CN211334094U - 用于单晶硅棒切割定位的治具 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种用于单晶硅棒切割定位的治具，包括设有定位槽或定位线的板状主体，所述板状主体具有相互垂直的侧边；所述定位槽或定位线与待切割单晶硅棒的端面上的对位线相对应时，所述侧边可确定该单晶硅棒的切割位置，所述对位线为该单晶硅棒的端面上不同棱点的连接线，所述棱点分别对应于该单晶硅棒的不同棱线。本申请治具结构简洁，能在待切割单晶硅棒的端面上快速确定具有既定偏转角度的切割线，提高现场作业效率，减小误差。
Description
技术领域
本申请涉及晶体硅铸锭生产技术领域，特别涉及一种用于单晶硅棒切割定位的治具。
背景技术
现有的单晶硅片多通过直拉法获取的单晶硅棒切割得到；多晶硅片则通过坩埚铸锭，再开方、切割得到。相较而言，多晶硅片具有成本低、产率高等优点，但相应的多晶电池片转换效率会低于单晶电池片，较难满足市场对电池转换效率日趋提高的需求。类单晶铸锭一定程度兼顾了前述两者的优点，具有更高的性价比，近年也成为业内积极研究开发的方向。
类单晶铸锭需要在坩埚底部铺设一层籽晶，再将硅料装填至坩埚内并进行加热，加热过程中通过温场控制使得籽晶不被完全熔化，并使得熔融硅料自底部的籽晶位置向上逐渐完成晶体硅锭生长。上述籽晶多采用单晶硅棒切割得到，通常地，可以选取<100>晶向的单晶硅棒，并沿{100}晶面切割得到既定厚度的方块籽晶。但该类方块籽晶生长得到的类单晶硅锭位错密度较大，需要根据坩埚规格、铸锭工艺对相邻籽晶的拼接面进行优化设计。换言之，所述单晶硅棒需要旋转定位，再沿既定的偏转角进行开方切割。目前普遍的做法是先在单晶硅棒的截面上画出各的棱线点位的连线，确定中心点，再使用量角器确认切割点，并将相邻切割点依次连接得到切割对位线，沿上述切割对位线进行开方、切割，可得到具有既定偏转角度的方块籽晶。但上述方法效率较低，操作繁琐，误差较大。
鉴于此，有必要提供一种新的用于单晶硅棒切割定位的治具。
实用新型内容
本申请目的在于提供一种用于单晶硅棒切割定位的治具，结构简洁，能在单晶硅棒的端面上快速确定具有既定偏转角度的切割线，提高现场作业效率，减小人工误差。
为实现上述目的，本申请提供一种用于单晶硅棒切割定位的治具，包括板状主体，所述板状主体上开设有定位槽，且所述板状主体具有相互垂直的侧边；所述定位槽与待切割单晶硅棒的端面上的对位线相对应时，所述侧边可确定该单晶硅棒的切割位置，所述对位线为该单晶硅棒的端面上不同棱点的连接线，所述棱点分别对应于该单晶硅棒的不同棱线。
作为本申请的进一步改进，所述定位槽设置呈线性连续延伸。
作为本申请的进一步改进，所述板状主体呈正四边形设置；所述定位槽穿过板状主体的中心且相对所述板状主体的对角线具有既定偏转角。
作为本申请的进一步改进，所述定位槽设置为十字相交的两个，且两个所述定位槽的交点位于该板状主体的中心。
作为本申请的进一步改进，所述定位槽的宽度设置为1.5～2.5mm。
本申请还提供另一种用于单晶硅棒切割定位的治具，包括透明设置的板状主体，所述板状主体具有相互垂直的侧边，且所述板状主体上设有定位线；所述定位线与待切割单晶硅棒的端面上的对位线相对应时，所述侧边可确定该单晶硅棒的切割位置；所述对位线为该单晶硅棒的端面上不同棱点的连接线，所述棱点分别对应于该单晶硅棒的不同棱线。
作为本申请的进一步改进，所述板状主体呈正四边形设置；所述定位线穿过板状主体的中心且相对所述板状主体的对角线具有既定偏转角。
作为本申请的进一步改进，所述定位线设置为十字相交的两条，且两条所述定位线的交点位于该板状主体的中心。
作为本申请的进一步改进，所述板状主体的对角线长度小于等于待切割单晶硅棒的端面的直径。
作为本申请的进一步改进，所述板状主体的厚度设置为1～3mm。
本申请的有益效果是：采用本申请治具，先根据待切割单晶硅棒的棱线在端面上对应的棱点，绘制对位线；然后，通过所述定位槽、定位线与相应的对位线相配合定位，再通过所述侧边即可直接确定单晶硅棒沿轴向的切割位置。所述治具结构简洁，方便制取，能够快速准确地得到待切割单晶硅棒的切割位置，以便于具有既定偏转角的籽晶的制备。
附图说明
图1为本申请治具一较佳实施例的平面结构示意图；
图2为待切割单晶硅棒及其端面的结构示意图；
图3为图1中治具用于图2中单晶硅棒切割定位的状态示意图。
100-治具；10-定位槽；20-侧边；200-单晶硅棒；201-端面；202-棱线；203-棱点。
具体实施方式
以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
参图1，本申请提供的治具100包括板状主体，所述板状主体上开设有定位槽10，且所述板状主体具有相互垂直的侧边20。本实施例中，所述板状主体呈正四边形设置，其具有四条首尾依次相邻的侧边20。
所述治具100可采用金属或树脂板材加工制得，且所述板状主体的厚度设置为1～3mm。所述定位槽10设置呈线性连续延伸，所述定位槽10穿过板状主体的中心且与所述板状主体的其中一条对角线形成既定偏转角θ。所述既定偏转角θ可根据工艺需求设置为0～45°之间的任意角度。
结合图2与图3所示，所述治具100用以实现具有既定偏转角θ的方块籽晶的切割制备，以减少采用上述方块籽晶进行铸锭过程中所产生的位错等缺陷。此处，所述方块籽晶具体是指顶面为{100}晶面，且侧面相对{100}晶面形成有既定偏转角θ的方块籽晶。其中，所述侧边20的长度与所需切割制备的方块籽晶的边长相一致。
待切割的单晶硅棒200为<100>晶向的单晶硅棒，所述单晶硅棒200切割形成有垂直于轴向的端面201。该单晶硅棒200具有四条沿周向均匀分布的棱线202，所述棱线202是由于该单晶硅棒200在生长过程中不同晶向的长晶速率不同所形成。在此，所述棱线202形成于相邻的{100}晶面的交接处，每一棱线202在所述端面201上形成有相应的棱点203。显然地，所述端面201上相邻棱点203的连线形成一正四边形，沿该正四边形的侧边切割可得到侧面为{100}晶面的方块籽晶。
实际应用中，先在所述端面201上绘制不同棱点203的连接线作为对位线，优选地，采用对角位置的棱点203之间的连接线作为对位线。接着，将所述治具100贴靠在所述端面201上，并使得所述定位槽10与对位线相对应。此时，所述侧边20即与该单晶硅棒200的{100}晶面形成既定偏转角θ，通过所述板状主体的四个侧边20便可直接确定该单晶硅棒200沿轴向的切割位置，进行开方切割，再将开方后的硅棒沿端面201平行的方向切割便可得到既定厚度的方块籽晶。此处，所述板状主体的对角线的长度与单晶硅棒200的直径相一致。
上述实施例中，为便于观察并考虑实际定位的准确性，所述定位槽10的宽度优选设置为1.5～2.5mm。并且，所述定位槽10设置为十字相交的两个，且两个所述定位槽10的交点对应于该板状主体的中心。换言之，通过所述端面201上四个棱点203沿对角方向绘制得到两条对位线，再将两个所述定位槽10分别与两条对位线进行匹配对位，更有利于提高定位精度。
特别地，根据所需方块籽晶的尺寸要求，所述板状主体的对角线的长度亦可小于单晶硅棒200的直径。此时同样可通过所述治具100同样可实现相应的单晶硅棒200切割位置的快速确定。并且，通过十字相交的两个定位槽10还使得所述治具100定位完成时恰处于单晶硅棒200的中心区域，即将单晶硅棒200四周均匀切去同样边皮得到方棒，相应的方块籽晶结构更为稳定。
在本申请的其它实施方式中(未图示)，所述板状主体可由透明板材如玻璃、亚克力等制得。此时，通过在板状主体上设置定位线替代前述实施例中的定位槽10，同样可以实现单晶硅棒200切割位置的快速确定，具体操作过程此处不再赘述。
综上所述，根据待切割单晶硅棒200的端面201上的棱点203，绘制对位线；再通过所述定位槽10、定位线与相应的对位线进行配合定位，继而通过所述侧边20即可直接确定单晶硅棒200沿轴向的切割位置。所述治具100结构简洁，方便制取，能够快速准确地得到待切割单晶硅棒200的切割位置，减小人工误差，以便于具有既定偏转角θ的方块籽晶的制备。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于单晶硅棒切割定位的治具，其特征在于：所述治具包括板状主体，所述板状主体上开设有定位槽，且所述板状主体具有相互垂直的侧边；所述定位槽与待切割单晶硅棒的端面上的对位线相对应时，所述侧边可确定该单晶硅棒的切割位置；所述对位线为该单晶硅棒的端面上不同棱点的连接线，所述棱点分别对应于该单晶硅棒的不同棱线。
2.根据权利要求1所述的治具，其特征在于：所述定位槽设置呈线性连续延伸。
3.根据权利要求2所述的治具，其特征在于：所述板状主体呈正四边形设置；所述定位槽穿过板状主体的中心且相对所述板状主体的对角线具有既定偏转角。
4.根据权利要求3所述的治具，其特征在于：所述定位槽设置为十字相交的两个，且两个所述定位槽的交点位于该板状主体的中心。
5.根据权利要求2所述的治具，其特征在于：所述定位槽的宽度设置为1.5～2.5mm。
6.一种用于单晶硅棒切割定位的治具，其特征在于：所述治具包括透明设置的板状主体，所述板状主体具有相互垂直的侧边，且所述板状主体上设有定位线；所述定位线与待切割单晶硅棒的端面上的对位线相对应时，所述侧边可确定该单晶硅棒的切割位置；所述对位线为该单晶硅棒的端面上不同棱点的连接线，所述棱点分别对应于该单晶硅棒的不同棱线。
7.根据权利要求6所述的治具，其特征在于：所述板状主体呈正四边形设置；所述定位线穿过板状主体的中心且相对所述板状主体的对角线具有既定偏转角。
8.根据权利要求7所述的治具，其特征在于：所述定位线设置为十字相交的两条，且两条所述定位线的交点位于该板状主体的中心。
9.根据权利要求3或7所述的治具，其特征在于：所述板状主体的对角线长度小于等于待切割单晶硅棒的端面的直径。
10.根据权利要求1或6所述的治具，其特征在于：所述板状主体的厚度设置为1～3mm。
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