[发明专利]采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，包括机床本体和横向超声振动单元；

所述机床本体包括金刚石线锯单元，所述金刚石线锯单元包括锯丝；所述横向超声振动单元包括超声波发生装置、换能器、变幅杆、超声导轮、辅助导轮支架、辅助导轮和试验支架；所述换能器与所述变幅杆相连接；所述超声导轮安装在所述变幅杆的一端，并且所述超声导轮与所述锯丝相接触；所述换能器另一端与超声波发生装置连接；所述变幅杆与所述辅助导轮支架均设于所述试验支架上；并且所述变幅杆与所述辅助导轮支架相对设置；所述辅助导轮设于所述辅助导轮支架上，并且辅助导轮与锯丝相接触，起到辅助支撑的作用。

2.根据权利要求1所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述机床本体还包括机床基座、锯丝进给单元和工件回转单元；

所述锯丝进给单元设于所述机床基座上；所述金刚石线锯单元设于所述锯丝进给单元上；所述工件回转单元与所述机床基座相连接。

3.根据权利要求2所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述金刚石线锯单元包括第一张紧轮、第二张紧轮、第一导向轮、第二导向轮、卷丝装置和所述锯丝；所述第一张紧轮和第二张紧轮均安装在锯丝进给单元上，通过调节所述第一张紧轮与所述第二张紧轮在所述锯丝进给单元上的位置，从而调节所述第一张紧轮与所述第二张紧轮之间的间距来调节所述锯丝张紧，所述第一导向轮和所述第二导向轮安装在所述锯丝进给单元上，从而改变锯丝方向，起到导向的作用，所述卷丝装置安装在所述锯丝进给单元上，以实现卷丝，布丝的功能；所述锯丝依次绕过所述卷丝装置、第一张紧轮、第一导向轮、第二导向轮、第二张紧轮回到所述卷丝装置。

4.根据权利要求2所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述工件回转单元包括回转工作台以及单晶硅棒；所述单晶硅棒通过粘接蜡粘在所述回转工作台上，所述回转工作台安装在与所述机床基座相连的轴座上，通过电机带动所述回转工作台旋转实现单晶硅棒的自转，实现旋转点切割的切割方式。

5.根据权利要求2所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，还包括测试单元，所述工件回转单元与所述机床基座相连接；所述测试单元包括锯切力测试单元和振动测试单元，所述锯切力测试单元和振动测试单元均设于所述机床基座上。

6.根据权利要求5所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述锯切力测试单元包括测力仪，电荷放大器、数据采集器和计算机；所述测力仪通过测力仪连接板安装在与所述机床基座相连的轴座上，所述测力仪与所述电荷放大器和所述数据采集仪实现信号连接；所述电荷放大器与所述数据采集器与所述计算机实现信号连接。

7.根据权利要求5所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述振动测试单元包括测量头、数字示波器和振动测量仪；所述测量头、数字示波器和振动测量仪之间实现信号连接。

8.根据权利要求1所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，所述锯丝为电镀金刚石线锯丝，基体为不锈钢。

9.一种采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置的使用方法，使用如权利要求2-7中任意一项所述的采用横向超声振动辅助切割单晶硅的装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：调配装置；

步骤2：工件回转单元带动单晶硅棒做回转运动；

步骤3：金刚石线锯单元带动锯丝做往复运动；

步骤4：横向超声振动单元为所述锯丝提供横向振动；

步骤5：所述锯丝对所述单晶体硅棒进行切割；

步骤6：测试单元记录切割工艺的工艺值；

步骤7：完成切割。