本发明专利技术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。
A square silicon core production equipment and its preparation process
【技术实现步骤摘要】
一种方硅芯生产设备及其制备工艺
本专利技术涉及多晶硅生产
，尤其涉及一种生产方硅芯的方硅芯生产设备。
技术介绍
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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用的技术方案是：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，为了进一步优化本专利技术，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。优选的，所述切割头包括固定座，所述固定座中间位置开设有切割孔，所述固定座上均布设置有4或6个悬挂架，所述悬挂架上转动设置有罗拉，所述机架上设置有收线轮、放线轮、过渡轮一、切割钢丝、过渡轮二，所述切割钢丝依次缠绕放线轮，过渡轮一、罗拉，过渡轮二、收线轮，所述罗拉上的切割钢丝形成一切割网。优选的，所述螺杆顶丝有三个且呈等边三角形布置。优选的，所述挂棒口为U型。优选的，所述粘棒头的直径值大于硅棒的直径值。优选的，所述对棒装置包括由下至上依次设置的X轴活动板、Y轴活动板，所述挂棒口开设在固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，所述固定钢板设置在机架上，所述固定钢板、X轴活动板之间沿垂直于挂棒口开口方向设置有导轨一，所述机架上设置有用于驱动X轴活动板沿导轨一移动的驱动电机一，所述X轴活动板、Y轴活动板之间沿挂棒口开口方向设置有导轨二，所述机架上设置有用于驱动Y轴活动板沿导轨二移动的驱动电机二。一种利用如权利要求1所述的方硅芯生产设备的制备工艺，包括以下步骤：步骤A、硅棒原料粘接，首先用工业酒精、无尘布将粘棒头和硅棒端面擦拭干净，然后将E44环氧树脂胶主剂、硬化剂以重量份数比1~2：1的比例混合，然后均匀涂抹在粘棒头和硅棒端面上，将两个端面贴合在一起，通过粘棒装置固化24h后至粘棒头与硅棒粘合牢固，准备上机；步骤B、硅棒原料挂装，首先用上棒车将步骤A中粘结有硅棒的粘棒头悬挂于硅芯切割机挂棒装置的水平U型口上，挂棒头角接触关节轴承下平面与挂棒装置U型口的上平面接触，在硅棒重力和角接触关节轴承的作用下，硅棒自动垂直，然后使用3根螺杆顶丝呈等边三角形顶住挂棒头上端面，固定住挂棒头顶端，防止在自动对刀时发生偏摆；步骤C、对刀，硅棒原料挂装完成后，根据测距仪测量的硅棒距离，程序自动计算x轴和y轴的移动量，x轴和y轴步进电机驱动对应调整板移动相应距离，使硅棒距4个罗拉距离一致，保证硅棒处于罗拉中间位置，固定抱臂；步骤D、布置切割线，将金刚线排布在由4或6个挂架和4或6个罗拉组成的切割头上，形成上下切割线网，所述上下切割线网的线网交叉并形成正方形方格；步骤E、切割机工艺设置，将硅芯切割机的工艺参数中硅芯规格设置为5*5～50*50、切割张力设置为30～80N、切割台速设置为0.5～10mm/min、线速度设置为6-10m/s；进线量设置为200～500m；回线量设置为195～495m、加速度设置为1-3m/s，并根据硅棒长度设置起始位置、变速位置、结束位置；步骤F、启动程序，升降电机带动丝杠旋转，通过控制电机正转、反转从而实现切割头上升、下降动作，对硅棒从下到上进行切割，获得方硅芯。优选的，所述步骤A中粘棒装置包括底座，所述底座上沿长度方向等距设置有多个V型支架，所述底座一端活动设置有用于固定挂棒件的定位块，所述底座上沿硅棒轴向设置有用于驱动定位块移动的调节丝杠，所述调节丝杠贯穿定位块底部，所述调节丝杠外侧一端延伸出底座设置有调节手轮。本专利技术的有益效果是：1、本设置中采用激光测量，数控调整硅棒位置，保证硅棒处于切割线网中心位置，保证最大的出芯数，如长度3200mm，边宽为15*15mm的方硅芯，直径193mm硅棒采用此种方式对刀可出112支，而人工对刀只能出106支，按每支方硅芯售价550元计算，此根硅棒可多产生效益550*6=3300元。2、本设备中安装有挂棒装置，其中挂棒装置包括由下至上依次设置的固定钢板、X轴活动板、Y轴活动板，挂棒口开设在固定钢板、X轴活动板、Y轴活动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方硅芯生产设备，包括机架，其特征在于：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，所述挂棒装置包括定钢板，所述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。/n
【技术特征摘要】
1.一种方硅芯生产设备，包括机架，其特征在于：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，所述挂棒装置包括定钢板，所述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。
2.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述切割头包括固定座，所述固定座中间位置开设有切割孔，所述固定座上均布设置有4或6个悬挂架，所述悬挂架上转动设置有罗拉，所述机架上设置有收线轮、放线轮、过渡轮一、切割钢丝、过渡轮二，所述切割钢丝依次缠绕放线轮，过渡轮一、罗拉，过渡轮二、收线轮，所述罗拉上的切割钢丝形成一切割网。
4.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述螺杆顶丝有三个且呈等边三角形布置。
5.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述挂棒口为U型。
6.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述粘棒头的直径值大于硅棒的直径值。
7.根据权利要求1所述的一种方硅芯生产设备，其特征在于：所述对棒装置包括由下至上依次设置的X轴活动板、Y轴活动板，所述挂棒口开设在定钢板、X轴活动板、Y轴活动板对应位置，所述定钢板设置在机架上，所述定钢板、X轴活动板之间沿垂直于挂棒口开口方向设置有导轨一，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：周小飞，陈明亮，卢从辉，
申请(专利权)人：河南协鑫光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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