CN203004093U - 一种硅片切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种硅片切割装置，包括将硅块切割成硅片的切割机，该装置还包括冷却单元，所述冷却单元用于将所述硅块进行切割时产生的切割热带走，该装置还包括支撑单元，所述支撑单元用于支撑所述硅块，所述冷却单元设置于所述支撑单元上和/或所述支撑单元内。所述硅片切割装置能够将机器切割部位产生的过多热量及时排出，以降低切割区的温度，从而能够保证硅片的品质。

Description

一种硅片切割装置

技术领域

本实用新型涉及一种硅片切割装置。

背景技术

目前太阳能硅片广泛应用于太阳能光伏发电领域。目前所采用的太阳能硅片，一般是采用多线切割机对硅块进行切割形成。在对硅块进行切割时，多线切割机中进给机构的运动与主辊(携带钢线)的运动相配合，用于将硅块切割为硅片，同时利用通入切割机中的砂浆对硅块进行研磨使硅块不断被磨削，最终将硅块切割为硅片。在对硅块进行研磨的过程中，多线切割机不断产生各种能量的转换，即将电能转化为硅材料原子间的结合能、摩擦产生的热能、以及切割机进行机械运动产生的机械能等，产生的上述这些能量都转化为热量，这些热量中的一部分可以通过通入机器的砂浆带走。但是，由于在切割区域产生了过多的热量，导致砂浆不能及时将这些热量带走，从而使得切割区某些部件或者某些部位温度过高，导致热膨胀过大、粘胶强度降低等不良现象出现，尤其是切割至硅块粘接面时，会出现切割部位的粘胶面崩边、落片、以及断线等状况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种硅片切割装置，该装置在对硅块进行切割时能够将切割区产生的热量及时排出，以降低切割区的温度，并最终保证切割后的成品硅片的品质。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该硅片切割装置包括将硅块切割成硅片的切割机，该装置还包括冷却单元，所述冷却单元用于将所述硅块进行切割时产生的切割热带走。

优选的是，该装置还包括支撑单元，所述支撑单元用于支撑所述硅块，所述冷却单元设置于所述支撑单元上和/或所述支撑单元内。

优选的是，所述支撑单元包括垫板，所述硅块通过粘胶层连接在所述垫板上，所述冷却单元设置于所述垫板上和/或垫板内。

优选的是，所述支撑单元还包括盖板，所述盖板与所述垫板连接，且盖板与硅块分处于垫板的两侧，所述硅片切割装置还包括吊起单元，所述吊起单元包括有吊钩，所述盖板上设有与所述吊钩形状相适配的吊起部。

优选的是，所述吊起部为设置在盖板上的燕尾槽，所述燕尾槽设置在盖板与导轨连接一侧的相对侧上，所述燕尾槽的深度范围为10-20mm。

优选的是，所述支撑单元还包括设置在盖板和垫板之间的导轨，所述导轨用于衔接盖板和垫板，所述冷却单元设置于所述盖板与导轨之间，和/或，导轨与垫板之间。

优选的是，所述冷却单元包括若干管路，所述管路的内部流通有冷却液；

所述盖板与导轨连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入盖板的凹槽内；或者，所述导轨与盖板连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第一凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入导轨的第一凹槽内；

和/或，

所述导轨与垫板连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第二凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入导轨的第二凹槽内；或者，所述垫板与导轨连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元形状相适配的第三凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第三凹槽内；

和/或，

所述垫板内设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第四凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第四凹槽内。

进一步优选的是，所述冷却单元中的管路形状呈S型或回字形，管路排布间距范围为1-840mm；所述管路的管体直径范围为1-50mm，管路的管壁厚度范围为1-20mm。

优选的是，所述盖板和所述导轨均采用金属或合金材料制作；所述垫板采用玻璃制作；所述冷却单元中的管路采用金属、非金属、合金、或者塑料材料制作；所述冷却液采用去离子水、煤油或乳化液。

优选的是，所述盖板与导轨通过螺栓连接；垫板的形状为长条形，其长度范围为1-1500mm，宽度范围为1-400mm，厚度范围为1-100mm；所述导轨的形状为长条形，其长度范围为1-1500mm，宽度范围为1-300mm，厚度范围为1-100mm。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型装置在对硅块加工成硅片的过程中可以改善硅块边缘质量问题，并降低出刀口断线率：由于硅块和垫板之间通过粘胶层连接，当切割机的钢线切至硅块和垫板之间的粘胶层时，所产生的切割热会使粘胶层的温度升高，导致粘胶层软化，使粘胶层的粘性增强而硬度变小，这使粘胶层对钢线上所携带的砂浆的过滤作用扩大化，降低了钢线带砂量，从而影响切割力，导致出刀线痕甚至钢线断线等问题；同时，由于硅块硬度较大，而粘胶层硬度变小，从而使得二者之间硬度差异变大，导致出刀时钢线网不稳定，易使得硅块边缘部分出现硅落、裂纹等质量问题；而本装置在进行硅块加工时由于所产生的切割热能够被冷却单元及时带走，粘胶层的温度不会变得过高，因而可以避免上述问题的发生。

2)本装置能使切割区的温度保持在正常范围内，这样在切割过程中不会因切割区的温度过高而导致砂浆粘度降低，因而能够保持钢线的切割能力不变。

3)本装置能够提高硅块的切割精度：由于在切割过程中盖板和导轨的温度易升高，从而导致与之连接的垫板温度升高，垫板温度升高后会发生微小形变，从而影响硅片切割精度，而本装置在切割过程中能够较好的保证盖板与导轨的温度不变，因而能够保证硅块的切割精度，并且垫板不会受到损坏，从而影响整个装置的使用寿命；同时，由于切割过程中所产生的切割热被冷却单元所带走，处于盖板与导轨之间的紧固螺栓不会因受热而产生形变，因而可确保螺栓不会因为温度变化而影响其紧固作用，从而能进一步保证硅块的切割精度。

4)本装置中的冷却单元内的冷却液能够在管路中循环进行热交换，以实现可回收循环利用，且冷却液为环保型物质，因此不会污染环境。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中硅片切割装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1中硅片切割装置中盖板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中盖板上设有管路时的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1中设置在盖板上的管路的结构示意图；

图5是S型管路的结构示意图；

图6是回字形管路的结构示意图。

图中：1-盖板；2-管路；3-导轨；4-垫板；5-硅块；6-燕尾槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

一种硅片切割装置，包括将硅块切割成硅片的切割机，该装置还包括冷却单元，所述冷却单元用于将所述硅块进行切割时产生的切割热带走。

实施例1：

采用本实用新型硅片切割装置在对硅块进行切割的过程中，能够降低硅块5和垫板4之间的粘胶层(即：出刀处切割区)的温度，使粘胶层处于一个相对稳定的热环境中，从而可以减少因为切割热而导致崩边、落片、断线现象的发生，同时保证在硅块切割后导轨、盖板、以及垫板不会因为切割热而产生变形，进一步确保切割形成的硅片的边缘质量，以降低硅片加工损失。

如图1-4所示，本实施例中，该硅片切割装置包括将硅块切割成硅片的切割机、支撑单元、吊起单元和冷却单元。其中，所述冷却单元用于将硅块切割时产生的切割热带走，冷却单元设置于所述支撑单元上和/或所述支撑单元内。

本实施例中，切割机可采用DS264、DS265、PV800、或HCTB5等型号的多线切割机。

所述支撑单元用于支撑硅块5。本实施例中，所述支撑单元包括垫板4、盖板1、以及导轨3。硅块5的顶端通过粘胶层连接在所述垫板4上，导轨3和硅块5分处于垫板4的两侧，且导轨3设置在垫板4与盖板1之间用于衔接垫板4和盖板1，盖板1与导轨3通过螺栓连接。

本实施例中，盖板1和导轨2均采用金属或合金材料制作；垫板4采用玻璃制作。其中，垫板4优选采用表面较粗糙的玻璃板，如此能够提高硅块5与垫板4之间的粘接力，以提高整个硅片切割装置中各个部件之间的粘接力度，且玻璃板比较平整有利于硅块进行切割，因而可以提高整个装置的稳定性和切割硅块的精确度。

其中，在进行硅块切割时，垫板4还具有保证钢线能够将硅块5切割完全的作用。具体来说，为了保证硅块5切割的完全，在切割时，通常钢线是从硅块的底端(与垫板4相对的一端)向硅块的顶端方向运动来切割硅块5，而硅块5是否完全切割成硅片且切割所形成的相邻两个硅片之间是否存在连接，通过肉眼很难确定，所以在实践中，一般是使切割机从硅块的底端一直切割到垫板4内部来保证硅块的切割完全。通常而言，一般切割机要切到垫板内直至与垫板的下表面的距离为垫板厚度的1/3的深度，以此作为切割完成的判断标准，也就是说，当切割机切割到垫板的下表面后继续向上切割直至与垫板的下表面的距离为垫板厚度的1/3为止，此时说明硅块5已经完全切割成片。

如图1、2所示，所述盖板1包括一体成型的上部和下部，其中上部的形状为梯形块，下部的形状为长方块，所述长方块的上表面和梯形块的下表面连接为一体。当然在实践中，因切割机的型号不同，盖板的形状也不同。

本实施例中，导轨3为长条形，盖板1的下表面的面积等于导轨3的上表面的面积；导轨3的下表面的面积小于或等于垫板4的上表面的面积。其中，垫板4的长度范围是1-1500mm，宽度范围是1-400mm，厚度范围是1-100mm；导轨3的长度范围是1-1500mm，宽度范围是1-300mm，厚度范围是1-100mm。

其中，所述吊起单元包括有吊钩，所述盖板上设有与所述吊钩形状相适配的吊起部。如图1、2所示，所述吊起部为设置在盖板一侧上的燕尾槽6，所述燕尾槽6设置在盖板1与导轨3连接一侧的相对侧上。本实施例中，燕尾槽的深度范围为10-20mm，所述燕尾槽6的形状与所述吊起单元的吊钩相适配，以增强吊起单元吊起整个装置的稳定性和便利性。所述吊起单元通过吊钩可将所述硅块吊起，并将硅块向下送至合适的位置，以供设置在吊钩下的切割机中的钢线对所述吊起的硅块进行切割。

本实施例中，所述冷却单元设置于盖板1与导轨3之间。

其中，所述冷却单元包括若干管路，所述管路的内部流通有冷却液。所述盖板1与导轨3连接一侧的表面(即盖板的下表面)上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入盖板1的凹槽内。

如图4、5所示，本实施例中，所述冷却单元中的管路形状呈S型，因此盖板上的凹槽也为S型。管路排布间距范围是1-840mm；所述管路的管体直径范围是1-50mm，管路的管壁厚度范围是1-20mm。

本实施例中，所述冷却单元中的管路采用金属、非金属、合金、或者塑料材料制作；所述冷却液可以采用去离子水、煤油或乳化液。

本实施例中，硅块为可以为类长方体形，当然硅块也可以为其他形状，在实践中，由于硅块形状各异，本例中的形状只是举例而已，因此不再赘述。

本实用新型硅片切割装置的具体工作过程如下：

首先将图1所示连接在支撑单元上的硅块5通过燕尾槽6装入工件支承台(工件支承台即为吊起单元)。切割作业前，使冷却单元的管路中的冷却液循环流动5-10min，以对管路进行预冷，并确保冷却管路的密封性，以避免冷却液流出，然后即可开始进行切割。

可见，本装置由于具有冷却单元，通过管路中的冷却液降低硅块切割区域的温度，从而能够降低切割机本身及硅块的温度，使切割产生的热量及时散失，以降低切割区的温度，并保持硅块与垫板之间的粘胶层处于一个相对稳定的热环境，从而保证硅片在切割至粘胶层时的牢固性，减少崩边、落片、出刀线痕等不良现象。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，所述冷却单元中的管路的位置与实施例1不完全相同，且冷却单元中的管路的形状也与实施例1不相同。本实施例的盖板上不具有凹槽。

具体的，所述导轨3与盖板1连接的一侧的表面(即导轨的上表面)上设有第一凹槽，其中，所述冷却单元中的管路形状为回字形(如图6所示)，因此第一凹槽的形状为与所述管路相适配的回字形，以使得冷却单元中的所述管路能够嵌入导轨3的第一凹槽内。

本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，所述冷却单元的位置与实施例1不同。本实施例的盖板上不具有凹槽。

本实施例中，所述冷却单元设置在导轨3与垫板4之间。

具体的，所述导轨3与垫板4连接的一侧的表面(即导轨的下表面)上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第二凹槽，冷却单元中的管路能够嵌入导轨3的第二凹槽内。

本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，所述冷却单元的位置与实施例1不同。本实施例的盖板上不具有凹槽。

本实施例中，所述冷却单元设置在导轨3与垫板4之间。

具体的，所述垫板4与导轨3连接的一侧的表面(垫板的上表面)上设有与所述冷却单元形状相适配的第三凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第三凹槽内。

本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，所述冷却单元的位置与实施例1不同。本实施例的盖板上不具有凹槽。

本实施例中，所述冷却单元设置在垫板4内。

具体的，所述垫板4内设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第四凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第四凹槽内。

本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例6：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，所述冷却单元中管路的位置与实施例1不完全相同。

本实施例中，所述冷却单元包括多组管路，所述多组管路分别设置在盖板1与导轨3之间、导轨3与垫板4之间、以及垫板内部。

具体的，设置在盖板1与导轨3之间的管路的位置以及结构与实施例1中的管路的位置以及结构相同，设置在导轨3与垫板4之间的管路的位置以及结构与实施例3中的管路的位置以及结构相同，设置在垫板内的管路的位置以及结构与实施例5中的管路的位置以及结构相同。

本实施例中的其他结构以及使用都与实施例1相同，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种硅片切割装置，包括将硅块切割成硅片的切割机，其特征在于，该装置还包括冷却单元，所述冷却单元用于将所述硅块进行切割时产生的切割热带走； 

该装置还包括支撑单元，所述支撑单元用于支撑所述硅块，所述冷却单元设置于所述支撑单元上和/或所述支撑单元内。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑单元包括垫板，所述硅块通过粘胶层连接在所述垫板上，所述冷却单元设置于所述垫板上和/或垫板内。 

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑单元还包括盖板，所述盖板与所述垫板连接，且盖板与硅块分处于垫板的两侧，所述硅片切割装置还包括吊起单元，所述吊起单元包括有吊钩，所述盖板上设有与所述吊钩形状相适配的吊起部。 

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述吊起部为设置在盖板上的燕尾槽，所述燕尾槽设置在盖板与导轨连接一侧的相对侧上，所述燕尾槽的深度范围为10-20mm。 

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑单元还包括设置在盖板和垫板之间的导轨，所述导轨用于衔接盖板和垫板，所述冷却单元设置于所述盖板与导轨之间，和/或，导轨与垫板之间。 

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冷却单元包括管路，所述管路的内部流通有冷却液； 

所述盖板与导轨连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入盖板 的凹槽内；或者，所述导轨与盖板连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第一凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入导轨的第一凹槽内； 

和/或， 

所述导轨与垫板连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第二凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入导轨的第二凹槽内；或者，所述垫板与导轨连接的一侧的表面上设有与所述冷却单元形状相适配的第三凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第三凹槽内； 

和/或， 

所述垫板内设有与所述冷却单元中的管路形状相适配的第四凹槽，冷却单元中的所述管路能够嵌入垫板的第四凹槽内。 

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述冷却单元中的管路形状呈S型或回字形，管路排布间距范围为1-840mm；所述管路的管体直径范围为1-50mm，管路的管壁厚度范围为1-20mm。 

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盖板和所述导轨均采用金属或合金材料制作；所述垫板采用玻璃制作；所述冷却单元中的管路采用金属、非金属、合金、或者塑料材料制作；所述冷却液采用去离子水、煤油或乳化液。 

9.根据权利要求5-8之一所述的装置，其特征在于，所述盖板与导轨通过螺栓连接；垫板的形状为长条形，其长度范围是1-1500mm，宽度范围为1-400mm，厚度范围为1-100mm；所述导轨的形状为长条形，其长度范围为1-1500mm，宽度范围为1-300mm，厚度范围为1-100mm。 

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