CN220614561U - 浸液槽及切割设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种浸液槽及切割设备，其中，浸液槽包括：槽本体，具有用于容纳切割液的储液腔；内板，设置于储液腔内，限定出容积小于储液腔的容纳腔；所述内板还设有使储液腔与容纳腔连通的通液口；超声振子，设置于所述内板背离容纳腔的一侧；所述超声振子的振动输出端与内板接触，用于向内板施加超声振动，并将超声振动传递给切割液；护罩，罩设于超声振子的外侧，且固定于所述内板。本申请实施例提供的浸液槽及切割设备能够提高切割过程的散热效果，有利于提高切割质量。

Description

浸液槽及切割设备

技术领域

本申请涉及线切割技术，尤其涉及一种浸液槽及切割设备。

背景技术

切片机应用于光伏单晶硅切割领域中，能够将单晶硅棒切割成薄的硅片。切片机上设有喷淋装置，用于在切割过程中向切割区喷射切割液以降低切割区的温度，并能冲走切割过程中产生的硅粉以提高硅片的表面质量。

近年来，为了满足光伏产品大尺寸的需要，硅片的尺寸逐渐增大，则硅棒的横截面积逐渐增大，使得切割区的尺寸逐渐增大。传统的喷淋装置使切割液进入切割区愈加困难，降低了切割区的冷却效果，而切割区的温度升高将会增加硅片的热应力，从而影响硅片的精度指标。并且，随着光伏切片向薄片化和细线化发展，硅粉的尺寸越来越小，硅片之间的距离也越来越小，因此硅片之间的硅粉越来越难以排出，若硅粉携带的热量不能及时排出也会影响切割区的温度。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种浸液槽及切割设备。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种浸液槽，包括：

槽本体，具有用于容纳切割液的储液腔；

内板，设置于储液腔内，限定出容积小于储液腔的容纳腔；所述内板还设有使储液腔与容纳腔连通的通液口；

超声振子，设置于所述内板背离容纳腔的一侧；所述超声振子的振动输出端与内板接触，用于向内板施加超声振动，并将超声振动传递给切割液；

护罩，罩设于超声振子的外侧，且固定于所述内板。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种切割设备，包括：

机架；所述机架设置有切割室；

至少两个切割主辊，并排布置，设置于所述切割室；

如上所述的浸液槽，设置于相邻两个切割主辊之间。

本申请实施例提供的技术方案，采用的槽本体具有用于容纳切割液的储液腔，在储液腔内设置内板限定出容积小于储液腔的容纳腔，内板还设有使储液腔与容纳腔连通的通液口；超声振子设置于内板背离容纳腔的一侧，护罩罩设于超声振子的外侧，且固定于内板用于对超声振子进行保护；超声振子的振动输出端与内板接触，用于向内板施加超声振动，并将超声振动传递给切割液使切割液产生高频振动，一方面有利于提高切割线与切割液之间的热量交换速度，从而快速对切割线进行散热，提高散热效果；另一方面，超声振动能使颗粒物从切割线及切割得到的片状物上快速掉落，减少其上附着的颗粒物，有利于提高切割表面质量；再一方面，超声振动还能对浸液槽的表面进行清洗，减少其表面附着的颗粒物，不再需要定期对浸液槽进行拆卸和清洗，降低维护难度及成本。

附图说明

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

图1为本申请实施例提供的切割设备的部分结构示意图；

图2为本申请实施例提供的切割设备中切割装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的切割设备中切割装置的横截面视图；

图4为本申请实施例提供的浸液槽的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的浸液槽中内板端部设有超声振子的局部结构示意图；

图6为本申请实施例提供的浸液槽中内板端部设有护罩的局部结构示意图；

图7为本申请实施例提供的浸液槽中槽本体与内板的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的浸液槽中槽本体与内板的局部结构示意图；

图9为图8中A区域的放大视图。

附图标记：

1-机架；

2-切割装置；21-切割主辊；

3-浸液槽；31-槽本体；311-注液口；312-排放口；313-底板；314-侧板；315-端板；316-挡液板；32-内板；321-固定板；3211-通液口；322-活动板；323-安装板；33-超声振子；34-护罩；35-注液管；36-储液腔；37-容纳腔；

4-进给装置；

5-硅棒；

6-切割线。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种浸液槽，可盛装切割液，并能应用于线切割设备。线切割设备在对待切割件进行切割的过程中，切割线用于切割的部分(即切割段)浸入浸液槽的切割液中，切割线中与待切割工件接触的部分也浸入切割液内，切割线在切割液内对待切割工件进行切割。

待切割工件可以为光伏硅(单晶硅棒、多晶硅锭)、石英晶体、碳化硅、半导体、氮化硅、蓝宝石、磁材、陶瓷、硬质合金等硬脆材料工件。线切割设备通过切割线对待切割工件进行切割，将待切割工件切成一定数量的薄片。切割线可以为镀覆有金刚石磨粒的细线。

本实施例仅以硅棒作为待切割工件为例进行说明。本领域技术人员可以直接将本实施例所提供的方案应用于其它线切割设备，以对其它类型的工件进行切割；也可以对本实施例所提供的技术方案的相关技术特征作出等同的更改或替换后应用于其它线切割设备，以对其它类型的工件进行切割，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供的切割设备包括：机架1、切割装置2、浸液槽3和进给装置4。其中，机架1为框架结构，其内设有切割区。

切割装置2设置于切割区内，切割装置2包括至少两个并排布置的切割主辊21，切割主辊21的数量可以为两个、三个、四个或大于四个。本实施例仅以两个切割主辊21为例，两个切割主辊21平行且沿水平方向间隔布置。切割主辊21的两端通过轴箱安装在机架1上，切割主辊21与轴箱之间设有轴承，以使切割主辊21可绕自身轴线往复转动。切割主辊21用于绕设切割线以形成切割线网，切割主辊21往复转动的过程中带动切割线网往复运动，以便对硅棒进行切割。

浸液槽3设置于两个切割主辊21之间，浸液槽3可盛装切割液。在切割过程中，进给装置4驱动硅棒5向下移动进给，并对切割线6施加向下的压力，将切割线6压入切割液中。硅棒逐渐向下移动至浸没在切割液中，切割线6始终在切割液内对硅棒进行切割，切割液能够带走切割线切割产生的热量，降低切割线及硅棒的温度，以提高硅片表面质量。

图5和图6中去掉了侧板和端板的部分结构，用于对被遮挡的内部结构进行清晰地展示。如图4、图5和图6所示，本实施例提供的浸液槽3包括槽本体31、内板32、超声振子33和护罩34。

其中，槽本体31具有用于容纳切割液的储液腔36，其顶部开口。内板32设置于储液腔36内，限定出可容纳硅棒5的容纳腔37，容纳腔37的容积小于储液腔36。硅棒5从容纳腔37的顶部向下进入或向上退出。内板32还设有使储液腔36与容纳腔37连通的通液口，切割液可通过通液口从容纳腔37流向储液腔36。切割线6浸润在切割液中对硅棒进行切割，切割线上附着的硅粉则被流动的切割液带走。切割线切割产生的热量被切割液带走，实现对切割线所在的切割区进行降温。

超声振子33设置于内板32背离容纳腔37的一侧，其振动输出端与内板32接触，向内板32施加超声振动，并将超声振动传递给切割液，使切割液产生高频振动，从而加速切割线与切割液之间进行热量交换，提高降温效果，而且通过振动加快硅粉脱离切割线和硅片，减少切割线及硅片上附着的硅粉，有利于提高硅片表面质量，还有利于降低硅片向上退出的扭矩，降低退出的难度。

护罩34罩设于超声振子33的外侧，且固定于内板32，以将超声振子33与切割液隔离开，避免超声振子33与切割液接触，以对超声振子33进行保护。

本实施例提供的技术方案，采用的槽本体具有用于容纳切割液的储液腔，在储液腔内设置内板限定出容积小于储液腔的容纳腔，内板还设有使储液腔与容纳腔连通的通液口；超声振子设置于内板背离容纳腔的一侧，护罩罩设于超声振子的外侧，且固定于内板用于对超声振子进行保护；超声振子的振动输出端与内板接触，用于向内板施加超声振动，并将超声振动传递给切割液使切割液产生高频振动，一方面有利于提高切割线与切割液之间的热量交换速度，从而快速对切割线进行散热，提高散热效果；另一方面，超声振动能使硅粉等颗粒物从切割线及切割得到的片状物上快速掉落，减少其上附着的硅粉等颗粒物，有利于提高切割表面质量；再一方面，超声振动还能对浸液槽的表面进行清洗，减少其表面附着的硅粉等颗粒物，不再需要定期对浸液槽进行拆卸和清洗，降低维护难度及成本。

超声振子33的数量为至少一个。当其数量为多个时可间隔布置，也可以排成阵列。图5展示了三个超声振子33，排成上下两行，能够使容纳槽上下各处产生均匀振动，使各处清洗效果的一致性较好。

进一步的，上述槽本体31具有注液口311及排放口312，通过注液口311向储液腔36注入切割液，具体是直接向容纳腔37注入切割液，切割液从通液口进入储液腔36，通过排放口312将切割液及硅粉等大小颗粒物排出。相应的，可将注液管路连接于供液缸与注液口311之间，并在注液管路上设置液体泵，将供液缸内的切割液泵送至容纳腔37内。排放口312连接有排放管路，排放管路设置阀门，打开阀门将切割液及其中的硅粉等颗粒物排出。在供液缸的回流口前端设置过滤装置，从储液腔36排出的液体及固体经过过滤装置进行过滤后的切割液重新回到供液缸进行回收再利用。

优选的一种方案，采用液体泵持续工作，使切割液在供液缸、容纳腔37之间循环流动，容纳腔37内的切割液处于流动状态，能够保持在温度较低的状态，更有利于对切割线和硅片进行降温，而且能尽快排出容纳腔37内的固体颗粒物，减少对硅片的影响。

槽本体31的形状可根据待切割工件的形状进行设定。本实施例中，硅棒为横截面为矩形的方棒，因此槽本体31设置为近似长方体状。例如图7、图8和图9所示，槽本体31包括：底板313、侧板314及端板315。其中，底板313为矩形板。侧板314的数量为两个，分别垂直连接于底板313的两个长边。端板315的数量为两个，分别垂直连接于底板313的两个短边。两个侧板314、两个端板315与底板313围成储液腔36。

注液口311设置于端板315的顶部，排放口312设置于端板315的底部。从注液口311向储液腔36注入切割液。

另一种方案：内板32设有内板注液口，内板注液口与端板315上的注液口311之间通过注液管35相连，注液管35的端部伸入容纳腔37内。则从供液缸泵送来的切割液通过注液管35直接进入内板围成的容纳腔37内，使温度较低的切割液更快地与硅片和切割线接触，从而提高降温速度。并且，向容纳腔37内注入切割液，使容纳腔37内的液体压力增大，能促使切割液从底部从通液口流向储液腔36，再从排放口312快速排出，能提高颗粒物排出的速度，进一步减少对硅片的影响。

在上述技术方案的基础上，侧板314下部与底板313垂直，侧板314的顶部朝向外侧延伸形成喇叭口，以使侧板314的顶部更靠近切割主辊21。该方案使两个切割主辊21之间的大部分切割线段位于浸液槽3上方，以使切割线上的切割液落入浸液槽3内，减少带到切割主辊21上的切割液。

内板32的作用是在储液腔36内限定出一个更小的容纳腔37，使容纳腔37内的切割液的液面更高，硅棒和切割线位于容纳腔37内能浸润在切割液中。本实施例提供与一种内板32的具体实现方式：采用两个内板32，两个内板32平行且相对设置于储液腔36内。内板32与端板315平行，两个内板32之间的距离可根据待切割硅棒的长度进行设定。内板32的两侧与槽本体31相连，两个内板32与槽本体31限定出容纳腔37。

内板32的形状与槽本体31相匹配，当槽本体31的侧板314顶部为喇叭口时，内板32的顶部形状也设置为向外扩展与喇叭口适配的形状。

进一步的，还采用挡液板316连接于两个内板32的上部之间，两个挡液板316相对设置，且两个挡液板316之间的距离小于两个侧板314顶部之间的距离。该方案适用于上述喇叭口形状的槽本体31，采用挡液板316与内板32围成一个更小的空间，切割液在这个空间内具有较高的液位。而切割线上的切割液则可以直接掉落于两个挡液板316之间，或从挡液板316与侧板314之间的间隙掉落于容纳腔37内。

在上述技术方案的基础上，本实施例还提供一种内板32的实现方式，可参照图8和图9，为了清晰展示内板32的结构，图中去掉了一个侧板314。

如图8和图9所示，内板32包括：固定板321、活动板322和安装板323。其中，固定板321的两端固定至槽本体31的侧板314，固定板321的底端设置通液口3211，容纳槽中的切割液及固体颗粒从通液口3211流入储液腔36，再从排放口312排出。通液口3211与排放口3211位置对应，能够加快固体颗粒的排出速度，减少容纳腔37内固体颗粒的数量，从而减少对硅片表面的影响，有利于提高硅片切割质量。

活动板322连接于固定板321的底部，活动板322能相对于固定板321上下移动，从而调节通液口3211的大小，实现调节切割液及固体颗粒排出的流量。例如：当硅棒的体积较大时，切割时产生的热量较大、硅粉较多，则将活动板322向上移动，增大通液口3211，提高切割液及硅粉等颗粒物排出的速度，同时也增大切割液注入容纳腔37的速度，从而提高对切割线及硅片的散热效果，并及时排除硅粉等颗粒物。

一种具体方案为：活动板322设有沿上下方向延伸的长圆孔，活动板322的两侧边通过可插入长圆孔的螺纹紧固件与固定板321相连。通过调节螺纹紧固件在长圆孔中的位置来调节活动板322的高度。除此方案之外，也可以通过齿轮齿条、滑轨滑块等方式调节活动板322的高度。

安装板323连接于固定板321的上部，超声振子33和护罩34安装于安装板323上。一种具体方案：固定板321的顶部设有用于对安装板323进行让位的让位口，安装板323的尺寸大于让位口，安装板323设置在让位口处，安装板323的两侧边与固定板321相连。

进一步的，安装板323也可以相对于固定板321上下移动，以调节超声振子33的高度，从而适应不同大小的硅棒。例如可参照上述活动板322的方案实现高度调节。

本申请实施例还提供一种切割设备，包括上述任一内容所提供的浸液槽，具体可参照上述内容。该切割设备具有与上述浸液槽相同的技术效果。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，也可以是电连接或可以互相通讯；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申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种浸液槽，其特征在于，包括：

槽本体，具有用于容纳切割液的储液腔；

内板，设置于储液腔内，限定出容积小于储液腔的容纳腔；所述内板还设有使储液腔与容纳腔连通的通液口；

超声振子，设置于所述内板背离容纳腔的一侧；所述超声振子的振动输出端与内板接触，用于向内板施加超声振动，并将超声振动传递给切割液；

护罩，罩设于超声振子的外侧，且固定于所述内板。

2.根据权利要求1所述的浸液槽，其特征在于，所述内板的数量为两个，平行且相对设置于储液腔内；内板的两侧与槽本体相连，两个内板与槽本体限定出所述容纳腔。

3.根据权利要求1所述的浸液槽，其特征在于，所述内板包括：

固定板；所述固定板的两端固定至槽本体；固定板的底部设有通液口；

活动板，连接于固定板的底部；所述活动板能相对于固定板上下移动以调节通液口的大小；

安装板，连接于固定板的上部，超声振子和护罩设置于安装板上。

4.根据权利要求3所述的浸液槽，其特征在于，所述固定板的顶部设有用于对安装板进行让位的让位口；所述安装板的尺寸大于让位口，安装板的两侧边与固定板相连。

5.根据权利要求3所述的浸液槽，其特征在于，所述活动板设有沿上下方向延伸的长圆孔，活动板的两侧边通过可插入长圆孔的螺纹紧固件与固定板相连。

6.根据权利要求1所述的浸液槽，其特征在于，所述槽本体设有用于注入切割液的注液口及用于将切割液排出的排放口。

7.根据权利要求6所述的浸液槽，其特征在于，所述槽本体包括：底板、侧板及端板，侧板、端板与底板围成所述储液腔。

8.根据权利要求7所述的浸液槽，其特征在于，所述注液口设置于端板的顶部，所述排放口设置于端板的底部。

9.根据权利要求8所述的浸液槽，其特征在于，所述内板设有内板注液口，内板注液口与端板上的注液口之间通过注液管相连，注液管的端部伸入容纳腔内。

10.根据权利要求7所述的浸液槽，其特征在于，所述侧板的顶部朝向外侧延伸形成喇叭口。

11.根据权利要求10所述的浸液槽，其特征在于，还包括：

挡液板，连接于两个内板的上部之间；两个挡液板相对设置，两个挡液板之间的距离小于两个侧板顶部之间的距离。

12.一种切割设备，其特征在于，包括：

机架；所述机架设置有切割室；

至少两个切割主辊，并排布置，设置于所述切割室；

如权利要求1-11任一项所述的浸液槽，设置于相邻两个切割主辊之间。