用于單晶硅棒的切割裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠減少切割損失且操作方便的用于單晶硅棒的切割裝置。該切割裝置，包括支架、工作臺，所述工作臺上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置，所述工作臺的上表面設(shè)置有多個互相平行的支撐板，所述支撐板沿鋼線運動方向設(shè)置且支撐板的表面與工作臺的表面互相垂直，所述每個支撐板上相同的位置處均設(shè)置有多個半圓形的缺口，所述缺口的半徑與硅棒的半徑相同。該切割裝置的整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的硅棒截面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序。適合在太陽能電池加工設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【專利說明】用于單晶硅棒的切割裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種用于單晶硅棒的切割裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]21世紀，世界能源危機促進了光伏市場的發(fā)展，晶體硅太陽能電池是光伏行業(yè)的主導產(chǎn)品。隨著世界各國對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的進一步重視，特別是發(fā)達國家制定了一系列的扶持政策，鼓勵開發(fā)利用太陽能，另外，隨著硅太陽能電池應(yīng)用面的不斷擴大，太陽能電池的需求量越來越大，硅單晶材料的需求量也就越來越大。
[0003]單晶硅為一種半導體材料，一般用于制造集成電路和其他電子元件，單晶硅生長技術(shù)有兩種:一種是區(qū)熔法，另一種是直拉法，其中直拉法使目前普遍采用的方法。
[0004]直拉法生長單晶硅的方法如下:將高純度的多晶硅原料放入單晶爐的石英坩禍內(nèi)，然后在低真空有流動惰性氣體的保護下加熱熔化，把一支有著特定生長方向的單晶硅(也叫做籽晶)裝入籽晶夾持裝置中，并使籽晶與硅溶液接觸，調(diào)整熔融硅溶液的溫度，使其接近熔點溫度，然后驅(qū)動籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋轉(zhuǎn)，然后緩緩上提籽晶，此時，單晶硅進入錐體部分的生長，當錐體的直徑接近目標直徑時，提高籽晶的提升速度，使單晶硅體直徑不再增大而進入晶體的中部生長階段，在單晶硅體生長接近結(jié)束時，再提高籽晶的提升速度，單晶硅體逐漸脫離熔融硅，形成下錐體而結(jié)束生長。用這種方法生長出來的單晶硅，其形狀為兩段呈錐形的圓柱體，將該圓柱體切片，即得到單晶硅半導體原料，這種圓形單晶硅片就可以作為集成電路或太陽能的材料。
[0005]在光伏行業(yè)中，采用直拉法制成的單晶硅棒一般體積較大，通常需要將單晶硅棒切割成體積較小的晶塊后才能使用。
[0006]目前，對于單晶硅棒的切割主要采用金剛石鋸片進行切割，由于金剛石鋸片的厚度一般為3mm左右，如果用3mm厚的金剛石鋸片切割單晶娃棒，就會有3mm的截口損失，也就是說至少會浪費3_厚的單晶材料，單晶的利用率較低，而單晶價格昂貴，單晶利用率低就會導致單晶硅的生產(chǎn)成本大大增加，而且，使用金剛石鋸片切高割籽晶，籽晶的切割面不光滑，還需要對切割面進行后續(xù)工序處理，不但工序復雜且成本也較，另外，現(xiàn)有的切割裝置結(jié)構(gòu)復雜，切割起來非常不方便。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠減少切割損失且操作方便的用于單晶硅棒的切割裝置。
[0008]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該用于單晶硅棒的切割裝置，包括支架、工作臺，所述工作臺上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置，所述鋼線切割裝置包括主動線輥、無頭鋼線、第一線輥、第二線輥、第三線輥，所述第一線輥、第二線輥設(shè)置在工作臺的一側(cè)且第一線輥設(shè)置在第二線輥的上方，所述第三線輥設(shè)置在工作臺的另一側(cè)，所述無頭鋼線依次繞過主動線輥、第一線輥、第三線輥、第二線輥、主動線輥反復循環(huán)移動，所述工作臺下表面的中間位置固定有套筒，所述套筒內(nèi)設(shè)置有絲桿，所述絲桿與套筒螺紋連接，所述絲桿的下端通過軸承固定在支架上，所述絲桿上連接有用于絲桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，所述工作臺的上表面設(shè)置有多個互相平行的支撐板，所述支撐板沿鋼線運動方向設(shè)置且支撐板的表面與工作臺的表面互相垂直，所述每個支撐板上相同的位置處均設(shè)置有多個半圓形的缺口，所述缺口的半徑與硅棒的半徑相同。
[0009]進一步的是，所述主動線輥、第一線輥、第二線輥、第三線輥的表面均設(shè)置有線槽。
[0010]進一步的是，所述工作臺下方設(shè)置有多根支撐桿，所述支撐桿的一端固定在工作臺的下表面，另一端固定在套筒的外表面。
[0011]進一步的是，所述支撐板通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在工作臺上。
[0012]本實用新型的有益效果是:該用于單晶硅棒的切割裝置在使用時，只需將需要切割的單晶硅棒放入半圓形的缺口內(nèi)，然后使主動線輥轉(zhuǎn)動進而帶動鋼線高速移動，此時，通過驅(qū)動電機驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，由于絲桿與套筒螺紋連接，因而絲桿轉(zhuǎn)動可以使得套筒沿絲桿軸向方向移動，進而推動工作臺向上移動，使得單晶硅棒逐漸與鋼線接觸，當單晶硅棒與高速移動的鋼線接觸后，鋼線對單晶硅棒進行切割，工作臺繼續(xù)向上移動知道硅棒被完全切斷，當單晶硅棒被切斷后，驅(qū)動電機反向旋轉(zhuǎn)，絲桿帶動套筒向下移動，進而工作臺向下移動，移動至與鋼線保持安全距離后，將切割好的硅棒取下，再放入新的需要切割的硅棒，重復上述步驟即可，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，由于鋼線較細，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的硅棒截面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序，進一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型用于單晶硅棒的切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是圖1的左側(cè)視圖；
[0015]圖中標記為:支架1、工作臺2、鋼線切割裝置3、王動線棍301、無頭鋼線302、弟一線輥303、第二線輥304、第三線輥305、套筒4、絲桿5、支撐板6、缺口 7、支撐桿8。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0017]如圖1、2所示，該用于單晶硅棒的切割裝置，包括支架1、工作臺2，所述工作臺2上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置3，所述鋼線切割裝置3包括主動線輥301、無頭鋼線302、第一線輥303、第二線輥304、第三線輥305，所述第一線輥303、第二線輥304設(shè)置在工作臺2的一側(cè)且第一線輥303設(shè)置在第二線輥304的上方，所述第三線輥305設(shè)置在工作臺2的另一側(cè)，所述無頭鋼線302依次繞過主動線輥301、第一線輥303、第三線輥305、第二線輥304、主動線輥301反復循環(huán)移動，所述工作臺2下表面的中間位置固定有套筒4，所述套筒4內(nèi)設(shè)置有絲桿5，所述絲桿5與套筒4螺紋連接，所述絲桿5的下端通過軸承固定在支架I上，所述絲桿5上連接有用于絲桿5轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，所述工作臺2的上表面設(shè)置有多個互相平行的支撐板6，所述支撐板6沿鋼線運動方向設(shè)置且支撐板6的表面與工作臺2的表面互相垂直，所述每個支撐板6上相同的位置處均設(shè)置有多個半圓形的缺口 7，所述缺口 7的半徑與硅棒的半徑相同。該用于單晶硅棒的切割裝置在使用時，只需將需要切割的單晶硅棒放入半圓形的缺口 7內(nèi)，然后使主動線輥301轉(zhuǎn)動進而帶動鋼線高速移動，此時，通過驅(qū)動電機驅(qū)動絲桿5轉(zhuǎn)動，由于絲桿5與套筒4螺紋連接，因而絲桿5轉(zhuǎn)動可以使得套筒4沿絲桿5軸向方向移動，進而推動工作臺2向上移動，使得單晶硅棒逐漸與鋼線接觸，當單晶硅棒與高速移動的鋼線接觸后，鋼線對單晶硅棒進行切割，工作臺2繼續(xù)向上移動知道娃棒被完全切斷，當單晶娃棒被切斷后，驅(qū)動電機反向旋轉(zhuǎn)，絲桿5帶動套筒4向下移動，進而工作臺2向下移動，移動至與鋼線保持安全距離后，將切割好的硅棒取下，再放入新的需要切割的硅棒，重復上述步驟即可，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割硅棒，由于鋼線較細，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的硅棒截面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序，進一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0018]為了避免鋼線在高速移動的過程發(fā)生躥位，所述主動線輥301、第一線輥303、第二線輥304、第三線輥305的表面均設(shè)置有線槽，將鋼線限制在線槽內(nèi)，由于鋼線處于緊繃狀態(tài)，因為無法從線槽內(nèi)滑出，可以保證鋼線穩(wěn)定的快速移動。
[0019]工作臺2是否能夠平穩(wěn)移動對于鋼線切割硅棒有很大的影響，因此必須保證工作臺2在上升過程中平穩(wěn)移動，由于工作臺2 —般較重，為了保證工作臺2在上升和下降時平穩(wěn)，所述工作臺2下方設(shè)置有多根支撐桿8，所述支撐桿8的一端固定在工作臺2的下表面，另一端固定在套筒4的外表面。
[0020]另外，為了方便調(diào)整支撐板6的位置，以適應(yīng)不同規(guī)格的硅棒，所述支撐板6通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在工作臺2上。所述可拆卸結(jié)構(gòu)可以是螺栓結(jié)構(gòu)，也可以通過卡扣的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，作為優(yōu)選的方式是:所述支撐板6固定有底座，所述底座上開有多個螺栓孔，所述工作臺2上也開有多個螺栓孔，這樣可以很方便的將支撐板6拆卸和固定。
【權(quán)利要求】
1.用于單晶硅棒的切割裝置，其特征在于:包括支架(1)、工作臺(2)，所述工作臺(2)上方設(shè)置有多個鋼線切割裝置(3)，所述鋼線切割裝置(3)包括主動線輥(301)、無頭鋼線(302)、第一線輥(303)、第二線輥(304)、第三線輥(305)，所述第一線輥(303)、第二線輥(304)設(shè)置在工作臺(2)的一側(cè)且第一線輥(303)設(shè)置在第二線輥(304)的上方，所述第三線輥(305)設(shè)置在工作臺(2)的另一側(cè)，所述無頭鋼線(302)依次繞過主動線輥(301)、第一線輥(303)、第三線輥(305)、第二線輥(304)、主動線輥(301)反復循環(huán)移動，所述工作臺(2)下表面的中間位置固定有套筒(4)，所述套筒(4)內(nèi)設(shè)置有絲桿(5)，所述絲桿(5)與套筒(4)通過螺紋連接，所述絲桿(5)的下端通過軸承固定在支架(I)上，所述絲桿(5)上連接有用于絲桿(5)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，所述工作臺(2)的上表面設(shè)置有多個互相平行的支撐板(6)，所述支撐板(6)沿鋼線運動方向設(shè)置且支撐板(6)的表面與工作臺(2)的表面互相垂直，所述每個支撐板(6)上相同的位置處均設(shè)置有多個半圓形的缺口(7)，所述缺口(7)的半徑與娃棒的半徑相同。
2.如權(quán)利要求1所述的用于單晶硅棒的切割裝置，其特征在于:所述主動線輥(301)、第一線輥(303)、第二線輥(304)、第三線輥(305)的表面均設(shè)置有線槽。
3.如權(quán)利要求2所述的用于單晶硅棒的切割裝置，其特征在于:所述工作臺(2)下方設(shè)置有多根支撐桿(8)，所述支撐桿(8)的一端固定在工作臺(2)的下表面，另一端固定在套筒(4)的外表面。
4.如權(quán)利要求3所述的用于單晶硅棒的切割裝置，其特征在于:所述支撐板(6)通過可拆卸結(jié)構(gòu)固定在工作臺(2)上。
【文檔編號】B28D7/04GK204249124SQ201420734929
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】陳五奎, 李軍, 陳輝, 耿榮軍, 徐文州 申請人:樂山新天源太陽能科技有限公司