切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及线切割技术领域，尤其涉及一种切割装置。


背景技术：

2.半导体和太阳能领域单晶硅片多采用一种多线切割方式。通过将被切割工件粘结在进给机构之上，推动工件向一组平行钢线阵列，完成晶片的切割过程，依据切割过程中使用砂浆与否，以及钢线类型的不同，又分为游离磨料切割方式(free abrasive method)和固定磨料切割方式(fixed abrasive method)。其中游离磨料切割方式中，使用一根直线钢丝往复缠绕于设备主琨形成平行线阵列，晶锭轴向与钢线阵列垂直并控制一定速度缓慢向钢线阵列移动，向钢线上喷淋磨料或者砂浆，钢线带动砂浆或磨料进入晶锭切割面，实现切割过程。
3.上述加工过程主要包括晶棒上料，晶棒切割，切割后晶棒下料三个过程。目前的工艺中，晶棒经升降车人工运输至线切割机，手动推送进入夹紧单元后通过挡块及螺栓紧固确保晶棒不会在切割过程中脱落或前后位移，保证切割品质，但因为挡块及螺栓安装的需要，晶棒上料及下料过程无法实现自动化加工，加工效率低下且人工成本高。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种切割装置，解决人工上下料效率低且成本高的问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种切割装置，包括：
6.晶棒固定组件，包括晶棒和用于固定晶棒的工件板，沿所述晶棒的轴向方向，所述工件板的一端的端面设置有第一连接部；
7.夹紧单元，包括顶板，沿所述晶棒的径向方向间隔设置于所述顶板的第一表面的两个夹板，以及沿所述晶棒的轴向方向位于所述顶板的一侧的挡板，所述顶板、夹板和所述挡板形成容纳固定所述工件板的容纳空间；
8.上下料单元，包括滑动结构和驱动结构，所述滑动结构可滑动的设置于所述第一表面，所述滑动结构的一端设置有能够与所述第一连接部连接的第二连接部，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下能够沿着所述晶棒的轴向方向往返运动，以在第一状态和第二状态之间转换，其中，在所述第一状态下，所述第一连接部与所述第二连接部连接，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下带动所述工件板移动至所述容纳空间内以固定所述晶棒固定组件，在所述第二状态下，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下移动，使得所述工件板移出所述容纳空间。
9.可选的，还包括移动单元，用于控制所述晶棒固定组件移动至第一位置以使得所述第一连接部和所述第二连接部连接。
10.可选的，所述第一连接部为设置于所述工件板上的螺纹孔，所述滑动结构包括丝杠，所述丝杠作为所述第二连接部与所述螺纹孔连接。
11.可选的，所述滑动结构还包括沿所述晶棒的轴向方向设置于所述第一表面上的滑轨，以及可移动的设置于所述滑轨上的滑块，所述滑块与所述丝杠连接以带动所述丝杠在其延伸方向上的移动。
12.可选的，所述驱动结构包括用于控制所述丝杠旋转的第一驱动部，所述第一驱动部与所述滑块连接，所述驱动结构还包括第二驱动部，所述第二驱动部控制所述滑块沿所述滑轨移动以带动所述丝杠在所述晶棒的延伸方向上往返移动。
13.可选的，在所述晶棒的延伸方向上，所述丝杠的长度大于所述顶板的长度。
14.可选的，在所述晶棒的延伸方形上，所述螺纹孔的深度大于5mm。
15.可选的，还包括相对设置的两个绕线轴，以及绕设于两个所述绕线轴上的切割线，所述夹紧单元设置于所述切割线的正上方。
16.本实用新型的有益效果是：通过所述上下料单元的设置，实现晶棒的自动上料和自动下料，提高切割效率，且降低成本。
附图说明
17.图1表示相关技术中切割装置示意图；
18.图2表示本实用新型实施例中的切割装置结构示意图一；
19.图3表示本实用新型实施例中的切割装置示意图二；
20.图4表示本实用新型实施例中上下料单元结构示意图；
21.图5表示本实用新型实施中上料完成状态示意图。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.参考图1，相关技术中，切割装置包括相对设置的第一绕线轴001、第二绕线轴002、绕设于所述第一绕线轴001和第二绕线轴002上的切割线003，砂浆提供结构004、晶棒a、工件板、夹紧单元012、挡板103和螺栓008，上料时，需要人工将晶棒固定组件(粘接在一起的工件板和晶棒)与夹紧单元组装，且通过人工，将挡板103和工件板通过螺栓008固定，防止在切割过程中晶棒的移动，切割结束进行下料时，也是通过人工松开螺栓008，并将晶棒固定组件取出，但是人工操作效率低，且人工成本高。
25.参考图2-图5，针对上述问题，本实施例提供一种切割装置，包括：
26.晶棒固定组件013，包括晶棒a和用于固定晶棒a的工件板005，沿所述晶棒a的轴向方向，所述工件板005的一端的端面设置有第一连接部；
27.夹紧单元012，包括顶板007，沿所述晶棒a的径向方向间隔设置于所述顶板007的第一表面的两个夹板006，以及沿所述晶棒a的轴向方向位于所述顶板007的一侧的挡板103，所述顶板007、夹板006和所述挡板103形成容纳固定所述工件板005的容纳空间；
28.上下料单元，包括滑动结构和驱动结构，所述滑动结构可滑动的设置于所述第一表面，所述滑动结构的一端设置有能够与所述第一连接部连接的第二连接部，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下能够沿着所述晶棒a的轴向方向往返运动，以在第一状态和第二状态之间转换，其中，在所述第一状态下，所述第一连接部与所述第二连接部连接，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下带动所述工件板005移动至所述容纳空间内以固定所述晶棒固定组件013，在所述第二状态下，所述滑动结构在所述驱动结构的控制下移动，使得所述工件板005移出所述容纳空间。
29.通过所述上下料单元的设置，可以实现晶棒固定组件013与夹紧单元012的自动组装和自动分离，从而实现晶棒a的自动上料和自动下料，提供切割效率，节省人力资源，降低成本。
30.在进行上料时，在所述驱动结构的控制下，所述滑动结构移动使得所述第一连接部和所述第二连接部连接，然后带动工件板005移动至所述容纳空间内，即带动所述晶棒固定组件013移动至待切割位置，并通过所述夹紧单元012进行夹紧固定。切割结束后，在所述驱动结构的控制下，所述滑动结构将所述晶棒固定组件013推出所述夹紧单元012，并使得所述第一连接部和所述第二连接部分离，完成下料。
31.示例性的实施方式中，所述切割装置还包括移动单元011，用于控制所述晶棒固定组件013移动至第一位置以使得所述第一连接部和所述第二连接部连接。
32.在切割之前，需要将晶棒a与工件板005进行粘接固定形成所述晶棒固定组件013，所述移动单元用于将所述晶棒固定组件013移动至切割工位，所述移动单元011可以是机械手臂或者运输车等。
33.示例性的实施方式中，所述第一连接部为设置于所述工件板005上的螺纹孔105，所述滑动结构包括丝杠102，所述丝杠102作为所述第二连接部与所述螺纹孔105连接。
34.通过所述移动单元011将所述晶棒固定组件013移动至切割工位时，使得所述螺纹孔105与所述丝杠102正对，旋转丝杠102即可实现所述丝杠102与所述工件板005的连接。
35.为了提高对位精确度，所述顶板007或者所述夹板006上设置有对位标记，通过ccd单元获取对位标记的图像，以使得所述晶棒固定组件013移动至预设位置，即所述螺纹孔105与所述丝杠102对应的位置。
36.示例性的实施方式中，所述滑动结构还包括沿所述晶棒a的轴向方向设置于所述第一表面上的滑轨107，以及可移动的设置于所述滑轨107上的滑块106，所述滑块与所述丝杠102连接以带动所述丝杠102在其延伸方向上的移动。
37.在所述丝杠102旋转至所述螺纹孔105内后，通过所述滑块106的滑动控制所述晶棒固定组件013的移动，以使得所述工件板005移动至所述容纳空间内或者脱离所述容纳空间，即使得所述晶棒a移动至待切割位完成上料，或者使得切割后的晶棒a离开待切割位以完成下料。
38.示例性的实施方式中，所述驱动结构包括用于控制所述丝杠102旋转的第一驱动部，所述第一驱动部与所述滑块106连接，所述驱动结构还包括第二驱动部，所述第二驱动
部控制所述滑块106沿所述滑轨107移动以带动所述丝杠102在所述晶棒的延伸方向上往返移动。
39.所述第一驱动部可以为旋转电机，所述第二驱动部可以为伸缩气缸，但并不以此为限。
40.所述旋转电机与所述丝杠之间通过蜗轮蜗杆的方式传动连接，所述丝杠作为蜗杆，所述旋转电机控制所述蜗轮转动，以使得所述丝杠旋转，所述第一驱动部和所述蜗轮的外部罩设有保护壳，所述保护壳的相对的两侧均设置有供所述丝杠穿过的通孔，所述保护壳与所述滑块106固定连接。
41.在所述第一驱动部的控制下，所述丝杠102与所述工件板005的所述螺纹孔105连接或者脱离后，所述滑块106在所述第二驱动部的控制下沿着所述滑轨移动，以通过所述丝杠102带动所述工件板005移动至所述容纳空间内，或者从所述容纳空间脱离(即将晶棒固定组件拉直待切割位置，或者将晶棒固定组件推出待切割位置)，以实现晶棒的自动上料或自动下料。
42.需要说明的是，图3-图5中仅示出了保护壳，并没有表示出位于所述保护壳内的旋转电机以及与所述丝杠102传动连接的蜗轮。
43.示例性的实施方式中，在所述晶棒a的延伸方向上，所述丝杠102的长度大于所述顶板007的长度。
44.所述丝杠102可穿过所述挡板103上的通孔伸入所述容纳空间内，但是所述驱动结构是位于所述容纳空间之外的，为了保证所述丝杠102与所述工件板005的连接，所述丝杠102的长度大于所述顶板007的长度，以使得所述丝杠102从所述挡板103伸入所述容纳空间，并从所述容纳空间远离所述挡板103的一端露出。
45.需要说明的是，所述驱动结构与所述挡板103抵接时，所述丝杠102外露于所述容纳空间，且所述丝杠102外露于所述容纳空间的长度大于所述螺纹孔105的深度，也就是说，在所述晶棒a的轴向方向上，所述丝杠102的长度大于所述顶板007的长度和所述螺纹孔105的深度的和，以保证所述丝杠102能够与所述工件板005连接，
46.示例性的实施方式中，所述丝杠102的长度大于500mm，但并不以此为限。
47.示例性的实施方式中，在所述晶棒a的延伸方形上，所述螺纹孔105的深度大于5mm，以保证所述丝杠102与所述工件板005的连接稳定性。
48.示例性的实施方式中，所述切割装置还包括相对设置的两个绕线轴(第一绕线轴001和第二绕线轴002)，以及绕设于两个所述绕线轴上的切割线003，所述夹紧单元012设置于所述切割线003的正上方。
49.所述切割装置还包括砂浆提供结构004，在切割时，所述砂浆提供结构004向所述切割线003提供砂浆，所述绕线轴旋转，所述夹紧单元012垂直于所述绕线轴的轴向方向移动，以实现晶棒a的进给，从而进行晶棒a切割。
50.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。