CN204869293U - 一种多线切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够降低硅片切割成本的多线切割机。该多线切割机包括切割箱体、砂浆桶、热交换器、金属线，砂浆桶与热交换器的进口之间通过第一砂浆管连通，热交换器的出口连接有第二砂浆管，在砂浆收集管与砂浆桶之间设置至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器，在多线切割机工作的过程中，切割完产生的砂浆废液先沿第一分离管进入旋流器内，由于砂浆和硅粉的比重不一样，因此在旋流器内砂浆和硅粉被分离，砂浆沿第二分离管重新回到砂浆桶内，分离出的硅粉沿第三分离管进入硅粉杂质收集桶内，这样整个砂浆桶就不会流入硅粉，砂浆便可以多次重复利用，砂浆的使用量大大减小，大大降低了硅片的切割成本。适合在切割设备领域推广应用。

Description

一种多线切割机

技术领域

本实用新型涉及切割设备领域，尤其是一种多线切割机。

背景技术

多线切割是切割硅片非常有效的方法之一。多线切割机以其极高的生产效率和出片率，所切硅片具有弯曲度小、翘曲度小、平行度好、总厚度公差(TTV)离散性小、刃口切割损耗小、表面损伤层浅、硅片表面粗糙度小等特点；其切割材料涵盖各类半导体材料，如硅、锗、铌酸锂、砷化镓、磷化铟、人造宝石、碳化硅等，因此多线切割技术的应用也越来越广泛。

多线切割中必须使用一种具有流动性的混合研磨剂-切割砂浆(以下简称砂浆)。实际切割过程中，砂浆被往复运动的钢线带到切割区，被带入的砂浆决定硅片的切割质量；而钢线所带砂浆中所含有碳化硅微粉的粒型及粒度，是决定切割材料成品片表面光洁程度和切割能力的关键。若碳化硅微粉的粒型规则，切出来的成品片表面光洁度就会很好；碳化硅微粉的粒度分布均匀，会提高切割机的切割能力。

现有的多线切割机，包括切割箱体、砂浆桶、热交换器、金属线，砂浆桶与热交换器的进口之间通过第一砂浆管连通，热交换器的出口连接有第二砂浆管，所述第一砂浆管上设置有第一砂浆泵，所述切割箱体内设置有两根互相平行的线辊，线辊表面设置有多个环形线槽，金属线设置在环形线槽内并先后绕过两个线辊绷紧，所述第二砂浆管的末端连接有用于将砂浆附着到金属线表面的砂浆供给装置，切割箱底部设置有砂浆收集口，砂浆收集口上连接有砂浆收集管，砂浆收集管的末端与砂浆桶相连，在切割时，砂浆桶内的砂浆在砂浆泵的作用下先进入热交换器中进行换热使其砂浆的温度达到一定的温度，然后砂浆沿第二砂浆管进入砂浆供给装置，砂浆供给装置将砂浆附着到金属线表面以便切割硅棒，切割硅棒后产生的废砂浆通过切割箱底部的砂浆收集孔沿砂浆收集孔流回砂浆桶以便再次利用，由于金属线在切割硅棒的过程中会产生大量的废砂浆，这些废砂浆中含有的杂质主要为切割硅棒时产生的硅粉颗粒，砂浆中含有的这些硅粉颗粒较多就会对严重影响切割硅片的质量，因此，必须保证砂浆桶内的硅粉含量不能超过一定的比例，目前，为了避免砂浆桶内的硅粉含量超标通常都是采用更换砂浆桶内砂浆的方法，具体的，现有的砂浆桶都是统一规格的，其内盛装的砂浆一般为270公斤，当多线切割机切割完一刀以后，产生的废砂浆被回收到砂浆桶内，此时，砂浆桶内硅粉的含量已达到临界线，为此利用砂浆泵将砂浆桶内的砂浆抽走80公斤，然后再补入80公斤新的砂浆，便可以降低砂浆内硅粉的百分比含量，之后切割机再进行第二刀的切割，当多线切割机切割完第二刀以后，砂浆桶内的硅粉已严重超标无法再重复使用，此时就必须更换新的砂浆桶，再重复上述步骤，由此可以看出，现有的多线切割机切割两刀需消耗350公斤的砂浆，砂浆的消耗量巨大，导致硅片的切割成本较高，而且切割两刀后的废砂浆内还含有大量的可以利用的砂浆，但是由于现有的多线切割机没有相应的分离设备，无法分离砂浆中含有的硅粉杂质，因此，为了保证硅片的切割质量，只能将废砂浆排出，造成浪费。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够降低硅片切割成本的多线切割机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该多线切割机，包括切割箱体、砂浆桶、热交换器、金属线，砂浆桶与热交换器的进口之间通过第一砂浆管连通，热交换器的出口连接有第二砂浆管，所述第一砂浆管上设置有第一砂浆泵，所述切割箱体内设置有两根互相平行的线辊，线辊表面设置有多个环形线槽，金属线设置在环形线槽内并先后绕过两个线辊绷紧，所述第二砂浆管的末端连接有用于将砂浆附着到金属线表面的砂浆供给装置，切割箱底部设置有砂浆收集口，砂浆收集口上连接有砂浆收集管，砂浆收集管的末端与砂浆桶相连，所述砂浆收集管与砂浆桶之间设置有至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器，所述每个旋流器的进口与砂浆收集管通过第一分离管连通，所述每个旋流器的用于排出砂浆的出口与砂浆桶之间通过第二分离管连通，所述旋流器的用于排出硅粉的出口连接有第三分离管，第三分离管的末端连接有硅粉杂质收集桶。

进一步的是，所述砂浆桶上连接有砂浆补充管与砂浆排放管，所述砂浆补充管的末端连接有砂浆补充桶，所述砂浆补充管上设置有第二砂浆泵，砂浆排放管上设置有第三砂浆泵。

进一步的是，所述砂浆供给装置包括设置在两个线辊之间的盒体，所述盒体由底板和位于底板四周的侧板组成，所述盒体上连接有砂浆供给管，所述砂浆供给管的末端与第二砂浆管连通，所述盒体的左右两侧的侧板顶端分别设置有第一支撑辊、第二支撑辊，所述盒体上方设置有压辊，所述压辊和盒体分别位于上层金属线的上下两侧，所述第一支撑辊、第二支撑辊分别位于压辊的左右两侧，所述盒体长度方向与金属线的运动方向互相垂直且盒体的长度大于线辊的长度，所述金属线依次绕过第一支撑辊、压辊、第二支撑辊呈V形，所述金属线与压辊的接触点与底板之间的距离小于侧板的高度。

进一步的是，所述盒体内设置有微型搅拌器。

进一步的是，所述砂浆桶内设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括设置在砂浆桶中央的旋转轴，所述旋转轴上设置有多个搅拌叶片。

进一步的是，所述金属线的直径为0.1mm。

进一步的是，所述金属线为钢线。

本实用新型的有益效果是:通过在砂浆收集管与砂浆桶之间设置至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器，所述每个旋流器的进口与砂浆收集管通过第一分离管连通，所述每个旋流器的用于排出砂浆的出口与砂浆桶之间通过第二分离管连通，所述旋流器的用于排出硅粉的出口连接有第三分离管，第三分离管的末端连接有硅粉杂质收集桶，在多线切割机工作的整个过程中，切割完产生的砂浆废液先沿第一分离管进入旋流器内，由于砂浆和硅粉的比重不一样，因此在旋流器内砂浆和硅粉被分离，砂浆沿第二分离管重新回到砂浆桶内，分离出的硅粉沿第三分离管进入硅粉杂质收集桶内，这样整个砂浆桶就不会流入硅粉，砂浆便可以多次重复利用，只需适当的补充一些新的砂浆以补充消耗即可，砂浆的使用量大大减小，大大降低了硅片的切割成本。

附图说明

图1本实用新型多线切割机的结构示意图；

图2本图1的A局部放大图；

图中标记说明：切割箱体1、砂浆桶2、热交换器3、金属线4、第一砂浆管5、第二砂浆管6、第一砂浆泵7、线辊8、砂浆供给装置9、盒体901、底板9011、侧板9012、砂浆供给管902、第一支撑辊903、第二支撑辊904、压辊905、微型搅拌器906、砂浆收集口10、砂浆收集管11、第一分离管12、旋流器13、第二分离管14、第三分离管15、硅粉杂质收集桶16、砂浆补充管17、砂浆排放管18、砂浆补充桶19、第二砂浆泵20、第三砂浆泵21、搅拌装置22、旋转轴2201、搅拌叶片2202。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1、2所示，该多线切割机，包括切割箱体1、砂浆桶2、热交换器3、金属线4，砂浆桶2与热交换器3的进口之间通过第一砂浆管5连通，热交换器3的出口连接有第二砂浆管6，所述第一砂浆管5上设置有第一砂浆泵7，所述切割箱体1内设置有两根互相平行的线辊8，线辊8表面设置有多个环形线槽，金属线4设置在环形线槽内并先后绕过两个线辊8绷紧，所述第二砂浆管6的末端连接有用于将砂浆附着到金属线4表面的砂浆供给装置9，切割箱底部设置有砂浆收集口10，砂浆收集口10上连接有砂浆收集管11，砂浆收集管11的末端与砂浆桶2相连，所述砂浆收集管11与砂浆桶2之间设置有至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器13，所述每个旋流器13的进口与砂浆收集管11通过第一分离管12连通，所述每个旋流器13的用于排出砂浆的出口与砂浆桶2之间通过第二分离管14连通，所述旋流器13的用于排出硅粉的出口连接有第三分离管15，第三分离管15的末端连接有硅粉杂质收集桶16。在切割时，砂浆桶2内的砂浆在第一砂浆泵7的作用下先进入热交换器3中进行换热使其砂浆的温度达到一定的温度，然后砂浆沿第二砂浆管6进入砂浆供给装置9，砂浆供给装置9将砂浆附着到金属线4表面以便切割硅棒，切割硅棒后产生的废砂浆通过切割箱底部的砂浆收集孔沿砂浆收集孔流回砂浆桶2以便再次利用，通过在砂浆收集管11与砂浆桶2之间设置有至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器13，所述每个旋流器13的进口与砂浆收集管11通过第一分离管12连通，所述每个旋流器13的用于排出砂浆的出口与砂浆桶2之间通过第二分离管14连通，所述旋流器13的用于排出硅粉的出口连接有第三分离管15，第三分离管15的末端连接有硅粉杂质收集桶16，在多线切割机工作的整个过程中，切割完产生的砂浆废液先沿第一分离管12进入旋流器13内，由于砂浆和硅粉的比重不一样，因此在旋流器13内砂浆和硅粉被分离，砂浆沿第二分离管14重新回到砂浆桶2内，分离出的硅粉沿第三分离管15进入硅粉杂质收集桶16内，这样整个砂浆桶2就不会流入硅粉，砂浆便可以多次重复利用，只需适当的补充一些新的砂浆以补充消耗即可，砂浆的使用量大大减小，大大降低了硅片的切割成本。

在上述实施方式过程中，当切割一段时间后，就需要更换新的砂浆桶2，而砂浆桶2上连接有很多管道，如果更换新的新砂浆桶2就需要将与之相连的所有管道都断开，更换好以后再重新连接上，整个过程非常麻烦，为了解决上述问体，所述砂浆桶2上连接有砂浆补充管17与砂浆排放管18，所述砂浆补充管17的末端连接有砂浆补充桶19，所述砂浆补充管17上设置有第二砂浆泵20，砂浆排放管18上设置有第三砂浆泵21，当多线切割机切完三刀需要更换砂浆时，只需利用第三砂浆泵21将砂浆桶2内的废砂浆排出，然后利用第二砂浆泵20将砂浆补充桶19内的砂浆补入砂浆桶2内即可，无需更换砂浆桶2，进而也不会拆卸安装与之相连的管道，由于砂浆补充桶19与砂浆桶2之间只有一根砂浆补充管17，只需将砂浆补充管17与砂浆补充桶19通过可拆卸式结构相连，当砂浆补充桶19内的砂浆用完后，只需打开可拆卸结构便可以将砂浆补充桶19与砂浆补充管17分离，而且在更换砂浆补充桶19时可以在多线切割机切割过程中完成，不会对切割工序造成影响。

现有的砂浆供给装置9大都采用喷淋的方式实现，即在金属线4上方设置喷嘴，喷嘴与第二砂浆管6相连，砂浆是否能够均匀的附着在金属线4表面对于硅片的切割质量有很大的影响，现有的砂浆喷淋方式虽然可以实现砂浆的附着，但是由于供应至砂浆喷嘴的砂浆流量有波动，砂浆喷嘴喷出的砂浆不够均匀，这样就无法保证喷到金属线4上的砂浆能够均匀的附着在金属线4上，使得硅片的切割质量不能达到最好，有时还会出现切割的硅片出现质量问题。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新的砂浆供给装置9，即所述砂浆供给装置9包括设置在两个线辊8之间的盒体901，所述盒体901由底板9011和位于底板9011四周的侧板9012组成，所述盒体901上连接有砂浆供给管902，所述砂浆供给管902的末端与第二砂浆管6连通，所述盒体901的左右两侧的侧板9012顶端分别设置有第一支撑辊903、第二支撑辊904，所述盒体901上方设置有压辊905，所述压辊905和盒体901分别位于上层金属线4的上下两侧，所述第一支撑辊903、第二支撑辊904分别位于压辊905的左右两侧，所述盒体901长度方向与金属线4的运动方向互相垂直且盒体901的长度大于线辊8的长度，所述金属线4依次绕过第一支撑辊903、压辊905、第二支撑辊904呈V形，所述金属线4与压辊905的接触点与底板9011之间的距离小于侧板9012的高度。在切割过程中，砂浆沿砂浆供给管902进入盒体901内并将其注满，砂浆继续供给会沿侧板9012的边缘溢出至切割箱内，由于金属线4与压辊905的接触点与底板9011之间的距离小于侧板9012的高度，因此，金属线4会被压辊905压入盒体901内的砂浆中，金属线4在运动过程中会自动在金属线4表面沾满砂浆，这种方式不会受到砂浆波动的影响，而且这种浸入式的砂浆供给装置9可以使得金属线4表面沾满砂浆并实现均匀的附着，可以大大提高硅片的切割质量。

由于砂浆的比重较大，长时间静置后砂浆会沉积到底部，为了提高砂浆混合液体的均匀性，从而保证附着在金属线4表面的砂浆更加均匀，所述盒体901内设置有微型搅拌器906。

为了保证整个切割过程中砂浆的均匀一致性，进而保证前后切割的硅片质量一致性较好，所述砂浆桶2内设置有搅拌装置22，所述搅拌装置22包括设置在砂浆桶2中央的旋转轴2201，所述旋转轴2201上设置有多个搅拌叶片2202。通过搅拌装置22使砂浆桶2内的砂浆始终混合均匀，避免砂浆桶2内局部硅粉聚集在一起。

所述金属线4的直径通常情况下越小越好，但是如果金属线4的直径太小，金属线4容易断裂，因此，为了在保证金属线4有足够的抗拉强度的前提下使金属线4的直径尽可能的小，所述金属线4的直径优选为0.1mm。进一步的，所述金属线4可以采用现有的各种抗拉强度较好的金属制成，作为优选的是：所述金属线4为钢线，钢线不但抗拉强度好，而且耐磨性好，使用寿命较长。

Claims (7)

1.一种多线切割机，包括切割箱体(1)、砂浆桶(2)、热交换器(3)、金属线(4)，砂浆桶(2)与热交换器(3)的进口之间通过第一砂浆管(5)连通，热交换器(3)的出口连接有第二砂浆管(6)，所述第一砂浆管(5)上设置有第一砂浆泵(7)，所述切割箱体(1)内设置有两根互相平行的线辊(8)，线辊(8)表面设置有多个环形线槽，金属线(4)设置在环形线槽内并先后绕过两个线辊(8)绷紧，所述第二砂浆管(6)的末端连接有用于将砂浆附着到金属线(4)表面的砂浆供给装置(9)，切割箱底部设置有砂浆收集口(10)，砂浆收集口(10)上连接有砂浆收集管(11)，砂浆收集管(11)的末端与砂浆桶(2)相连，其特征在于：所述砂浆收集管(11)与砂浆桶(2)之间设置有至少一个用于分离砂浆和硅粉的旋流器(13)，所述每个旋流器(13)的进口与砂浆收集管(11)通过第一分离管(12)连通，所述每个旋流器(13)的用于排出砂浆的出口与砂浆桶(2)之间通过第二分离管(14)连通，所述旋流器(13)的用于排出硅粉的出口连接有第三分离管(15)，第三分离管(15)的末端连接有硅粉杂质收集桶(16)。

2.如权利要求1所述的多线切割机，其特征在于：所述砂浆桶(2)上连接有砂浆补充管(17)与砂浆排放管(18)，所述砂浆补充管(17)的末端连接有砂浆补充桶(19)，所述砂浆补充管(17)上设置有第二砂浆泵(20)，砂浆排放管(18)上设置有第三砂浆泵(21)。

3.如权利要求2所述的多线切割机，其特征在于：所述砂浆供给装置(9)包括设置在两个线辊(8)之间的盒体(901)，所述盒体(901)由底板(9011)和位于底板(9011)四周的侧板(9012)组成，所述盒体(901)上连接有砂浆供给管(902)，所述砂浆供给管(902)的末端与第二砂浆管(6)连通，所述盒体(901)的左右两侧的侧板(9012)顶端分别设置有第一支撑辊(903)、第二支撑辊(904)，所述盒体(901)上方设置有压辊(905)，所述压辊(905)和盒体(901)分别位于上层金属线(4)的上下两侧，所述第一支撑辊(903)、第二支撑辊(904)分别位于压辊(905)的左右两侧，所述盒体(901)长度方向与金属线(4)的运动方向互相垂直且盒体(901)的长度大于线辊(8)的长度，所述金属线(4)依次绕过第一支撑辊(903)、压辊(905)、第二支撑辊(904)呈V形，所述金属线(4)与压辊(905)的接触点与底板(9011)之间的距离小于侧板(9012)的高度。

4.如权利要求3所述的多线切割机，其特征在于：所述盒体(901)内设置有微型搅拌器(906)。

5.如权利要求4所述的多线切割机，其特征在于：所述砂浆桶(2)内设置有搅拌装置(22)，所述搅拌装置(22)包括设置在砂浆桶(2)中央的旋转轴(2201)，所述旋转轴(2201)上设置有多个搅拌叶片(2202)。

6.如权利要求5所述的多线切割机，其特征在于：所述金属线(4)的直径为0.1mm。

7.如权利要求6所述的多线切割机，其特征在于：所述金属线(4)为钢线。