[实用新型]一种单晶硅截断专用夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶硅切割技术领域，具体涉及一种单晶硅截断专用夹具。

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。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。单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料和光伏行业中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域。传统单晶硅的截断采用带锯法进行切割，由于切割刀具的厚度问题以及单晶硅棒直径一致性比较差，通常的夹具出现了切割过程中单晶硅棒夹持不牢靠，从而导致了切割效率的低下、切割容易出现崩边、切割垂直度差的问题。出现上述问题的主要因素由于单晶硅直径的一致性较差，在切割过程中由于装夹的原因，产生了切割应力，从而在截断后由于夹具支撑不好导致单晶硅棒产生了位移，影响了切割效率及切割质量等。

中国专利文献中，公开号CN201800144U、名称是一种用于切断单晶硅棒料的组合夹具(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种用于切断单晶硅棒料的组合夹具，设置在带锯切割机工作台上，它由分别位于带锯两侧的夹卡装置和扶正装置组成，所述夹卡装置由导轨、滑块和三组并列的夹紧机构组成，其中导轨与工作台托板固定，滑块与导轨滑动连接，夹紧机构位于滑块上，所述扶正装置由两组并列的扶正机构组成。该现有技术通过夹卡装置和扶正装置采用三个气缸对单晶硅料在三个方向均压夹持，解决了夹具因固定方式不妥而造成的切割面掰断裂痕及垂直度误差问题，由于使用的是气缸，气缸需要有接气管路，结构相对繁琐复杂；而且依靠气缸定位好位置后没有锁紧，当切割完成后单晶硅棒重量发生变化可能会造成单晶硅棒的位置偏移，极大的影响了切割效率和切割质量。

因此，为了解决现有技术中存在的问题，研究一种操作简单、成本较低、且能够针对单晶硅棒的不同直径变化进行自适应调整的单晶硅截断专用夹具已经成为一项重要任务。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种单晶硅截断专用夹具，目的是通过浮动支撑机构以适应单晶硅棒的不同直径变化，并且在自适应浮动支撑机构调整完毕后通过浮动支撑锁紧装置来提高硅棒支承刚性，保证了切割完毕后硅棒的稳定性，避免了因切割完毕后硅棒的位移引起切割效率及质量问题。

本实用新型的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种单晶硅截断专用夹具，包括底座、安装于底座上的压紧装置、以及用于将夹具安装在工作台上的夹具固定装置，所述夹具还包括安装在底座上的四组浮动支撑单元，所述浮动支撑单元包括浮动支撑机构以及通过底座与浮动支撑机构连接的浮动支撑锁紧装置。

与现有技术相比，本实用新型通过浮动支撑机构以适应单晶硅棒的不同直径变化，并且在自适应浮动支撑机构调整完毕后通过浮动支撑锁紧装置来提高单晶硅棒支承刚性，保证了切割完毕后单晶硅棒的稳定性，避免了因切割完毕后单晶硅棒的位移引起切割效率及质量问题；本实用新型也很好的保证了切割面的垂直度及减少了切割崩边的可能，减少了单晶硅棒的损失，节约硅棒成本，提高了加工效率。

所述浮动支撑机构包括套筒、设置在套筒内的支撑杆、套设在支撑杆上的弹簧、安装在支撑杆上端的垫块以及设置在垫块与支撑杆顶端之间的防护盖；浮动支撑机构针对单晶硅棒直径一致性较差的特点对夹具进行自适应调整，当浮动支撑锁紧装置松开后，由浮动支撑机构的弹簧顶起支撑杆，从而使支撑杆上端的垫块支撑住单晶硅棒，所述垫块采用尼龙垫块；根据单晶硅棒阶段的加工的特点，在浮动支撑机构中还设置了密封防护装置防护盖，在垫块与支撑杆顶端之间设置防护盖可以避免切割过程中的切割硅粉等杂物的堵塞，保证了夹具的使用寿命及可靠性；此外，本实用新型采用弹簧顶起支撑杆，使垫块与单晶硅棒接触，可自适应单晶硅棒的不同直径变化；并且在自适应浮动支撑机构调整定好位置后又有一个浮动支撑锁紧装置夹紧支撑杆，来提高单晶硅棒支承刚性，这样在单晶硅棒切割完成后就不会因为硅棒的重量变化发生位置偏移，引起切割效率及质量问题，保证了切割完毕后单晶硅棒的稳定性；本实用新型也很好的保证了切割面的垂直度及减少了切割崩边的可能，减少了单晶硅棒的损失，节约硅棒成本，提高了加工效率。

所述弹簧的一端抵在套筒底端的端面上，另一端抵在支撑杆的环形台阶上。

所述浮动支撑机构通过固定螺钉孔与底座固定连接。

所述夹具固定装置与工作台上的移动滑台或导轨滑动连接；这样可以实现夹具的纵向移动调整，从而可以实现将单晶硅棒截断切割成不等长的效果。