一种晶棒夹具和晶棒切割治具的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种晶棒夹具和晶棒切割治具。

背景技术：

砷化镓晶体材料、磷化铟晶体材料、锗晶体材料、硅晶体材料等是重要的半导体材料，在光电、无线通讯以及太阳能电池领域有比较广泛的应用。现在的晶体材料通过垂直梯度冷凝法(VGF)等半导体晶体生长技术，生长的晶棒是圆柱体形的。

薄膜太阳能电池所需的衬底一般不为圆形，而是矩形等，为此需要将圆柱体形的晶棒加工成特定形状的晶棒，以作为薄膜太阳能电池所需的衬底。在对晶棒进行切割时，不能直接将待切割的晶棒放置在载物台上，否则晶棒容易滑动将无法切割；若通过设置在载物台上的固定机构固定待切割的晶棒，由于固定机构的夹持力过大，容易使晶棒的表面造成损伤。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种晶棒夹具和晶棒切割治具，使晶棒不易受损及滑动，进而可以提高切割精度，以方便将圆柱体形的晶棒加工成特定形状的晶棒，以作为薄膜太阳能电池所需的衬底。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种晶棒夹具，包括：夹具本体和多个螺栓；

其中，夹具本体包括两个相对且间隔的第一夹持部和第二夹持部；

第一夹持部设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔沿第一夹持部指向第二夹持部的方向延伸；

多个螺栓与多个螺纹孔一一对应，螺栓穿过对应的螺纹孔，螺栓与第二夹持部相对的一端，与第二夹持部之间形成晶棒的夹持空间。

进一步地，还包括：第一平板，用于设置在夹持空间的第二夹持部与待夹持晶棒之间。

进一步地，还包括：粘结层，设置在第一平板面向第一夹持部的表面上，用于粘结待夹持晶棒。

进一步地，粘结层为双面胶纸、石蜡层或环氧树脂层。

进一步地，还包括：第二平板，用于设置在夹持空间的螺栓与待夹持晶棒之间。

进一步地，第一平板为石墨平板、聚氯乙烯平板或聚丙烯平板；第二平板为石墨平板、聚氯乙烯平板或聚丙烯平板。

进一步地，夹具本体还包括支撑部，位于第一夹持部和第二夹持部之间，且与第一夹持部和第二夹持部连接。

进一步地，夹具本体还包括引出部，与支撑部连接，位于夹持空间的外侧。

进一步地，夹具本体的材质为不锈钢；螺栓的材质为不锈钢、聚氯乙烯或聚丙烯。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种晶棒切割治具，包括载物台、切割刀锯、驱动机构、固定机构和本实用新型任意实施例提供的晶棒夹具，固定机构设置在载物台上，晶棒夹具与固定机构为可拆卸连接，载物台与驱动机构连接，驱动机构用于驱动载物台移动，以调整晶棒被切割刀锯切割的位置。

本实用新型实施例的技术方案通过晶棒夹具夹持晶棒，其中，晶棒夹具包括夹具本体和多个螺栓，夹具本体包括两个相对且间隔的第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔沿第一夹持部指向第二夹持部的方向延伸；多个螺栓与多个螺纹孔一一对应，螺栓穿过对应的螺纹孔，螺栓与第二夹持部相对的一端，与第二夹持部之间形成晶棒的夹持空间，使晶棒不易受损及滑动，从而可以提高切割精度，以方便通过切割刀锯将晶棒切割成特定形状。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种未夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种晶棒切割治具的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种晶棒切割前后的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的又一种夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种晶棒切割治具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种晶棒夹具。图1为本实用新型实施例提供的一种未夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图。图2为本实用新型实施例提供的一种夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图。图3为本实用新型实施例提供的一种晶棒切割治具的结构示意图。结合图1、图2和图3所示，该晶棒夹具包括：夹具本体100和多个螺栓200。

其中，夹具本体100包括两个相对且间隔的第一夹持部110和第二夹持部120；第一夹持部110设置有多个螺纹孔111，多个螺纹孔111沿第一夹持部110指向第二夹持部120的方向AA＇延伸；多个螺栓200与多个螺纹孔111一一对应，螺栓200穿过对应的螺纹孔111，螺栓200与第二夹持部120相对的一端201，与第二夹持部120之间形成晶棒300的夹持空间101。

其中，通过转动螺栓200可以调节夹持空间101的大小。可选的，夹具本体100的材质可以为不锈钢。可选的，螺栓200的材质可以为不锈钢、聚氯乙烯或聚丙烯。图1示例性的画出3个螺栓，本实用新型实施例对螺栓的个数不作限定。晶棒300的材质可以是砷化镓晶体材料、磷化铟晶体材料、锗晶体材料或硅晶体材料。晶棒300的原始形状可为圆柱体形，晶棒300的两个圆形底面分别与第一夹持部110和第二夹持部120相对。多个螺纹孔111均匀分布在第一夹持部110上，即多个螺栓200均匀分布在第一夹持部110上，可使晶棒300受力均匀。

具体操作过程：沿第一方向(例如可以是逆时针方向)转动螺栓200，以增大螺栓200与第二夹持部120相对的一端与第二夹持部120之间的距离，直到该距离大于晶棒300的高度，将晶棒300放置于螺栓200与第二夹持部120之间；然后沿与第一方向相反的第二方向(例如可以是顺时针方向)转动螺栓200，以减小螺栓200与第二夹持部120相对的一端与第二夹持部120之间的距离，直到螺栓200与第二夹持部120加紧晶棒300，以方便将晶棒夹具40固定安装至驱动机构30上，进而通过切割刀锯20将晶棒300的圆形底面切割成预设形状，其中，切割刀锯20沿平行于AA＇的方向对晶棒300进行切割，切割掉当前晶棒300裸露在第一夹持部110与第二夹持部120的正对区域的外侧的部分。该预设形状可以是矩形，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的一种晶棒切割前后的结构示意图，其中，切割前晶棒为圆柱体形，切割后为长方体形。本实用新型实施例对切割后的晶棒的形状不做限定。可选的，该预设形状可以为正方形，即切割后的晶棒的上下底面为正方形的长方体。

示例性的，要将晶棒的圆形底面切割成矩形，需要切割四次，每切割完一次，沿第一方向转动螺栓200，直到该距离大于晶棒300的高度，进而将晶棒300旋转至下一个待切割面；然后沿第二方向转动螺栓200，直到螺栓200与第二夹持部120加紧晶棒300，使切割刀锯进行切割，如此反复，直至将圆柱体形的晶棒300切割成长方体形。

本实施例的技术方案通过晶棒夹具夹持晶棒，其中，晶棒夹具包括夹具本体和多个螺栓，夹具本体包括两个相对且间隔的第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔沿第一夹持部指向第二夹持部的方向延伸；多个螺栓与多个螺纹孔一一对应，螺栓穿过对应的螺纹孔，螺栓与第二夹持部相对的一端，与第二夹持部之间形成晶棒的夹持空间，使晶棒不易损伤及滑动，从而可以提高切割精度，以方便通过切割刀锯将晶棒切割成特定形状。

本实用新型实施例提供又一种晶棒夹具。图5为本实用新型实施例提供的又一种夹持晶棒时晶棒夹具的结构示意图。在上述实施例的基础上，该晶棒夹具还包括：第一平板400，用于设置在夹持空间301的第二夹持部120与待夹持晶棒300之间。

其中，第一平板400可解决将第二夹持部与晶棒直接接触时接触面积较小，晶棒受力不均的问题，第一平板400与待夹持晶棒300的接触面积较大，使晶棒300受力均匀，避免晶棒表面损伤。可选的，第一平板400可为石墨平板、聚氯乙烯平板或聚丙烯平板。

本实用新型实施例提供又一种晶棒夹具。在上述实施例的基础上，继续参见图4，该晶棒夹具还包括：粘结层500，设置在第一平板400面向第一夹持部110的表面上，用于粘结待夹持晶棒300。

其中，可选的，粘结层500可为双面胶纸、石蜡层或环氧树脂层。该粘结层的粘结力可以进一步增大晶棒夹具对晶棒的夹持力，使晶棒不易滑动，从而可以提高切割精度。图6为本实用新型实施例提供的又一种晶棒切割治具的结构示意图。切割刀锯20仅将晶棒300沿晶棒轴向方向切割透，并不将第一平板400切割透，故晶棒300被切割刀锯20切割掉的部分，在粘结层500的粘结力作用下，仍滞留在第一平板400上，方便回收再利用切割掉的那部分晶棒，避免从晶棒上切割掉的部分掉落后摔碎。故第一平板沿垂直于第一夹持部指向第二夹持部的方向的截面积大于切割完成后的晶棒沿垂直于第一夹持部指向第二夹持部的方向的截面积。粘结层的覆盖区域包围晶棒切割完成后沿垂直于第一夹持部指向第二夹持部的方向在第一平板上的投影区域。

本实用新型实施例提供又一种晶棒夹具。在上述实施例的基础上，继续参见图5，该晶棒夹具还包括：第二平板600，用于设置在夹持空间的螺栓200与待夹持晶棒300之间。

其中，第二平板600可解决将螺栓与晶棒直接接触时接触面积较小，晶棒受力不均的问题，第二平板600与待夹持晶棒300的接触面积较大，使晶棒300受力均匀，避免晶棒表面损伤。可选的，第二平板600可为石墨平板、聚氯乙烯平板或聚丙烯平板。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图1和图5，夹具本体100还包括支撑部130，位于第一夹持部110和第二夹持部120之间，且与第一夹持部110和第二夹持部120连接。该支撑部130可支撑第一夹持部110和第二夹持部120之间保持间隔。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图5和图6所示，夹具本体100还包括引出部140，与支撑部130连接，位于夹持空间的外侧。该引出部140与固定机构40为可拆卸连接。通过设置引出部140可方便将晶棒夹具50通过固定机构40牢固地固定在载物台10上，以进行切割。其中，载物台10的第一平面与沿第一夹持部110指向第二夹持部120的方向垂直，夹具本体100的第二夹持部120与载物台20的第一表面接触。需要说明的是，图5所示晶棒夹具的具体操作过程可以是：预先将第一平板和第二平板用酒精擦洗干净，然后在第一平板的一表面上设置粘结层，再把晶棒放置在粘结层上，并压实，进而将粘结在一起的第一平板和晶棒放置在晶棒夹具的夹持空间内，调整好第一平板的位置，再将第二平板放置在晶棒和螺栓之间，调整好第二平板的位置后，缓慢转动螺栓，使螺栓夹紧晶棒。

本实用新型实施例提供一种晶棒切割治具。如图3和图6所示，该晶棒切割治具包括载物台10、切割刀锯20、驱动机构30、固定机构40和本实用新型任意实施例提供的晶棒夹具50，固定机构40设置在载物台10上，晶棒夹具50与固定机构40为可拆卸连接，载物台10与驱动机构30连接，驱动机构30用于驱动载物台10移动，以调整晶棒被切割刀锯20切割的位置。

其中，该切割刀锯20可以包括圆形刀片和驱动圆形刀片转动的第二驱动机构，该圆形刀片的边缘设置有多个锯齿。该切割刀锯20可以是固定不动的。该固定机构可以是卡槽。驱动机构30可以驱动载物台10沿多个相互垂直的方向(例如可以是水平方向和竖直方向)移动(即相当于驱动晶棒夹具50和晶棒移动)，以使晶棒的待切割位置与切割刀锯20的切割方向对准，进而进行准确切割。示例性的，切割刀锯20位于载物台10的上方，通过调整载物台10在水平方向的位置，以使晶棒的待切割位置与切割刀锯20的切割方向对准，进而驱动载物台10在竖直方向移动，以接近切割刀锯20并进行切割。该切割完成后的特定形状的晶棒可作为薄膜太阳能电池所需的衬底。本实用新型实施例提供的晶棒切割治具包括上述实施例中的晶棒夹具，因此本实用新型实施例提供的晶棒切割治具也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。