CN206186131U - 一种金刚线/树脂线硅棒切片机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金刚线/树脂线硅棒切片机，包括底座、安装在底座上的切割室组件、绕线室组件、电气控制柜和液路控制组件，所述切割室组件包括切割室主框架、主辊单元、喷淋装置、进刀机构、转向轮组件、过滤网组件以及切割主电机，所述切割主电机通过联轴器一与主辊单元相连，所述主辊单元包括前轴承箱、后轴承箱、切割主辊和连接杆组件，所述切割主辊上分布有切割丝，所述切割丝表面附着有一层金刚石磨粒，本实用新型所公开的硅棒切片机切割效率高，硅棒损耗少。

Description

一种金刚线/树脂线硅棒切片机

技术领域

本实用新型涉及晶硅切片技术领域，具体是一种能够使用金刚线/树脂线对硅棒进行切片的高效硅棒切片机。

背景技术

传统的砂浆切片机采用游离磨料多线切削的方式，使用直径0.09-0.12mm的光滑钢线高速运动，带动SiC和聚乙二醇的混合切削液进入硅棒加工表面，通过钢线的压力使硅棒表面产生破裂的磨削加工。砂浆切割对砂浆切削液要求教高，需要保证SiC磨粒的颗粒大小和锋利度、PEG砂浆粘度、砂浆搅拌的均匀性等，同时钢线也需要保证较高的抗拉强度、表面镀层均匀、无损伤点，具有较高的循环疲劳强度和延伸率等。砂浆切割采用磨削加工，钢线走丝速度低，通常≤10m/s，切割效率低，钢线使用寿命短，切割大尺寸坯料时磨料难以进入到长而深的切缝，磨浆的处理和回收成本高，对环境污染大。同时现有的硅棒切片机的宽切缝也使硅棒损耗增高，单位长度硅棒的出片率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种使用金刚线/树脂线作为切割工具的硅棒切片机，以达到切割效率高，硅棒损耗少的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种金刚线/树脂线硅棒切片机，包括底座、安装在底座上的切割室组件、绕线室组件、电气控制柜和液路控制组件，所述切割室组件包括切割室主框架、主辊单元、喷淋装置、进刀机构、转向轮组件、过滤网组件以及切割主电机，所述切割主电机通过联轴器一与主辊单元相连，所述主辊单元包括前轴承箱、后轴承箱、切割主辊和连接杆组件，所述切割主辊上分布有切割丝，所述切割丝表面附着有一层金刚石磨粒。

上述方案中，所述切割主辊的直径为220-230mm，切割主辊的间距为420mm。

上述方案中，所述进刀机构包括位于所述切割室主框架上方的进刀基座，进刀滑板通过直线导轨固定在进刀基座上，所述进刀滑板上安装有滚珠丝杠和夹紧缸，进给电机通过联轴器二与滚珠丝杠相连，夹紧缸下端连接夹持工件。

上述方案中，所述绕线室组件包括绕线室框架、排线装置、张力控制装置和收放线绕线轴组件。

进一步的方案中，所述收放线绕线轴组件包括安装于所述底座上的安装座和收放线电机，所述安装座上安装有轴承箱，所述收放线电机通过联轴器三与轴承箱的转轴相连，所述轴承箱的转轴连接收放线辊。

进一步的方案中，所述排线装置包括排线护罩和位于排线护罩内的排线电机，所述排线电机通过联轴器四与线性模组的滑块连接，所述线性模组的滑块通过滑动连杆连接配重组件和转动导轮，所述线性模组端部设有限位检测开关。

进一步的方案中，所述张力控制装置包括张力电机，所述张力电机输出端通过胀紧套连接张力臂，所述张力臂顶端设有调整导轮；所述张力电机输出端还设有安装法兰，所述安装法兰上设有两个限位杆，所述张力臂位于两个限位杆之间。

更进一步的方案中，所述切割室主框架和绕线室框架外分别设有切割室防护罩和绕线室防护罩。

通过上述技术方案，本实用新型提供的金刚线/树脂线硅棒切片机采用固结磨料多线切割的方式，将金刚石磨粒附着在钢线表面，在水基切削液的润滑和冷却下，利用金刚线高速往复转动，采用犁铧的形式将硅晶体切割成片。相对于传统砂浆切割，切割丝线速度提高很多，传统的线切速度一般最高速度是1000m/min，本设备的最高速度是1500m/min。针对156的硅棒，主辊的直径降低到了220-230mm，主辊间距压缩到最小，为420mm，有利于减少高速运转过程中线网的不稳定性，即降低出现跳线的几率。考虑到目前开方棒长和双棒拼棒方式，主辊可切割硅棒长度680mm。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种金刚线/树脂线硅棒切片机的正视图；

图2为金刚线/树脂线硅棒切片机除去防护罩的结构示意图；

图3是切割室组件的结构示意图；

图4是主辊单元的结构示意图；

图5是进刀机构的结构示意图；

图6是绕线室组件的结构示意图；

图7是张力控制装置的结构示意图；

图8是收放线绕线轴组件的结构示意图；

图9是排线装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种金刚线/树脂线硅棒切片机，如图1所示的结构，该硅棒切片机切割出的硅片薄，损耗少，等质量的硅棒出片率高，硅料成本下降，有利于降低成本。

如图1和图2所示的金刚线/树脂线硅棒切片机，包括底座5、安装在底座5上的切割室组件6、绕线室组件7、电气控制柜3和液路控制组件4。切割室组件6和绕线室组件7外部分别设有切割室防护罩1和绕线室防护罩2。

如图3所示，切割室组件6包括切割室主框架101、主辊单元102、喷淋装置103、进刀机构104、转向轮组件105、过滤网组件106以及切割主电机109，切割主电机109通过联轴器一107与主辊单元102相连。切割室主框架101安装在底座5上，是整个切片过程的主要场所。主辊单元102安装在切割室主框架101下方，切割时布满切割丝，是硅棒切片的主要位置。喷淋装置103与设备后方的液路控制组件4相连，将切削液均匀的喷洒到线网上，及时带走切削下了的硅粉和热量。转向轮组件105实现切割丝从收放线端到切割主辊203的转向，同时调整线网在切割主辊203进出线位置。过滤网组件106实时过滤洒落下来的切削液，对残留在切削液里的碎片进行初步过滤，减少后续过滤的工作量。切割主电机109通过电机安装座108固定在切割室主框架101后侧，通过联轴器107与主辊单元102相连，为硅棒切片提供源动力。

参考图4，主辊单元102包括前轴承箱201、后轴承箱202、切割主辊203和连接杆组件204，前轴承箱201安装在切割室主框架101前端，拆装切割主辊203时可以前后移动。后轴承箱202安装在切割室主框架101后端，不可移动，传递从切割主电机109传过来的转动。切割主辊203上分布有切割丝，切割丝表面附着有一层金刚石磨粒。切割主辊203的直径为220-230mm，切割主辊的间距为420mm。

如图5所示，进刀机构104包含进刀基座301、进刀滑板302、进给电机303、联轴器304、滚珠丝杠305、夹紧缸306、夹持工件307以及直线导轨308等零部件。进刀基座301固定在切割室主框架101上方，支撑整个进给机构。进刀滑板302通过直线导轨308固定在进刀基座301上，实现进给机构的上下移动。进给电机303通过联轴器二304与滚珠丝杠305相连，滚珠丝杠305安装在进刀滑板302上，进给电机303缓慢转动，带动进给滑板302缓慢移动，实现硅棒切割过程的进刀与退刀。夹紧缸306通过气液转换加压，实现夹持工件307的夹紧，保证切割过程中硅棒始终处于固定位置，保证切割质量。夹持工件307粘贴树脂板和硅棒，实现硅棒/硅片的搬运与切割。

参见图6，绕线室组件7包括绕线室框架401、排线装置402、张力控制装置403和收放线绕线轴组件404。绕线室框架401固定在底座5上，与切割室主框架101相连，为绕线室防护罩2、电气控制柜3、液路控制组件4提供支撑。排线装置402安装在绕线室框架401上，保证金刚线/树脂线在收放线辊601上均匀排布，同时解决切割丝的转向问题。张力控制装置403实时调整切割丝上张力的大小，保证切割丝内部以恒定的张力运行。绕线轴组件404根据电气控制，电机正反往复旋转，实现切割丝的收放线功能。

参见图8，收放线绕线轴组件404包含收放线辊601、安装座602、轴承箱603、联轴器三604以及收放线电机605等零部件。收放线辊601在收放线电机605的带动下往复旋转，实现切割丝的收放线运动。轴承箱603安装在安装座602上，安装座602安装在底座上，为收放线提供稳定基础。收放线电机605通过联轴器三604与轴承箱603转轴相连，为收放线提供源动力。

如图9所示，排线装置402包含线性模组701、联轴器702、排线电机703、限位检测开关704、滑动连杆705、配重组件706、转动导轮707以及排线护罩708等零部件。排线电机703通过联轴器702带动线性模组701的滑块移动，完成排线工作，滑动连杆705安装在模组滑块上，带动配重组件706和转动导轮707一起移动，配重组件706保证转动导轮707可以停留在任意角度。排线护罩708为整套排线装置提供防护，确保硅粉无法进入线性模组701内部，避免卡塞。

如图7所示，张力控制装置403包括张力电机505，张力电机505输出端通过胀紧套503连接张力臂502，张力臂502顶端设有调整导轮501；张力电机505输出端还设有安装法兰504，安装法兰504上设有两个限位杆506，张力臂502位于两个限位杆506之间。张力电机505输出恒定扭矩，根据切割丝上张力的大小，带动张力臂502左右摆动，确保切割丝上张力恒定，切割质量稳定。安装法兰504上的限位杆保证张力臂502摆动范围有限，避免机械损伤。

具体实施方式如下：切割丝从左侧绕线室收放线辊601经过排线装置402、张力张紧装置403进入切割室内部，再经过导向轮组件105缠绕在切割主辊203上，经过2000多圈的缠绕，线网布满整个主辊203，切割丝再经过切割室右侧的导向轮组件105进入到右侧绕线室内部，经过右侧的张力张紧装置403、排线装置402重新缠绕在右侧的收放线辊601上，以上操作完成线网的布线工作。布完线网后，使用操作手柄操控电机转动，使切割丝内部的张力均匀，达到切割要求。粘有硅棒的夹紧工件307通过工装安放到切割室内部，被安装在进刀滑板302上的夹紧缸306夹紧，夹紧缸夹紧力约8T，可以保证夹紧工件在切割过程中无法移动。

关闭防护罩上的防护门，启动液路控制系统，通过喷淋装置103讲切削液均匀的喷洒在线网上。启动设备，切割电机开始运转，主辊203带动线网转动，进刀滑板104带动夹紧工件307下降，线网开始切割硅棒。直至夹紧工件307下降至设定位置，硅棒切割成硅片。进给电机303反向旋转，带动硅片上升至初始位置。液路控制组件4停止工作，打开切割室防护罩1的防护门，取下硅片，进行下一步工序。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种金刚线/树脂线硅棒切片机，包括底座、安装在底座上的切割室组件、绕线室组件、电气控制柜和液路控制组件，所述切割室组件包括切割室主框架、主辊单元、喷淋装置、进刀机构、转向轮组件、过滤网组件以及切割主电机，所述切割主电机通过联轴器一与主辊单元相连，其特征在于，所述主辊单元包括前轴承箱、后轴承箱、切割主辊和连接杆组件，所述切割主辊上分布有切割丝，所述切割丝表面附着有一层金刚石磨粒。

2.根据权利要求1所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述切割主辊的直径为220-230mm，切割主辊的间距为420mm。

3.根据权利要求1所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述进刀机构包括位于所述切割室主框架上方的进刀基座，进刀滑板通过直线导轨固定在进刀基座上，所述进刀滑板上安装有滚珠丝杠和夹紧缸，进给电机通过联轴器二与滚珠丝杠相连，夹紧缸下端连接夹持工件。

4.根据权利要求1所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述绕线室组件包括绕线室框架、排线装置、张力控制装置和收放线绕线轴组件。

5.根据权利要求4所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述收放线绕线轴组件包括安装于所述底座上的安装座和收放线电机，所述安装座上安装有轴承箱，所述收放线电机通过联轴器三与轴承箱的转轴相连，所述轴承箱的转轴连接收放线辊。

6.根据权利要求4所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述排线装置包括排线护罩和位于排线护罩内的排线电机，所述排线电机通过联轴器四与线性模组的滑块连接，所述线性模组的滑块通过滑动连杆连接配重组件和转动导轮，所述线性模组端部设有限位检测开关。

7.根据权利要求4所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述张力控制装置包括张力电机，所述张力电机输出端通过胀紧套连接张力臂，所述张力臂顶端设有调整导轮；所述张力电机输出端还设有安装法兰，所述安装法兰上设有两个限位杆，所述张力臂位于两个限位杆之间。

8.根据权利要求1所述的一种金刚线/树脂线硅棒切片机，其特征在于，所述切割室主框架和绕线室框架外分别设有切割室防护罩和绕线室防护罩。