多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，包括切割多晶硅錠的金剛石線(xiàn)鋸，所述金剛石線(xiàn)鋸包括環(huán)形金剛石鋸絲，至少兩條以上環(huán)形金剛石鋸絲分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊運(yùn)轉(zhuǎn)而形成X向相互平行的一組切割面，至少兩條環(huán)形金剛石鋸絲分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊而形成Y向相互平行的另一組切割面，兩組切割面上的X向金剛石鋸絲線(xiàn)族和Y向金剛石鋸絲線(xiàn)族交叉形成方格形切割網(wǎng)。本實(shí)用新型采用多條環(huán)形金剛石鋸絲排列成縱橫的網(wǎng)狀線(xiàn)切割多晶硅錠，有效利用環(huán)形金剛石鋸絲單方向、無(wú)慣性力、高速運(yùn)動(dòng)的特性，可使加工效率相比往復(fù)式金剛石線(xiàn)鋸裝置提高3倍～5倍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及脆硬非金屬材料加工裝置，具體為一種多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]多晶硅錠燒制成型后需經(jīng)過(guò)開(kāi)方，切片等工藝制成太陽(yáng)能光伏電池。晶錠的開(kāi)方作業(yè)是整個(gè)加工過(guò)程的第一道工序，是把大型晶錠切割成小型長(zhǎng)方體。目前最成熟、最常見(jiàn)的開(kāi)方設(shè)備多使用方格網(wǎng)線(xiàn)切割(如圖1所示)，網(wǎng)線(xiàn)鋸的工作區(qū)為相互垂直并在不同平面上的數(shù)條切割線(xiàn)組成，每四條網(wǎng)線(xiàn)組成一個(gè)方格，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，切割絲被帶動(dòng)切割硅錠，切割完成后，網(wǎng)線(xiàn)組成的方格中就形成一個(gè)小型長(zhǎng)方體硅錠。
[0003]網(wǎng)線(xiàn)切割所使用的切割方式有兩種:(1)游離磨料切割；(2)固結(jié)磨料切割。
[0004]游離磨料切割原理是:鋼絲快速運(yùn)動(dòng)將含磨料的液體帶入工件切縫，產(chǎn)生切削作用，是鋼絲、磨料、工件三者之間的磨削，磨液由磨料和礦物油按一定的比例混合而成，常用的磨料是碳化硅。游離磨料線(xiàn)鋸切割因其切縫窄，切片量大，切片成本低而被廣泛運(yùn)用；但切割效率低；切割時(shí)產(chǎn)生的廢漿液處理難度大，造成對(duì)環(huán)境的污染；使用成本高、鋼絲和排線(xiàn)輪同時(shí)磨損，使用壽命較短，在使用過(guò)程中一旦斷線(xiàn)，重新?lián)Q線(xiàn)過(guò)程及其復(fù)雜。
[0005]固結(jié)磨料金剛石線(xiàn)切割是試圖解決上述問(wèn)題所提出的新方法，該方法的方式與游離磨料切割方式相似，鋸絲長(zhǎng)數(shù)百公里，運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，切割線(xiàn)速度小于15米每秒。從目前的研究結(jié)果來(lái)看，固結(jié)磨料金剛石線(xiàn)鋸切割具有硅粉屑易回收處理、切割環(huán)境好、切割表面損傷小、效率高、切片薄、片厚均勻等優(yōu)勢(shì)。
[0006]目前，較為先進(jìn)的多晶硅錠開(kāi)方裝置使用數(shù)百公里長(zhǎng)的金剛石線(xiàn)鋸進(jìn)行切割。切割開(kāi)始前，先將長(zhǎng)鋸絲一頭拉出，并跨過(guò)幾十個(gè)導(dǎo)輪，并形成網(wǎng)狀，纏繞在整個(gè)機(jī)構(gòu)中的金剛石鋸絲的長(zhǎng)度約有100米。切割時(shí)金剛石鋸絲短距離往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切割效率較低，并且會(huì)在切割表面留下劃痕，增加后續(xù)工作量。另外，所使用的金剛石鋸絲較細(xì)，又跨過(guò)幾十個(gè)導(dǎo)輪，往復(fù)運(yùn)動(dòng)容易造成斷線(xiàn)，一旦斷線(xiàn)，換線(xiàn)難度大，耗時(shí)。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]為此，本實(shí)用新型提出了一種多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，使其在大型硅錠開(kāi)方過(guò)程中，能夠滿(mǎn)足表面質(zhì)量、效率、壽命等指標(biāo)要求。
[0008]本實(shí)用新型多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置的技術(shù)方案，包括切割多晶硅錠的金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)，所不同的是所述金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)包括環(huán)形金剛石鋸絲，至少兩條以上環(huán)形金剛石鋸絲分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊運(yùn)轉(zhuǎn)而形成X向相互平行的一組切割面，至少兩條以上環(huán)形金剛石鋸絲分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊而形成Y向相互平行的另一組切割面，兩組切割面上的X向金剛石鋸絲線(xiàn)族和Y向金剛石鋸絲線(xiàn)族交叉形成方格形切割網(wǎng)。
[0009]常規(guī)設(shè)置是使X向金剛石鋸絲線(xiàn)族同處于一個(gè)平面上，使Y向金剛石鋸絲線(xiàn)族同處于另一個(gè)平面上。
[0010]兩個(gè)平面的合理間距選擇為5mm?20mm。
[0011 ] 所述導(dǎo)輪組包括兩個(gè)以上導(dǎo)輪(包含兩個(gè))。
[0012]兩個(gè)以上導(dǎo)輪中包括一個(gè)主動(dòng)輪。
[0013]同組切割面各導(dǎo)輪組中的主動(dòng)輪位置相對(duì)應(yīng)，且同軸固連于傳動(dòng)軸上。
[0014]常規(guī)上將X向金剛石鋸絲線(xiàn)族的線(xiàn)間距設(shè)為相等，將Y向金剛石鋸絲線(xiàn)族的線(xiàn)間距設(shè)為相等，而形成方形切割“口”，切割完成后，被切割的多晶硅錠為尺寸一致的長(zhǎng)方體形狀。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置采用多條環(huán)形金剛石鋸絲排列成縱橫的網(wǎng)狀線(xiàn)切割多晶硅錠，有效利用環(huán)形金剛石鋸絲單方向、無(wú)慣性力、高速運(yùn)動(dòng)(30米/秒?50米/秒)的特性，可使加工效率相比往復(fù)式金剛石線(xiàn)鋸裝置提高3倍?5倍。
[0017]2、用本實(shí)用新型切割多晶硅錠時(shí)，不會(huì)在切割表面留下切割劃痕，可獲得更好的切割表面平整度和粗糙度。
[0018]3、本實(shí)用新型中，每條環(huán)形金剛石線(xiàn)由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組單獨(dú)張緊，既使切割過(guò)程中斷線(xiàn)也不影響其他切割線(xiàn)的切割，亦可停機(jī)換線(xiàn)。
[0019]4、本實(shí)用新型更換切割絲方便快捷，全部換下所有環(huán)形金剛石鋸絲僅需數(shù)分鐘即可完成。
(四)【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0020]圖1為傳統(tǒng)多晶硅錠開(kāi)方裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為用圖2實(shí)施方式切割多晶硅錠的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為用圖4實(shí)施方式切割多晶硅錠的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖號(hào)標(biāo)識(shí):1、金剛石鋸絲；2、導(dǎo)輪；3、多晶硅錠。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0026]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]本實(shí)用新型多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置包括金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)，所述金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)包括上、下層方格形切割網(wǎng)，所述方格形切割網(wǎng)由一組X向切割面上的X向金剛石鋸絲I線(xiàn)族和另一組Y向切割面上的Y向金剛石鋸絲I線(xiàn)族垂直交叉形成，所述X向金剛石鋸絲I線(xiàn)族同處于一個(gè)平面上，所述Y向金剛石鋸絲I線(xiàn)族同處于另一個(gè)平面上，兩個(gè)平面的間距為5mm?20mm，如圖2、圖4所示。
[0028]所述X向的一組切割面相互平行等距間隔，是由數(shù)條環(huán)形金剛石鋸絲I形成，所述數(shù)條環(huán)形金剛石鋸絲I分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊且單向運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0029]所述Y向的另一組切割面相互平行等距間隔，同樣由數(shù)條環(huán)形金剛石鋸絲I形成，所述數(shù)條環(huán)形金剛石鋸絲I分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊且單向運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0030]所述導(dǎo)輪組由兩個(gè)以上導(dǎo)輪2構(gòu)成，常規(guī)采用兩個(gè)導(dǎo)輪2和四個(gè)導(dǎo)輪2。[0031]1、所述導(dǎo)輪組采用兩個(gè)導(dǎo)輪2和一個(gè)張緊輪張緊一條環(huán)形金剛石鋸絲1，X向切割面的導(dǎo)輪2左、右設(shè)置，Y向切割面的導(dǎo)輪2前、后設(shè)置，其中一個(gè)導(dǎo)輪2設(shè)為主動(dòng)輪，另一個(gè)導(dǎo)輪2設(shè)為從動(dòng)輪，兩個(gè)導(dǎo)輪2面及環(huán)形金剛石鋸絲I均在一個(gè)平面；同組切割面中各條環(huán)形金剛石鋸絲I的主動(dòng)輪位置相對(duì)應(yīng)且分別同軸固裝于一根傳動(dòng)軸上。
[0032]2、所述導(dǎo)輪組采用四個(gè)導(dǎo)輪2和一個(gè)張緊輪張緊一條環(huán)形金剛石鋸絲1，X向切割面的導(dǎo)輪2上、下、左、右四角設(shè)置，Y向切割面的導(dǎo)輪2上、下、前、后設(shè)置，其中一個(gè)導(dǎo)輪2設(shè)為主動(dòng)輪，其他導(dǎo)輪2設(shè)為從動(dòng)輪，四個(gè)導(dǎo)輪2面及環(huán)形金剛石鋸絲I均在一個(gè)平面；同組切割面中各條環(huán)形金剛石鋸絲I的主動(dòng)輪位置相對(duì)應(yīng)且分別同軸固裝于一根傳動(dòng)軸上。
[0033]常規(guī)上是用下層方格形切割網(wǎng)對(duì)多晶硅錠3進(jìn)行切割加工，即多晶硅錠3置于金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)的下方，切割進(jìn)給方向?yàn)槎嗑Ч桢V3和金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的上、下方向。
【權(quán)利要求】
1.多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，包括切割多晶硅錠(3)的金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述金剛石線(xiàn)鋸機(jī)構(gòu)包括環(huán)形金剛石鋸絲(I)，至少兩條以上環(huán)形金剛石鋸絲(I)分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊運(yùn)轉(zhuǎn)而形成X向相互平行的一組切割面，至少兩條以上環(huán)形金剛石鋸絲(I)分別由各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的導(dǎo)輪組張緊而形成Y向相互平行的另一組切割面，兩組切割面上的X向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族和Y向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族交叉形成方格形切割網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:所述X向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族同處于一個(gè)平面上，所述Y向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族同處于另一個(gè)平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:兩個(gè)平面的間距為5mm?20mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:所述導(dǎo)輪組包括兩個(gè)以上導(dǎo)輪(2 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:兩個(gè)以上導(dǎo)輪(2)中包括一個(gè)主動(dòng)輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:同組切割面各導(dǎo)輪組中的主動(dòng)輪位置相對(duì)應(yīng)，且同軸固連于傳動(dòng)軸上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的多晶硅錠開(kāi)方金剛石線(xiàn)鋸裝置，其特征在于:所述X向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族的線(xiàn)間距相等，Y向金剛石鋸絲(I)線(xiàn)族的線(xiàn)間距相等。
【文檔編號(hào)】B28D5/04GK203680563SQ201420043338
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】陳超, 胡喬帆, 王進(jìn)保, 呂智, 張昌龍, 林峰, 謝志剛, 秦建新, 李東平 申請(qǐng)人:中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司