境下进行切割可以有效避免硅锭在切割过程中被氧化，有利于回收高纯度的硅。

本实用新型的磨料需要具备低温功能，以便于降低钢丝对硅锭切割时产生的热量。本实用新型采用下述方法降低磨料的温度：

还包括一冷却系统，所述冷却系统包括一内部热交换机构、一外部热交换机构、一循环泵，所述内部热交换机构、所述外部热交换机构和所述循环泵通过连接管的连接构成一闭合回路；

所述送料系统包括一用于放置磨料的储料罐，所述内部热交换机构设置在所述储料罐内，所述外部热交换机构设置在所述储料罐外。本实用新型通过冷却系统的内部热交换机构带走储料罐内的热量，使储料罐内磨料处于低温状态。

所述循环泵的控制端连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一温度传感器，所述温度传感器设置在所述储料罐内。优选设置在所述储料罐底部的内壁上。温度传感器检测储料罐内磨料的温度信息，并将温度信息传送给信号处理模块，当温度信息高于一设定范围时，信号处理模块控制循环泵工作，对储料罐内的磨料进行冷却；当温度信息低于一设定范围时，信号处理模块控制循环泵停止工作。以便节能。

所述储料罐内可以设有至少两个温度传感器，至少两个所述温度传感器分别设置在储料罐内的不同位置，至少两个温度传感器分别连接所述信号处理模块；

所述储料罐内设有一搅拌机构，所述搅拌机构的控制端连接所述信号处理模块。当至少两个温度传感器检测的温度信息差值大于一设定范围时，信号处理模块控制搅拌机构工作，以使储料罐内的磨料温度均匀。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型结构简单、使用方便、切割精度高，有助于在切割废料回收时，得到高纯度的硅。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型储料罐的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，金刚砂切割式硅片切割系统，包括机架、切割机构、送料系统，切割机构包括钢丝4，钢丝4依次缠绕在放线辊1、导向辊3和卷线辊2上，送料系统包括磨料，磨料采用金刚砂，金刚砂涂覆在位于导向辊3上的钢丝4上。金刚砂采用小颗粒的人造金刚石。金刚砂的粒度不小于300目。本实用新型采用金刚砂作为磨料辅助钢丝4切割，产生的切割废料为金刚砂和硅的混合物，在废料回收时，可通过分离金刚砂和硅颗粒即可实现硅的回收利用。

切割机构包括相互平行的两个导向辊3，导向辊3的两端设置在机架上，钢丝4依次绕制在两个所向辊3上，在两个导向辊3上，形成一张线网。本实用新型采用双导向辊3将钢丝4形成一张线网对硅片进行线切割，钢丝4的路径较多导向辊3相比大大减少，减少了钢丝4的损耗，增加了硅片的切割精度。

机架和切割机构优选在真空状态或氮气环境下对硅锭进行切割。硅容易氧化，在真空状态或氮气环境下进行切割可以有效避免硅锭在切割过程中被氧化，有利于回收高纯度的硅。

本实用新型的磨料需要具备低温功能，以便于降低钢丝4对硅锭切割时产生的热量。本实用新型采用下述方法降低磨料的温度：

参照图2，还包括一冷却系统，冷却系统包括一内部热交换机构、一外部热交换机构、一循环泵，内部热交换机构、外部热交换机构和循环泵通过连接管的连接构成一闭合回路。送料系统包括一用于放置磨料的储料罐5，内部热交换机构设置在储料罐5内，外部热交换机构设置在储料罐5外。本实用新型通过冷却系统的内部热交换机构带走储料罐5内的热量，使储料罐5内磨料处于低温状态。

循环泵的控制端连接一信号处理模块，信号处理模块连接一温度传感器6，温度传感器6设置在储料罐5内。优选设置在储料罐5底部的内壁上。温度传感器6检测储料罐5内磨料的温度信息，并将温度信息传送给信号处理模块，当温度信息高于一设定范围时，信号处理模块控制循环泵工作，对储料罐5内的磨料进行冷却；当温度信息低于一设定范围时，信号处理模块控制循环泵停止工作。以便节能。

储料罐5内可以设有至少两个温度传感器6，至少两个温度传感器6分别设置在储料罐5内的不同位置，至少两个温度传感器6分别连接信号处理模块。储料罐5内设有一搅拌机构7，搅拌机构7的控制端连接信号处理模块。当至少两个温度传感器6检测的温度信息差值大于一设定范围时，信号处理模块控制搅拌机构工作，以使储料罐5内的磨料温度均匀。

具体实施时，本实用新型的送料方式可以采用现有技术中的送料方式，还可以采用如下技术：在钢丝4切割硅锭之前，可以采用喷嘴将金刚砂均匀喷涂在钢丝4上，也可以采用钢丝4浸在设有金刚砂的储料罐中，在钢丝走动过程中，自动涂覆金刚砂。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.金刚砂切割式硅片切割系统，包括机架、切割机构、送料系统，所述切割机构包括钢丝，所述钢丝依次缠绕在放线辊、导向辊和卷线辊上，其特征在于，所述送料系统包括磨料，所述磨料采用金刚砂，所述金刚砂涂覆在位于所述导向辊上的所述钢丝上。

2.根据权利要求1所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，所述金刚砂采用人造金刚石。

3.根据权利要求1或2所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，所述金刚砂的粒度不小于300目。

4.根据权利要求3所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，所述切割机构包括相互平行的两个所述导向辊，所述导向辊的两端设置在所述机架上，所述钢丝依次绕制在两个所述导向辊上，在两个所述导向辊上，形成一张线网。

5.根据权利要求4所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，还包括一冷却系统，所述冷却系统包括一内部热交换机构、一外部热交换机构、一循环泵，所述内部热交换机构、所述外部热交换机构和所述循环泵通过连接管的连接构成一闭合回路；

所述送料系统包括一用于放置磨料的储料罐，所述内部热交换机构设置在所述储料罐内，所述外部热交换机构设置在所述储料罐外。

6.根据权利要求5所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，所述循环泵的控制端连接一信号处理模块，所述信号处理模块连接一温度传感器，所述温度传感器设置在所述储料罐内。

7.根据权利要求6所述的金刚砂切割式硅片切割系统，其特征在于，所述储料罐内设有至少两个温度传感器，至少两个所述温度传感器分别设置在储料罐内的不同位置，至少两个温度传感器分别连接所述信号处理模块；

所述储料罐内设有一搅拌机构，所述搅拌机构的控制端连接所述信号处理模块。

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