CN207388035U - 晶体硅多线切割机 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种晶体硅多线切割机，包括：工件承载装置和线切割装置，其中，该工件承载装置包括工件承载台及设于工件承载台上的摆动机构；该线切割装置包括切割支架和设于切割支架上的至少一线切割单元，该线切割单元具有切割轮组和绕于所述切割轮组中各个切割轮上的切割线；并且其中，在切割过程中，由线切割装置中的切割线对应切割工件承载装置所承载的晶体硅，且在切割线切割至晶体硅的预设位置时由摆动机构带动工件承载台摆动，使得晶体硅被切断后切割线仍留在晶体硅内。本申请的晶体硅多线切割机在工件被切断后切割线仍留在工件内，为后续切割线的处理提供了便利。

Description

晶体硅多线切割机

技术领域

本申请涉及线切割技术领域，特别是涉及一种晶体硅多线切割机。

背景技术

线切割技术是目前较先进的加工技术，原理是通过高速运动的切割线对待加工工件进行摩擦，从而达到切割的目的。在对工件的切割过程中，金刚线通过导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的上升下降或者金刚线的上升下降实现工件的进给，在压力泵的作用下，装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至金刚线和工件的切削部位，由金刚线往复运动产生切削以进行切割。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。

但是，目前的线切割设备仍然存在不足，例如，目前的线切割设备在对待加工工件切割完成后，对于切割线的处理通常要先经过剪线并重新穿线的作业，然后才能对下个待加工工件再进行切割作业。因此，若要加工多个工件需反复执行上述过程，导致加工工序复杂且加工效率低。

发明内容

鉴于以上所述的现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种晶体硅多线切割机，用于解决现有技术中加工工序复杂且加工效率低的问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请提供一种晶体硅多线切割机，包括：工件承载装置，包括工件承载台及设于所述工件承载台上的摆动机构；以及线切割装置，包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组和绕于所述切割轮组中各个切割轮上的切割线；其中，在切割过程中，由所述线切割装置中的切割线对应切割所述工件承载装置所承载的晶体硅，且在所述切割线切割至所述晶体硅的预设位置时由所述摆动机构带动所述工件承载台摆动，使得所述晶体硅被切断后所述切割线仍留在所述晶体硅内。

在本申请的某些实施方式中，所述工件承载台上设有与所述切割线对应的切割槽，用于收纳所述切割线。

在本申请的某些实施方式中，所述工件承载台上设有垫块，使得承载的所述晶体硅与所述工件承载台之间具有一落差。

在本申请的某些实施方式中，所述工件承载台上设有用于定位所述晶体硅的定位结构。

在本申请的某些实施方式中，所述摆动机构包括设于工件承载台底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。

在本申请的某些实施方式中，所述摆动机构采用摇摆臂结构，所述摇摆臂结构包括摇摆臂，所述摇摆臂通过伸缩杆与工件承载台连接。

在本申请的某些实施方式中，所述预设位置被设置为所述晶体硅的高度的零至五分之一。

在本申请的某些实施方式中，所述工件承载台被摆动机构带动摆动的角度为3°至15°。

如上所述，本申请的晶体硅多线切割机具有以下有益效果：通过在切割过程中，由线切割装置中的切割线对应切割工件承载装置所承载的晶体硅，且在切割线切割至晶体硅的预设位置时由摆动机构带动工件承载台摆动，使得晶体硅被切断后切割线仍留在晶体硅内，为后续切割线的处理提供了便利，简化了加工工序并提高了加工效率。

附图说明

图1显示为本申请的晶体硅多线切割机的立体示意图。

图2显示为本申请的晶体硅多线切割机中单个机构单元的简化示意图。

图3显示为本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅切割方法的流程图。

图4显示为本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅切割方法的流程图。

图5至图10显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中的状态示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一转向摆动可以被称作第二转向摆动，并且类似地，第二转向摆动可以被称作第一转向摆动，而不脱离各种所描述的实施例的范围。

本申请提供一种晶体硅多线切割机，用于利用形成切割网的钢线或金刚线对晶体硅锭进行线切割作业，所述硅晶体例如为单晶硅棒、多晶硅锭等待加工的晶体硅材料，所述多线切割机例如为多晶硅锭截断机，其工作原理请参阅专利CN105196434A或者CN105818286A或 CN106182479A或者CN105196434B中描述的关于对多晶硅锭进行多线切割尤指硅锭去头尾的截断作业，然并不局限于此，本申请所述的晶体硅多线切割机在其他可能实现的实施方式中，亦可例如为多晶硅锭或单晶硅棒的开方设备中，或者多晶硅锭或单晶硅棒的切片设备中。本申请的晶体硅多线切割机用于解决传统线切割设备在对待加工工件切割完成后因需要剪线而带来的高成本及低效率问题，因此，凡利用本申请提供的技术思想及精神在对晶体硅材料不同切割工序中加以应用均可实现。

为便于描述及理解，于本申请以下描述的各技术方案的实施例中暂以所述晶体硅多线切割机为晶体硅多线截断设备为例进行说明，特此述明。本申请提供一种晶体硅多线切割机，包括工件承载装置及线切割装置。

所述工件承载装置包括工件承载台及设于所述工件承载台上的摆动机构。

所述线切割装置包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组和绕于所述切割轮组中各个切割轮上的切割线。

其中，在切割过程中，由所述线切割装置中的切割线对应切割所述工件承载装置所承载的晶体硅，且在所述切割线切割至所述晶体硅的预设位置时由所述摆动机构带动所述工件承载台摆动，使得所述晶体硅被切断后所述切割线仍留在所述晶体硅内，以此确保为后续切割线的处理提供了便利，例如将位于所述晶体硅切割缝中的切割线藉由该缝隙进行退出进而避免了因剪线而带来的高成本低效率的问题。

请参阅图1，图1显示为本申请的晶体硅多线切割机的立体示意图。如图所示，本申请提供一种晶体硅多线切割机，包括：工件承载装置21；以及线切割装置31。

本申请中的工件承载装置21包括工件承载台211及设于工件承载台211底部的摆动机构 212。于一种实施方式中，工件承载台211可以是本领域常用的用于承载晶体硅的任何形式的工件承载台。摆动机构212可以是用于带动上述工件承载台211进行摆动的机构。例如，摆动机构212可以包括设于工件承载台211底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。此外，摆动机构212还可以是能够驱动工件承载台211进行摆动的其他结构，例如，在一实施例中，摆动机构212可以采用摇摆臂结构，所述摇摆臂结构包括设置在晶体硅多线切割机的机架上的摇摆臂，摇摆臂通过伸缩杆与工件承载台连接并通过伸缩杆的伸缩运动来驱动工件承载台进行摆动。在一具体实现上，可提供两个摇摆臂，两个摇摆臂分别通过伸缩杆连接于工件承载台的相对两侧边。

本申请中的线切割装置31包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组311和绕于所述切割轮组311中各个切割轮上的切割线312。于一种实施方式中，本申请晶体硅多线切割机可用于对包含多晶硅或单晶硅的硅锭或硅棒、蓝宝石、玻璃或陶瓷等硬脆材料的半导体工件进行切割作业，以切割成合规的结构(或者说去除不符合规范的部分)。比如在多晶硅锭切割过程中，可对多晶硅锭进行切头尾的作业。在以下实施例中，我们选择含硅的晶体硅的切割作业来予以说明。

请参阅图2，图2显示为本申请的晶体硅多线切割机中单个机构单元的简化示意图。如图所示，本申请提供一种晶体硅多线切割机，包括工件承载装置21以及线切割装置31，其中，在切割过程中，由线切割装置31中的切割线312对应切割工件承载装置21所承载的晶体硅51，且在切割线312切割至晶体硅51的预设位置时由摆动机构212带动工件承载装置 21的工件承载台211摆动，使得晶体硅51被切断后切割线312仍留在晶体硅51内。

本申请中的工件承载装置21包括工件承载台211及设于工件承载台211上的摆动机构 212。于一种实施方式中，工件承载台211可以是本领域常用的用于承载晶体硅51的任何形式的工件承载台。摆动机构212可以是用于带动上述工件承载台211进行摆动的机构。例如，摆动机构212可以包括设于工件承载台211底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。本申请以下描述中，为简化起见，设置工件承载台211、摆动机构212以及晶体硅51的中心轴线重合，但本申请不限于此，工件承载台211、摆动机构212以及晶体硅工件51的设置位置仍可作其他变化，例如，摆动机构212中的转轴可设置于工件承载台211下方的非中心轴线位置处(比如，可设置于工件承载台211下方且偏向于某一侧边)，只要能利用摆动机构212可带动工件承载台211发生摆动且摆动幅度及精度能符合生产工艺即可。

本申请中的线切割装置31包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组311和绕于所述切割轮组311中各个切割轮上的切割线312。

于一种实施方式中，在本申请的切割过程中，首先，当切割单元中的切割轮组311相对于工件承载台211所承载的晶体硅51作下降运动时，绕于切割轮组311中各个切割轮上的切割线312开始切割晶体硅51，切割轮组311继续向下运动直至切割线312切割至晶体硅51 的预设位置。本申请中，预先设置预设位置。例如，在晶体硅51置放在工件承载台211上的情况下，在一实施例中，可以通过在工件承载台211上设置的与晶体硅51底部处于同一高度的位置传感器来感测晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51底部的距离h1。一般地，若已知晶体硅51的高度为h，则可以将预设位置h0设置为晶体硅51高度h的零至五分之一，即，值得注意的是，一方面，实际上在设置预设位置时应考虑切割线312的挠度，即，由于切割线312的挠度的效应，当切割线312切割晶体硅51到达底部时，晶体硅51两端的切割线312已经与晶体硅51底面重合(切断位置)但同时对应于晶体硅51中间的切割线312 仍处于晶体硅51内部，因此可以将预设位置h0设定为0，即，h0＝0。另一方面，考虑到为了在确保晶体硅被切断后切割线仍留在晶体硅内的情况下提高切割效率，设置但并不以此为限，也可以根据晶体硅的尺寸和切割效率的要求设置其他合适的值，例如，若晶体硅的高度较高，则可以设置以确保切割效率。例如，假设则当位置传感器感测到晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51底部的距离时，停止切割轮组311 向下的运动。或者，假设h0＝0时，则当位置传感器感测到晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51底部的距离h1＝h0＝0时，停止切割轮组311向下的运动，此时，摆动机构212带动工件承载台211开始摆动。在另一实施例中，也可以通过设置计时器来确定切割线是否切割至预设位置。例如，已知工件的高度h以及切割轮组311的升降速度v，可计算得出工件被切断所用的切割时间t，进而设置摆动机构212开始摆动的时间，例如，可以将预设位置设置为距所计算得出的切割时间n分钟，即当计时器显示已计时t-n值时，停止切割轮组311向下的运动。可选地，n为一分钟至十分钟。此外，对于预设位置的确定，也可以通过检测切割轮 311下降时间、感测切割轮311下降距离、感测切割轮311与晶体硅51底面的距离等来确定。

接着，摆动机构212带动工件承载台211开始摆动。在一实施例中，切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，切割单元停止切割轮组311向下的运动，此时，摆动机构212首先带动工件承载台211作第一转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第一侧底部。然后，摆动机构212带动工件承载台211作第二转向摆动，使得切穿晶体硅51的第二侧底部。最后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。在此过程中，晶体硅51被切断但切割线312仍留在晶体硅51内。在另一实施例中，切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，切割单元停止切割轮组311向下的运动，此时，摆动机构212首先带动工件承载台211进行第一转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第一侧底部。然后，摆动机构212带动工件承载台 211回到原位。待工件承载台211稳定后，再由摆动机构212带动工件承载台211进行第二转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第二侧底部。最后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。采用此种方式可以防止在摆动角度过大的情况下，由于惯性造成切割线完全从晶体硅51内退出的状况。此外，在其他可变化的实施例中，还可以在切割线切割至预设位置时，一方面，切割单元中的切割轮组311继续向下运动，另一方面，摆动机构212带动工件承载台211进行摆动，采取此种方式需综合考虑晶体硅的尺寸、切割效率以及切割轮组的升降速度，以避免由于切割轮组向下运动速度过大造成切割线完全从晶体硅51内退出的状况。

由上述可知，本申请提供了一种新的多线切割机，在切割过程中使用切割装置中的切割线312对应切割工件承载装置21所承载的晶体硅51，当切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，由摆动机构212带动工件承载台211摆动，使得在晶体硅51被切断后切割线312仍留在晶体硅51内，为后续切割线312的处理提供了便利。

在一可选实施例中，工件承载台211上设有与切割线312对应的切割槽，用于收纳切割线312。于一种实施方式中，在由摆动机构212带动工件承载台211摆动时，当摆动机构212 带动工件承载台211作第一转向摆动时，晶体硅51的第一侧底部被切割线312切穿，此时，切穿第一侧底部的切割线312在工件承载台211上设置的与切割线312对应的切割槽内运动，使得切割线312与工件承载台211不相互作用，确保切割精度。同时，当摆动机构212带动工件承载台211作第二转向摆动时，晶体硅51的第二侧底部被切割线312切穿，此时，切穿第二侧底部的切割线312在工件承载台211上设置的与切割线312对应的切割槽内运动，使得切割线312与工件承载台211不相互作用，确保切割精度。

在一可选实施例中，工件承载台211上设有垫块41，使得所承载的晶体硅51与工件承载台211之间具有一落差。于一种实施方式中，在由摆动机构212带动工件承载台211摆动时，当摆动机构212带动工件承载台211作第一转向摆动时，晶体硅51的第一侧底部被切割线312切穿，此时，由于在晶体硅51与承载晶体硅51的工件承载台211上设有垫块41，所以切穿第一侧底部的切割线312与工件承载台211相距一定距离，使得切割线312与工件承载台211不相互作用，确保切割精度。同时，当摆动机构212带动工件承载台211作第二转向摆动时，晶体硅51的第二侧底部被切割线312切穿，此时，由于在晶体硅51与承载晶体硅51的工件承载台211上设有垫块41，所以切穿第二侧底部的切割线312与工件承载台211 相距一定距离，使得切割线312与工件承载台211不相互作用，确保切割精度。垫块41的尺寸由摆动机构212的摆动角度以及工件的尺寸来确定，确保切割线切穿晶体硅51底部时切割线与工件承载台不相互作用即可。此外，垫块41可以采用以工件承载台211的中心线为中心，设置在工件承载台211中间且距工件承载台211边缘一定距离以支承晶体硅51的结构，还可以采用以工件承载台211的中心线为中心，距工件承载台211边缘一定距离对称设置两个支柱的结构。

在一可选实施例中，工件承载台211上设有用于定位晶体硅51的定位结构。于一种实施方式中，本申请的定位结构可用于对晶体硅51进行定位，以确定切割过程中晶体硅51与上述垫块41或者切割槽的相对位置，进而确保切割线312在切穿底部的情况下与工件承载台 211不相互作用，针对定位结构的实现方式，可参阅专利申请号CN2017100559353中描述的晶体硅51截断机的方案，先对晶体硅51进行定位以获取工件位置信息，再根据工件位置信息将晶体硅51移送至工件承载装置的指定位置。

在一可选实施例中，摆动机构212包括设于工件承载台211底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。于一种实施方式中，摆动机构212带动工件承载台211摆动的具体过程为：驱动电机驱动位于工件承载台211底部的转轴分别作第一转向摆动和第二转向摆动。即，驱动电机在控制单元的控制下驱动转轴向左摆动一定角度，然后驱动转轴回到原位，之后，驱动电机再次驱动转轴向右摆动一定角度，从而实现摆动机构212驱动工件承载台211摆动的作业。此外，摆动机构212还可以是能够驱动工件承载台211进行摆动的其他结构。例如，在一实施例中，摆动机构212可以采用摇摆臂结构。

在一可选实施例中，工件承载台211被摆动机构212带动摆动的角度为3°至15°。于一种实施方式中，摆动角度是指摆动机构的中心轴线与水平面的法线之间的夹角，也就是说，工件承载台211被摆动机构212带动分别向左和向右进行摆动，左右摆动的角度可以分别为 3°至15°，以在确保在切割过程中始终有切割线段在晶体硅51内的情况下提高切割效率，文中，不考虑角度方向，以锐角表示摆动角度。首先，可以根据预设位置、晶体硅51的尺寸估算出当摆动机构212带动工件承载台211摆动使得晶体硅51底部的中心位置与切割线312相交时的摆动角度γ，然后再设置向左和向右摆动的角度α和β。文中，晶体硅51底部的中心位置是指切割线312与晶体硅51的中心轴线在晶体硅51底部相交的点处，在图2中表示为标记O。在一实施方式中，向左摆动的角度α和向右摆动的角度β可以保持一致且α＝β≥γ，这样设置确保晶体硅51被完全切断。可选的，在另一实施方式中，向左摆动的角度α和向右摆动的角度β可以不一致。例如，在一实施例中，然后，在摆动机构212带动工件承载台211作第一转向摆动(向左或向右摆动)的情况下，预先设置一摆动角度α，α<γ，使摆动机构212带动工件承载台211朝向第一转向摆动角度α，观察工件承载台211摆动角度α后晶体硅中心与切割线312的相对位置关系，确认工件承载台211摆动角度α后切割线312是否尚未达到晶体硅51底部的中心位置并观察切割线312与晶体硅51底部的中心位置的距离，然后，在摆动机构212带动工件承载台211作第二转向摆动(向右或向左摆动)的情况下预先设置另一摆动角度β，在设置另一摆动角度β之前，首先根据观察到的切割线312与晶体硅51底部的中心位置的距离来预估附加角度δ的大小，然后设置β≥γ+δ，从而得到最终的摆动角度β，此种设置方式有利于在摆动机构212带动工件承载台211摆动的过程中根据具体情况调整摆动幅度，进而在确保晶体硅51被切断后切割线312仍留在晶体硅51内的情况下提高切割效率。在上述可选实施例中，工件承载台211被摆动机构212带动摆动的角度为3°至15°，但并不以此为限，在实际应用中，工件承载台211被摆动机构212带动摆动的角度也会与预设位置相关，例如，当预设位置设置的较高时，即，当停止切割轮组311向下的运动时，晶体硅51有较多厚度的部分未被切断，在这种情形下，摆动机构212带动工件承载台211摆动的角度则可适当增加，以利用后续在摆动时可由切割线312能完全切断晶体硅51。

根据本申请的晶体硅多线切割机，通过设置摆动机构212，使得在使用切割装置中的切割线312来切割置放于工件承载台211上的晶体硅51时，当切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，通过摆动机构212带动工件承载台211摆动，使得由线切割装置31中的切割线 312继续对晶体硅51进行切割直至完全切断晶体硅51期间，切割线312始终有部分切割线段留在晶体硅51内，进而可以在完成晶体硅51的整体切断之后，当带动工件承载台211回到原位时，切割装置中的切割线312留在晶体硅51内，以使得在驱动切割装置背向晶体硅51运动时，能够使切割线312从晶体硅51内退出，从而在不需进行剪线和重新穿线作业的情况下对下一工件继续进行加工，简化了加工流程，提高了加工效率。

请参阅图3，图3显示为本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅切割方法的流程图。该晶体硅切割方法是应用于一晶体硅多线切割机中，结合图1，所述晶体硅多线切割机可包括工件承载装置21以及线切割装置31。

工件承载装置21包括工件承载台211及设于工件承载台211底部的摆动机构212。于一种实施方式中，工件承载台211可以是本领域常用的用于承载晶体硅的任何形式的工件承载台。摆动机构212可以是用于带动上述工件承载台211进行摆动的机构。例如，摆动机构212 可以包括设于工件承载台211底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。此外，摆动机构212还可以是能够驱动工件承载台211进行摆动的其他结构，例如，在一实施例中，摆动机构212可以采用摇摆臂结构，所述摇摆臂结构包括设置在晶体硅多线切割机的机架上的摇摆臂，摇摆臂通过伸缩杆与工件承载台连接并通过伸缩杆的伸缩运动来驱动工件承载台进行摆动。在一具体实现上，可提供两个摇摆臂，两个摇摆臂分别通过伸缩杆连接于工件承载台的相对两侧边。

线切割装置31包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组311和绕于所述切割轮组311中各个切割轮上的切割线312。于一种实施方式中，本申请的线切割装置31可用于对包含多晶硅或单晶硅的硅锭或硅棒、蓝宝石、玻璃或陶瓷等硬脆材料的半导体工件进行切割作业，以切割成合规的结构(或者说去除不符合规范的部分)。比如在多晶硅锭切割过程中，可对多晶硅锭进行切头尾的作业。在以下实施例中，我们选择含硅的晶体硅的切割作业来予以说明。

如图3所示，本申请应用于晶体硅多线切割机的晶体硅切割方法包括以下步骤：

步骤S101：将待切割的晶体硅置放于工件承载台上；

步骤S103：驱动线切割装置朝向晶体硅，由线切割装置中的切割线对晶体硅进行切割；

步骤S105：由切割线切割至所述晶体硅的预设位置时，带动工件承载台摆动，由线切割装置中的切割线继续对晶体硅进行切割直至完全切断晶体硅，且切割线中始终有部分切割线段留在晶体硅内。

结合图2，于一种实施方式中，在本申请的切割过程中，首先，将待切割的晶体硅51置放于工件承载台211上，驱动线切割装置31朝向晶体硅51运动，由线切割装置31中的切割线312对晶体硅51进行切割直至晶体硅51的预设位置。本申请中，预先设置预设位置。例如，在晶体硅51置放在工件承载台211上的情况下，在一实施例中，可以通过在工件承载台 211上设置的与晶体硅51底部处于同一高度的位置传感器来感测晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51底部的距离h1。一般地，若已知晶体硅51的高度为h，则可以将预设位置h0设置为晶体硅51高度h的零至五分之一，即，值得注意的是，一方面，实际上在设置预设位置时应考虑切割线312的挠度，即，由于切割线312的挠度的效应，当切割线312 切割晶体硅51到达底部时，晶体硅51两端的切割线312已经与晶体硅51底面重合(切断位置)但同时对应于晶体硅51中间的切割线312仍处于晶体硅51内部，因此可以将预设位置 h0设定为0，即，h0＝0。另一方面，考虑到为了在确保晶体硅被切断后切割线仍留在晶体硅内的情况下提高切割效率，设置但并不以此为限，也可以根据晶体硅的尺寸和切割效率的要求设置其他合适的值，例如，若晶体硅的高度较高，则可以设置以确保切割效率。例如，假设则当位置传感器感测到晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51 底部的距离时，停止切割轮组311向下的运动。或者，假设h0＝0时，则当位置传感器感测到晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅51底部的距离h1＝h0＝0时，停止切割轮组 311向下的运动，此时，摆动机构212带动工件承载台211开始摆动。在另一实施例中，也可以通过设置计时器来确定切割线是否切割至预设位置。例如，已知工件的高度h以及切割轮组311的升降速度v，可计算得出工件被切断所用的切割时间t，进而设置摆动机构212开始摆动的时间，例如，可以将预设位置设置为距所计算得出的切割时间n分钟，即当计时器显示已计时t-n值时，停止切割轮组311向下的运动。可选地，n为一分钟至十分钟。此外，对于预设位置的确定，也可以通过检测切割轮311下降时间、感测切割轮311下降距离、感测切割轮311与晶体硅51底面的距离等来确定。

接着，摆动机构212带动工件承载台211开始摆动，由线切割装置31中的切割线312继续对晶体硅51进行切割直至完全切断晶体硅51，且切割线312中始终有部分切割线段留在晶体硅内。在一实施例中，切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，切割单元停止切割轮组311向下的运动，此时，摆动机构212首先带动工件承载台211作第一转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第一侧底部。然后，摆动机构212带动工件承载台211作第二转向摆动，使得切穿晶体硅51的第二侧底部。最后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。在此过程中，晶体硅51被切断但切割线312仍留在晶体硅51内。在另一实施例中，切割线 312切割至晶体硅51的预设位置时，切割单元停止切割轮组311向下的运动，此时，摆动机构212首先带动工件承载台211进行第一转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第一侧底部。然后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。待工件承载台211稳定后，再由摆动机构212带动工件承载台211进行第二转向摆动，使得切割线312切穿晶体硅51的第二侧底部。最后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。采用此种方式可以防止在摆动角度过大的情况下，由于惯性造成切割线完全从晶体硅51内退出的状况。此外，在其他可变化的实施例中，由线切割装置31中的切割线312继续对晶体硅51进行切割直至完全切断晶体硅51的过程还可以是在切割线切割至预设位置时，一方面，切割单元中的切割轮组311继续向下运动，另一方面，摆动机构212带动工件承载台211进行摆动，采取此种方式需综合考虑晶体硅的尺寸、切割效率以及切割轮组的升降速度，以避免由于切割轮组向下运动速度过大造成切割线完全从晶体硅51内退出的状况。

由上述步骤可知，本申请提供了一种新的切割方法，在使用切割装置中的切割线312来切割置放于工件承载台211上的晶体硅51时，当切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，通过带动工件承载台211摆动，使得由线切割装置31中的切割线312继续对晶体硅51进行切割直至完全切断晶体硅51期间，切割线312始终有部分切割线段留在晶体硅51内。本申请提供了一种新的切割方式，使得在晶体硅51被切断后切割线312仍留在晶体硅51内，为后续切割线312的处理提供了便利。

在一可选实施例中，在步骤S101中，将待切割的晶体硅置放于工件承载台上，包括：将待切割的晶体硅平放于工件承载台上；以及在步骤S103中，驱动线切割装置朝向晶体硅，包括：驱动线切割装置作下降运动以朝向晶体硅。

结合图2，在一可选实施例中，在步骤S105中，由切割线312切割至所述晶体硅51的预设位置时，带动工件承载台211摆动，由线切割装置31中的切割线312继续对晶体硅51 进行切割直至完全切断晶体硅51，包括：切割线312切割所述晶体硅51并达到所述晶体硅 51的预设位置，停止线切割装置31的进给；带动工件承载台211作第一转向摆动，使得所述晶体硅51的第一侧底部被切割线312切穿，此时，切割线312中对应第一侧底部的第一侧切割线段穿出所述晶体硅51而对应第二侧底部的第二侧切割线段仍留在所述晶体硅51内；以及带动工件承载台211作第二转向摆动，使得所述晶体硅51的第二侧底部被切割线312切穿并完成晶体硅51的整体切断，此时，切割线312中对应第二侧底部的第二侧切割线段穿出所述晶体硅51而对应第一侧底部的第一侧切割线段仍留在所述晶体硅51内。

根据本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅的切割，采用将待切割的晶体硅51平放于工件承载台211上、驱动线切割装置31作下降运动以朝向晶体硅的方式有利于控制切割精度。当切割线312切割至晶体硅51的预设位置时，停止线切割装置31的进给，以防止切割线312 意外切断晶体硅51而完全从晶体硅51中移出。此时，带动工件承载台211分别作第一转向摆动和第二转向摆动，使得当晶体硅51的第一侧底部和第二侧底部分别被切割线312切穿时切割线312中对应第一侧底部的第一侧切割线段和对应第二侧底部的第二侧切割线段分别穿出晶体硅51而对应第二侧底部的第二侧切割线段和对应第一侧底部的第一侧切割线段分别仍留在晶体硅51内，以呈现出晶体硅51被切断但切割线312中始终有部分切割线段留在晶体硅51内的现象，从而为后续切割线312的处理提供了便利，同时本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅的切割时采用切割装置作下降运动的方式，有利于对现有多线切割机进行改进，节约了成本。

请参阅图4，图4显示为本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅切割方法的流程图。如图所示，本申请应用于晶体硅多线切割机的晶体硅切割方法在上述图3所述的步骤上还包括：

步骤S107：在完成晶体硅的整体切断之后，带动工件承载台回到原位，线切割装置中的切割线留在所述晶体硅内；

步骤S109：驱动线切割装置背向所述晶体硅，线切割装置中的切割线从所述晶体硅内退出。

结合图2，根据本申请的晶体硅多线切割机应用于晶体硅的切割，在使用切割装置中的切割线312来切割置放于工件承载台211上的晶体硅51时，当切割线312切割至晶体硅51 的预设位置时，通过带动工件承载台211摆动，使得由线切割装置31中的切割线312继续对晶体硅51进行切割直至完全切断晶体硅51期间，切割线312始终有部分切割线段留在晶体硅51内，进而可以在完成晶体硅51的整体切断之后，当带动工件承载台211回到原位时，切割装置中的切割线312留在晶体硅51内，以使得在驱动切割装置背向晶体硅51运动时，能够使切割线312从晶体硅51内退出，从而在不需进行剪线和重新穿线作业的情况下对下一工件继续进行加工，简化了加工流程，提高了加工效率。

请参阅图5至图10，图5至图10显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中的状态示意图。

请参阅图5，图5显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中切割轮切割工件的状态示意图。如图所示，本申请的晶体硅多线切割机包括工件承载装置21以及线切割装置31。其中，工件承载装置21包括工件承载台211和位于工件承载台下方的摆动机构 212。线切割装置31包括切割轮组311和绕于切割轮组31上的切割线312。本示例中，工件承载装置21上还设有垫块41，垫块41采用以工件承载台211的中心线为中心，距工件承载台211边缘一定距离对称设置两个支柱的结构。晶体硅51置放于垫块41上。设置垫块41是为了在后述摆动期间避免切割线312与工件承载台211相互作用，避免损坏工件承载台，因此垫块的尺寸可以根据摆动机构212的摆动角度以及晶体硅51的尺寸来确定。在另一实施例中，还可以将晶体硅通过上述定位结构(未示出)直接置放于工件承载台211上，此时，工件承载台对应设置有与切割线312对应的用于收纳切割线的切割槽，使得在后述摆动期间避免切割线312与工件承载台211相互作用，避免损坏工件承载台。此外，在本示例中，摆动机构212设于工件承载台211底部，摆动机构212包括转轴和驱动电机(未示出)，驱动电机驱动转轴正反转，进而带动工件承载台211摆动。在另一示例中，摆动机构可以采用摇摆臂结构。在切割作业过程中，首先，切割轮组31向下运动，使得切割线312切割晶体硅51。

接下来，请参阅图6，图6显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中切割线切割至预设位置的状态示意图。如图所示，在此，考虑到切割线312的挠度的效应，当切割线312切割晶体硅51到达底部时，晶体硅51两端的切割线312已经与晶体硅底面重合(切断位置)但同时晶体硅中间的切割线312仍处于晶体硅内部。因此，在本实施例中，可将预设位置h0设定为0，即，h0＝0。这样，在上述切割轮组31向下运动，使得切割线312 切割晶体硅51继续进行切割作业的过程中，当通过所设置的位置传感器(未示出)感测到切割线312切割至预设位置，也就是说，本示例中，当通过在工件承载台211上设置的与晶体硅底部处于同一高度的位置传感器(未示出)感测到晶体硅51端侧的切割线312距晶体硅 51底部的距离h1＝h0＝0时，停止切割轮组31向下的运动。此时，晶体硅51处于工件两侧已被切穿但中间尚未被切穿的状态。在另一实施例中，可以设置h0为0至之间的任意值。在另一实施例中，还可以通过设置计时器来确定切割线是否切割至预设位置。

接下来，请参阅图7，图7显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中工件承载台在摆动机构的带动下向左摆动一角度的状态示意图。如图所示，首先，在摆动机构212带动工件承载台212摆动之前，先根据上述预设位置、晶体硅的尺寸估算出当摆动机构212带动工件承载台211摆动使得晶体硅51底部的中心位置与切割线312相交时的摆动角度γ。然后，在摆动机构212带动工件承载台211向左摆动的情况下，预先设置一摆动角度α，在本示例中，设置α＝γ，使摆动机构212带动工件承载台211向左摆动角度α，使得晶体硅 51的底部的右侧被切割线切穿且与晶体硅51的底部的左侧对应的切割线仍留在晶体硅51的左侧内，观察工件承载台211摆动角度α后晶体硅中心与切割线312的相对位置关系，确认工件承载台211摆动角度α后切割线312是否达到晶体硅51底部的中心位置并观察切割线312与晶体硅51底部的中心位置的距离，理想情况下，在工件承载台211摆动角度α后切割线312与晶体硅51底部的中心位置相交。在另一实施例中，还可以设置α<γ，使摆动机构212带动工件承载台211向左摆动角度α，使得晶体硅51的底部的右侧被切割线切穿且与晶体硅51的底部的左侧对应的切割线仍留在晶体硅51的左侧内，观察工件承载台211摆动角度α后晶体硅中心与切割线312的相对位置关系，确认工件承载台211摆动角度α后切割线312 是否尚未达到晶体硅51底部的中心位置并观察切割线312与晶体硅51底部的中心位置的距离。此后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。此外，鉴于上述垫块或切割槽的设置，使得摆动机构212带动工件承载台211进行摆动时，切穿晶体硅51的切割线与工件承载台不相互作用，从而确保切割精度。

接下来，请参阅图8，图8显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中工件承载台在摆动机构的带动下向右摆动一角度的状态示意图。如图所示，在摆动机构212 带动工件承载台211向右摆动的情况下，预先设置另一摆动角度β，在本示例中，首先在图7 所述理想情况观察到切割线312与晶体硅51底部的中心位置在摆动角度α后相交的情况下，设置β＝γ，使摆动机构212带动工件承载台211向右摆动角度β，使得晶体硅51的底部的左侧被切割线切穿且与晶体硅51的底部的右侧对应的切割线仍留在晶体硅51的右侧内。一般地，考虑到机械偏差且为了确保晶体硅51被完全切断，可以设置β略大于γ。在对应于上述α<γ的另一实施例中，在设置另一摆动角度β之前，首先根据观察到的切割线312与晶体硅 51底部的中心位置的距离来预估附加角度δ的大小，然后设置β≥γ+δ，从而得到最终的摆动角度β。使摆动机构212带动工件承载台211向右摆动角度β，使得晶体硅51的底部的左侧被切割线切穿且与晶体硅51的底部的右侧对应的切割线仍留在晶体硅51的右侧内。此后，摆动机构212带动工件承载台211回到原位。此外，鉴于上述垫块或切割槽的设置，使得摆动机构212带动工件承载台211进行摆动时，切穿晶体硅51的切割线与工件承载台不相互作用，从而确保切割精度。

接下来，请参阅图9，图9显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中摆动机构回到原位的状态示意图。如图所示，当摆动机构212带动工件承载台211完成图7 和图8所示的摆动回到原位后，由于前述的切割线的挠性以及摆动机构212带动工件承载台 211摆动时始终有部分切割线段留在晶体硅内，使得在完成晶体硅51的整体切断之后，切割线312仍留在晶体硅51内。

接下来，请参阅图10，图10显示为本申请的晶体硅多线切割机执行工件切割作业过程中切割线从工件内部抬出的状态示意图。如图所示，切割装置31背向晶体硅51向上运动，切割装置31中的切割线312原路从晶体硅51内退出。然后，更换工件承载台上的晶体硅，使得可以在不对切割线进行任何作业的情况下，重复图5至图10的步骤来对下一工件继续进行加工。

综上所述，本申请的晶体硅多线切割机具有以下有益效果：通过在切割过程中，由线切割装置中的切割线对应切割工件承载装置所承载的晶体硅，且在切割线切割至晶体硅的预设位置时由摆动机构带动工件承载台摆动，使得晶体硅被切断后切割线仍留在晶体硅内，为后续切割线的处理提供了便利，例如将位于所述晶体硅切割缝中的切割线藉由该缝隙进行退出进而避免了因剪线而带来的高成本低效率的问题。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种晶体硅多线切割机，其特征在于，包括：

工件承载装置，包括工件承载台及设于所述工件承载台上的摆动机构；以及

线切割装置，包括切割支架和设于所述切割支架上的至少一线切割单元，所述线切割单元具有切割轮组和绕于所述切割轮组中各个切割轮上的切割线；

其中，在切割过程中，由所述线切割装置中的切割线对应切割所述工件承载装置所承载的晶体硅，且在所述切割线切割至所述晶体硅的预设位置时由所述摆动机构带动所述工件承载台摆动，使得所述晶体硅被切断后所述切割线仍留在所述晶体硅内。

2.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述工件承载台上设有与所述切割线对应的切割槽，用于收纳所述切割线。

3.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述工件承载台上设有垫块，使得承载的所述晶体硅与所述工件承载台之间具有一落差。

4.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述工件承载台上设有用于定位所述晶体硅的定位结构。

5.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述摆动机构包括设于工件承载台底部的转轴和用于驱动转轴正反转的驱动电机。

6.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述摆动机构采用摇摆臂结构，所述摇摆臂结构包括摇摆臂，所述摇摆臂通过伸缩杆与工件承载台连接。

7.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述预设位置被设置为所述晶体硅的高度的零至五分之一。

8.根据权利要求1所述的晶体硅多线切割机，其特征在于，所述工件承载台被摆动机构带动摆动的角度为3°至15°。