一种调节较方便的单晶硅棒切割装置的制作方法

本发明涉及单晶硅片的生产加工行业的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置。

背景技术

目前，市场上的单晶硅广泛应用于半导体器件和太阳能电池中，而单晶硅的生产需要用单晶硅棒切割装置对单晶硅棒先进行切割成硅片后，再对硅片进行抛磨和清洗等工序，而单晶硅棒切割装置在对单晶硅棒进行切割时，其上的金刚石切割线因磨损或断裂时需要对单晶硅棒切割装置上的张紧轮和导向轮进行调整，而调整时操作较复杂；且现有的单晶硅棒切割装置只适用于安装固定粗细和固定周长的环形的金刚石切割线，适用范围较小。因此，现有的单晶硅棒切割装置存在着操作较复杂和适用范围较小的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种调节较方便的单晶硅棒切割装置。本发明不仅能使操作更简便，还具有适用范围较广的优点。

本发明的技术方案：一种调节较方便的单晶硅棒切割装置，包括底板，底板上设置有底座；底座底端部螺纹连接有螺纹杆a，螺纹杆a一端连接有电机a；所述底座上设有两个夹板，每个夹板上均设有一号腰孔；所述底座上方设置有排列成环形的金刚石切割线，金刚石切割线一侧设置有横杆；横杆两端部均设置有竖杆，每个竖杆上均设置有与横杆一端部螺纹连接的螺纹杆b，每个螺纹杆b的一端均连接有电机b；所述金刚石切割线的顶端部连接有绕丝筒，绕丝筒上连接有电机c；电机c底端部连接有位于横杆上的支座，支座的底端部设有两个对称分布的二号腰孔；所述金刚石切割线的两侧均连接有张紧轮，每个张紧轮一侧均固定连接有螺纹杆c；每个螺纹杆c中部均套接有轴承a，每个轴承a的两侧均设置有螺纹套接在螺纹杆c上的紧固环a；所述每个轴承a上均连接有位于横杆上的移动框；两个移动框之间设置有电机d，电机d上连接有齿轮；齿轮两侧均啮合连接有齿条，每个齿条的一端部均与一个移动框连接；所述每个张紧轮的下方均设置有与金刚石切割线连接的导向轮，每个导向轮上均的一侧均固定连接有螺纹杆d；每个螺纹杆d中部均套接有与横杆连接的轴承b，每个轴承b的两侧均设置有螺纹套接在螺纹杆d上的紧固环b；所述底座的一侧设置有与竖杆连接的冷却液万向管。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述竖杆上设置有plc控制器，所述电机a、电机b、电机c和电机d均与plc控制器电性连接。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述横杆上对应移动框的位置处设有通孔；所述移动框的上下两端均连接有滑块a，横杆上对应滑块a的位置处设有滑槽a；所述轴承a上下两端均连接有滑块b，移动框上对应滑块b的位置处设有滑槽b；所述轴承a两侧均连接有弹簧，每个弹簧上均连接有位于移动框内的顶板；每个顶板上均连接有多个与移动框侧壁螺纹连接的螺钉a，顶板上对应螺钉a的位置处设有凹槽a。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述横杆上对应齿条的位置处设有凹槽b，凹槽b的两侧均设置有位于通孔上的定位板，每个定位板上对应齿条的位置处均设有开槽；所述每个齿条的中部均设有折弯段；所述横杆上对应电机d的位置处设有开槽。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述两个夹板之间设置有位于底座上的垫板；所述一号腰孔上设置有螺钉b，底座上对应螺钉b的位置处设有螺纹孔；所述二号腰孔上设置有螺钉c，横杆上对应螺钉c的位置处设有螺纹孔。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述轴承b与横杆之间设置有连接杆；所述横杆两端部均连接有滑块c，滑块c与螺纹杆b螺纹连接；所述竖杆上对应滑块c的位置处设有滑槽c；所述底座下方连接有滑块d，滑块d与螺纹杆a螺纹连接；所述底板上对应滑块d的位置处设有滑槽d。

前述的一种调节较方便的单晶硅棒切割装置中，所述绕丝筒上、张紧轮上和导向轮上均设有“v”型开槽。

与现有技术相比，本发明改进了现有的单晶硅棒切割装置，通过将单晶硅棒夹在两个夹板之间后，通过电机c转动后带动绕丝筒转动，绕丝筒通过和张紧轮、导向轮的配合进而带动金刚石切割线转动，再通过电机b的转动后带动螺纹杆b转动，螺纹杆b进而带动横杆向下移动，横杆进而带动其上的转动的金刚石切割线也向下移动，金刚石切割线慢慢靠近单晶硅棒并将单晶硅棒进行切割；且夹板上设一号腰孔，一号腰孔方便了夹板的调节和移动，电机c下方的支座设有二号腰孔，二号腰孔方便了电机c的调节和移动，张紧轮上连接的螺纹杆c两侧设置紧固环a，通过紧固环a的松紧能够方便调节张紧轮的位置，导向轮上连接的螺纹杆d两侧设置紧固环b，通过紧固环b的松紧能够方便调节导向轮的位置，进而使本发明的调节操作较方便，且通过电机d的转动带动齿轮转动后，齿轮通过齿条移动移动框后进而能够移动张紧轮的位置，张紧轮再通过与绕丝筒和导向轮的配合移动，进而能够使本发明适用于对不同粗细和不同周长的金刚石切割线的安装和使用，提高了本发明的适用范围。此外，本发明还通过设置plc控制器，通过plc控制器能够控制电机a、电机b、电机c和电机d的转动，进而使本发明的智能化程度较高，且通过plc控制器提高了各个构件工作时的控制效率，效率较高；通过移动框上下两端连接滑块a，移动框通过滑块a能够在滑槽a移动较稳定，结构稳定性较好；通过轴承a两侧连接弹簧，与弹簧连接的顶板上设置有螺钉a，通过螺钉a能够调节弹簧对轴承a的压紧程度，进一步使调节较方便；通过在齿条两侧设置定位板，且齿条中部设有折弯段，使齿条在齿轮的带动下能够沿着定位板中部移动，移动较稳定，结构稳定性较好；通过设置滑块c和滑槽c，使横杆能够在滑块c的带动下沿着滑槽c移动，通过设置滑块d和滑槽d，使底座能够在滑块d的带动下沿着滑槽d移动，进一步提高了本发明的结构稳定性；通过在绕丝筒上、张紧轮上和导向轮上均设“v”型开槽，使金刚石切割线能够在绕丝筒、张紧轮和导向轮上被卡住，进一步提高了本发明的结构稳定性。因此，本发明不仅能使操作更简便、提高适用范围，还具有智能化程度较高、效率较高和结构稳定性较好的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中a-a处的剖视图；

图3是图2中b-b处的剖视图；

图4是张紧轮处的侧视图；

图5是移动框处的结构示意图；

图6是齿条处的俯视图；

图7是导向轮处的侧视图；

图8是底座处的俯视图；

图9是支座的俯视图。

附图中的标记为：1-底板，2-底座，3-螺纹杆a，4-电机a，5-夹板，6-一号腰孔，7-金刚石切割线，8-横杆，9-竖杆，10-螺纹杆b，11-电机b，12-绕丝筒，13-支座，14-二号腰孔，15-张紧轮，16-螺纹杆c，17-轴承a，18-紧固环a，19-移动框，20-电机d，21-齿轮，22-齿条，23-导向轮，24-螺纹杆d，25-轴承b，26-紧固环b，27-冷却液万向管，28-plc控制器，29-通孔，30-滑块a，31-滑槽a，32-滑块b，33-滑槽b，34-弹簧，35-顶板，36-螺钉a，37-凹槽a，38-凹槽b，39-定位板，40-折弯段，41-垫板，42-螺钉b，43-螺钉c，44-连接杆，45-滑块c，46-滑槽c，47-滑块d，48-滑槽d，49-电机c。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种调节较方便的单晶硅棒切割装置，构成如图1至9所示，包括底板1，底板1上设置有底座2；底座2底端部螺纹连接有螺纹杆a3，螺纹杆a3一端连接有电机a4；所述底座2上设有两个夹板5，每个夹板5上均设有一号腰孔6；所述底座2上方设置有排列成环形的金刚石切割线7，金刚石切割线7一侧设置有横杆8；横杆8两端部均设置有竖杆9，每个竖杆9上均设置有与横杆8一端部螺纹连接的螺纹杆b10，每个螺纹杆b10的一端均连接有电机b11；所述金刚石切割线7的顶端部连接有绕丝筒12，绕丝筒12上连接有电机c49；电机c49底端部连接有位于横杆8上的支座13，支座13的底端部设有两个对称分布的二号腰孔14；所述金刚石切割线7的两侧均连接有张紧轮15，每个张紧轮15一侧均固定连接有螺纹杆c16；每个螺纹杆c16中部均套接有轴承a17，每个轴承a17的两侧均设置有螺纹套接在螺纹杆c16上的紧固环a18；所述每个轴承a17上均连接有位于横杆8上的移动框19；两个移动框19之间设置有电机d20，电机d20上连接有齿轮21；齿轮21两侧均啮合连接有齿条22，每个齿条22的一端部均与一个移动框19连接；所述每个张紧轮15的下方均设置有与金刚石切割线7连接的导向轮23，每个导向轮23上均的一侧均固定连接有螺纹杆d24；每个螺纹杆d24中部均套接有与横杆8连接的轴承b25，每个轴承b25的两侧均设置有螺纹套接在螺纹杆d24上的紧固环b26；所述底座2的一侧设置有与竖杆9连接的冷却液万向管27。

所述竖杆9上设置有plc控制器28，所述电机a4、电机b11、电机c49和电机d20均与plc控制器28电性连接；所述横杆8上对应移动框19的位置处设有通孔29；所述移动框19的上下两端均连接有滑块a30，横杆8上对应滑块a30的位置处设有滑槽a31；所述轴承a17上下两端均连接有滑块b32，移动框19上对应滑块b32的位置处设有滑槽b33；所述轴承a17两侧均连接有弹簧34，每个弹簧34上均连接有位于移动框19内的顶板35；每个顶板35上均连接有多个与移动框19侧壁螺纹连接的螺钉a36，顶板35上对应螺钉a36的位置处设有凹槽a37；所述横杆8上对应齿条22的位置处设有凹槽b38，凹槽b38的两侧均设置有位于通孔29上的定位板39，每个定位板39上对应齿条22的位置处均设有开槽；所述每个齿条22的中部均设有折弯段40；所述横杆8上对应电机d20的位置处设有开槽；所述两个夹板5之间设置有位于底座2上的垫板41；所述一号腰孔6上设置有螺钉b42，底座2上对应螺钉b42的位置处设有螺纹孔；所述二号腰孔14上设置有螺钉c43，横杆8上对应螺钉c43的位置处设有螺纹孔；所述轴承b25与横杆8之间设置有连接杆44；所述横杆8两端部均连接有滑块c45，滑块c45与螺纹杆b10螺纹连接；所述竖杆9上对应滑块c45的位置处设有滑槽c46；所述底座2下方连接有滑块d47，滑块d47与螺纹杆a3螺纹连接；所述底板1上对应滑块d47的位置处设有滑槽d48；所述绕丝筒12上、张紧轮15上和导向轮23上均设有“v”型开槽。

工作原理：所述plc控制器28是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计，它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(i)和输出(o)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程，所述plc控制器28上设有控制面板；初始状态时，两个滑块c45均位于对应的螺纹杆b10的顶端部，横杆8也位于竖杆9的顶端部，金刚石切割线7的最底端位于其行程范围的最高位置处；所述滑块d47位于滑槽d48上远离导向轮23的一端部；所述轴承a17包括内圈和外圈，螺纹杆c16与轴承a17的内圈连接，且轴承a17两侧的紧固环a18拧紧时与轴承a17的内圈连接，紧固环a18拧松时螺纹杆c16能够在轴承a17上移动；所述轴承b25包括内圈和外圈，螺纹杆d24与轴承b25的内圈连接，轴承b25两侧的紧固环b26拧紧时与轴承b25的内圈连接，紧固环b26拧松时螺纹杆d24能够在轴承b25上移动，轴承b25的外圈与连接杆44固定连接。

工作时，拧紧紧固环a18使紧固环a18与轴承a17紧固连接，拧紧紧固环b26使紧固环b26与轴承b25紧固连接；拧松底座2上的两个螺钉b42，将需要进行切片的单晶硅棒放置于两个夹板5之间，且被垫板41垫起，且该单晶硅棒的一端位于两个夹板5外，且该单晶硅棒的这一端正好位于金刚石切割线7的正下方，然后移动两个夹板5将该单晶硅棒夹紧，再拧紧两个螺钉b42；再在冷却液万向管27接外的一端接入冷却液，在冷却液万向管27的另一端移动至金刚石切割线7的正下方且靠近该单晶硅棒的这一端；然后打开本发明的电源，plc控制器28按照输入的程序先控制电机c49转动，电机c49带动绕丝筒12转动，绕丝筒12通过其上连接的金刚石切割线7带动两个张紧轮15和两个导向轮23均转动，张紧轮15则随着螺纹杆c16在轴承a17上转动，导向轮23则随着螺纹杆d24在轴承b25上转动，且绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23的转动方向相同，金刚石切割线7也在绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23上做高速的往复运动。

然后plc控制器28按照设定的程序控制每个竖杆9上的电机b11转动，电机b11带动对应的螺纹杆b10转动，螺纹杆b10则带动对应的滑块c45在滑槽c46上向下移动，两个滑块c45进而带动横杆8向下移动，横杆8进而带动其上的绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23向下移动，转动的金刚石切割线7也随之向下移动并靠近夹在两个夹板5之间的单晶硅棒；在电机b11通过螺纹杆b10和滑块c45带动横杆8向下移动的过程中，金刚石切割线7随着横杆8与该单晶硅棒接触后，转动的位于两个导向轮23之间的金刚石切割线7部分开始切割该单晶硅棒的位于金刚石切割线7正下方的一端，因该单晶硅棒的这一端最开始时与金刚石切割线7正下方对齐，金刚石切割线7第一次切割该单晶硅棒时只是将该单晶硅棒的这一端切割平整；当位于两个导向轮23之间的金刚石切割线7部分随横杆8移动到该单晶硅棒的底端部后，plc控制器28再控制每个电机b11反向转动，电机b11带动螺纹杆b10也反向转动，螺纹杆b10进而带动横杆8向上移动，横杆8进而带动金刚石切割线7向上移动并回复到初始位置处。

然后plc控制器28再按照设定的程序控制电机a4转动，电机a4带动螺纹杆a3转动，螺纹杆a3进而带动滑块d47沿滑槽d48向远离电机a4的一侧移动，滑块d47进而带动其上的底座2与两个夹板5之间的单晶硅棒向同一侧移动，且底座2与该单晶硅棒移动的距离为该单晶硅棒上需要切割下来的一片硅片的厚度与金刚石切割线7切割单晶硅棒时磨损的厚度之和；然后plc控制器28控制电机a4停止转动，底座2也随之停止移动，plc控制器28再控制两个电机b11转动，两个电机b11进而通过对应的螺纹杆b10和滑块c45带动横杆8向下移动，横杆8进而带动其上的转动的金刚石切割线7向下移动，金刚石切割线7向下移动的过程中与单晶硅棒接触后，金刚石切割线7进而对单晶硅棒进行切割工作，冷却液万向管27一端接入的冷却液能够在金刚石切割线7对单晶硅棒进行切割对金刚石切割线7和单晶硅棒进行降温工作，以提高金刚石切割线7的使用寿命和单晶硅棒被切割时的平整度；而金刚石切割线7在切割单晶硅棒的过程中，两个张紧轮15向中间移动，张紧轮15带动对应的轴承a17也向中间移动，轴承a17进而使其上远离齿轮21的一侧的弹簧34被拉伸，而靠近齿轮21的一侧的弹簧34被压紧，轴承a17也通过滑块b32沿滑槽b向靠近齿轮21的一侧移动，张紧轮15将金刚石切割线7张紧的同时也能够在通孔29内有个自由浮动的空间，进而使金刚石切割线7切割单晶硅棒时有弹性变化而不会崩断裂，而当需要调节弹簧34对轴承a17的压紧程度时，通过松紧螺钉a36后能够移动顶板35调节弹簧34被压缩的程度，进而调节弹簧34对轴承a17的压紧程度；横杆8的移动带动金刚石切割线7的移动后，直到位于两个导向轮23之间的金刚石切割线7的部分移动到该单晶硅棒的底端部后，金刚石切割线7对该单晶硅棒上切割一片硅片的工作完成，然后plc控制器28再控制电机b11反向转动后使横杆8与其上的金刚石切割线7移动到其行程路径的最上方，而金刚石切割线7对该单晶硅棒上切割另一片硅片时，重复上述的工作步骤即可。

当需要对绕丝筒12的位置进行调整时，因位于电机c49下方的支座13上设有两个二号腰孔14，通过拧松螺钉c43后，再移动支座13后带动电机c49移动，电机c49进而带动绕丝筒12移动，当绕丝筒12移动到需要的位置后，再将螺钉c43拧紧在横杆8上即可；当需要对张紧轮15进行图1中前后方向进行调整时，通过拧松每个张紧轮15上连接的螺纹杆c16中位于轴承a17两侧的紧固环a18，然后通过螺纹杆c16在前后方向上移动张紧轮15，当张紧轮15移动到需要的位置后，再拧紧紧固环a18即可，使紧固环a18与对应的轴承a17的内圈固定连接即可；当需要对张紧轮15进行图1中左右方向进行调整时，通过plc控制器28上设定的控制面板控制电机d20转动，电机d20带动齿轮21转动，齿轮21进而能够使两个齿条22相向移动，即齿轮21的转动通过齿条22能够使两个移动框19同时在通孔29上向凹槽b38一侧移动或向远离凹槽b38的一侧移动，直到齿轮21使两个移动框19移动到需要的位置后，plc控制器28控制电机d20停止转动；当需要对导向轮23的位置进行调整时，通过拧松每个导向轮23上连接的螺纹杆d24上位于对应的轴承b25两侧的紧固环b26，然后通过螺纹杆d24使导向轮23在轴承b25的孔的方向上进行移动，直到导向轮23移动到需要的位置后，再拧紧对应的紧固环b26即可；通过上述对绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23的位置的调整，使绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23在竖直方向上位于同一个水平面上的调整较方便，且通过绕丝筒12、张紧轮15和导向轮23使金刚石切割线7被张紧而不易滑落。