多线切割机砂浆喷嘴流量控制装置及多线切割机的制作方法

1.本实用新型具体是一种多线切割机砂浆喷嘴流量控制装置及多线切割机，属于单晶硅棒切割技术领域。


背景技术：

2.硅片是半导体领域的主要生产材料，硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。在整个过程中，钢线通过滑轮组件的引导后，在导轮上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给，从而对硅片进行切割。硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高、产能高、精度高等优点，是目前采用最广泛的硅片切割技术。
3.目前国内外多线切割设备在切割时通过钢线的高速往复运动，把砂浆磨料带入晶棒加工区域进行研磨，将晶棒一次同时切割为数百片薄片。因单晶硅棒硅棒是原形结构，随着切割深度的变化，硅片面积及发热量会发生变化，而且单晶硅棒棒头、棒中、棒尾处的温度均不相同，向单晶硅棒表面喷洒砂浆，有利于降低单晶硅棒的温度，而现有技术中砂浆喷嘴流出的砂浆流量只能按总量进行设置流出，无法根据单晶硅棒局部位置和温度进行局部调整，这样会导致切割硅片局部位置翘曲出现异常，精度无法保证。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种多线切割机砂浆喷嘴流量控制装置及多线切割机，能够在切割单晶硅棒的过程中，根据单晶硅棒切割时的局部位置的温度控制局部砂浆流量，从而避免单晶硅棒在多线切割过程中，因单晶硅棒局部温度波动导致切割硅片局部位置出现翘曲异常的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型一种多线切割机砂浆喷嘴流量控制装置，包括
6.砂浆喷嘴组件，所述砂浆喷嘴组件包括喷嘴和连接管，所述喷嘴均布在连接管上，且与连接管连通；
7.流量调节阀，所述流量调节阀一端与连接管相连，另一端与喷嘴相连；
8.无线测温装置，所述无线测温装置安装在喷嘴外壁上，用于测量单晶硅棒的温度；
9.控制器，所述控制器与流量调节阀和无线测温装置相连，所述控制器安装在连接管或喷嘴上。
10.在一些实施例中，所述控制器外部安装有保护罩，有效地避免了喷洒出的砂浆落到控制器上，致使控制器损坏，延长了控制器的使用寿命。
11.在一些实施例中，所述无线测温装置为红外线温度传感器。
12.在一些实施例中，所述控制器采用stm32系列单片机。
13.一种多线切割机，包括两个导轮、工作台以及上述所述的砂浆喷嘴流量控制装置，
所述工作台位于两个所述导轮之间的上方位置，两个所述导轮外侧环绕有金刚线，所述金刚线两端分别缠绕在第一收线轮和第二收线轮上，所述砂浆喷嘴流量控制装置安装在工作台与导轮之间，且位于工作台两侧。
14.与现有技术相比，本实用新型采用多个喷嘴向单晶硅棒喷洒砂浆，并通过喷嘴上的无线测温装置采集单晶硅棒局部位置的温度，根据采集到的温度信息控制该喷嘴上流量调节阀的开度，从而控制该喷嘴喷出砂浆的流量，进而实现了在切割单晶硅棒时根据检测到的温度对局部砂浆流量进行控制，有效地避免了砂浆喷嘴流出的砂浆流量只能按总量进行设置流出，导致切割出的硅片其局部位置翘曲出现异常，精度无法保证的问题。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例整体结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例局部结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例砂浆喷嘴流量控制装置结构示意图。
18.图中：10-工作台；
19.20-喷嘴组件，21-连接管，22-喷嘴，23-流量调节嘎，24-无线测温装置；
20.30-第一导轮，31-第二导轮；
21.40-第一收线轮，41-第二收线轮；
22.50-滑轮组件；
23.60-金刚线；
24.70-单晶硅棒；
25.80-砂浆供应系统，81-砂浆供给管。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
27.参见图1和图2，本实施例所采用的多线切割机包括控制系统、两个导轮、工作台10、金刚线60以及砂浆喷嘴流量控制装置，两个导轮分别为第一导轮30和第二导轮31，所述工作台10位于两个所述导轮中间的上方位置，所述金刚线60环绕在两个所述导轮外侧，即金刚线60环绕在第一导轮30和第二导轮31的外侧形成一个环形线网，金刚线60两端分别通过滑轮组件50缠绕在第一收线轮40和第二收线轮41上；金刚线60环绕第一导轮30和第二导轮31的圈数可根据实际需要设定，所述砂浆喷嘴流量控制装置分别安装在工作台10与第一导轮30之间、工作台10与第二导轮31之间，且所述砂浆喷嘴流量控制装置位于工作台10两侧，所述砂浆喷嘴流量控制装置安装在多线切割机机架上，所述砂浆喷嘴流量控制装置用于根据单晶硅棒70局部温度控制喷嘴22喷洒在该局部位置的单晶硅棒70上的砂浆流量，从而使得单晶硅棒70在切割时，其棒头、棒中、棒尾处的温度均在规定的温度范围内，保证了切割出的硅片的质量。
28.参见图3，所述砂浆喷嘴流量控制装置包括砂浆喷嘴组件20、流量调节阀23、无线测温装置24和控制器(图中未显示)，所述砂浆喷嘴组件20包括喷嘴22和连接管21，所述喷嘴22设有多个、均布在连接管21上，且与连接管21连通，连接管21通过砂浆供给管81连接砂浆供给系统80；所述流量调节阀23一端与连接管21相连，另一端与喷嘴22相连；所述无线测
温装置24安装在喷嘴22外壁上，用于测量单晶硅棒70的温度，所述无线测温装置24采集的温度信息传送至控制器，本实施例无线测温装置24优选红外线温度传感器；所述控制器与流量调节阀23和无线测温装置24相连，所述控制器安装在连接管21或喷嘴22上，所述控制器内部设置有温度阈值，用于根据接收到的温度信息控制流量调节阀23的开度，从而控制砂浆从喷嘴22喷出的流量，本实施例控制器优选stm32系列单片机，响应速度快。所述控制器可与多线切割机的控制系统相连，当多线切割机启动时，控制器上电，开始工作。当然，控制器也可使用独立的电源系统，电源系统可为蓄电池，为控制器提供电源。
29.为了保护控制器，延长控制器的使用寿命，在一些实施例中，在控制器外部安装保护罩，该保护罩可为透明材料制作而成，保护罩一侧可打开或关闭，以免对控制器进行检修。
30.切割前，将单晶硅棒70处于第一导轮30和第二导轮31中间位置，由工作台对单晶硅棒70进行固定。
31.切割时，第一收线轮40和第二收线轮41按照设定方向和设定速度转动，使得金刚线60在第一导轮30和第二导轮31上高速往复运动，工作台10按照设定的速度和压力下压单晶硅棒70，使金刚线60对单晶硅棒70进行切割，由于在切割单晶硅棒70过程中单晶硅棒70的温度会升高，因此，砂浆供给系统80会不断地通过砂浆供给管81将砂浆供应到连接管21中，再通过与连接管21连通的多个喷嘴22喷出，并喷洒在单晶硅棒70和金刚线60上，从而对单晶硅棒70进行降温。同时每个喷嘴22上的红外线传感器实时采集单晶硅棒70的温度，当某一喷嘴22上的红外线传感器采集到的单晶硅棒70上某一位置的温度高于设定的温度阈值时，控制器控制该喷嘴22上的流量调节阀23的开度增大，加大砂浆喷出的流量，从而快速降低该位置单晶硅棒70的温度；当某一喷嘴22上的红外线传感器采集到的单晶硅棒70上某一位置的温度低于高于设定的温度阈值时，控制器控制该喷嘴22上的流量调节阀23的开度减小，减小砂浆喷出的流量，从而快速降低该位置单晶硅棒70的温度。当红外线传感器采集到的温度在设定的温度阈值内时，则流量调节阀23的开度保持在初始开度，按照初始设定流量通过喷嘴22喷洒在单晶硅棒70上。
32.本实施例实现了测定不同区域位置的单晶硅棒70的温度，并根据采集到的温度信息调节每个喷嘴22上流量调节阀的开度，从而精确的控制砂浆喷出的流量，从而实现了根据单晶硅棒70局部区域的温度改变局部区域的砂浆流量的目的，有效地避免了切割出的硅片出现局部位置翘曲、精度无法保证的问题。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。