專利名稱：一種線切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種晶體硅切片設(shè)備，具體的說(shuō)是一種線切割機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，占光伏產(chǎn)品市場(chǎng)90%以上份額的主要材料晶體 硅的需求量，近些年幾乎以每年翻1 2番的速度增長(zhǎng)。因此，硅片切割設(shè)備也成為了該領(lǐng) 域市場(chǎng)需求的重點(diǎn)。目前市場(chǎng)銷售和使用的硅片線切割機(jī)主要從國(guó)外進(jìn)口，其工作原理是 以高強(qiáng)度冷拔鋼絲為切割載體，單根鋼絲一頭牽出纏繞于刻有螺旋槽的兩滾輪上，經(jīng)收線 輪旋轉(zhuǎn)牽拉，同時(shí)，噴以經(jīng)切割液充分分散的碳化硅磨粒；通過(guò)兩輪間帶有一定壓力鋼線的 直線運(yùn)動(dòng)，以及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程所黏附、夾帶的磨粒的磨削作用，把用高強(qiáng)膠粘劑固定在機(jī)體的 晶體硅棒、錠切割成片。其切縫150 200iim，切片厚度約200iim(誤差正負(fù)20iim)。上述 線切割機(jī)還存在如下不足其一生產(chǎn)效率低，由于鋼線是以單線往復(fù)纏繞于兩滾輪螺旋槽 內(nèi)并受力牽出，其破斷力僅為4KN;因此其設(shè)計(jì)線速度較低；該機(jī)雖一次可同時(shí)切數(shù)百片， 但一個(gè)切片周期在不斷線的條件下至少需8個(gè)小時(shí)。其二單位重量晶體硅的切片數(shù)量、切 片質(zhì)量、硅損耗率等與光伏業(yè)、電子業(yè)期望的理想值仍有較大差距，由于切片過(guò)程碳化硅磨 粒是在完全自由態(tài)下被鋼線夾帶利用，從而使切縫寬度有一定范圍的不確定性，從而影響 和減少了單位重量晶體硅的切片數(shù)量，是導(dǎo)致硅總體損耗率仍約為50%和切片表面光潔度 較差的主要因素。其三物料消耗高，切片過(guò)程所用鋼線一次性通過(guò)硅棒、錠后即行報(bào)廢；炭 化硅磨料和切割液是在自由狀態(tài)下由鋼絲夾帶進(jìn)入切縫而起磨礪作用，但由于切縫狹窄， 90%以上未參與磨礪而直接排放報(bào)廢，固定硅棒、錠的膠粘劑也為一次性消耗。因此，一臺(tái) 小型機(jī)每月僅物料消耗就在30萬(wàn)元以上。以上硅片切片設(shè)備的不足之處，是造成光伏發(fā)電 行業(yè)建設(shè)費(fèi)用和發(fā)電成本居高不下的主要原因之一。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種線切割機(jī)，它不僅在生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保、 能耗低，而且使得產(chǎn)品質(zhì)量和精度均得到提升，生產(chǎn)效率提高了 200%，生產(chǎn)成本降低了 60%。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足而采用的技術(shù)方案是一種線切割機(jī)，包 括機(jī)架、支撐平臺(tái)、升降裝置、液壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電機(jī)，在支撐平臺(tái)上設(shè)有 切割總成、夾緊裝置和張緊機(jī)構(gòu)，切割總成由一個(gè)主動(dòng)輥輪和兩個(gè)從動(dòng)輥輪及兩端的固定 端板構(gòu)成，主動(dòng)輥輪與兩個(gè)從動(dòng)輥輪呈三角形設(shè)置，在主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪上均布設(shè)有獨(dú) 立的線槽，每一個(gè)線槽繞輥輪圓周面一周，并垂直于輥輪的軸線，且主動(dòng)輥輪與從動(dòng)輥輪設(shè) 置的線槽相對(duì)應(yīng)，切割線環(huán)繞在主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪的線槽內(nèi)，張緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在切割線的 一個(gè)側(cè)面上，所述的夾緊機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊平臺(tái)構(gòu)成，其夾緊平臺(tái)呈中空結(jié)構(gòu)，在 夾緊平臺(tái)的上板面上，均勻設(shè)有多個(gè)細(xì)孔，在夾緊平臺(tái)的側(cè)板上，設(shè)有與真空泵連接管路。所述的升降裝置，主要由固定框架、導(dǎo)軌和電機(jī)吊籃構(gòu)成，固定框架設(shè)置在導(dǎo)軌之間，在固定框架下端設(shè)有液壓油缸，電機(jī)吊籃與固定框架連接。所述的固定端板，由連接桿固定連接，主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪設(shè)在兩個(gè)固定端板之 間。所述的切割總成上還設(shè)有主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌和從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌。所述的固定框架上設(shè)有導(dǎo)向槽，其導(dǎo)向槽的凹陷面與導(dǎo)軌的凸起面相貼合。所述的張緊機(jī)構(gòu)，由張緊輥軸、支撐架和張緊彈簧組成，所述的張緊輥軸，為一個(gè) 金屬輥，其金屬輥的基體表面設(shè)有橡膠覆層。所述的電機(jī)，設(shè)在電機(jī)吊籃上。所述的電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶與主動(dòng)輥輪連接。所述的電機(jī)與電機(jī)吊籃底板之間還設(shè)有減震板，減震板由一個(gè)支撐桿支撐，其減 震板的一個(gè)端面與電機(jī)吊籃的底板連接，減震板的另一端懸空，在電機(jī)吊籃底板外端的支 撐桿上還設(shè)有彈簧組件。所述的切割線，其基體為冷拔鋼線，在基體上鍍有金剛石層。本實(shí)用新型的有益效果是1、單位重量晶體硅切片數(shù)量多。以斷面lOOXlOOmm的硅錠為例晶體硅比重 2. 33，每mm硅錠可切3片，1kg的硅錠長(zhǎng)度約為43mm，可切出129片合格硅片，所切片數(shù)是 目前所用(光)線切割機(jī)的200%。2、切割效率高。在切割機(jī)構(gòu)上的主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè) 環(huán)形槽，如有效切割長(zhǎng)度為333. 3mm的輥輪，可設(shè)置環(huán)形槽999個(gè)，環(huán)形槽的深、寬為 0.2X1. 33mm，兩個(gè)環(huán)形槽之間間隔為0. 2mm。此輥輪可掛切割線999根，一次可同時(shí)切1000 片，需時(shí)僅為10 15分鐘；切割效率是目前主流機(jī)型的數(shù)十倍。3、運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程穩(wěn)定，切片質(zhì)量高。本一種線切割機(jī)采用多項(xiàng)技術(shù)措施以保證切割設(shè) 備的平穩(wěn)運(yùn)行，如固定框架上設(shè)置的個(gè)導(dǎo)軌保證了切割機(jī)構(gòu)在可控范圍只能上下移動(dòng)；半 圓形主動(dòng)和從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌的使用，可有效防止輥輪軸向位移和徑向跳動(dòng)；電機(jī)底板軸和電 機(jī)吊籃與固定框架連接處均采用橡膠減震模塊和彈簧結(jié)構(gòu)固定連接，最大程度限制和防止 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的震動(dòng)、噪聲對(duì)設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行和切片質(zhì)量的影響。同時(shí)，由于金剛石線是在具 有高表面光潔度模具的夾持下電鍍而成，其亦有很高的表面光潔度。在高穩(wěn)定性和高質(zhì)量 機(jī)、線的共同作用下，切出的硅片薄厚誤差不大于正負(fù)5 u m,切片質(zhì)量相當(dāng)于拋光片；對(duì)于 電子業(yè)用硅片而言，完全可以省卻切片拋光工序。4、物料消耗低。由于所用磨料金剛石是通過(guò)電沉積法固定在鋼線上，幾乎100%參 與摩檫切割，同時(shí)，僅用可循環(huán)使用的無(wú)離子水作切割冷卻液，而不用目前主流機(jī)型所使用 的、價(jià)格昂貴的切割液和固定硅材料所用的膠粘劑；另外，因采用封閉切割，其過(guò)程產(chǎn)生的 未經(jīng)任何污染的純凈硅晶體磨屑，經(jīng)沉淀回收亦是一筆不菲的收入，總體算下來(lái)，該機(jī)每片 切割物料消耗(或成本)平均不到目前主流機(jī)型的30%。5、生產(chǎn)過(guò)程潔凈環(huán)保能耗低。該機(jī)在切片過(guò)程未使用任何對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)品和 價(jià)格較貴的碳化硅磨料，除金剛石和部分鍍層是一次性消耗外，余均可回收再循環(huán)利用；即 使磨耗的金剛石(成分為C)和鍍層(成分為金屬Ni、Co)以及磨屑(Si)均為冶煉優(yōu)質(zhì)鋼 不可或缺的添加劑。因此可說(shuō)其產(chǎn)生過(guò)程是零排放。同時(shí)，該機(jī)電耗按片計(jì)算亦不到目前 主流機(jī)型的5%。[0020]6、夾緊裝置采用真空夾緊和機(jī)械夾緊兩種手段相結(jié)合，下端面采用真空夾緊，原 有設(shè)備中通常使用高強(qiáng)膠粘劑固定的方法，使用后的膠粘劑要么隨廢料拋灑在車間外，污 染嚴(yán)重；或者進(jìn)入收集程序，從而使得企業(yè)內(nèi)回收碳化硅磨粒時(shí)處理工藝復(fù)雜，回收難度 大。該技術(shù)創(chuàng)新不僅為企業(yè)省去購(gòu)買高強(qiáng)膠粘劑的資金，又減少了污染，還為后序的回收處 理提供了方便。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A向剖視圖。圖3是本實(shí)用新型中升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型中切割總成的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型中固定框架與切割總成得連接示意圖。圖6是本實(shí)用新型中夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1、支撐平臺(tái)，2、夾緊裝置，3、升降裝置，4、切割總成，5、固定框架，6、導(dǎo) 軌，7、電機(jī)吊籃，8、電機(jī)，9、機(jī)座，10、固定端板，11、主動(dòng)輥輪，12、從動(dòng)輥輪，13、切割線，14、 連接桿，15、主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌，16、從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌，17、彈簧組件，18、張緊輥軸，19、夾緊平臺(tái)， 20、手輪，21、冷卻水泵，22、真空泵，23、油泵，24、液壓油缸，25、活塞桿，26、緊固螺釘，27、水 箱，28、泄水面板，29、集水槽，30、齒輪傳動(dòng)副，31、頂緊板，32、手柄，33、鎖緊裝置，34、張緊 機(jī)構(gòu)，35、減震板，36、支撐桿。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，一種線切割機(jī)主要由支撐平臺(tái)1、夾緊裝置2、升降裝置3、切割 總成4、冷卻系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)構(gòu)成，在支撐平臺(tái)1下部設(shè)有機(jī)座9，夾緊裝置2設(shè)置在支撐平 臺(tái)1上，在夾緊裝置2上方設(shè)有切割總成4，切割總成4設(shè)置在升降裝置3上，并通過(guò)升降 裝置3下端設(shè)置的液壓系統(tǒng)帶動(dòng)，所述的液壓系統(tǒng)主要由油泵23、液壓油缸24和活塞桿25 構(gòu)成。如圖3所示，所述升降裝置3主要由固定框架5、導(dǎo)軌6和電機(jī)吊籃7構(gòu)成，固定框 架5設(shè)置在導(dǎo)軌之間，在固定框架5下端設(shè)有液壓油缸24和活塞桿25，電機(jī)吊籃7與固定 框架5連接，在切割過(guò)程中升降裝置3依靠其自身的重力下落壓在物料上，不需要另外提高 動(dòng)力，降低了能耗。且其固定框架5上設(shè)有V形導(dǎo)向槽，其獨(dú)特形狀可以保證導(dǎo)軌6的凸出 面與導(dǎo)向槽的凹陷面相貼合，兩者之間不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)，使升降裝置3平穩(wěn)下降，保證切片精 度和質(zhì)量，切出的硅片表面薄厚誤差僅為5 u m。如圖4所示，所述的切割總成4主要由固定端板10、主動(dòng)輥輪11、從動(dòng)輥輪12、切 割線13和連接桿14構(gòu)成，所述的主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥輪12上對(duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)環(huán)形槽，切割 線13環(huán)繞在主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥輪12的環(huán)形槽內(nèi)，固定端板10為一個(gè)三角形的整板，由 四個(gè)連接桿14將獨(dú)立的左右端板固定于主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥輪12的兩端，并使左右端板 與輥輪連接為一個(gè)整體，其中的兩個(gè)連接桿14為中空結(jié)構(gòu)，冷卻水泵21通過(guò)冷卻管與兩個(gè) 連接桿14連接，主要用于儲(chǔ)存冷卻液，在切割過(guò)程中用于冷卻切割線13和沖洗粉末狀顆 粒。
5[0031]如圖5所示，固定框架5與切割總成4的連接示意圖，所述的固定框架5上設(shè)有梯 形槽，其形狀、角度與固定端板10相匹配，便于迅速對(duì)位裝配和固定，將切割總成4的固定 端板10設(shè)置在固定框架5的梯形槽內(nèi)，并通過(guò)緊固螺釘26固定即可，進(jìn)一步說(shuō)明其連接方 法固定框架5為兩個(gè)框架，同時(shí)將左固定端板和右固定端板分別設(shè)置在固定框架5的梯形 槽內(nèi)，并通過(guò)緊固螺釘26固定，從而使得固定框架5與切割總成4呈一個(gè)整體，在固定框架 5上還設(shè)有張緊機(jī)構(gòu)34。本實(shí)用新型，所述的切割總成4上還設(shè)有主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌15和從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌16，主 動(dòng)輥輪導(dǎo)軌15設(shè)置在主動(dòng)輥輪11的一端，因此，主動(dòng)輥輪11在電機(jī)8帶動(dòng)下，沿主動(dòng)輥輪 導(dǎo)軌15運(yùn)動(dòng)，有效防止主動(dòng)輥輪11的軸向位移和徑向跳動(dòng)，為切片的精度提供了保證，從 動(dòng)輥輪導(dǎo)軌16設(shè)置在從動(dòng)輥輪12的一端，防止從動(dòng)輥輪12的軸向位移和徑向跳動(dòng)，同樣 保證了切片的質(zhì)量，所述的主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌15和從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌16均與固定端板10連接。本實(shí)用新型，所述的的主動(dòng)輥輪11，在其外表面沿軸向等距離設(shè)置多個(gè)環(huán)形槽，每 個(gè)環(huán)形槽尺寸、間隔相等，與其對(duì)應(yīng)的從動(dòng)輥輪12亦設(shè)置相同數(shù)量的環(huán)形槽，所述的環(huán)形 槽，深、寬度與電鍍金剛石線相匹配，兩個(gè)環(huán)形槽之間的間隔與期望切割的片厚一致。舉例 說(shuō)明所述的的主動(dòng)輥輪11，在其外表面沿軸向等距離設(shè)置999個(gè)環(huán)形槽，每個(gè)環(huán)形槽相互 平行且繞主動(dòng)輥輪11 一周，在從動(dòng)輥輪12上對(duì)應(yīng)設(shè)置999個(gè)環(huán)形槽，每個(gè)環(huán)形槽相互平行 且繞從動(dòng)輥輪12 —周，所述的環(huán)形槽，其深度為0. 2mm，環(huán)形槽的寬度可以剛好放進(jìn)切割線 為最好，兩個(gè)環(huán)形槽之間的間隙為0. 2mm。本實(shí)用新型，所述的從動(dòng)輥輪12可以設(shè)置兩個(gè)，主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥輪12呈等 邊三角形布置，而且兩個(gè)從動(dòng)輥輪呈水平方向設(shè)置在固定端板10之間。本實(shí)用新型，所述的切割線13為閉合的環(huán)狀線，其環(huán)繞在由主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥 輪12構(gòu)成等邊三角形的框架上，并設(shè)置在主動(dòng)輥輪11和從動(dòng)輥輪12上的環(huán)形槽內(nèi)，且切 割線13的數(shù)量和主動(dòng)輥輪11上的環(huán)形槽數(shù)量相等，因此在從動(dòng)輥輪的下邊緣帶構(gòu)成切割 線群，在該切割總成上如設(shè)置999根切割線，則每次切割可同時(shí)切出1000片，生產(chǎn)效率是目 前主流機(jī)型切割效率的數(shù)十倍。本實(shí)用新型，所述的切割線13，其基體為高強(qiáng)度冷拔鋼線，在基體上鍍有金剛石 層，所述的金剛石鍍層通過(guò)電沉積法將金剛石固定在鋼線上。本實(shí)用新型，所述的升降裝置3由下端設(shè)置的液壓系統(tǒng)帶動(dòng)，由油泵23提供動(dòng)力， 通過(guò)液壓油缸24帶動(dòng)活塞桿25動(dòng)作，因?yàn)榛钊麠U25上端球頭部設(shè)置在固定框架5下端的 球形槽內(nèi)，因此可提升升降裝置3，并通過(guò)升降裝置3帶動(dòng)切割總成4，提升穩(wěn)定，切割過(guò)程 中，依靠升降裝置3和切割總成4的自身重力下落，實(shí)施對(duì)硅棒、錠的切割。本實(shí)用新型，所述的切割總成4，可選用電機(jī)8通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)主動(dòng)輥輪11高速轉(zhuǎn) 動(dòng)，利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)切割線群作圓周運(yùn)動(dòng)，并利用其底面群線對(duì)晶體硅棒、 錠進(jìn)行切割，且在主動(dòng)輥輪11的一端設(shè)有主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌15，在從動(dòng)輥輪12的一端設(shè)有從動(dòng) 輥輪導(dǎo)軌16，從而在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可有效防止其軸向位移和徑向跳動(dòng)，保證切片的質(zhì)量。本實(shí)用新型，所述的張緊機(jī)構(gòu)34由支撐架、張緊輥軸18、棘輪軸和扭簧構(gòu)成，棘輪 軸設(shè)置在支撐架上，張緊輥軸18通過(guò)扭簧與棘輪軸連接，在切割線群的一側(cè)設(shè)有張緊輥軸 18，由于切割線是在松弛狀態(tài)下裝配入槽的，而切割時(shí)各切割線需要一定的張緊度才能工 作，因此，在切割線的一側(cè)設(shè)有張緊輥軸18，為了防止切割線和輥輪槽制造誤差造成各線張
6緊度松緊不一，所述的張緊輥軸18金屬基體上敷有橡膠層，利用橡膠的物理特性消除上述 制造誤差使各切割線均有基本一致的張緊度，因此，張緊輥軸18壓緊切割線時(shí)，橡膠層與 切割線接觸，張緊輥輪對(duì)切割群線的張緊力的松緊的調(diào)節(jié)，是通過(guò)安裝在固定框架棘輪軸 上的扭簧實(shí)現(xiàn)的，扭簧一端壓在張緊輥軸兩端的軸柄上，一端卡在棘輪齒上，轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪就可 實(shí)現(xiàn)對(duì)張緊力的調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型，所述的電機(jī)8設(shè)置在電機(jī)吊籃7上，電機(jī)吊籃7通過(guò)連接桿與升降裝 置3的固定框架5連接，電機(jī)吊籃7與固定框架5連接處均采用橡膠減震模塊，電機(jī)吊籃7 隨升降裝置3上下移動(dòng)，在電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)自身的所發(fā)出的運(yùn)轉(zhuǎn)震動(dòng)和噪聲易通過(guò) 電機(jī)底板、電機(jī)吊籃和傳動(dòng)帶傳導(dǎo)到固定框架和主動(dòng)輥輪，引起切割機(jī)構(gòu)發(fā)生顫動(dòng)，進(jìn)而影 響硅片切割精度和質(zhì)量。因此，在電機(jī)8的底板下端設(shè)有減震板35，減震板35的一端與電 機(jī)吊籃7的底板以銷軸連接，減震板35的另一端為自由端，在其自由端的下端面設(shè)有支撐 桿36和彈簧組件17，借此最大限度減輕電機(jī)震動(dòng)、噪聲對(duì)切割機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，提高了 切片的綜合質(zhì)量。如圖6所示，本實(shí)用新型中的夾緊裝置2，所述的夾緊裝置2采用機(jī)械夾持摩擦力 和真空吸附力兩種復(fù)合力，該機(jī)構(gòu)主要由手輪20、齒輪傳動(dòng)副30、頂緊板31、夾緊平臺(tái)19 和真空泵22構(gòu)成，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)副旋轉(zhuǎn)將頂緊板進(jìn)至所需位置，與夾緊平臺(tái) 19另一端的豎板將物料兩端夾緊，利用兩板平面與物料兩端面形成的摩擦力對(duì)物料進(jìn)行固 定，并拉動(dòng)手柄32利用鎖緊裝置33對(duì)齒輪傳動(dòng)副進(jìn)行鎖緊，防止頂緊板31受震動(dòng)而松動(dòng)， 所述的鎖緊裝置33由鎖緊偏心軸和鎖緊環(huán)構(gòu)成；物料底面緊貼夾緊平臺(tái)19的上平面，夾緊 平臺(tái)為中空結(jié)構(gòu)，上平面有數(shù)百個(gè)66mm的通孔，通過(guò)側(cè)面管嘴、管線與真空泵22連接，真 空泵22動(dòng)作，夾緊平臺(tái)19內(nèi)部形成負(fù)壓，利用此負(fù)壓力將物料下平面緊緊吸附在夾緊平臺(tái) 上。利用這兩種力的共同作用，保證了物料在切割過(guò)程中不會(huì)松動(dòng)、脫落。采用此種手段改 進(jìn)了原有設(shè)備中使用高強(qiáng)膠粘劑固定的方法，從而該設(shè)備省去了購(gòu)買膠粘劑和資金和設(shè)置 膠粘劑的工序，不僅節(jié)約了金錢，還提高了生產(chǎn)速度。換句話說(shuō)也就是提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng) 力。本實(shí)用新型，所述的冷卻系統(tǒng)由冷卻水泵21、水箱27、泄水面板28、集水槽29、沉 淀水箱和兩根中空結(jié)構(gòu)連接桿14構(gòu)成。水泵進(jìn)水口與水箱連接，出水口通過(guò)冷卻管與中空 結(jié)構(gòu)連接桿連接，水泵開(kāi)啟后，無(wú)離子水通過(guò)連接桿上的小孔均勻噴灑在切割線與硅材料 上對(duì)其進(jìn)行冷卻，防止切割線高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦熱燒損金剛石磨料和融蝕硅材料；冷卻 后的無(wú)離子水和磨屑經(jīng)泄水面板和集水槽流入沉淀水箱，磨屑經(jīng)重力沉淀于箱的下部，上 層清水經(jīng)溢流孔流入水箱后經(jīng)泵抽出，往復(fù)循環(huán)使用。因此本實(shí)用新型可循環(huán)使用的無(wú)離 子水作切割冷卻液，而不用目前主流機(jī)型所使用的、價(jià)格昂貴的切割液；另外，因是閉環(huán)切 割，其過(guò)程產(chǎn)生的未經(jīng)任何污染的純凈硅晶體磨屑，經(jīng)沉淀回收亦是一筆不菲的收入?？傮w 算下來(lái)，該機(jī)每片切割物料消耗(或成本)平均不到目前主流機(jī)型的30%。由于現(xiàn)有設(shè)備為鋼線一頭牽出纏繞于刻有螺旋槽的兩滾輪上，經(jīng)收線輪的旋轉(zhuǎn) 牽拉，同時(shí)，噴以含有大量碳化硅磨粒和一定粘度的切割液，通過(guò)兩輪間帶有一定壓力鋼線 的直線運(yùn)動(dòng)，以及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程所黏附、夾帶的磨粒的磨削作用，把用高強(qiáng)膠粘劑固定的晶體 硅棒、錠切割成片。所以其使用的鋼線為一整條，當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于磨損原因，使得切 片的厚薄不一，質(zhì)量不穩(wěn)定，其次，當(dāng)一處磨損嚴(yán)重時(shí)，將無(wú)法使用；從本實(shí)用新型可看出，在主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪上設(shè)有若干個(gè)環(huán)形槽，將整條鋼線斷開(kāi)使用，分別將鋼線設(shè)置在若 干個(gè)環(huán)形槽內(nèi)，可以設(shè)置幾百根以上，每次切割，可同時(shí)切出幾百片，提高其生產(chǎn)效率，而且 使用的鋼線可以為新的鋼線，亦可以選擇現(xiàn)主流機(jī)一(光)線切割機(jī)使用過(guò)的廢棄鋼線， 使用時(shí)將其等長(zhǎng)斷開(kāi)后鍍上金剛石層，并將其焊接在主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪上，100%回收使 用，節(jié)約資源。本實(shí)用新型，所使用環(huán)狀線線徑與目前主流機(jī)型所用的線徑相同，其抗拉強(qiáng)度和 破斷力分別為4000N/mm2和45N，但由于是環(huán)狀結(jié)構(gòu)其各強(qiáng)度較之單線提高了一倍，加上 電鍍后的鎳鈷鍍層所增加的至少30%的強(qiáng)度，就單切割線而言，其各種強(qiáng)度至少提高了 130% ；由于輥輪上的999根線是協(xié)同受力，其總抗拉強(qiáng)度和破斷力較之單線受力至少提高 1000倍。這就大大增強(qiáng)和保證了主機(jī)長(zhǎng)周期連續(xù)作業(yè)的能力，避免或減少了目前主流機(jī)型 因頻繁斷線而停機(jī)的弊端。本產(chǎn)品主要用于多、單晶硅棒、錠切片，以及其他貴重非金屬硬脆材料，如各類寶 石、玉石、翡翠等切割成型用。本實(shí)用新型，其切割效率高，該機(jī)切割輥輪掛線999根以上，一次可同時(shí)切1000 片；每批次所需切割時(shí)間僅為10 15分鐘(含放、取料時(shí)間)，切割效率是目前主流機(jī)型 切割效率的數(shù)十倍；所切片數(shù)是目前所用(光)線切割機(jī)的200% ；以切硅片為例切割后 的硅片質(zhì)量較好，傳統(tǒng)上使用的切割載體為無(wú)鍍層鋼線，其采用的方法是鋼線運(yùn)動(dòng)中夾帶 碳化硅磨粒使得物料被切割，從而使得切片光潔度較差，而且其薄度達(dá)不到要求，本實(shí)用新 型通過(guò)將升降裝置設(shè)置在滑動(dòng)導(dǎo)軌之間，并在主動(dòng)輥輪的一端設(shè)置主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌，使得線 切割機(jī)切出的硅片表面薄厚誤差僅為5 ym，切片質(zhì)量相當(dāng)于拋光片；對(duì)于電子業(yè)用硅片而 言，完全可以省卻切片拋光工序。綜上說(shuō)明，證明本實(shí)用新型在技術(shù)上具有很大的先進(jìn)性、可靠性和可行性；因此， 在全球可再生能源、綠色能源蓬勃發(fā)展，尤其是光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的形式下，在低碳經(jīng)濟(jì)快 速取代傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的大勢(shì)所趨下，該產(chǎn)品具有美好的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前景。
權(quán)利要求一種線切割機(jī)，包括機(jī)架(9)、支撐平臺(tái)(1)、升降裝置(3)、液壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電機(jī)(8)，其特征是在支撐平臺(tái)(1)上設(shè)有切割總成(4)、夾緊裝置(2)和張緊機(jī)構(gòu)(34)，切割總成(4)由一個(gè)主動(dòng)輥輪(11)和兩個(gè)從動(dòng)輥輪(12)及兩端的固定端板(10)構(gòu)成，主動(dòng)輥輪(11)與兩個(gè)從動(dòng)輥輪(12)呈三角形設(shè)置，在主動(dòng)輥輪(11)和從動(dòng)輥輪(12)上均布設(shè)有獨(dú)立的線槽，每一個(gè)線槽繞輥輪圓周面一周，并垂直于輥輪的軸線，且主動(dòng)輥輪(11)與從動(dòng)輥輪(12)設(shè)置的線槽相對(duì)應(yīng)，切割線(13)環(huán)繞在主動(dòng)輥輪(11)和從動(dòng)輥輪(12)的線槽內(nèi)，張緊機(jī)構(gòu)(34)設(shè)置在切割線(13)的一個(gè)側(cè)面上，所述的夾緊機(jī)構(gòu)(2)主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾緊平臺(tái)(19)構(gòu)成，其夾緊平臺(tái)(19)呈中空結(jié)構(gòu)，在夾緊平臺(tái)(19)的上板面上，均勻設(shè)有多個(gè)細(xì)孔，在夾緊平臺(tái)(19)的側(cè)板上，設(shè)有與真空泵(22)連接管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的升降裝置(3)，主要由固 定框架(5)、導(dǎo)軌(6)和電機(jī)吊籃(7)構(gòu)成，固定框架(5)設(shè)置在導(dǎo)軌(6)之間，在固定框架 (5)下端設(shè)有液壓油缸，電機(jī)吊籃(7)與固定框架(5)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的固定端板(10)，由連接桿 (14)固定連接，主動(dòng)輥輪(11)和從動(dòng)輥輪(12)設(shè)在兩個(gè)固定端板(10)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的切割總成(4)上還設(shè)有 主動(dòng)輥輪導(dǎo)軌(15)和從動(dòng)輥輪導(dǎo)軌(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的固定框架(5)上設(shè)有導(dǎo) 向槽，其導(dǎo)向槽的凹陷面與導(dǎo)軌(6)的凸起面相貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的張緊機(jī)構(gòu)(34)，由張緊輥 軸(18)、支撐架和張緊彈簧組成，所述的張緊輥軸(18)，為一個(gè)金屬輥，其金屬輥的基體表 面設(shè)有橡膠覆層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的電機(jī)(8)，設(shè)在電機(jī)吊籃 (7)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的電機(jī)(8)通過(guò)傳動(dòng)帶與 主動(dòng)輥輪(11)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的電機(jī)(8)與電機(jī)吊籃(7) 底板之間還設(shè)有減震板(35)，減震板(35) —個(gè)端面與電機(jī)吊籃(7)的底板連接，減震板 (35)的另一端懸空，在減震板(35)下端還設(shè)有支撐桿(36和彈簧組件(17)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線切割機(jī)，其特征在于所述的切割線(13)，其基體為 鋼線，在基體上鍍有金剛石層。
專利摘要一種線切割機(jī)，涉及一種硅片切割設(shè)備，包括支撐平臺(tái)、夾緊裝置、升降裝置、切割總成和冷卻系統(tǒng)構(gòu)成，夾緊裝置設(shè)置在支撐平臺(tái)上，在夾緊裝置上方設(shè)有切割總成，切割總成設(shè)置在升降裝置上，所述的升降裝置通過(guò)下端設(shè)置的液壓油缸驅(qū)動(dòng)，本實(shí)用新型其切割效率高，該機(jī)切割輥輪掛線999根以上，一次可同時(shí)切1000片；每批次所需切割時(shí)間僅為10～15分鐘(含放、取料時(shí)間)，切割效率是目前主流機(jī)型切割效率的數(shù)十倍；所切片數(shù)是目前所用(光)線切割機(jī)的200％；切割后的硅片質(zhì)量較好，而且在生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保、能耗低，而且使得產(chǎn)品質(zhì)量和精度均得到提升。
文檔編號(hào)H01L21/304GK201565845SQ200920353210
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
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