CN217916169U - 一种碳化硅晶棒加工用切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳化硅晶棒加工用切割装置，包括箱体和切割机构，还包括:放置机构，用于放置碳化硅晶棒，放置机构包括放置板，放置板位于箱体的上表面中部，放置板的上表面开设有弧形槽，弧形槽用于部分容纳碳化硅晶棒，弧形槽贯穿放置板的左、右端面，弧形槽的中心沿其长度方向开设有贯穿口，贯穿口与放置板的下表面连通；测量机构，用于对碳化硅晶棒切割的厚度进行测量，测量机构包括底板和滑动限位件，底板固定于箱体和放置机构之间，底板上表面沿长度方向设有与弧形槽相对应的刻度，滑动限位件位于推板与切割机构之间，滑动限位件用于限制碳化硅晶棒运动至指定刻度位置。本实用新型通过设置测量机构保证了碳化硅晶棒的厚度均匀，提高了实用性。

Description

一种碳化硅晶棒加工用切割装置

技术领域

本实用新型涉及碳化硅加工技术领域，尤其涉及一种碳化硅晶棒加工用切割装置。

背景技术

在现有的硅材料加工中，基于碳化硅晶棒固有的硬脆特质，通常由线切割技术完成。碳化硅晶棒作业的工序起始于对原始的长碳化硅晶棒执行截断作业以形成多段短碳化硅晶棒(即切割碳化硅晶棒截断后的符合工件规格的碳化硅晶棒截段)，截断作业使用设备即碳化硅晶棒截断设备。一般情况下，在碳化硅晶棒截断设备上设有工作台，例如为钢线或金刚线的切割线通过切割轮的引导在切割轮上形成切割线锯对待加工的碳化硅晶棒进行切割。现有的碳化硅晶棒加工切割时，大都是工作人员手动操作，无法保证碳化硅片的厚度均匀，导致实用性较差。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置，保证了碳化硅晶棒的厚度均匀，提高了实用性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种碳化硅晶棒加工用切割装置，包括箱体和切割机构，所述切割机构固定于所述箱体的一端的上方，其特征在于：还包括:

放置机构，用于放置所述碳化硅晶棒，所述放置机构包括放置板，所述放置板位于所述箱体的上表面中部，所述放置板的上表面开设有弧形槽，所述弧形槽用于部分容纳所述碳化硅晶棒，所述弧形槽贯穿所述放置板的左、右端面，所述弧形槽的中心沿其长度方向开设有贯穿口，所述贯穿口与所述放置板的下表面连通；

测量机构，用于对所述碳化硅晶棒切割的厚度进行测量，所述测量机构包括底板和滑动限位件，所述底板固定于所述箱体和所述放置机构之间，所述底板上表面沿长度方向设有与所述弧形槽相对应的刻度，所述滑动限位件位于所述推板与所述切割机构之间，所述滑动限位件用于限制所述碳化硅晶棒运动至指定刻度位置。

在本实用新型的一些实施例中，所述碳化硅晶棒加工用切割装置还包括推动机构，所述推动机构用于推动碳化硅晶棒朝向所述切割机构运动，所述推动机构包括推板和驱动件，所述弧形槽内设置有所述推板，所述推板从所述贯穿口穿出并与所述驱动件连接，所述驱动件用于带动所述推板沿贯穿口移动，以推动所述碳化硅晶棒。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板内部中空形成矩形的空腔，所述空腔内的底部前后两端安装有滑轨，所述滑动限位件包括滑板、挡板和指示板，所述滑板位于所述空腔内，且所述滑板与所述碳化硅晶棒垂直设置，所述滑板的下表面的前后两端安装有与两个所述滑轨相对应的滑块，所述滑板的上表面中部垂直向上固定有所述挡板，所述挡板与所述推板平行设置，所述挡板的上端穿出所述底板，所述挡板在所述底板的上方固定有与所述滑板平行设置的所述指示板，所述指示板指向所述底板上的刻度。

在本实用新型的一些实施例中，所述底板的上表面中部开设有允许所述挡板来回运动的开口，所述开口的长度与所述底板上的刻度相适应。

在本实用新型的一些实施例中，所述推板包括上推板和连接板，所述上推板位于所述弧形槽内，所述上推板与所述碳化硅晶棒的端面平行，所述上推板的底部穿出所述所述贯穿口，所述上推板的底部垂直一体连接所述连接板，所述连接板与所述弧形槽垂直设置，所述连接板的两端分别与所述驱动件连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述驱动件包括电机和丝杠，所述电机输出轴与所述丝杠连接，所述推板的两端分别连接一个所述丝杠，所述电机带动丝杠的旋转，带动推板推动所述碳化硅晶棒。

在本实用新型的一些实施例中，所述推板的两端分别通过丝杠螺母连接所述丝杠；所述放置机构还包括支撑柱，所述底板下表面的四个拐角处分别固定连接有所述支撑柱。在本实用新型的一些实施例中，放置板的上方固定连接有U型架，所述切割机构固定于U型架内侧顶部的一端，U型架上固定有晶棒定位机构，所述晶棒定位机构包括自动伸缩杆和挤压板，所述自动伸缩杆伸入至U型架内，所述自动伸缩杆的底部固定连接有挤压板，所述挤压板靠近碳化硅晶棒的一端面固定连接有缓冲垫。

在本实用新型的一些实施例中，所述碳化硅晶棒加工用切割装置还包括控制器，所述控制器分别与电机和自动伸缩杆电性连。

在本实用新型的一些实施例中，所述连接板上表面的一端安装有位移传感器，用于检测连接板的移动距离，所述位移传感器与所述控制器通讯连接。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型的碳化硅晶棒加工用切割装置，将碳化硅晶棒放置在弧形槽内，碳化硅晶棒的左端与上推板粘接，碳化硅晶棒的右端与弧形槽的右端面、切割装置的切割点对齐，根据想要切割的厚度从而使滑板移动同样距离，滑板移动的距离等于碳化硅晶棒的右端伸出的厚度，推板移动到滑板前停下，电机带动丝杠转动，丝杠的旋转使推板的连接板进行移动，从而带动推板上端的上推板推动碳化硅晶棒，由于滑板上端设置有指示板，从而使指示板随滑板移动，再根据底板上的刻度配合指示板进行测量，反复操作，从而保证了碳化硅晶棒的厚度均匀，提高了实用性。

(2)本实用新型的碳化硅晶棒加工用切割装置，还可以配合位移传感器进行使用，通过位移传感器检测连接板移动的距离，控制电机暂停工作和继续工作，使推板移动的距离可以智能化的进行控制，使其更加智能。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置的立体图；

图2为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置的正视图；

图3为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置的右视图；

图4为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置的局部爆炸结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置去除U型架、晶棒定位机构和切割机构后的立体结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置中推板的结构示意图；

图8为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置中滑动限位件的结构示意图；

图9为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置中滑动限位件位于底板时的剖视图。

图10为本实用新型提出的一种碳化硅晶棒加工用切割装置中晶棒定位机构在按压碳化硅晶棒前的剖视图。

图例说明：

碳化硅晶棒加工用切割装置100，碳化硅晶棒200；

箱体10，切割机构20，放置机构30，测量机构40，推动机构50，晶棒定位机构60；

U型架11，控制器12，收纳槽13，标签14；

放置板31，支撑柱32，弧形槽311，贯穿口312；

底板41，滑动限位件42，空腔411，滑轨412，滑块413，刻度414，开口415，滑板421，挡板422，指示板423；

推板51，驱动件52，上推板511，连接板512，位移传感器513；

电机521，丝杠522，固定块523；

自动伸缩杆61，挤压板62，缓冲垫63。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参照图1-10描述根据本实用新型实施例的碳化硅晶棒加工用切割装置100，用于切割碳化硅晶棒200。

参考图1和图3所示，碳化硅晶棒加工用切割装置100，包括箱体10、切割机构20、放置机构30和测量机构40，切割机构20固定于箱体10的一端的上方，切割机构20可以但不限于线切割设备，例如还可以为刀锯片、砂轮片等，切割机构20的结构和使用方法为本领域技术人员熟知，不属于本实用新型的改进点，故不一一详述。

参考图4-图6所示，放置机构30用于放置碳化硅晶棒，放置机构30包括放置板31，放置板31位于箱体10的上表面中部，放置板31的左端与箱体10的左端齐平，放置板31长度小于箱体10的长度，如此，放置板31的右端与箱体10的右端之间预留有切割的空间，放置板31的上表面沿中心线开设有弧形槽311，弧形槽311的右端与切割机构20的切割点齐平，弧形槽311用于部分容纳碳化硅晶棒200，弧形槽311贯穿放置板31的左、右端面，弧形槽311的中心沿其长度方向开设有贯穿口312，贯穿口312与放置板31的下表面连通；

参考图4、图8和图9所示，测量机构40用于对碳化硅晶棒200切割的厚度进行测量，测量机构40包括底板41和滑动限位件42，底板41固定于箱体10和放置机构30之间，底板41上表面沿长度方向设有与弧形槽311相对应的刻度414，滑动限位件42位于推板51与切割机构20之间，滑动限位件42用于限制碳化硅晶棒运动至指定刻度414位置。

参考图1所示，碳化硅晶棒加工用切割装置100还包括推动机构50，推动机构50用于推动碳化硅晶棒朝向切割机构20运动，推动机构50包括推板51和驱动件52，弧形槽311内设置有推板51，推板51从贯穿口312穿出并与驱动件52连接，驱动件52用于带动推板51沿贯穿口312移动，以推动碳化硅晶棒200。

可以理解的是，将碳化硅晶棒200放置在弧形槽311内，碳化硅晶棒200的左端与推板51粘接，初始状态时，碳化硅晶棒200的右端与弧形槽311的右端齐平，滑动限位件42与推板51紧邻，先预设切割厚度，从而滑动限位件42移动与预设切割厚度相等距离后停止，驱动件52带动推板51推动碳化硅晶棒200朝向切割机构20运动(图2中的右侧)，当推板51运动至滑动限位件42时，被阻挡，停止，滑动限位件42移动的距离等于碳化硅晶棒200的右端伸出伸出弧形槽311的厚度，反复操作，从而保证了碳化硅晶棒200的厚度均匀，提高了实用性。

参考图4、图8和图9所示，底板41内部中空形成矩形的空腔411，空腔411底部前后两端安装有滑轨412，滑动限位件42包括滑板421、挡板422和指示板423，滑板421位于空腔411内，且滑板421与碳化硅晶棒200垂直设置，滑板421的下表面的前后两端安装有与两个滑轨412相对应的滑块413，滑板421的上表面中部垂直向上固定有挡板422，挡板422与推板51平行设置，挡板422的上端穿出底板41，挡板422在底板41的上方固定有与滑板421平行设置的指示板423，指示板423指向底板41上的刻度414。底板41的上表面中部开设有允许挡板422来回运动的开口415，开口415的长度与底板41上的刻度414相适应。滑板421滑动的同时，指示板423随之移动，再根据底板41上的刻度414配合指示板423进行测量，方便操作人员操作。

参考图4、图5和图7所示，在本实用新型的一些实施例中，推板51包括上推板511和连接板512，上推板511位于弧形槽311内，上推板511与碳化硅晶棒200的端面平行，上推板511的底部穿出贯穿口312，上推板511的底部垂直一体连接连接板512，连接板512与弧形槽311垂直设置，连接板512的两端分别与驱动件52连接。本实施例中，上推板511呈十字形板状，当然，也可以为其他形状，如圆形、矩形等，只要能满足上推板511的底部贯穿口312能从贯穿口312穿出即可。

参考图1、图2、图4-图6所示，在本实用新型的一些实施例中，驱动件52包括电机521和丝杠522，电机521输出轴与丝杠522连接，推板51的两端分别通过丝杠螺母(图中未画出)连接一个丝杠522，所述丝杠522远离电机521的一端安装在固定块523上，电机521带动丝杠522的旋转，丝杠522带动推板51推动碳化硅晶棒200。切割完成后，电机521反向旋转，带动推板51返回至初始位置。

参考图3和图5所示，在本实用新型的一些实施例中，放置机构30还包括支撑柱32，放置板31下表面的四个拐角处分别固定连接有支撑柱32，放置板31通过支撑柱32固定在底板41上。

参考图1-图3、图10所示，在本实用新型的一些实施例中，放置板31的上方固定连接有U型架11，切割机构20固定于U型架11内侧顶部的一端，U型架11上固定有晶棒定位机构60，晶棒定位机构60包括自动伸缩杆61和挤压板62，自动伸缩杆61固定于U型架11上，自动伸缩杆61伸入至U型架11内，自动伸缩杆61的底部固定连接有挤压板62，挤压板62靠近碳化硅晶棒200的一端面呈弧状，挤压板62靠近碳化硅晶棒200的一端面固定连接有缓冲垫63。当碳化硅晶棒200移动至特定刻度414时，自动伸缩杆61伸长，带动挤压板62下压，以固定碳化硅晶棒200，同时配合推板51与碳化硅晶棒200的粘接固定，保证碳化硅晶棒200在切割时固定不动的，保证切割质量。自动伸缩杆61可以选用液压杆、电动伸缩杆或者其他可实现的结构。

切割机构20固定于U型架11内，切割机构20的切割点与弧形槽311的右端对齐，以对伸出弧形槽311右端的碳化硅晶棒200进行切割。

参考图7所示，在本实用新型的另一些实施例中，连接板512上表面的一端安装有位移传感器513，用于检测连接板512的移动距离，进一步地，位移传感器513为直线位移传感器，位移传感器513与控制器12通讯连接，通过在控制器12输入指定移动的距离，当连接板512直线移动达到指定移动的距离时，控制器12控制电机521暂停工作，开始切割操作，从而使连接板512移动的距离可以智能化的进行控制，如此反复进行，提高了切割厚度的精确性和可靠性，无需人工干预，降低了人工操作的要求，智能化程度高。位移传感器513结构和使用方法为本领域技术人员熟知，不属于本实用新型的改进点，故不一一详述。

参考图1-图3所示，在本实用新型的一些实施例中，碳化硅晶棒加工用切割装置100还包括控制器12，控制器12分别与电机521和自动伸缩杆61电性连，便于使用控制器12分别对电机521和自动伸缩杆61的工作进行控制。

参考图1和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，箱体10上设置有收纳槽13，便于使用收纳槽13收纳使用工具。

参考图1所示，箱体10的外侧粘接有标签14，标签14用于记录该装置适用的碳化硅晶棒200的尺寸和其他信息。

工作原理：

将碳化硅晶棒200放置在弧形槽311内，碳化硅晶棒200的左端与上推板511粘接，碳化硅晶棒200的右端与弧形槽311的右端面、切割装置20的切割点对齐，根据想要切割的厚度从而使滑板421移动同样距离，滑板421移动的距离等于碳化硅晶棒200的右端伸出的厚度，推板51移动到滑板421前停下，电机521带动丝杠522转动，丝杠522的旋转使推板51的连接板512进行移动，从而带动推板51上端的上推板511推动碳化硅晶棒200，由于滑板421上端设置有指示板423，从而使指示板423随滑板421移动，再根据底板41上的刻度414配合指示板423进行测量，控制器12控制自动伸缩杆61伸长，带动挤压板62下压，以固定碳化硅晶棒200，切割机构20开始切割，切割完成后，自动伸缩杆61收缩，电机521带动连接板512继续移动，反复操作，从而保证了碳化硅晶棒200的厚度均匀，提高了实用性。

在使用该碳化硅晶棒加工用切割装置100时，还可以配合位移传感器513进行使用，在控制器12输入指定移动的距离，启动电机521，电机521的转动带动连接板512移动，当连接板512直线移动达到指定移动的距离时，位移传感器513将信号传递给控制器12，控制器12控制电机521暂停工作，连接板512停止，自动伸缩杆61伸长，带动挤压板62下压，以固定碳化硅晶棒200，切割机构20开始切割，切割完成后，自动伸缩杆61收缩，电机521带动连接板512继续移动，如此反复进行，使连接板512移动的距离可以智能化的进行控制，提高了切割尺寸的精确性和可靠性，无需人工干预，降低了人工操作的要求，智能化程度高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种碳化硅晶棒加工用切割装置，包括箱体和切割机构，所述切割机构固定于所述箱体的一端的上方，其特征在于：还包括:

放置机构，用于放置所述碳化硅晶棒，所述放置机构包括放置板，所述放置板位于所述箱体的上表面中部，所述放置板的上表面开设有弧形槽，所述弧形槽用于部分容纳所述碳化硅晶棒，所述弧形槽贯穿所述放置板的左、右端面，所述弧形槽的中心沿其长度方向开设有贯穿口，所述贯穿口与所述放置板的下表面连通；

测量机构，用于对所述碳化硅晶棒切割的厚度进行测量，所述测量机构包括底板和滑动限位件，所述底板固定于所述箱体和所述放置机构之间，所述底板上表面沿长度方向设有与所述弧形槽相对应的刻度，所述滑动限位件用于限制所述碳化硅晶棒运动至指定刻度位置。

2.根据权利要求1所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，还包括推动机构，所述推动机构用于推动碳化硅晶棒朝向所述切割机构运动，所述推动机构包括推板和驱动件，所述弧形槽内设置有所述推板，所述推板从所述贯穿口穿出并与所述驱动件连接，所述驱动件用于带动所述推板沿贯穿口移动，以推动所述碳化硅晶棒。

3.根据权利要求2所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述底板内部中空形成矩形的空腔，所述空腔内的底部前后两端安装有滑轨，所述滑动限位件包括滑板、挡板和指示板，所述滑板位于所述空腔内，且所述滑板与所述碳化硅晶棒垂直设置，所述滑板的下表面的前后两端安装有与两个所述滑轨相对应的滑块，所述滑板的上表面中部垂直向上固定有所述挡板，所述挡板与所述推板平行设置，所述挡板的上端穿出所述底板，所述挡板在所述底板的上方固定有与所述滑板平行设置的所述指示板，所述指示板指向所述底板上的刻度。

4.根据权利要求3所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述底板的上表面中部开设有允许所述挡板来回运动的开口，所述开口的长度与所述底板上的刻度相适应。

5.根据权利要求2所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述推板包括上推板和连接板，所述上推板位于所述弧形槽内，所述上推板与所述碳化硅晶棒的端面平行，所述上推板的底部穿出所述贯穿口，所述上推板的底部垂直一体连接所述连接板，所述连接板与所述弧形槽垂直设置，所述连接板的两端分别与所述驱动件连接。

6.根据权利要求5所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述驱动件包括电机和丝杠，所述电机输出轴与所述丝杠连接，所述推板的两端分别连接一个所述丝杠，所述电机带动所述丝杠的旋转，所述丝杠带动所述推板推动所述碳化硅晶棒。

7.根据权利要求6所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述推板的两端分别通过丝杠螺母连接所述丝杠；

所述放置机构还包括支撑柱，所述放置板下表面的四个拐角处分别固定连接有所述支撑柱。

8.根据权利要求6所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，放置板的上方固定连接有U型架，所述切割机构固定于U型架内侧顶部的一端，U型架上固定有晶棒定位机构，所述晶棒定位机构包括自动伸缩杆和挤压板，所述自动伸缩杆伸入至U型架内，所述自动伸缩杆的底部固定连接有挤压板，所述挤压板靠近碳化硅晶棒的一端面固定连接有缓冲垫。

9.根据权利要求6所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与电机和自动伸缩杆电性连。

10.根据权利要求9所述的碳化硅晶棒加工用切割装置，其特征在于，所述连接板上安装有位移传感器，用于检测连接板的移动距离，所述位移传感器与所述控制器通讯连接。

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