一种硅棒切断夹持装置的制作方法

本实用新型属于晶硅切割技术领域，更具体涉及一种硅棒切断夹持装置。

背景技术：

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。硅棒的生长形成一端平滑的球形一端尖锐的圆锥形。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。在使用的硅晶片之前需要对硅棒进行切断和检测，而生长成的硅棒的不规则的圆柱体，因此切断硅棒的夹持装置尤为重要，目前市场上的夹持装置主要为环抱型，主要是通夹具对圆柱形的硅棒固定，但是由于硅棒室不规则的圆柱体，所以有时整根的硅棒有些部位是悬空的，切断受力时会造成硅棒内部的裂纹，影响硅晶片的质量。

另外，直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅的过程中，受温度、拉力等的因素会影响硅棒是否存在内部的缺陷，因此必须要对每根硅棒进行检测，传统的夹具对前端的检测不便利，切割下的硅片容易摔碎，在切割过程中操作人员用手接取又不安全。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种夹持稳定、能够适应不规则硅棒、安全可靠、便于检测的硅棒切断夹持装置。

根据本实用新型的一个方面，一种硅棒切断夹持装置包括安装座、线轨、第一夹持部件、第二夹持部件、第一支撑部件、第二支撑部件和定位件，安装座上设置有两条平行的线轨，第一夹持部件和第二夹持部件通过滑块设置在线轨两端，第一夹持部件外侧固定有定位件内侧设有第一支撑部件，第二夹持部件外侧固定有定位件内侧设有第一支撑部件，第一支撑部件均通过滑块设置在线轨上，第一支撑部件之间设有若干第二支撑部件，第二支撑部件通过滑块设置在线轨上，通过第一夹持部件和第二夹持部件对硅棒夹持，再通过第一支撑部件和第二支撑部件实现对硅棒不规则部分的支撑，通过定位件便于实现切断时硅棒不移动不影响切断尺寸的精度。

在一些实施方式中，第一夹持部件包括第一安装座、第一安装槽、第一吸盘、第一顶杆，第一安装座上设有若干第一安装槽，第一吸盘和第一顶杆安装在第一安装槽内，通过吸盘抽真空以及顶杆采用边吸边顶的方式便于夹紧硅棒。

在一些实施方式中，第二夹持部件包括第二安装座、第二安装槽、第二吸盘、第二顶杆，第二安装座上设有若干第二安装槽，第二吸盘和第二顶杆安装在第二安装槽内，通过吸盘抽真空以及顶杆采用边吸边顶的方式便于夹紧硅棒。

在一些实施方式中，第一吸盘包括：导管、第一紧固件、第一万向头、吸盘和连接管，连接管一端连接导管另一端安装有万向头，吸盘设置在万向头上，连接管通过第一紧固件安装在第一安装槽内，导管连接抽真空设备，第一吸盘和第二吸盘结构相同，通过万向头便于将吸盘吸附在不规则的硅棒上，将导管连接抽真空设备利用吸力便于将硅棒紧紧固定住。

在一些实施方式中，第一顶杆包括：第二紧固件、杆体和第二万向头，杆体一端设置有第二万向头，杆体通过第二紧固件设置在第一安装槽内，第一顶杆和第二顶杆结构相同，通过万向头和紧固件便于将不规则的硅棒顶紧。

在一些实施方式中，第一支撑部件包括第三安装座和V型支撑块，第三安装座安装在滑块上，V型支撑块固定设置在第三安装座上，便于将硅棒支撑住。

在一些实施方式中，第二支撑部件包括第一固定块、第一弹簧、第一支撑块、第二滑座、第二线轨、第二支撑块、第二弹簧、第三滑座、第三弹簧、第二固定块和第四安装座，第四安装座上设有第二线轨，第一固定块和第二固定块固定安装在第二线轨两端，第二滑座和第三滑座均套设在第二线轨上，第二滑座上安装有第一支撑块，第三滑座安装有第二支撑块，第一弹簧两端连接第一固定块和第一支撑块，第三弹簧两端连接第二固定块和第二支撑块，第二弹簧两端连接第一支撑块和第二支撑块，通过多根弹簧连接第一支撑块和第二支撑块，便于实现对不规则硅棒的支撑。

在一些实施方式中第一支撑块上设有第一调整螺栓和第一固定螺栓，第一固定螺栓顶住第一调整螺栓，第二支撑块上设有第二调整螺栓和第二固定螺栓，第二固定螺栓顶住第二调整螺栓，第二弹簧连接第一调整螺栓和第二调整螺栓，通过多根弹簧连接第一支撑块和第二支撑块，便于实现对不规则硅棒的支撑，同时通过调整螺栓便于实现对于直径较大的硅棒的支撑。

在一些实施方式中，第二滑座上设有第二定位件，第三滑座上设有第三定位件，便于将不规则的硅棒固定在第二支撑部件上。

在一些实施方式中，第一支撑部件高度低于第二支撑部件，便于实现硅棒与第二支撑部件贴合，使不规则的硅棒任何部位都有支撑固定。

本实用新型所述的硅棒切断夹持装置的有益效果为：本实用新型能通过吸盘抽真空以及顶杆采用边吸边顶的方式便于夹紧硅棒；通过第一支撑部件和第二支撑部件使不规则的硅棒任何部位都有支撑固定，实现硅棒切断夹持装置夹持稳定、能够适应不规则硅棒、安全可靠、便于检测的有益效果。

附图说明

图1是本实用新型硅棒切断夹持装置的结构示意图；

图2是本实用新型硅棒切断夹持装置的第一夹持部件的结构示意图；

图3是本实用新型硅棒切断夹持装置的第二夹持部件的结构示意图；

图4是本实用新型硅棒切断夹持装置的第一吸盘的结构示意图；

图5是本实用新型硅棒切断夹持装置的第一顶杆的结构示意图；

图6是本实用新型硅棒切断夹持装置的第一支撑部件的结构示意图；

图7是本实用新型硅棒切断夹持装置的第二支撑部件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型所述的一种硅棒切断夹持装置包括安装座1、线轨2、第一夹持部件3、第二夹持部件4、第一支撑部件5、第二支撑部件 6和定位件7，安装座1上设置有两条平行的线轨2，第一夹持部件3和第二夹持部件4通过滑块8设置在线轨2两端，通过第一支撑部件3和第二支撑部件4实现对硅棒两端的支撑，且通过滑块8在线轨2上移动适应不同长度的硅棒。第一夹持部件3外侧固定有定位件7内侧设有第一支撑部件5，第二夹持部件4外侧固定有定位件7内侧设有第一支撑部件5，第一支撑部件5 均通过滑块8设置在线轨2上，第一支撑部件5之间设有若干第二支撑部件 6，第二支撑部件6通过滑块8设置在线轨2上，通过第一支撑部件5和第二支撑部件6实现对硅棒不规则部分的支撑，通过定位件7便于实现对第一夹持部件3和第二夹持部件4的固定，进而使切断时硅棒不移动而影响切断尺寸的精度。

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。硅棒的生长形成一端平滑的球形一端尖锐的圆锥形。

如图2所示，第一夹持部件3包括第一安装座31、第一安装槽32、第一吸盘33、第一顶杆34，第一安装座31为安装在滑块8上的薄圆柱形，用以适应硅棒平滑的一端，第一安装座31上设有若干第一安装槽32，最优是在第一安装座31上等分设置若干第一安装槽32，第一吸盘33和第一顶杆34 安装在第一安装槽32内，通过吸盘抽真空以及顶杆采用边吸边顶的方式便于夹紧硅棒。

如图3所示，第二夹持部件4包括第二安装座41、第二安装槽42、第二吸盘43、第二顶杆44，第二安装座41通过金属条设置成中空的圆锥形，用以适应硅棒尖锐的圆锥形一端，第二安装座41上设有若干第二安装槽42，第二吸盘43和第二顶杆44安装在第二安装槽42内，通过吸盘抽真空以及顶杆采用边吸边顶的方式便于夹紧硅棒

如图4所示，第一吸盘33包括：导管331、第一紧固件332、第一万向头333、吸盘334和连接管335，连接管335一端连接导管331另一端安装有万向头333，吸盘334设置在万向头333上，连接管335中的空腔与吸盘334 连通，连接管335通过第一紧固件332安装在第一安装槽32内，导管331 连接抽真空设备，第一吸盘33和第二吸盘43结构相同，通过万向头便于将吸盘334吸附在不规则的硅棒上，将导管331连接抽真空设备利用吸力便于将硅棒紧紧固定住。

如图5所示，第一顶杆34包括：第二紧固件341、杆体342和第二万向头343，杆体342一端设置有第二万向头343，杆体342通过第二紧固件341 设置在第一安装槽32内，第一顶杆34和第二顶杆44结构相同，通过万向头和紧固件便于将不规则的硅棒顶紧。

具体实施固定时，首先松开第一紧固件332，调整连接管335与第一万向头333使吸盘334与硅棒贴合，在锁紧第一紧固件332，启动抽真空设备，再通过第二紧固件341使第二万向头343顶紧硅棒，通过吸盘抽真空以及顶杆采用一吸一顶的方式便于使硅棒固定不移动。

如图6所示，第一支撑部件5包括第三安装座51和V型支撑块52，第三安装座51安装在滑块8上，V型支撑块52固定设置在第三安装座51上，第一支撑部件5有两个，分别设置于第一夹持部件3和第二夹持部件4的内侧，滑块8能够在线轨2上移动，以便于调整第一支撑部件5与第一夹持部件3和第二夹持部件4之间的距离，通常将硅棒的生长形成一端平滑的球形一端尖锐的圆锥形端切除掉以后，硅棒就固定在V型支撑块52的“V”型缺口中。第一支撑部件5的高度固定。

如图7所示，第二支撑部件6包括第一固定块61、第一弹簧62、第一支撑块63、第二滑座64、第二线轨65、第二支撑块66、第二弹簧661、第三滑座67、第三弹簧68、第二固定块69和第四安装座651，第四安装座651 上设有第二线轨65，第一固定块61和第二固定块69固定安装在第二线轨65 两端，第二滑座64和第三滑座67均套设在第二线轨65上，第二滑座64上安装有第一支撑块63，第三滑座67安装有第二支撑块66，第一弹簧62两端连接第一固定块61和第一支撑块63，第三弹簧68两端连接第二固定块66 和第二支撑块69，第二弹簧661两端连接第一支撑块63和第二支撑块66，通过多根弹簧连接第一支撑块63和第二支撑块66，便于实现对不规则硅棒的支撑。

第一支撑块63上设有第一调整螺栓631和第一固定螺栓632，第一固定螺栓632顶住第一调整螺栓631，第二支撑块66上设有第二调整螺栓662和第二固定螺栓663，第二固定螺栓顶663住第二调整螺栓662，第二弹簧661 连接第一调整螺栓631和第二调整螺栓662，具体设置可以在第一支撑块63 和第二支撑块66上设置对称的通孔，第一调整螺栓631和第二调整螺栓662 安装在通孔内，第二弹簧661通过通过分别连接第一调整螺栓631和第二调整螺栓662，当硅棒放置在第一支撑块63和第二支撑块66上时由于重力作用，将第二弹簧661伸长，同时第一弹簧62将第二滑座64拉回，第三弹簧 68将第三滑座67拉回，这样就能够使不规则的硅棒都有支撑，切断时不会因为架空而发生受力断裂。同时在支撑直径较大的硅棒时，超出了第二弹簧 661的拉伸极限，可以将第一调整螺栓631和第二调整螺栓662向外侧旋转，并且通过第一固定螺栓632和第二固定螺栓663固定，便于使第二支撑部件 6适应不同直径的硅棒的装夹。

第二滑座64上设有第二定位件641，第三滑座67上设有第三定位件671，在放置好硅棒以后，将第二定位件641和第三定位件671锁紧在第二线轨65 上，便于将不规则的硅棒固定在第二支撑部件6上，能够使不规则的硅棒都有支撑，切断时不会因为架空而发生受力断裂。

第一支撑部件5高度低于第二支撑6部件，便于实现硅棒与第二支撑部件6贴合，使不规则的硅棒任何部位都有支撑固定。

在具体装夹硅棒时，首先将第一夹持部件3一侧的定位件7锁紧；松开第一紧固件332，调整连接管335与第一万向头333使吸盘334与硅棒贴合，在锁紧第一紧固件332，启动抽真空设备，再通过第二紧固件341使第二万向头343顶紧硅棒；再松开第二夹持部件4一侧的定位件7，将第二夹持部件4向硅棒移动，直至第二吸盘43和第二顶杆44接触到硅棒，并且调整第二吸盘43和第二顶杆44与硅棒固定，再将第二夹持部件4一侧的定位件7 锁紧；最后将第二定位件641和第三定位件671锁紧在第二线轨65上，对硅棒的夹持完成。

另外，在切断前按照需要的尺寸，调整好第一支撑部件5和第二支撑部件6相隔的距离。同时由于将第一夹持部件3和第二夹持部件4两端都是固定的，因此在切取硅片进行测试时硅片有阻挡不会掉落摔碎，对切取检测的硅片而言，非常的简便安全。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。