一种单晶晶棒线开方装置的制作方法

本发明涉及单晶晶棒加工，尤其是指一种单晶晶棒线开方装置。

背景技术：

1、单晶晶棒是指用单晶硅在形成后，形成的棒状物体，单晶硅是硅的单晶体，具有基本完整的点阵结构的晶体，是一种良好的半导材料，用于制造半导体器件、太阳能电池、芯片等，用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。

2、单晶与多晶开方的主要目的是将硅棒去边皮料、硅锭去边角料及切割成一定尺寸的硅块，硅块一般呈长条方形，在开方之后，还需要对硅块进行磨倒，最后再进行切片，才能制备出方形硅片。

3、通过金刚线对单晶晶棒进行线开方，纤细且刚性较强的金刚线可以有效的对高温中的单晶晶棒进行切割，相比较刀片切割，金刚线空间占用较小，且具备一定的柔性，可以随意变化位置，从而可以对单晶晶棒进行多种形态的处理，现有技术中也有使用金刚线进行切割的技术，但是对于金刚线的位置改变过程，以及切割流程都较为粗糙，不仅无法很好的把握金刚线的切割位置，且需要使用到多组金刚线的相互配合，才能完成切割，导致操作较为复杂。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中金刚线的位置改变过程，以及切割流程都较为粗糙，不仅无法很好的把握金刚线的切割位置，且需要使用到多组金刚线的相互配合，才能完成切割，导致操作较为复杂的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种单晶晶棒线开方装置，包括开方箱，所述开方箱的内部为空心设置，所述开方箱的内侧底部固接有四根滑柱，四根滑柱的内侧之间设置有开方环，四个所述滑柱在开方环的外侧等角度排列，所述开方环与滑柱之间设置有滑动组件，所述滑动组件用于带动开方环上下滑动，所述开方箱的底部开设有贯穿至内侧的进料口，所述进料口与开方环同心设置，所述进料口的底部设置有用于接收成品和边角料的接收组件，所述开方环的内圈设置有四根金刚线，所述金刚线的一端与开方环固接，四个固接点呈等角度排列，所述金刚线的另一端设置有移动组件，所述移动组件用于带动金刚线的另一端环形移动；

3、通过开方环的设置，将需要切割的单晶晶棒从开方箱顶部的进料口向上顶入到开方箱中，通过开方环外侧的滑动组件带动开方环在滑柱的外侧上下移动，金刚线的其中一端被固定，通过移动组件带动金刚线的另一端在开方环的内圈移动，四个金刚线的另一端同时、同方向、同距离移动，使得四根金刚线中心围成一个方形区域，且这个方形区域，可以根据金刚线端部的移动距离而变化，同时由于金刚线其中一端始终固定，因此围成的区域一定为方形，符合开方所需；具体切割流程为，先将伸入开方箱内部单晶晶棒的头部切除至平整，只需让金刚线可移动端移动至极限，就能让中间的方形区域面积归零，从而切除单晶晶棒不规则的顶部区域，之后扩大方形局域至预定面积后，整个开方环和金刚线下沉，从而将圆柱形单晶晶棒的外侧边角切割，让单晶晶棒外侧变为方形，之后下沉的开方环停下，再次让四根金刚线中间区域收缩，从而切割出方形的单晶硅成品，此种结构，操作金刚线的方法简单，且可以一直维持四根金刚线中部的方形结构，切割过程也被分化，垂直切割时，无需调控金刚线，通过此种设置，使得操作简单，切割稳定，减少了失误率。

4、在本发明的一个实施例中，所述开方箱的顶部固接有驱动轨，所述驱动轨的底端内侧滑动连接有移动模块，所述移动模块可以在驱动轨底部往复移动，所述移动模块的底部固接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底部固接有悬臂，所述悬臂的外侧靠底部设置有多个呈环形设置的机械爪，单晶晶棒侧边切割完成后，通过悬臂顶部的电动伸缩杆伸长，让悬臂下沉，通过多个机械爪抓住单晶晶棒，待到开方后的成品底部被切割完成后，通过悬臂的上升和驱动轨的移动，将成品转移，通过此种设置，只需让单晶晶棒从底部不断的向上供给，就能持续切割出成品，加快了工作效率。

5、在本发明的一个实施例中，所述移动组件包括移动座，所述金刚线与移动座连接，所述开方环的内圈开设有环形槽，所述移动座的顶端和底部均固接有卡板，所述移动座通过卡板与环形槽滑动卡接，所述移动座的外侧设置有与环形槽内壁贴合的电动轮，通过移动座的电动轮转动，从而带动移动座进行移动，配合移动座两端的卡板，可以很好的限制移动座的移动轨道，由于金刚线的端部一移动座连接，因此可以通过四个移动座带动四根金刚线进行移动，实现了金刚线变化位置的效果。

6、在本发明的一个实施例中，所述开方环的外侧固接有四个呈环形排列的收卷筒，所述开方环的外侧还固接有四个呈环形排列的供给筒，所述供给筒的结构与收卷筒相同，所述收卷筒和供给筒的底部均固接有伺服电机，所述金刚线的两端分别固接在两个相对应伺服电机的输出端外侧，金刚线在长期切割后，会导致外表面被磨损严重，导致切割效果降低以及切割不到位的问题，传统的金刚线都是与移动设备固接，更换不仅频繁而且繁琐；

7、通过收卷筒和供给筒的设置，在需要更换时，将移动座移动至收卷筒的一侧，此时四根金刚线展开面积最大，通过收卷筒中伺服电机的驱动，可以收卷金刚线，而供给筒中盘绕有新的金刚线，且供给筒内侧也有伺服电机，两个相对应的伺服电机一个释放一个回收，从而可以对金刚线进行更新，旧的金刚线会收入到收卷筒中，待到供给筒中存放的一卷金刚线使用完毕后，再将收卷筒和供给筒进行整体更换，此种设置，大大降低了手动更换周期，使得装置可以长期使用，在金刚线变化过程中，收卷筒中的金刚线可以被向外拔出，适应内圈金刚线的长度变化。

8、在本发明的一个实施例中，所述开方环的内圈固接有四个锁定阀，所述锁定阀的位置与供给筒对应，所述金刚线穿过锁定阀，所述金刚线穿过移动座内部与收卷筒连接，所述移动座的内侧固接有电磁阀，通过锁定阀可以固定住靠近供给筒位置的金刚线，保证金刚线在变化过程中，其中一段保持不变，让中部围成的区域保持方形，而金刚线穿过移动座，电磁阀的设置，可以在金刚线竖直切割时，用电磁阀卡死金刚线，保证稳定切割过程。

9、在本发明的一个实施例中，所述滑动组件包括四个升降模块，四个升降模块分别滑动卡接在滑柱的外侧，所述升降模块由两块垂直平行设置的卡盘组成，两个卡盘将开方环限制在中部，所述卡盘的外侧连接有与滑柱活动贴合的遥控轮，通过两个卡盘限制开方环的位置，通过遥控轮的驱动带动卡盘的移动，配合四组卡盘的稳定移动，可以精准平稳的带动开方环进行升降，进一步保证了切割的精准度。

10、在本发明的一个实施例中，所述接收组件包括边角框，所述边角框的中部开设有与单晶晶棒宽度对应的圆形孔，所述边角框位于进料口的下方，所述边角框的中部呈下凹状设置，且边角框的内壁上固接有弹性材料的缓冲垫，所述边角框与开方箱的底部之间连接有两条用以移动的导轨，所述边角框和导轨之间还连接有平移模块，所述平移模块用于带动边角框进行移动，在单晶晶棒插入开方箱之前，通过平移模块将边角框移动至进料口下方，让单晶晶棒穿过边角框的圆形孔，之后随着切割的进行，切割下的边角料会向下掉落，从而被边角框接住，从而完成回收，缓冲垫的设置，为了减少冲击带来的震动和损伤，接收开方后，先让顶出单晶晶棒的设备下降移出，再通过平移组件将边角框向一侧移动，便于拿出边角框中的边角料。

11、在本发明的一个实施例中，所述开方箱的一侧转动连接有封闭门，所述开方箱的内部靠封闭门的一侧设置有收纳箱，所述收纳箱的底部设置有平移轨，所述平移轨与开方箱固接，所述平移轨与收纳箱之间连接有平移车，机械爪将成品夹走后，随着提升、转移后，成品会来到收纳箱上方，随着机械爪放下，让成品落入到收纳箱中，从而完成对成品的收纳，通过平移车和平移轨的设置，让收纳箱可以向外转移。

12、在本发明的一个实施例中，四个所述移动座之间固接有半环形的连接杆，四根连接杆组成一个环形结构，环形结构位于开方环的环形槽内侧，且该环形结构位于金刚线的下方，配合四根连接杆的设置，让四个移动座连接为一个整体，保证了一个移动座只能同时、同向、同距离移动，确保了金刚线中心围成的方形结构的规整，提高了切割精度。

13、在本发明的一个实施例中，所述滑柱靠近开方环的一侧开设有卡槽，所述开方环的外侧固接有与卡槽相适配的滑块，卡槽和滑块的适配，保证了开方环的升降稳定性。

14、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：通过开方环的设置，开方环外侧的滑动组件带动开方环在滑柱的外侧上下移动，金刚线的其中一端被固定，通过移动组件带动金刚线的另一端在开方环的内圈移动，四个金刚线的另一端同时、同方向、同距离移动，使得四根金刚线中心围成一个方形区域，且这个方形区域，可以根据金刚线端部的移动距离而变化，同时由于金刚线其中一端始终固定，因此围成的区域一定为方形，此种结构，操作金刚线的方法简单，且可以一直维持四根金刚线中部的方形结构，切割过程也被分化，垂直切割时，无需调控金刚线，通过此种设置，使得操作简单，切割稳定，减少了失误率。

15、本发明所述的单晶晶棒侧边切割完成后，通过悬臂顶部的电动伸缩杆伸长，让悬臂下沉，通过多个机械爪抓住单晶晶棒，待到开方后的成品底部被切割完成后，通过悬臂的上升和驱动轨的移动，将成品转移，通过此种设置，只需让单晶晶棒从底部不断的向上供给，就能持续切割出成品，加快了工作效率。