切割装置的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，尤指一种能使被加工物的晶锭(或称晶棒、晶块等)切片的表面雾化、粗糙化，提升(硅)基板聚光效果，并可提升切割线的切割力、切割速度及使用寿命的半导体或太阳能基板的切割装置。

背景技术：

常见的基板广泛的应用于半导体产业和太阳能产业上，并以该硅基板为例，且其制造的程序中，使用复线式线锯切割加工(Multi-wire Sawing)为重要的工艺之一。因此，中国台湾专利公开第201235174号公开了一种《钻石线的切割冷却装置》，该实用新型如图1和图2所示，该切割的钻石线是连续地缠绕在多个滚筒上，并对晶锭(或称晶棒、晶块等)做连续性的切割，同时切割使用的钻石线在工艺中又可以正逆转卷绕回收起来重复使用，如此可以节省时间，并且，可一次同时作多片的锯切，该晶锭可为单晶或多晶硅晶棒(太阳能电池材料)、砷化镓晶棒或玻璃石英晶棒等。在切割处，两相对侧各设有可以喷出冷却液(或称切削液)的喷嘴，使冷却液朝向进行切割的部位或钻石在线喷洒。

此一技术方实用新型中，请参阅图1所示，该冷却液的目的除了是冷却切割加工时所产生热能外，也可以冲洗掉卡附于钻石线与被加工物(晶锭)上的切削碎屑。但仅利用该冷却液的单纯冲洗，在该切割工艺经一段时间后，仍然会在多个平行且水平排列的钻石线1上具有的多个钻石晶粒2上卡附过多的切削碎屑3而难以清洗，其清洗效果有限。因此切削碎屑3卡附于这些钻石晶粒2上过多时而阻挡了这些钻石晶粒2的切割锐角，而减少了锐角与被加工物之间的接触面积，使得切割力及切割速度降低，并容易使得钻石线使用寿命减少。

并且，请搭配参阅图2所示，如应用于太阳能电池硅基板工艺中，虽可借由这些钻石线1与被加工物之间作复线式切割而形成多个晶锭切片4且平行排列(图只显示一片)，该晶锭切片4的两侧面41、42借由该钻石线1的这些钻石晶粒2的切割虽然都可形成波浪的纹路(肉眼观察并不明显)，该纹路在太阳能电池硅基板的使用上虽可达到光线的吸收而降低光反射率，但仅以此方式切割将使得该两侧面41、42过于平滑而光反射率较高，比较无法聚集光的能量，对于太阳能电池硅基板的光电转换效率还是相当不足的。并且，该晶锭切片4的该两侧面41、42借由复线式线锯切割加工完成后形成，在该两侧面41、42上无法预形成不规则的孔洞、痕迹或细节的晶格形状，对于太阳能电池(硅)基板的后续加工工艺例如进行蚀刻工艺时，会有蚀刻腐蚀加工的速度较缓慢的问题存在。因此，如何针对以上所论述的缺点加以改进，即为本案发明人所欲解决的技术困难点所在。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的缺点，因此本实用新型的目的在于提供一种能使被加工物的晶锭(或称晶棒、晶块等)切片的表面雾化、粗糙化，提升(硅)基板聚光效果，并可提升切割线的切割力、切割速度及使用寿命的半导体或太阳能基板的切割装置。

为了达成以上的目的，本实用新型提供一种切割装置，其包括：多个滚筒；一切割线，活动绕设固定于这些滚筒之上形成封闭；一集液槽，设置于这些滚筒之间和该切割线下方；一升降装置，其上设有一工件板，该工件板上设有一切片座，该工件板和该切片座设置于该集液槽和该切割线上方；一第一清洗喷嘴，设置于该集液槽一侧和该切割线上方；一第二清洗喷嘴，设置于该集液槽另一侧和该切割线上方；一第一震动装置，结合于该第一清洗喷嘴上；一第二震动装置，结合于该第二清洗喷嘴上。

其中，本实用新型还提供一种切割装置，其包括：多个滚筒；一切割线，活动绕设固定于这些滚筒之上形成封闭；一集液槽，设置于这些滚筒之间和该切割线下方；一升降装置，其上设有一工件板，该工件板上设有一切片座，该工件板和该切片座设置于该集液槽和该切割线上方；一第一清洗喷嘴，设置于该集液槽一侧和该切割线上方；一第二清洗喷嘴，设置于该集液槽另一侧和该切割线上方；一第三震动装置，结合于该集液槽上。

其中，本实用新型还提供一种切割装置，其包括：多个滚筒；一切割线，活动绕设固定于这些滚筒之上形成封闭；一集液槽，设置于这些滚筒之间和该切割线下方；一升降装置，其上设有一工件板，该工件板上设有一切片座，该工件板和该切片座设置于该集液槽和该切割线上方；一第一清洗喷嘴，设置于该集液槽一侧和该切割线上方；一第二清洗喷嘴，设置于该集液槽另一侧和该切割线上方；一第一震动装置，结合于该第一清洗喷嘴上；一第二震动装置，结合于该第二清洗喷嘴上；一第三震动装置，结合于该集液槽上。

借由一第一震动装置结合于该第一清洗喷嘴上和一第二震动装置结合于该第二清洗喷嘴上或一第三震动装置结合于该集液槽上或该第一震动装置、第二震动装置及第三震动装置同时设置。

其中，该切割线为钻石线，且该第一震动装置、第二震动装置和第三震动装置为超音波震荡器。

本实用新型其作复线式线锯切割加工时，能使被加工物的晶锭(或称晶棒、晶块等)切片的表面雾化、粗糙化，提升(硅)基板聚光效果，并可提升切割线的切割力、切割速度及使用寿命，实现其功效。

附图说明

图1：现有技术的复线式线锯切割加工的钻石线的切割使用放大示意图；

图2：现有技术的晶锭切片两侧面的结构放大示意图；

图3：本实用新型较佳实施例的切割装置的结构示意图；

图4：本实用新型较佳实施例的切片座结合晶锭(或称晶棒、晶块等)的示意图；

图5：本实用新型较佳实施例的预进行晶锭(或称晶棒、晶块等)的复线式线锯切割加工的动作示意图；

图6：本实用新型较佳实施例的进行晶锭(或称晶棒、晶块等)的复线式线锯切割加工中的动作示意图；

图7：本实用新型较佳实施例的进行复线式线锯切割加工中借由使用第一震动装置和第二震动装置为超音波震荡器予以清洗切割线及提供切割线震荡的使用状态放大示意图；

图8：本实用新型较佳实施例的进行复线式线锯切割加工中借由使用第一震动装置、第二震动装置及第三震动装置为超音波震荡器予以清洗切割线及提供切割线震荡的使用状态放大示意图；

图9：本实用新型较佳实施例的晶锭(或称晶棒、晶块等)作复线式线锯切割加工后形成为多个晶锭切片的示意图；

图10：本实用新型较佳实施例的图9的A-A剖面放大示意图。

附图标记说明

〔现有技术〕

1 钻石线 2 钻石晶粒

3 切削碎屑 4 晶锭切片

41 侧面 42 侧面

〔本实用新型〕

5 滚筒 6 切割线

60 钻石晶粒 61 残渣碎屑

7 集液槽 8 升降装置

81 工件板 82 切片座

100 第一清洗喷嘴 101 第一震动装置

200 第二清洗喷嘴 201 第二震动装置

300 第三震动装置 400 晶锭

400A 晶锭切片 400B 侧面

400C 侧面 500 水滴

600 水震荡波

具体实施方式

为了使贵审查员能清楚了解本实用新型的内容，以下列实施例搭配附图及符号加以说明，敬请参阅之。

请参阅图3所示，本实用新型提供一种切割装置，其包括：多个滚筒5、一切割线6、一集液槽7、一升降装置8、一第一清洗喷嘴100、一第二清洗喷嘴200、一第一震动装置101、一第二震动装置201和一第三震动装置300。

该切割线6可为钻石线并以复线式切割加工的绕设方法活动绕设固定于这些滚筒5之上形成封闭，使得两个该滚筒5之间的切割线6形成多个并水平间隔排列，这些滚筒5以马达正逆转带动该切割线6在该滚筒5上移动，该切割线6被带动时产生如刀具切割的效果。该集液槽7设置于这些滚筒5之间和该切割线6下方，该升降装置8上设有一工件板81，该工件板81上设有一切片座82，该工件板81和该切片座82设置于该集液槽7和该切割线6上方，可借由该升降装置8的自动控制操作，在该切割线6及集液槽7的范围内使得工件板81和切片座82作升降动作，该切片座82由近似长方体形状的碳、玻璃、塑料、陶瓷等材质制成，其为上方平坦且下方如圆柱形的弯曲凹形，因此该切片座82是可被该切割线6切割的材质。该第一清洗喷嘴100设置于该集液槽7一侧和该切割线6上方，并且，该第二清洗喷嘴200设置于该集液槽7另一侧和该切割线6上方。在本实施例中，该第一震动装置101结合于该第一清洗喷嘴100上，该第二震动装置201结合于该第二清洗喷嘴200上，且该第三震动装置300结合于该集液槽7上，该第一震动装置101、第二震动装置201和第三震动装置300为超音波震荡器，其超音波震荡器原则上分别接触安装于该第一清洗喷嘴100、第二清洗喷嘴200及该集液槽7上，即可发挥超音波震动效果。

请继续参阅图4所示，其中，半导体的晶锭400(或称晶棒、晶块等)可为圆柱体型，但不以此为限制，并且使晶锭400的外周缘和切片座82的下方的凹形弯曲面嵌合，同时可利用接着剂固定。并可利用接着剂将该切片座82的上方与该工件板81的下方黏接固定。在进行对晶锭400作复线式线锯切割加工前，可先借由该第一清洗喷嘴100及第二清洗喷嘴200预先注满切割液(或称冷却液)在该集液槽7内部并使之满出，或直接在集液槽7中以人工方式装填满切割液，并可预先启动该第一震动装置101、第二震动装置201及第三震动装置300。这些滚筒5及切割线6通过马达(图未显示)的带动而使该切割线6作正逆转的水平切割。

因此，请继续参阅图5所示，其中，预进行晶锭400的复线式线锯切割加工时，利用升降装置8垂直于该切割线6方向下降，将晶锭400缓慢的接触该切割线6，接触时即开始进行晶锭400的复线式线锯切割加工。并由图6所示，其晶锭400以复线式线锯切割加工进行中时(未加工完成且晶锭400暂时容置于集液槽7内进行水中切割)，必定会产生残渣碎屑及摩擦升温，因此除了借由该第一清洗喷嘴100及第二清洗喷嘴200输送出切割液在该切割线6上(借由切割线6的带动也可喷溅于加工中的晶锭400上各处)作降温、洗净及润滑以外，搭配该第一震动装置101及该第二震动装置201的设置，可使得该第一清洗喷嘴100及第二清洗喷嘴200输送出的切割液产生音波共振而提升清洁力道，并请参阅图7，更能提升该切割线6为钻石线时的清洁力，而切割液的水滴500能轻易带走该切割线6为钻石线时其上所卡附于钻石晶粒60上的残渣碎屑61，及切割液打落喷溅在该切割线6上时，同时可使得该切割线6在切割过程中产生较大的略微幅度的不规则摆动、震动，也可借由使切割线6产生不规则的摆动、震动，使得卡附于钻石晶粒60上的残渣碎屑61给予振动抖去(掉)，使多个该钻石晶粒60重新产生锐角切割面，予以增加该切割线6的切割力、晶锭切割速度，残渣碎屑61去除后并能提升切割线6的使用寿命。

请继续参阅图6所示，其中，该晶锭400进行复线式线锯切割加工过程中(未加工完成)。该集液槽7与切割线6之间应近距离设置，且其集液槽7会不断溢出切割液，并且，在该集液槽7的范围内其切割液会在溢出的过程中略微淹没该切割线6的周遭或等高。因此借由将该第三震动装置300设为超音波震荡器，使得该集液槽7所装载的切割液作音波震荡，并搭配如图8所示，而在集液槽7内部产生水震荡波600传递至该切割线6上，使得切割线6产生不规则的摆动、震动，故借由使切割线6不规则的摆动、震动，在进行复线式线锯切割加工过程中，同样可使得卡附于钻石晶粒60上的残渣碎屑61给予振动抖去(掉)，使多个的该钻石晶粒60重新产生锐角切割面，予以增加该切割线6的切割力、晶锭切割速度，残渣碎屑61去除后并能提升切割线6的使用寿命。在本实施例中，并可同时借由搭配第一震动装置101和第二震动装置201的音波震动效果(经音波共振的水滴500喷溅于切割线6上)，来达到双重且辅助提升切割线6的切割力、晶锭400切割速度及切割线6的使用寿命的目的。

并且，以应用于太阳能电池硅基板的切割为例，请继续参阅图6和图8所示，其中，为了使得晶锭400在复线式线锯切割加工过程中及切割加工完成后能符合较佳的太阳能(硅)基板的聚光特性，使得(硅)基板的光电转换效率提升，使光线能尽量聚集于(硅)基板上。因此本实用新型同样借由该第一震动装置101和第二震动装置201使得该切割线6在切割过程中产生较大的略微幅度的不规则摆动、震动或第三震动装置300同样使得切割线6产生不规则的摆动、震动或该第一震动装置101、第二震动装置201及第三震动装置300同时设置时所产生的该切割线6的不规则的摆动、震动，由图6和图9所示，其晶锭400若在复线式线锯切割加工完成后(该升降装置8会反向拉升带动工件板81、切片座82及晶锭400在该切割线6的上方)会形成多个晶锭切片400A且平行排列，并在加工完成后自该工件板81拆下，可将下一新的切片座82和半导体的晶锭400一起黏接在工件板81上，及图8和图10所示，该每一晶锭切片400A的两侧面400B、400C借由前述音波的震荡使切割线6产生不规则的摆动、震动，将会使得该两侧面400B、400C形成更加雾化、粗糙化的表面(该两侧面400B、400C即为作复线式线锯切割加工的切割线6于所作的切割所经过形成的面)。

因此，外加超音波震荡使切割线6产生不规则的摆动及震动，而非纯粹的作切割，使该每一晶锭切片400A的该两侧面400B、400C形成更加雾化、粗糙化的表面(更多细微的切割线6所导致的不规则孔洞、痕迹、细节等而形成多点破坏，使用肉眼观看像是雾化)，以提供晶锭切片400A适用于太阳能电池(硅)基板时，能使(硅)基板增加太阳光照射的吸收能力，以降低该两侧面400B、400C的光反射率借以提升光吸收的表面积，实为本实用新型的特点。并且，另一衍生特点为，使得晶锭切片400A的该两侧面400B、400C预先加工出晶格形状(预成型)，对于后续在晶锭切片400A上所作的蚀刻工艺，也可加快其加工速度(以该两侧面400B、400C的不规则孔洞、痕迹、细节等晶格形状顺着腐蚀加工)。

综上所述，请参阅图6、图8及图10所示，本实用新型借由该第一震动装置101结合于该第一清洗喷嘴100上和该第二震动装置201结合于该第二清洗喷嘴200上或该第三震动装置300结合于该集液槽7上或该第一震动装置101、第二震动装置201及第三震动装置300同时设置的结构，予以提供超音波震荡，以该第一清洗喷嘴100和第二清洗喷嘴200所输出的切割液或/及集液槽7内部所装载的切割液产生的音波间接震荡都传导至切割线6上，借由水的能量传递，使有切割液(具有水分)与切割线6接触的地方就具有音波震荡的效果，以可使本实用新型作复线式线锯切割加工时，其切割线6对晶锭400进行切割时，同时的产生去除残渣碎屑61、进行切割及不规则摆动、震动的功能，能使被加工物的晶锭切片400A的该两侧面400B、400C雾化、粗糙化(不会产生过于光滑的表面)，提升(硅)基板聚光效果及其光电转换效率，并可提升切割线6的切割力、切割速度及使用寿命，实现其功效。

以上所论述者，仅为本实用新型较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的专利保护范围；故在不脱离本实用新型的精神与范畴内所作的等效形状、构造或组合的变换，都应涵盖于本实用新型的保护范围之内。