一種單晶硅截斷專用夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及晶硅切割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單晶硅截斷專用夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅也稱硅單晶，是電子信息材料和光伏行業(yè)中最基礎(chǔ)性材料，屬半導(dǎo)體材料類。單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟和國防科技中各個領(lǐng)域。傳統(tǒng)單晶硅的截斷采用帶鋸法進行切割，由于切割刀具的厚度問題以及單晶硅棒直徑一致性比較差，通常的夾具出現(xiàn)了切割過程中單晶硅棒夾持不牢靠，從而導(dǎo)致了切割效率的低下、切割容易出現(xiàn)崩邊、切割垂直度差的問題。出現(xiàn)上述問題的主要因素由于單晶硅直徑的一致性較差，在切割過程中由于裝夾的原因，產(chǎn)生了切割應(yīng)力，從而在截斷后由于夾具支撐不好導(dǎo)致單晶硅棒產(chǎn)生了位移，影響了切割效率及切割質(zhì)量等。
[0003]中國專利文獻中，公開號CN201800144U、名稱是一種用于切斷單晶硅棒料的組合夾具(參見該申請說明書【具體實施方式】部分)，公開了一種用于切斷單晶硅棒料的組合夾具，設(shè)置在帶鋸切割機工作臺上，它由分別位于帶鋸兩側(cè)的夾卡裝置和扶正裝置組成，所述夾卡裝置由導(dǎo)軌、滑塊和三組并列的夾緊機構(gòu)組成，其中導(dǎo)軌與工作臺托板固定，滑塊與導(dǎo)軌滑動連接，夾緊機構(gòu)位于滑塊上，所述扶正裝置由兩組并列的扶正機構(gòu)組成。該現(xiàn)有技術(shù)通過夾卡裝置和扶正裝置采用三個氣缸對單晶硅料在三個方向均壓夾持，解決了夾具因固定方式不妥而造成的切割面掰斷裂痕及垂直度誤差問題，由于使用的是氣缸，氣缸需要有接氣管路，結(jié)構(gòu)相對繁瑣復(fù)雜；而且依靠氣缸定位好位置后沒有鎖緊，當(dāng)切割完成后單晶硅棒重量發(fā)生變化可能會造成單晶硅棒的位置偏移，極大的影響了切割效率和切割質(zhì)量。
[0004]因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，研究一種操作簡單、成本較低、且能夠針對單晶硅棒的不同直徑變化進行自適應(yīng)調(diào)整的單晶硅截斷專用夾具已經(jīng)成為一項重要任務(wù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種單晶硅截斷專用夾具，目的是通過浮動支撐機構(gòu)以適應(yīng)單晶硅棒的不同直徑變化，并且在自適應(yīng)浮動支撐機構(gòu)調(diào)整完畢后通過浮動支撐鎖緊裝置來提高硅棒支承剛性，保證了切割完畢后硅棒的穩(wěn)定性，避免了因切割完畢后硅棒的位移弓I起切割效率及質(zhì)量問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種單晶硅截斷專用夾具，包括底座、安裝于底座上的壓緊裝置、以及用于將夾具安裝在工作臺上的夾具固定裝置，所述夾具還包括安裝在底座上的四組浮動支撐單元，所述浮動支撐單元包括浮動支撐機構(gòu)以及通過底座與浮動支撐機構(gòu)連接的浮動支撐鎖緊裝置。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過浮動支撐機構(gòu)以適應(yīng)單晶硅棒的不同直徑變化，并且在自適應(yīng)浮動支撐機構(gòu)調(diào)整完畢后通過浮動支撐鎖緊裝置來提高單晶硅棒支承剛性，保證了切割完畢后單晶硅棒的穩(wěn)定性，避免了因切割完畢后單晶硅棒的位移引起切割效率及質(zhì)量問題；本實用新型也很好的保證了切割面的垂直度及減少了切割崩邊的可能，減少了單晶硅棒的損失，節(jié)約硅棒成本，提高了加工效率。
[0009]所述浮動支撐機構(gòu)包括套筒、設(shè)置在套筒內(nèi)的支撐桿、套設(shè)在支撐桿上的彈簧、安裝在支撐桿上端的墊塊以及設(shè)置在墊塊與支撐桿頂端之間的防護蓋；浮動支撐機構(gòu)針對單晶硅棒直徑一致性較差的特點對夾具進行自適應(yīng)調(diào)整，當(dāng)浮動支撐鎖緊裝置松開后，由浮動支撐機構(gòu)的彈簧頂起支撐桿，從而使支撐桿上端的墊塊支撐住單晶硅棒，所述墊塊采用尼龍墊塊；根據(jù)單晶硅棒階段的加工的特點，在浮動支撐機構(gòu)中還設(shè)置了密封防護裝置防護蓋，在墊塊與支撐桿頂端之間設(shè)置防護蓋可以避免切割過程中的切割硅粉等雜物的堵塞，保證了夾具的使用壽命及可靠性；此外，本實用新型采用彈簧頂起支撐桿，使墊塊與單晶硅棒接觸，可自適應(yīng)單晶硅棒的不同直徑變化；并且在自適應(yīng)浮動支撐機構(gòu)調(diào)整定好位置后又有一個浮動支撐鎖緊裝置夾緊支撐桿，來提高單晶硅棒支承剛性，這樣在單晶硅棒切割完成后就不會因為硅棒的重量變化發(fā)生位置偏移，引起切割效率及質(zhì)量問題，保證了切割完畢后單晶硅棒的穩(wěn)定性；本實用新型也很好的保證了切割面的垂直度及減少了切割崩邊的可能，減少了單晶硅棒的損失，節(jié)約硅棒成本，提高了加工效率。
[0010]所述彈簧的一端抵在套筒底端的端面上，另一端抵在支撐桿的環(huán)形臺階上。
[0011]所述浮動支撐機構(gòu)通過固定螺釘孔與底座固定連接。
[0012]所述夾具固定裝置與工作臺上的移動滑臺或?qū)к壔瑒舆B接；這樣可以實現(xiàn)夾具的縱向移動調(diào)整，從而可以實現(xiàn)將單晶硅棒截斷切割成不等長的效果。
[0013]所述底座為V型底座，由于單晶硅一般呈圓棒形，本實用新型優(yōu)選將夾具底座設(shè)置成V型底座，有利于單晶硅棒在夾具上的定心操作。
[0014]所述夾具還包括安裝在夾具固定裝置側(cè)面的夾具移動鎖緊裝置；在夾具固定裝置側(cè)面安裝夾具移動鎖緊裝置可以保證夾具的穩(wěn)定性，避免因夾具的位移引起切割效率及質(zhì)量的問題。
[0015]本實用新型的技術(shù)效果為:
[0016]本實用新型提供了一種單晶硅截斷專用夾具，通過浮動支撐機構(gòu)以適應(yīng)單晶硅棒的不同直徑變化，并且在自適應(yīng)浮動支撐機構(gòu)調(diào)整完畢后通過浮動支撐鎖緊裝置來提高單晶硅棒支承剛性，保證了切割完畢后硅棒