一种用于金刚石线锯切割的多晶硅片表面磁力研磨装置

1.本实用新型涉及多晶硅片加工设备技术领域，具体涉及一种用于金刚石线锯切割的多晶硅片表面磁力研磨装置。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.多晶硅片是制备太阳能电池衬底，目前光伏多晶硅片采用金刚石多线锯加工，具有加工速率高、面型精度高和环境友好等优点。但发明人发现，获得的多晶硅片表面仍存在大量密集清晰的材料塑性去除而形成的线痕和塑性沟槽并分布有一层薄非晶硅，采用工业上技术成熟、成本相对较低的湿法酸刻蚀工艺对表面进行制绒时，多晶硅片表面非晶层阻碍了酸溶液的刻蚀效果，影响了电池片表面的减反射绒面生产质量，不能满足太阳能电池质量要求。因此需要对多晶硅片表面进行研磨，如果采用传统的利用研磨块研磨的方式，研磨块用过一段时间后就需要更换，而且研磨时间慢，存在研磨不均匀的情况，也因力度问题容易损坏多晶硅片。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于金刚石线锯切割的多晶硅片表面磁力研磨装置，操作方便，工作效率高，研磨均匀且避免了对多晶硅片的损坏。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.本实用新型的实施例提供了一种用于金刚石线锯切割的多晶硅片表面磁力研磨装置，包括平台，平台与升降机构连接，平台上表面固定有承载板，平台下方设有永磁铁，永磁铁与用于驱动其沿直线运动的驱动机构连接。
7.可选的，所述驱动机构包括驱动元件，驱动元件通过传动机构与传动轴连接，传动轴设有齿轮，齿轮与齿条相啮合，齿条与齿条支撑部件滑动连接，永磁铁与齿条固定。
8.可选的，所述支撑部件设有滑槽，滑槽的侧部槽面设有弧状凸面，所述齿条侧面为与弧状凸面相匹配的弧状凹面，所述弧状凸面与弧状凹面相配合。
9.可选的，所述传动机构包括与驱动元件连接的主动带轮和与传动轴连接的从动带轮，主动带轮和从动带轮之间绕接有传动带，传动轴的两端与传动轴支架转动连接。
10.可选的，所述驱动元件采用伺服电机。
11.可选的，所述永磁铁通过磁铁固定部件与驱动机构连接。
12.可选的，所述永磁铁采用条状永磁铁，相应的所述固定部件开设有与条状永磁铁形状相匹配的矩形固定槽，条状永磁铁固定在矩形固定槽内部。
13.可选的，所述承载台的外周设置有挡板。
14.可选的，所述升降机构包括轴线竖向设置的丝杠，丝杠螺纹连接有丝杠螺母，丝杠螺母与平台固定，丝杠的两侧还设有导向柱，导向柱穿过平台并与平台滑动连接。
15.可选的，丝杠的顶端设有手柄。
16.上述本实用新型的有益效果如下：
17.1.本实用新型的研磨装置，承载台上能够放置多晶硅片，平台的下方设有与驱动机构连接的永磁铁，永磁铁能够在驱动机构的作用下沿直线方向运动，因此当多晶硅片上表面放置磁性磨料时，在永磁铁的作用下磁性磨料能够形成磁性刷子，磁性磨料对多晶硅片产生一个向下的压力，永磁铁运动时，会带动磁性磨料运动，磁性磨料的翻滚和碰撞能对硅片的待处理表面起到一个打磨作用，从而有效去除多晶硅片表面的切割痕和表面非晶层，实现了磁性研磨，操作方便，设备成本低，且避免了传统的使用研磨块研磨存在的费时费力，研磨不均匀且容易损坏多晶硅片的问题。
18.2.本实用新型的研磨装置，驱动元件采用伺服电机，可以根据输入脉冲的不同来改变转向，以此可以使永磁铁做往复运动，从而带动硅片表面的磁性磨粒对硅片的表面全区域进行往复改性处理；另外通过改变脉冲信号也可以控制伺服电机的速度，且该电机位置精度非常准确，可以在需要的情况下改变齿轮转速从而加快或者放缓研磨速度。
19.3.本实用新型的研磨装置，平台与升降机构连接，能够改变永磁铁和多晶硅片在竖直方向的距离，以此来达到改变磁场强度的效果，磁场强度的改变可以使磁性磨料对硅片表面的压力也发生改变，以满足不同情况的加工需要。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
21.图1为本实用新型实施例1中整体结构主视图；
22.图2为本实用新型实施例1中整体结构左视图；
23.图3为本实用新型实施例1齿轮齿条啮合结构图；
24.图4为本实用新型实施例1传动机构俯视图；
25.图5为本实用新型实施例1支撑部件的内部结构图。
26.其中，1.手柄，2.承载台，3.挡板，4.平台，5.从动带轮，6.主动带轮，7.伺服电机，8.永磁铁，9.固定部件，10.支撑部件，11.齿轮，12.传动轴支架，13.电机座，14.底座，15.齿条，16.v带，17.丝杠，18.导向柱，19.连接板。
具体实施方式
27.实施例1
28.本实施例提供了一种用于金刚石线锯切割的多晶硅片表面磁力研磨装置，如图1-图5所示，包括底座14，底座14作为其他设备的承载机构，所述底座安装有升降机构，升降机构与平台4连接，能够带动平台4做升降运动，平台4上表面设置有承载台2，承载台2用于放置待研磨的多晶硅片，承载台2的形状与待研磨的多晶硅片的形状相匹配，为长方形承载台，多晶硅片用于放置在承载台2的上表面。
29.平台4上表面还设置有挡板3，挡板3顶面高度高于承载台2上表面高度，挡板3沿承载台2的边缘分布，对多晶硅片起到阻挡作用，防止加工过程中，多晶硅片从承载台2上脱离。
30.平台4的下方设置有永磁铁8，本实施例中，永磁铁8采用条状永磁铁，即永磁铁为长方体结构。永磁铁的长度与待研磨的多晶硅片的宽度相同，从而使多晶硅片上方的磁性磨料形成的磁力刷在往复运动过程中可以对硅片表面进行全覆盖，达到高效的加工效果。
31.条状永磁铁通过固定部件9与驱动机构连接，驱动机构能够带动条状永磁铁做直线运动。
32.本实施例中，驱动机构包括驱动元件，驱动元件采用伺服电机7，伺服电机7通过电机座13固定在底座14上，伺服电机7的输出轴通过传动机构与传动轴连接，伺服电机的动力能够通过传动机构传递至传动轴，进而带动传动轴转动。
33.本实施例中，传动机构采用皮带传动机构，包括固定在伺服电机输出轴的主动带轮6及固定在传动轴的从动带轮5，从动带轮5的直径大于主动带轮6的直径，主动带轮6和从动带轮5之间绕接有传动带，本实施例中的传动带采用v带16。
34.伺服电机转速过快，故传动机构采用皮带传动机构，首先皮带传动机构靠近电机可起到一个缓冲减振的作用，其次v带传动平稳可靠，最重要的是通过大小带轮达到一个减速效果。
35.传动轴两端均与传动轴支架12通过轴承转动连接，传动轴支架12固定在底座14上。
36.传动轴与齿轮11固定连接，齿轮11与齿条15相啮合，齿条15垂直于传动轴设置，齿条15的两个端部均与支撑部件10滑动连接，用于对齿条15的运动进行导向，支撑部件10通过支撑杆固定在底座14上。
37.支撑部件10的顶端设置有滑槽，齿条15通过滑槽与支撑部件10滑动连接，所述滑槽的侧部槽面为弧形凸面，相应的，所述齿条的侧面为弧形凹面，弧形凸面与弧形凹面相配合，在使得齿条沿支撑部件滑动的同时，能够对齿条在竖直方向起到限位作用，防止齿条掉落。
38.齿条15的顶面通过固定部件9与条状永磁铁固定连接。
39.伺服电机7可以根据输入脉冲的不同来改变转向，以此可以使永磁铁8做往复运动，从而带动多晶硅片表面的磁性磨粒对多晶硅片的表面全区域进行往复改性处理；另外通过改变脉冲信号也可以控制伺服电机7的速度，且该电机位置精度非常准确，可以在需要的情况下改变齿轮转速从而加快或者放缓研磨速度。
40.本实施例中，升降机构采用丝杠升降机构，包括轴线竖向设置的丝杠17，丝杠17的底端通过轴承与底座14转动连接，丝杠17的顶端设置有手柄1，工作人员能够通过手柄1转动丝杠17，丝杠螺纹连接有丝杠螺母，丝杠螺母与平台4固定连接，底座14上还设置有两个导向柱18，两个导向柱18分别设置在丝杠17的两侧且相对于丝杠17对称设置，所述导向柱18穿过平台4并与平台4滑动连接，对平台4的升降运动进行导向，两根导向柱18的顶端通过连接板19连接，丝杠17穿过连接板18并通过轴承与连接板18转动连接，连接板18对丝杠17起到支撑作用，防止丝杠产生倾斜。
41.通过升降机构调节平台4的位置来改变永磁铁8和多晶硅片在竖直方向的距离，以此来达到改变磁场强度的效果，磁场强度的改变可以使磁性磨料对多晶硅片表面的压力也发生改变，以满足不同情况的加工需要。
42.本实施例的工作方法为：
43.为了去除多晶硅片表面明显的刻痕及薄非晶层，首先将待处理的硅片通过快速胶粘剂粘结在承载板2的上表面，使多晶硅片的线痕方向垂直于条状永磁铁的运动轨迹方向，然后将磁性磨料放置于多晶硅片上表面，在下方条状永磁铁的磁力作用下，磁性磨料会聚集成为磁力刷，并且产生一个向下的压力。
44.完成上述步骤后，输入脉冲信号启动伺服电机7带动主动带轮6进行转动，通过v带16带动从动带轮5进行转动，齿轮11与之处于同一传动轴上，故也随之转动，与之啮合的齿条15连同其上上方的永磁铁8和固定部件进行平动，多晶硅片上方磁性磨料形成的磁力刷在永磁铁8的磁力作用下随之平动，对硅片表面的线痕和非晶层进行打磨和去除。通过改变输入伺服电机7的脉冲信号，可以控制电机正反转，以此来实现条状永磁铁的往复运动。
45.本实施例的工作原理为：
46.当使用本装置时，将待处理的多晶硅片固定在承载板2的上表面，并用挡板3限制其活动空间，承载板2本身固定于平台上，将磁性磨料放置于多晶硅片表面，本实施例中的磁性磨料为采用铁粉和金刚石磨粒制备的金刚石磁性磨料，采用烧结法或等离子喷涂法制成，也可采用化学复合镀法制成。
47.磁性磨料在磁场中会沿着磁力线方向有序地排列成磁力刷，条状永磁铁长度与多晶硅片的宽度相同，故形成的磁力刷在反复平动下可以实现对多晶硅片表面的全覆盖。
48.传动机构中皮带传动机构装置起到一个缓冲减振和减速的作用。放于多晶硅片上方的磁性磨料会在下方条状永磁铁的磁力作用下产生一个向下的压力，伺服电机7起动时，通过传动机构使条形永磁铁在齿条15的带动下对多晶硅片作相对运动，会同时带动多晶硅片表面的磁性磨料作相同的运动，该运动方向垂直于多晶硅表面的线痕，磁性磨料不断地翻滚、碰撞从而有效的对多晶硅片便面进行打磨，以此来实现对硅片线痕的去除。
49.通过改变伺服电机7的输入脉冲可以改变其转向，从而使齿轮11可以正反转，使齿条15上的条状永磁铁做一个往复运动。升降机构用以调节升平台的高度，即改变条状永磁铁和硅片表面磁性磨料的竖直距离来改变了磁场强度，以此来适应不同的研磨需要，比如可以根据线痕的深浅来对其进行调节。通过输入不同的脉冲信号可以对伺服电机7的主轴转速进行调节，可以此来加快或者放缓研磨速率。
50.对硅片打磨一段时间之后，伺服电机7及传动机构停止工作。
51.将承载板2取出，利用热水浇注至硅片处，使得胶粘剂失效，取下硅片即可。
52.采用本实施例的装置，操作方便，设备成本低，且避免了传统的使用研磨块研磨存在的费时费力，研磨不均匀且容易损坏多晶硅片的问题。
53.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。