[发明专利]单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构

说明书

技术领域

本发明涉及晶硅切割技术领域，具体涉及一种应用于单晶硅卧式单棒开放机的夹棒机构。

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。

传统开方机采用立式开方，首先将棒料用胶粘接在晶托上，然后利用电磁技术将晶托吸在托盘上，然后切割机头从上至下进行切割，下料时还要对棒料进行脱胶处理，总体来说，工艺复杂，辅助时间长，人工成本高，生产效率低，操作不便。申请号为CN201610120604.9的专利申请文件公开了一种单晶硅卧式单棒开方机，采用头架组件和尾架组件对硅棒的两端进行夹紧固定，该种技术方案解决了上述晶托胶粘技术存在的工艺复杂、辅助时间长、人工成本高、生产效率低、操作不便的技术问题，但是，该技术方案中，切割下来的四块边皮还是需要辅助人工来进行清理，自动化程度还是较低，而且容易划伤方棒表面。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，通过尾架组件和头架组件形成的一端固定一端夹紧的结构，实现了单晶硅棒的卧式装夹，解决了粘胶费时费力的问题，同时通过对棒体和四部分边皮的分别装夹，改进夹棒机构的结构使硅棒可旋转，这样旋转硅棒时可实现边皮的自动掉落，且不损伤方棒表面质量。

本发明为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：

一种单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，包括安装于底座上并分别夹紧硅棒两端的头架组件和尾架组件，头架组件固定在底座的一侧，尾架组件安装在底座的另一侧并可以沿硅棒的轴向移动，与现有技术的区别在于：

所述头架组件包括头架和头架圆钢组件，所述头架圆钢组件包括用于夹紧硅棒端面的头架夹头组件、与头架夹头组件连接的头架轴组件、驱动头架轴组件旋转的旋转驱动机构、以及用于夹紧硅棒边皮的头架夹边皮组件；所述头架夹头组件与头架夹边皮组件之间设有容置开方机的切割线网绕硅棒轴线旋转的空间；

所述尾架组件包括尾架和尾架圆钢组件，所述尾架圆钢组件包括用于夹紧硅棒端面的尾架夹头组件、与尾架夹头组件连接的尾架轴组件、以及用于夹紧硅棒边皮的尾架夹边皮组件；所述尾架夹头组件与尾架夹边皮组件之间设有容置开方机的切割线网绕硅棒轴线旋转的空间。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，为实现头架夹头组件与头架夹边皮组件之间具有容置切割线网旋转的空间，优选的，所述头架夹头组件包括头架夹紧盘、头架压头，所述头架夹紧盘的外径小于等于硅棒经开方得到的方棒的端面内切圆直径。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，为实现尾架夹头组件与尾架夹边皮组件之间具有容置切割线网旋转的空间，优选的，所述尾架夹头组件包括尾架夹紧盘、尾架压头，所述尾架夹紧盘的外径小于等于硅棒经开方得到的方棒的端面内切圆直径。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，优选的，旋转驱动机构包括减速机连接盘、联轴器、减速机及电机。电机通过减速机、联轴器与头架轴连接，并带动头架夹头组件旋转，头架夹头组件的压头与硅棒端面接触，从而带动硅棒旋转。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，所述头架压头包括若干个通过夹头压板固定在头架夹紧盘上的第一压头，所述第一压头通过第一弹性件与头架夹紧盘连接。该第一弹性件优选弹簧，头架组件为固定支撑端，端面夹头末端装有弹簧，可适用单晶硅棒端面不平整的情况。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，所述尾架压头包括第二端盖和固定在第二端盖上的若干个第二压头，所述第二端盖通过第二弹性件与尾架夹紧盘连接。该第二弹性件优选弹簧。尾架组件为夹紧支撑端，端面夹头位置固定，且安装有一套浮动结构，可适应单晶硅棒的端面与中心轴垂直度差的情况。同时，尾架夹头组件中的压头与硅棒接触并受挤压产生摩擦力，硅棒旋转时带动尾架轴旋转。

如上所述的单晶硅卧式单棒开方机夹棒机构，所述头架夹边皮组件包括四组对称设置的第一边皮夹紧机构，每组第一边皮夹紧机构包括两个头架锁紧气缸、与各头架锁紧气缸连接的头架导向杆，每个头架导向杆的另一端均设有一第三压头。该头架夹边皮组件在切割过程中夹紧硅棒的边皮，保证夹紧边皮避免切割完成时产生崩边。