[发明专利]一种方硅芯生产设备及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种方硅芯生产设备，涉及多晶硅生产技术领域，包括机体，机体上外缘均布设置有四个罗拉，机体上中间位置悬挂有硅棒，机体上对应硅棒顶部位置设置有挂棒装置，挂棒装置上对应硅棒位置开设有挂棒口，机体上对应挂棒口位置设置有挂棒件，挂棒件包括由上至下依次相连设置的挂棒头、粘棒头，挂棒头的外径与U型挂棒口配合，挂棒头顶部设置有压板，机体上活动设置有多个螺杆顶丝，挂棒头上对应挂棒口上端面位置设置有角接触关节轴承，机体上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，对刀测量装置包括4个激光测距仪，激光测距仪垂直于硅棒轴向位置设置在机体上，实现对刀方便快捷，并且出芯率的最大化，提高产品收益。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种生产方硅芯的方硅芯生产设备。

背景技术

单晶硅是一种十分重要的半导体材料，其生产工艺的发展分为以下几个阶段：第一阶段是用钼丝或钽管做热载体，使用方便，生产设备简单，用钽管是为了中间可以用酸腐蚀掉钽管用以制备区熔法单晶硅的硅料。但高温下金属原子扩散影响多晶硅纯度和品质，这一工艺很快被硅芯热载体取而代之。第二阶段是区熔法生产硅芯（圆硅芯）：硅是半导体，具有温度越高电阻越低的负阻效应，用区熔法拉制的硅芯在加热后或高压击穿后低压加热成为热载体在还原炉内进行还原反应沉积生长多晶硅，生产的多晶硅质量明显提高。区熔法硅芯的生产工艺也几经变革，从一次拉一根到一炉次拉数根以节省拆炉开炉消耗的时间，进而发展到用一次拉多根，一炉次拉数次，使一炉次可以生产十多根硅芯，生产效率大大提高。但区熔法硅芯生产对操作工要求较高，多根工艺自动控制较难实现，硅芯又细，操作必须随时盯着从而使劳动强度加大，生产成本也相对较高。第三阶段使用直拉法生产硅芯圆棒，经过截头去尾后，成为切割方硅芯的胚体，之后通过粘棒、上棒、对棒、布线、放水、切割、下棒、脱胶清洗、磨锥打孔、腐蚀清洗、检验、真空包装等，形成所需的方硅芯。这种硅芯圆棒切割的方硅芯少则一百多支，多则三百多支，功效大大提高。

本发明作出的方硅芯切割是硅芯切割机将横截面为圆形的硅棒切割成横截面为正方形或其他多边形硅芯的过程，通过将金刚线绕在罗拉线槽上，形成大小一致的方格，然后罗拉带动金刚线做往返运动，同时切割头带动罗拉由下往上运动，最终完成硅棒切割成方硅芯的过程，在进行方硅芯切割之前，需要根据不同直径的圆棒进行测算，给出对应直径的圆棒，可以切出不同规格方硅芯的数量，并且核算最佳的一种对刀方式，便于产量、质量的提升。

发明内容

本发明的目的是解决现有设备中存在的问题，提供一种通过将硅棒通过环氧树脂胶使其与挂棒头连接，将硅棒悬挂于硅芯切割机上部后，利用挂棒头上的推力关节轴承，自动调整硅棒的垂直度，然后根据不同直径的圆棒，在程序中计算出准确的硅棒位移量，程序自动对刀，实现对刀方便快捷，并且出芯率的最大化，提高产品收益。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种方硅芯生产设备，包括机架，所述机架上设置有切割头，所述机架上设置有用于驱动切割头升降的升降驱动机构，所述机架上对应切割头正上方位置设置有挂棒装置，所述挂棒装置包括固定钢板，所述固定钢板上开设有挂棒口，所述机架上对应挂棒口位置设置有用于悬挂硅棒的挂棒件，所述挂棒件包括由上至下依次相连设置的挂棒头、粘棒头，所述挂棒头的外径与挂棒口配合，所述挂棒头顶部设置有压板，所述机架上对应压板正上方位置悬装有多个用于顶紧压板的螺杆顶丝，所述固定钢板上端对应挂棒口位置开设有半球型槽，所述挂棒头设置有与半球型槽配合的角接触关节轴承，所述固定钢板上还设置有调整挂棒件位置的对棒装置，所述机架上对应相对的两个罗拉两端位置安装有对刀测量装置，所述对刀测量装置包括4个激光测距仪，所述激光测距仪垂直于硅棒轴向位置设置在机架上。

优选的，为了进一步优化本发明，可优先选用以下技术方案：

优选的，所述升降驱动机构包括沿切割头升降方向设置在机架上的承载柱，所述承载柱上沿升降方向设置有升降滑轨，所述切割头背部设置有与升降滑轨配合的滑块，所述机架上沿升降滑轨长度方向还设置有升降丝杠，所述升降丝杠贯穿滑块，所述升降丝杠一端连接有升降驱动电机。