[发明专利]一种基于单晶硅片生产的单晶硅棒切割装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于单晶硅片生产的单晶硅棒切割装置，它包括工作台(1)、开设于工作台(1)顶部的通槽(2)，所述工作台(1)的顶表面上且位于通槽(2)的前后侧分别设置有单晶硅棒滚磨装置(3)和切片装置(4)，所述工作台(1)的顶表面上且位于通槽(2)的左右侧分别设置有左夹持装置(5)和右夹持装置(6)，所述通槽(2)的正下方设置有单晶硅片清洗装置；它还公开了单晶硅片的生产方法。本发明的有益效果是：结构紧凑、极大提高单晶硅片生产效率、提高单晶硅片清洗效率、减轻工人劳动强度、操作简单。

技术领域

本发明涉及应用于光伏的单晶硅棒切片的技术领域，特别是一种基于单晶硅片生产的单晶硅棒切割装置及方法。

背景技术

单晶硅作为一种重要的半导体材料，具有良好的电学性能和热稳定性，自被人们发现和利用后很快替代其它半导体材料。硅材料因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适用于制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，集成电路半导体器件大多数硅材料制成的。在制造性能良好的硅单晶方法中，直拉法生长硅单晶具有设备和工艺相对简单、容易实现自动控制。直拉单晶硅棒从单晶炉中拉制出来以后需要进行一系列的工序，前期需要将单晶硅棒进行滚磨、切片和清洗；后期将硅片进行制绒、扩散、结晶和烧结等工序后才能制造成半导体器件或用于光伏发电的太阳能电池片。

其中滚磨的目的是利用砂轮将截面为不规整的单晶硅棒打磨成截面为圆形的单晶硅棒，现有的滚磨方式是在机床上进行的，即先利用三爪卡盘夹住单晶硅棒的一端，再在单晶硅棒的另一端面上打一锥形孔，然后将机床尾部的锥头插入于锥形孔中，从而实现了单晶硅棒的工装，转动三爪卡盘，三爪卡盘带动单晶硅棒旋转，同时工人利用砂轮靠在单晶硅棒外表面，从而磨成圆柱状单晶硅棒。然而，在滚磨过程中还需要工人利用砂轮沿着单晶硅棒的轴线移动，才能对整个单晶硅棒滚磨，增大了工人的劳动强度，进一步降低了滚磨效率。

当滚磨结束后，工人将合格的单晶硅棒转运到切割装置，利用切片装置将单晶硅棒切割成片状，这种切片装置是通过切割片沿着单晶硅棒的轴线一片一片的进行切割的，这种切片效率非常慢，降低了单晶硅片的生产效率，进而降低了单晶硅片的产量。

当切片结束后，工人将合格的单晶硅片输送到清洗水槽内，利用清洗槽内的水将附着在单晶硅片表面上的杂质和废屑清洗掉。具体清洗工艺为：工人先将待清洗的单晶硅片放置于清洗篮中，然后将清洗篮放置于带有超声波发生器的清洗槽中，以除去附着于单晶硅片上的杂质和废屑。然而，清清洗篮和水始终是静止的，因此需要将单晶硅片浸泡很长时间才能清洗掉附着于单晶硅片上的杂质和废屑彻底去除，这无疑是降低了单晶硅片的生产效率。此外，单晶硅片清洗后还需要人工打捞起来，无疑是增加了工人的劳动强度。因此现有的单晶硅片的生产工艺无法继续推广使用。因此亟需一种极大提高单晶硅片生产效率、提高单晶硅片清洗效率、减轻工人劳动强度的单晶硅片切割装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、极大提高单晶硅片生产效率、提高单晶硅片清洗效率、减轻工人劳动强度、操作简单的基于单晶硅片生产的单晶硅棒切割装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于单晶硅片生产的单晶硅棒切割装置，它包括工作台、开设于工作台顶部的通槽，所述工作台的顶表面上且位于通槽的前后侧分别设置有单晶硅棒滚磨装置和切片装置，所述工作台的顶表面上且位于通槽的左右侧分别设置有左夹持装置和右夹持装置，所述通槽的正下方设置有单晶硅片清洗装置；

所述左夹持装置包括减速器、主动皮带轮、皮带、从动皮带轮、三爪卡盘I和电机I，所述减速器固设于工作台的顶表面上，所述电机I水平设置且设置于减速器的顶表面上，所述主动皮带轮安装于电机I的输出轴上，从动皮带轮安装于减速器的输入轴上，所述从动皮带轮安装于减速器的输入轴上，减速器的输出轴上安装有三爪卡盘I，所述皮带安装于主动皮带轮和从动皮带轮之间；