硅晶锭的超音波切割设备制造技术

技术编号:5960478 阅读:233 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术为一种硅晶锭的超音波切割设备,包括有一容液槽、二锯片框架、二超音波振动器、一硅晶锭承载台、及一升降装置。其中,二锯片框架分别具有平行配置的多个纵向锯片、及横向锯片,且以彼此正交垂直方向上下配置,并容浸于容液槽的切削溶液内。故当以二超音波振动器分别驱动二锯片框架沿其锯片延伸方向往复运动,且通过升降装置驱动硅晶锭承载台下降,进而使承载于硅晶锭承载台上的硅晶锭在切削溶液中接触到横向及纵向锯片而产生切割的功效。因此,本发明专利技术于切削溶液中进行切割,故出屑容易效率高,且散热佳,使用寿命长、且安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅晶锭的超音波切割设备,尤指一种适用于切割硅晶锭的超音波切割 设备。
技术介绍
请参阅图1,图1为现有硅晶锭切割设备的立体图。现有技术的多晶硅晶锭要分割 切开成晶砖,或将晶砖的头尾料切除,目前多采以带锯机(Bend Saw)进行切割,传统机台设 备如图1所示。硅晶锭带锯机9操作原理简略说明如下,带锯机9的基座上有一加工物放 置平台90,亦即硅晶锭,其置于加工物放置平台90上,并以夹具901夹持固定、或于加工物 91底面涂敷有粘胶,以固定并防止切割后的硅晶块翻倒或掉落导致毁损。一张于二飞轮93之上,并以马达带动其中的一飞轮93,以转动环状带锯92而进 行切割。接着,欲进行切割时,带锯92连同飞轮93通过油压支撑杆94的导引与支撑,往下 进刀切割。其中,为避免环状带锯92抖动,而设置有二对导正板95紧紧夹住环状带锯92。 并且,又设有喷水头96以冲刷锯屑及冷却环状带锯92。综上所述,环状带锯92的张力必须大于锯切阻力,加上二对导正板95夹持的摩擦 阻力、以及飞轮93的牵引力等,故环状带锯92必须具备相当的厚度及宽度,方能得到足够 的张力强度以克服上述阻力。然而,张力强度需求高的环状带锯92的成本亦相当高。此外, 环状带锯92随着机器运转时间而长度不断变形伸长,故需时时注意调整张力。且因环状带 锯92于二飞轮93、及导正板95间不断折曲及被导正,易导致金属疲劳遭致断裂。而当环状 带锯92因疲劳而断裂时,碎裂的锯片会弹开,可能造成人员损伤及设备的损坏。此外,紧紧夹住环状带锯92的导正板95,不但使锯切加工效率大幅降低,本身也 同时被磨耗成为消耗品,徒增成本。再且,喷水头96喷洒于导正板95的水容易四处飞溅, 尤其飞轮快速转动时更甚,造成作业环境污染,同时水还需时时注意及补充,增加成本。另 夕卜,锯刀由上往下进刀,锯屑易残留于切沟内不易排出,使加工效率降低,大型加工对象更 甚之。每当完成一刀锯切时,欲进行其它位置锯切时,必须松开夹具901去除粘胶,再移动 或转向加工物91,再重复一次夹固。若以粘胶将加工物91粘固于加工物放置平台90,该加 工物放置平台90需能移动、及转向。当完成全部切割时,须去除粘胶,徒增成本,且对环境 亦会造成污染。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种硅晶锭的超音波切割设备,其包括一容液槽、一锯片框 架、一超音波振动器、-硅晶锭承载台、及一升降装置。其中,容液槽内容充有切削溶液,而容 液槽设置有一导引装置。锯片框架包括有至少一横向锯片、及一导引构造。至少一横向锯 片沿同一水平方向延伸、并容浸于容液槽的切削溶液内;导引构造是对应耦合于导引装置、 并能够沿水平方向相对滑移。超音波振动器,包括有一驱动块。驱动块连结至锯片框架上、 并能驱动锯片框架沿着水平方向往复运动。硅晶锭承载台组设于容液槽内、并对应位于至少一横向锯片的下方。而升降装置驱动硅晶锭承载台选择式地上升或下降,以趋近或远离 锯片框架的至少一横向锯片。 因此,本专利技术因是利用超音波震动驱动,小功率即可加工,节省能源,而锯片往复 震动直线动作,无曲折不易折断,使用寿命高,纵使锯片断裂亦无弹开的危险,安全性高。另 夕卜,锯片极薄,切削损失极少,且制造成本低,更换容易。此外,加工物及锯片皆浸于切削溶 液中,且锯槽朝下,锯屑直接散落水中,出屑易切锯效率高,且锯片直接散热于切削溶液,使 用寿命长。较佳的是,本专利技术可还包括有另一锯片框架、及另一超音波振动器,而容液槽还包 括有另一导引装置。其中,另一锯片框架包括有至少一纵向锯片、及一导引元件,而至少一 纵向锯片沿另一水平方向延伸、并容浸于容液槽的切削溶液内。导引元件是对应耦合于另 一导引装置、并能够沿另一水平方向相对滑移。另一超音波振动器包括有另一驱动块,其连 结至另一锯片框架上、并能驱动另一锯片框架沿着另一水平方向往复运动。其中,上述水平方向与另一水平方向可为相互正交垂直方向,依此可切割出矩形 硅晶块。当然,亦可水平方向与另一水平方向亦可为其它倾斜任意角度,必要时并可切割出 其它形状如菱形、平行四边形或其它几何多边形。又,锯片框架与另一锯片框架可上下配 置,先进行一水平方向切割随即又进行另一水平方向的切割。亦即,本专利技术可采用多锯片框 架且配置多锯片,上下同时加工,间距可自由调整,切割一次完成,省时省力。另外,本专利技术的容液槽的侧壁可分别开设有至少一短槽。而至少一横向锯片、及至 少一纵向锯片分别对应穿经至少一短槽。通过此,至少一横向锯片、及至少一纵向锯片透过 穿经短槽,而可完全容浸于切削溶液内进行切割,使锯屑能直接散落于切削溶液,不仅可提 升切割效率,又可减少环境污染。再者,本专利技术的导引装置可包括有至少二导引管,其分别组设于容液槽的二相对 应侧壁外,导引构造可包括有二导杆分别对应滑设于二导引管内;而另一导引装置可包括 有至少二导引筒,其分别组设于容液槽的另二相对应侧壁外。另外,导引元件可包括有二导 轨分别对应滑设于二导引筒内。据此,本专利技术的锯片框架、及另一锯片框架利用导引管、或 导引筒相对应耦合于导杆、或导轨以形成导引功效,并且皆采双侧导引,可增加切割的稳定 度。又,本专利技术还包括有一外槽体,是衔接围绕于容液槽的外周。其中,外槽体主要用 以盛接自容液槽溢出的切削溶液,并再使的循环回流至容液槽内重复使用,节省资源。此 夕卜,又可包括有一回收装置是将外槽体内的切削溶液回收并注入容液槽。再且,本专利技术的硅晶锭承载台还包括有一硅晶锭支撑装置,其用以稳定支撑并承 载硅晶锭,以便于不论切割前或切割后皆能稳稳固定住硅晶锭及硅晶块。其中,硅晶锭支撑 装置包括有一承载托架、多个直立撑杆、多个夹紧装置、及_动力源。而多个夹紧装置分别 设置于承载托架上,多个直立撑杆分别可动地设置于承载托架上并对应至多个夹紧装置。 每一直立撑杆并能独立上下移动。动力源提供多个夹紧装置以选择式地夹紧多个直立撑杆 或放松多个直立撑杆,该至少一横向锯片穿插于多个直立撑杆之间。通过此,本专利技术的硅晶锭支撑装置主要用以稳固支撑上方的硅晶锭。其中,当进行 切割时硅晶锭承载台会逐渐下降,此时多个直立撑杆亦随之下降,而至少一横向锯片、及至 少一纵向锯片仅于多个直立撑杆之间产生位移,并不会碰触多个直立撑杆以至影响切割的进行。而且,自切割加工开始至完成,硅晶块各自有其对应的直立撑杆稳固支撑,并始终保 持平衡,无须粘胶固定。此外,本专利技术的硅晶锭承载台还包括有一硅晶锭上顶装置,其用以稳定顶抵住硅 晶锭上方。其中,上顶装置设于硅晶锭上方以向下顶抵着硅晶锭,使硅晶锭夹设于硅晶锭上 顶装置及硅晶锭支撑装置之间,使硅晶锭更为稳固,不论切割过程或切割完毕后皆不致有 翻落的危险。而硅晶锭上顶装置可包括有_固定架、一升降座、及多个上顶柱。升降座活动 组设于固定架上并可相对上下移动,多个上顶柱分别组设于升降座上并向下凸伸。使用状 态时,各上顶柱分别抵住各硅晶块的重心上方。 然而,本专利技术的硅晶锭上顶装置可设于硅晶锭正上方,每一上顶柱还设有一弹性 件以向下弹性顶抵硅晶锭上方,使硅晶锭夹设于上顶柱与直立撑杆之间,使硅晶锭更为稳 固,不论切割过程或切割完毕后皆不致有翻落的危险。另外,多个上顶柱可分别包括有一弹 性顶抵段,因硅晶锭的表面并非一定平整,而顶抵的上顶柱须能容许并吸本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种硅晶锭的超音波切割设备,其特征在于包括:一容液槽,其内容充有切削溶液,该容液槽设置有一导引装置;一锯片框架,包括有至少一横向锯片、及一导引构造,该至少一横向锯片沿一水平方向延伸、并容浸于该容液槽的切削溶液内,该导引构造是对应耦合于该导引装置、并能够沿该水平方向相对滑移;一超音波振动器,包括有一驱动块,该驱动块连结至该锯片框架上、并能驱动该锯片框架沿着该水平方向往复运动;一硅晶锭承载台,组设于该容液槽内、并对应位于该锯片框架的该至少一横向锯片的下方;以及一升降装置,驱动该硅晶锭承载台选择式地上升或下降,以趋近或远离该锯片框架的该至少一横向锯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:林和龙吕秀正
申请(专利权)人:绿能科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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