CN220515727U - 一种用于硅片切割的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于硅片切割的冷却装置，包括工作柜，所述工作柜上端面固定架设激光切割装置，所述工作柜上端面还设置有加工台装置，且所述加工台装置位于所述激光切割装置的正下方，所述工作柜的侧边设置有冷却装置，所述冷却装置一端连接空气压缩装置，另一端连接安装在所述激光切割装置上的气管转接器上，所述气管转接器另一端连接金属气管，本实用新型一种用于硅片切割的冷却装置，通过空气压缩装置压缩空气，并经由冷却装置快速降温，最终由金属气管的出气端吹出，使低温度的空气可以源源不断的吹送至激光切割装置的切割处，实现对硅片的持续冷却，解决硅片在切割过程中温度过高的问题。

Description

一种用于硅片切割的冷却装置

技术领域

本实用新型属于硅片加工技术领域，尤其涉及一种用于硅片切割的冷却装置。

背景技术

硅元素在地壳中的含量达到25.8％，是地壳中储量极为丰富的元素之一，由硅元素构成的硅片具有高纯度和晶体结构等特点，是制作集成电路的重要材料，通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件，所以硅片是半导体以及光伏领域中的重要材料之一，然而为了提高制造效率以及控制成本往往需要对大片硅片进行切割处理，以满足对不同尺寸硅片的要求。

现有的硅片大多是采用激光切割的方式，利用高能激光束照射在硅片表面，使其表面发生局部溶化、气化，从而实现硅片的切割，然而在切割过程中往往会产生较高的温度，影响硅片的质量，同时长时间的切割会提升工作台的整体温度，操作人员在拿取硅片时可能会被高温烫伤，具有一定的安全隐患。因此需要一种方案来解决上述问题。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种在激光切割装置切割硅片的同时对硅片切割处持续降温的用于硅片切割的冷却装置。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，包括工作柜，所述工作柜上端面固定架设激光切割装置，所述工作柜上端面还设置有加工台装置，且所述加工台装置位于所述激光切割装置的正下方，所述工作柜的侧边设置有冷却装置，所述冷却装置一端连接空气压缩装置，另一端连接安装在所述激光切割装置上的气管转接器上，所述气管转接器另一端连接金属气管。

在一个示例中，所述加工台装置包括工作台，所述工作台底部通过位移单元水平活动设置在所述工作柜上，所述工作台的上端面设置有用于夹持硅片的夹具。

在一个示例中，所述位移单元包括丝杆滑块，所述丝杆滑块活动套设在水平设置的螺纹杆上，且上端面固定连接所述工作台，所述螺纹杆的两端部分别活动穿设在驱动电机上，两所述驱动电机分别固设在螺纹杆支撑座上，两所述螺纹杆支撑座分别固设在所述工作柜上。

在一个示例中，所述冷却装置包括冷却罐，所述冷却罐的顶部设置有两气管连接口，两所述气管连接口分别通过软管连接空气压缩装置和气管转接器。

在一个示例中，所述冷却罐内嵌设有与所述冷却罐内径相同的隔离层，所述隔离层上开设有两贯穿所述隔离层的通孔，所述冷却罐内注入有冷却液，所述冷却液位于所述隔离层的下端面。

在一个示例中，所述隔离层由两结构相同的金属隔板构成，两所述金属隔板通过穿设在圆心处的铰接接头连接，所述铰接接头通过转杆连接位于所述冷却罐顶部的旋转块。

在一个示例中，所述冷却液为液氮。

在一个示例中，与所述空气压缩装置相连的所述软管延伸至所述冷却罐内部，位于所述隔离层的上方。

在一个示例中，所述金属气管为折角结构。

在一个示例中，所述金属隔板的材质为不锈钢。

通过本实用新型提出的一种用于硅片切割的冷却装置能够带来如下有益效果：

1.通过空气压缩装置压缩空气，并经由冷却装置快速降温，最终由金属气管的出气端吹出，使低温度的空气可以源源不断的吹送至激光切割装置的切割处，实现对硅片的持续冷却，解决硅片在切割过程中温度过高的问题；

2.通过将激光切割装置固定设置，由位移单元带动工作台进行水平位移，实现夹具在夹具间的硅片的水平位移，从而达到固定设置金属气管，使金属气管的出气端始终对准激光切割装置的切割处，避免金属气管移动造成对硅片的冷却不均匀，影响硅片的切割质量；

3.与空气压缩装置相连的软管延伸至冷却罐内，并位于靠近金属隔板的上方，同时将与金属气管相连的软管设置在冷却罐的顶部，使得空气压缩装置注入的空气首先与金属隔板接触并快速冷却，之后已冷却的空气压至金属气管中吹出，保证切割处的空气可以保持较低的温度；

4.双层结构的金属板通过穿设在圆心处的铰接接头连接，并通过旋转块控制通孔的启闭，在使用时将两金属板旋转至重叠保证通孔畅通，促进冷却液蒸发，保持低温，在不工作时将两金属板旋转至错位状态保证通孔闭合，能有效降低冷却液蒸发速度，节约成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种用于硅片切割的冷却装置的侧视结构示意图。

图2为本实用新型的加工台装置的结构示意图。

图3为本实用新型的冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本实用新型的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，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。在本说明书的描述中，参考术语“一个方案”、“一些方案”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该方案或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个方案或示例中。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方案或示例。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方案或示例中以合适的方式结合。

如图1～图3所示，本实用新型的实施例提出了一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，包括工作柜1，工作柜1上端面固定架设激光切割装置2，工作柜1上端面还设置有加工台装置3，且加工台装置3位于激光切割装置2的正下方，工作柜1的侧边设置有冷却装置4，冷却装置4一端连接空气压缩装置5，另一端连接安装在激光切割装置2上的气管转接器6上，气管转接器6另一端连接金属气管7，金属气管7的出气端与激光切割装置2在加工台装置3上的切割点相同，通过空气压缩装置5压缩空气并经由冷却装置4进行降温，最终从金属气管7中吹出，保证激光切割装置2切割硅片的同时，持续对切割处进行冷却，降低硅片的温度，避免在切割过程中影响硅片的质量以及提高切割的安全性。

具体地，加工台装置3包括工作台31，工作台31底部通过位移单元32水平活动设置在工作柜1上，工作台31的上端面设置有用于夹持硅片的夹具33，通过夹具33夹持待加工的硅片，能防止硅片在加工过程中晃动，影响加工质量。

具体地，位移单元32包括丝杆滑块321，丝杆滑块321活动套设在水平设置的螺纹杆322上，且上端面固定连接工作台31，螺纹杆322的两端部分别活动穿设在驱动电机323上，两驱动电机323分别固设在螺纹杆支撑座324上，两螺纹杆支撑座324分别固设在工作柜1上，通过旋动螺纹杆322调节丝杆滑块321在螺纹杆322上的位置，以达到调节工作台31的水平位置，从而避免金属气管7和激光切割装置2的移动，使金属气管7的出气端始终对准激光切割装置2的切割处，避免因为移动金属气管7导致冷却不均匀的问题。

具体地，冷却装置4包括冷却罐41，冷却罐41的顶部设置有两气管连接口411，两气管连接口411分别通过软管412连接空气压缩装置5和气管转接器6。

具体地，冷却罐41内嵌设有与冷却罐41内径相同的隔离层413，隔离层413上开设有两贯穿隔离层413的通孔414，冷却罐41内注入有冷却液42，冷却液42位于隔离层413的下端面。

具体地，隔离层413由两结构相同的金属板4131构成，两金属板4131通过穿设在圆心处的铰接接头4132连接，铰接接头4132通过转杆4133连接位于冷却罐41顶部的旋转块415，令两金属板4131可以分别独立转动，以达到闭合或者开启通孔414的目的，在使用时将两金属板4131旋转至重叠保证通孔414畅通，促进冷却液42蒸发，保持低温，在不工作时将两金属板4131旋转至错位状态保证通孔414闭合，能有效降低冷却液42蒸发速度，节约成本。

具体地，冷却液42为液氮。

具体地，与空气压缩装置5相连的软管412延伸至冷却罐41内部，位于隔离层413的上方，将与空气压缩装置5相连的软管412延伸到靠近隔离层413的位置，与气管转接器6相连的软管412设置在冷却装置4的顶部，因此压缩空气进入后首先隔离层413冷却，然后将已冷却的冷气压至金属气管7，保证了吹到切割处的温度可以达保持在较低的温度。

具体地，金属气管7为折角结构，可以避免金属气管7与激光切割装置2的切割方向接触，同时从倾斜的角度吹送冷气，可以加速冷气的流动速度，提高冷却效率。

具体地，金属板4131的材质为不锈钢。

工作原理：

在切割过程中，激光切割装置发射高温激光对固定在加工台装置上的硅片进行切割，位移单元根据预设路径进行水平位移，在这过程中，空气压缩装置压缩空气，并经由冷却装置快速降温，最终由金属气管的出气端吹出，使低温度的空气可以源源不断的吹送至激光切割装置的切割处，实现对硅片的持续冷却，在此过程中，双层结构的金属板通过旋转块控制通孔的开启，保证通孔畅通，促进冷却液蒸发，保持低温，

在不工作时，两金属板旋转至错位状态保证通孔闭合，有效降低冷却液蒸发速度，节约成本。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，包括工作柜，所述工作柜上端面固定架设激光切割装置，所述工作柜上端面还设置有加工台装置，且所述加工台装置位于所述激光切割装置的正下方，所述工作柜的侧边设置有冷却装置，所述冷却装置一端连接空气压缩装置，另一端连接安装在所述激光切割装置上的气管转接器上，所述气管转接器另一端连接金属气管。

2.根据权利要求1所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述加工台装置包括工作台，所述工作台底部通过位移单元水平活动设置在所述工作柜上，所述工作台的上端面设置有用于夹持硅片的夹具。

3.根据权利要求2所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述位移单元包括丝杆滑块，所述丝杆滑块活动套设在水平设置的螺纹杆上，且上端面固定连接所述工作台，所述螺纹杆的两端部分别活动穿设在驱动电机上，两所述驱动电机分别固设在螺纹杆支撑座上，两所述螺纹杆支撑座分别固设在所述工作柜上。

4.根据权利要求1所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却罐，所述冷却罐的顶部设置有两气管连接口，两所述气管连接口分别通过软管连接空气压缩装置和气管转接器。

5.根据权利要求4所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述冷却罐内嵌设有与所述冷却罐内径相同的隔离层，所述隔离层上开设有两贯穿所述隔离层的通孔，所述冷却罐内注入有冷却液，所述冷却液位于所述隔离层的下端面。

6.根据权利要求5所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述隔离层由两结构相同的金属隔板构成，两所述金属隔板通过穿设在圆心处的铰接接头连接，所述铰接接头通过转杆连接位于所述冷却罐顶部的旋转块。

7.根据权利要求5所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述冷却液为液氮。

8.根据权利要求5所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，与所述空气压缩装置相连的所述软管延伸至所述冷却罐内部，位于所述隔离层的上方。

9.根据权利要求1所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述金属气管为折角结构。

10.根据权利要求6所述的一种用于硅片切割的冷却装置，其特征在于，所述金属隔板的材质为不锈钢。