一种晶圆棒开方回收装置及回收方法与流程

1.本发明属于太阳能单晶开方设备技术领域，尤其是涉及一种晶圆棒开方回收装置及回收方法。


背景技术：

2.中国公开专利cn211682933u提出一种大尺寸单晶硅棒切割装置，采用在切割硅棒的侧面设置两个收集边料的收集部，切割时边开边皮边收集，但在切割过程中，边料是悬空的，即无任何保护，当硅棒的边皮切割到一定位置后边皮即随其本身的重力自由脱离硅棒本体脱落，脱落后的边皮掉落至俩侧的收集部的斜板上，再从斜板滑入边皮箱。这一结构由于斜板采用不锈钢制成硬度大，虽然在斜板上设有橡胶垫，但边皮掉落至斜板上亦容易被弹起，而导致其改变运动轨迹，从而造成挂断钢线；同时边皮掉落至不锈钢斜板上亦容易造成边皮碎裂，从而影响硅料的损耗，造成原料成本大幅增加。


技术实现要素：

3.本发明提供一种晶圆棒开方回收装置及回收方法，尤其是适用于晶圆棒去边皮的收集，解决了现有技术中开方收集边皮料时容易挂断网线、碎裂的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
5.一种晶圆棒开方回收装置，包括回收箱，还包括独立于所述回收箱之外的顶固组件和传送件；
6.所述顶固组件用于顶固所述晶圆棒被切边料，以使所述被切边料完全与所述晶圆棒本体剥离后自落至所述传送件上，再被传至所述回收箱中收集。
7.进一步的，所述顶固组件与任一组对位设置的所述被切边料配合设置；且至少与一组对位设置的所述被切边料配合。
8.进一步的，所述顶固组件包括对称于所述被切边料两端的顶杆，所述顶杆可沿所述晶圆棒长度方向同步伸缩移动，以顶固所述被切边料或松开所述被切边料。
9.进一步的，所述顶杆与所述被切边料端面被配置为点接触或面接触；
10.所述顶杆与所述被切边料的端部接触的位置位于所述被切边料端面的中心线上；
11.所述顶杆靠近所述被切边料一端的最大横截面中靠近所述被切边料直边的最近边缘与所述被切边料的直边为间隙设置。
12.进一步的，所述传送件被配置于所述晶圆棒的下方，且沿垂直于所述晶圆棒长度方向横向平移；所述传送件可使落入其上的所述被切边料移动至其两侧的任一所述回收箱中。
13.一种晶圆棒开方回收方法，采用如上任一项所述的回收装置，步骤包括：
14.执行顶固所述晶圆棒中所述被切边料部位的端部；
15.执行金刚线对顶固后的所述晶圆棒进行切割以使所述被切边料与所述晶圆棒本体分开；
16.松开切割后的所述被切边料以使所述被切边料自落至所述晶圆棒下方并被移动传送至回收箱中收集。
17.进一步的，所述执行顶固所述晶圆棒中所述被切边料部位的端部的步骤包括：
18.调整所述晶圆棒轴向位置，以使所述被切边料与所述金刚线位置一一对应；
19.控制与所述金刚线所切位置对应的对位设置的所述被切边料的端部被顶固。
20.进一步的，所述执行金刚线对顶固后的所述晶圆棒进行切割以使所述被切边料与所述晶圆棒本体分开的步骤包括：
21.控制所述金刚线从所述晶圆棒的一端对位切割所述被切边料至所述晶圆棒的另一端；
22.控制所述金刚线返回至初始位置处；
23.调整任一对位组被顶固的所述被切边料的位置，使其被切面垂直于所述传动件上端面设置。
24.进一步的，所述松开切割后的所述被切边料以使所述被切边料自落至所述晶圆棒下方并被移动传送至回收箱中收集的步骤包括：
25.执行同步松开对位设置的所述被切边料；
26.被松开的所述被切边料自重掉落至缓慢移动的所述传动件上；
27.所述传动件带动掉落的所述被切边料可一直持续向同一方向移动至一侧的所述回收箱内收集；或者
28.所述传动带带动掉落的所述被切边料分批次双向移动至其两侧的所述回收箱内收集。
29.进一步的，重复上述步骤，直至对所述晶圆棒的其它所有边料全部被切除，并回收至所述回收箱。
30.采用本发明设计的一种晶圆棒开方回收装置及回收方法，用于边皮收集，适用于晶圆棒开方为多边形方棒的边皮回收，可使边皮料被安全且稳妥地脱离方棒，下落至移动的传送件上，并直接随传送件传输方向被移走，防止其下落弹起造成钢线被挂断；且下落的边皮料受传送件移动的牵引力减少其受重力而引起的破裂，降低硅料损耗，亦降低生产成本。
附图说明
31.图1是本发明一实施例的一种晶圆棒开方回收装置的结构示意图；
32.图2是本发明一实施例的一种晶圆棒开方回收装置的侧视图；
33.图3是本发明实施例一的顶杆与晶圆棒端面配合示意图；
34.图4是本发明实施例二的顶杆与晶圆棒端面配合示意图；
35.图5是本发明实施例三的顶杆与晶圆棒端面配合示意图；
36.图6是本发明一实施例的一种晶圆棒开方回收方法的流程图。
37.图中：
38.10、晶圆棒
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20、顶杆
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30、夹头
39.40、被切边料
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50、传送件
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60、回收箱
40.70、金刚线
具体实施方式
41.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
42.本实施例提出一种晶圆棒开方回收装置，如图1和图2所示，包括在晶圆棒10下方两侧设有两个回收箱60，还包括独立于回收箱60之外的顶固组件和传送件50；晶圆棒10被夹头30固定，顶固组件与夹头30沿晶圆棒10的轴线并排设置，且顶固组件与夹头30同夹盘固定设置。其中，顶固组件用于顶固晶圆棒20中的被切边料，以使被切边料40完全与晶圆棒10的本体剥离后自落至传送件50上再被传至回收箱60中收集。
43.具体地，顶固组件与任一组对位设置的被切边料40配合设置，且至少与一组对位设置的被切边料40配合。顶固组件包括对称于被切边料40两端的顶杆20，也即是每一个顶固组件与一组对位设置的被切边料40相适配，则每一个顶固组件即包括四个顶杆20，且顶杆20均位于金刚线70的外侧。
44.进一步的，每一个顶固组件中的顶杆20同步移动，可沿晶圆棒10长度方向同步伸缩，以顶固每一组对位设置的被切边料40或松开该组对位设置的被切边料40。
45.也即是，每一个晶圆棒10可以被开方为多边形的方棒，包括四边形方棒、六边形方棒或八边形方棒，每一个方棒包括若干组顶固组件，每一个顶固组件独立设置，即可独立地伸缩控制其所对应的那组被切边料40，具体顶杆20的控制可以为气动控制、或液压控制、或电磁控制、或其它方式，都是本领域常用的控制方式，在此不做具体要求。当然，在顶固时可同步同时对所有被切边料40进行顶固，但在松开使被切边料40下落时，则需要逐步地使每一组对位设置的被切边料40下落至传送件50上，以避免相互叠放，导致边皮料被砸损或蹦料，甚至发生挂线的可能。
46.进一步的，顶杆20与被切边料40的端面被配置为点接触或面接触。
47.也即是顶杆20的端部可以为顶尖，则其与被切边料40的配合为点接触配合，如图3所示；此时顶杆20与被切边料40的端部接触的结构为一体设置的圆柱杆和圆锥头，则顶杆20与被切边料40的端部接触的顶尖所在结构中的最大横截面的边缘与被切边料40的直边必须为间隙设置，也即是顶杆20靠近被切边料40一端的最大横截面中靠近被切边料40直边的最近边缘与被切边料40的直边为间隙设置，目的是使顶尖所在杆的最大横截面不能与金刚线70干涉，则影响金刚线70对被切边料40直边的效果。
48.如图4所示，顶杆20的端部为平面，则其与别切边料40的配合为面接触，此时，顶杆20的横截面可以为圆形结构、三角形结构、四边形或多边形结构，优选地，顶杆20的横截面为长方形结构的，对称于中心线设置，不仅接触面积大，顶固稳定，而且对被切边料40端面接触的损伤小，顶固力无需太大即可完全将其顶固。无论其横截面为何种平面结构，但必须保证顶杆20与被切边料40的端部接触位置的外边缘与被切边料40的直边有一定距离，也即是顶杆20靠近被切边料40一端的最大横截面中靠近被切边料40直边的最近边缘与被切边料40的直边为间隙设置，目的是为了使金刚线70远离顶杆20，以保证金刚线70对晶圆棒10开方切割的质量。
49.优选地，顶杆20与被切边料40的端部接触的位置位于被切边料40端面的中心线上，且位于弓形的被切边料40的高度中间位置；不仅可保证对被切边料40顶固的稳定性，而且还容易找到对位配合位置。尤其是对于点接触的顶杆20，其与别切边料40的接触点位于弓形结构的被切边料40的中心线上；对于面接触的顶杆20，其横截面相对于弓形结构的被
切边料40的中心线对称设置。
50.如图3和图4所示，顶固组件与晶圆棒10中每批次切割的被切边料40的数量相匹配。也即是，当金刚线70是一组对位设置的结构时，则每次只切割一组对位设置的边皮，相应地，顶杆20有四个，分别与对位设置的两个被切边料40的端部接触。对于被切边料40，金刚线70完全切割后，使被切边料40完全与晶圆棒10的本体分开，而后金刚线70回归其初始位置。再调整被切边料40的位置，使其垂直于其下方的传送件50的水平面设置，若被切边料40的初始位置就是竖直设置的，无需调整；当其位置调整好后再同步松开顶杆20，以使对位设置的被切边料40同步自由下落至移动的传送件50上。
51.当切割后的一组对位设置的被切边料40掉落后，再旋转调整晶圆棒10的本体，使其下一组被切边料40的位置对应于金刚线70所在位置设置，并控制顶杆20顶固该组被切边料40，而后再执行金刚线70切割这一组对位设置的被切边料40，回撤至初始位置；然后再调整被切边料40的位置使其直边垂直于传送件50的水平面设置，便于被切边料40的下落。
52.这种切割方式，对于四边形方棒、六边形方棒和八边形方棒，对位设置的被切边料40需要依次旋转切割，每一组切割完成后，再旋转晶圆棒10，通过多次切割后完成整颗晶圆棒10的开方，获得所需的多边形方棒。
53.如图5，金刚线70为多组对位设置，在本实施例中，晶圆棒10被开方为四边形方棒，有两组对位设置的金刚线70同步对晶圆棒10进行切割，则需要设置两组顶固组件，以顶固四个被切边料40使其固定。然后控制金刚线70同步进行切割，切割完成后再回撤至其初始位置，再控制其中一组顶固组件所对应的被切边料40，使其竖直于传送件50设置，同步松开该组顶固组件的顶杆20，以使相对应的被切边料40被下落至传送件50上，被移动至回收箱60中。再控制另一组对位设置的顶杆20和夹头30，旋转方棒和被切边料40同步移动至被切边料40的直边垂直于传送件50的水平面设置，再松开顶杆20，使这一组的被切边料40下落至传送件50上被移走。逐步松开设置的顶杆20可保证被切边料40下落的完整性和安全性，以保证边皮料的质量，防止叠放砸损或崩裂，降低边皮料回收的损耗。
54.进一步的，传送件50被配置于晶圆棒10的下方，优选地为传输带，且沿垂直于晶圆棒10长度方向横向平移，可单向移动、也可往复间隔移动；传送件50可使落入其上的被切边料40移动至其两侧的任一回收箱60中。
55.进一步的，传送件50的宽度大于晶圆棒10的宽度和长度，以保证被切边料40完全落入至其上，且传送件50移动的速度较慢，以减少其对下落的被切边料40的冲力，防止被切边料40被磕碎。为了防止传送件50被被切边料40割断，选择传送件50靠近晶圆棒10一侧的面是由防割材质制成的结构。
56.回收箱60的斜边面靠近传送件50一侧设置，目的是使从传送件50滚落的被切边料40滑落至回收箱60内。传送件50带动每一批被切边料40是往同一个方向移动，为了保证两侧回收箱60交替更换，可选择传送件50带动下一批次是反向往另一个回收箱60移动，以提高回收箱60使用率。
57.一种晶圆棒开方回收方法，采用如上任一项的回收装置，如图6所示，步骤包括：
58.s1、执行顶固晶圆棒10中被切边料部位的端部。
59.具体地，先调整晶圆棒10的轴向位置，以使被切边料40与金刚线70位置一一对应；即顶固组件与晶圆棒10中每批次切割的被切边料40的数量相匹配。
60.当金刚线70是一组对位设置的结构时，如图3和图4所示，则每次只切割一组对位设置的边皮；这种切割方式，适应于四边形方棒、六边形方棒和八边形方棒的单次切割。
61.当金刚线70是两组对位设置的结构时，如图5所示，即形成一个“#”型网格，这种结构适应于四边形方棒的切割，即两组顶固组件与晶圆棒10中的四个被切边料40顶固位置对应设置。
62.再控制与金刚线70所切位置对应的对位设置的被切边料40的端部被顶固。
63.s2、执行金刚线70对顶固后的晶圆棒10进行切割以使被切边料40与晶圆棒10的本体分开。
64.具体地，控制金刚线70或金刚线网从晶圆棒10的一端对位切割被切边料40至晶圆棒10的另一端，以使被切边料40完全与晶圆棒10的本体完全分离，且防止被切边料40在完全被切割掉之前，不离开晶圆棒10的本体。同时，在整个切割过程中，被顶固的被切边料40始终固定不动。
65.控制所有金刚线70同步返回至初始位置处，准备下一批次对位设置的被切边料40的切割或下一颗晶圆棒10的切割。
66.再调整任一对位组被顶固的被切边料40的位置，使其被切面垂直于传动件50的上端面设置。
67.对于倾斜设置的金刚线70或金刚线网切割的布置，任一被切边料40的初始位置也是倾斜设置的，则需要调整其位置处于垂直于传动件50设置，才使得对位设置的被切边料40的下落高度是均等的，且同步下落高度是最短的，便于下一工序的同步松开下落，以提高边皮料下落的效率，防止其下落弹起造成钢线被挂断；且下落的边皮料受传送件移动的牵引力减少其受重力而引起的破裂，降低硅料损耗。
68.s3、松开切割后的被切边料40以使被切边料40自落至晶圆棒10下方并被移动传送至回收箱60中收集。
69.具体地，同步松开对位设置的被切边料40，以使与晶圆棒10本体分开的且被松开的被切边料40受自重掉落至缓慢移动的传动件60上。
70.传动件60带动掉落的被切边料40可一直持续地向同一方向移动至一侧的回收箱60内收集；或者传动带60带动掉落的被切边料40分批次双向移动至其两侧的回收箱60内收集。也就是说，传送件50带动每一批被切边料40可一直往同一个方向移动，直至一侧的回收箱60完全收满；再控制传送件50向另一个方向移动，直至另一侧的回收箱60收满为止。或者，传送带50带动一批次被切边料40先移动至一侧的回收箱60中，再带动下一批次的被切边料40反向移动至另一侧的回收箱60中，也就是交替移动被切边料40.目的是为了保证两侧回收箱60交替更换，以提高回收箱60的使用率。
71.进一步的，对于单组切割的对位设置的被切边料40，需要依次旋转晶圆棒10进行多批次的切割，才能完全将边皮料切割完成，再将该组被切边料40下落至传送件50并移至回收箱60中收集。而每切割完成后一组后，重复步骤s1至s3，再旋转晶圆棒10，进行下一组的边皮料进行切割、落料、回收，直至对晶圆棒10的其它所有边料全部被切除，并回收至回收箱中。如此通过多次切割后完成整颗晶圆棒10的开方，获得所需的多边形方棒。
72.对于线网布置的多组对位设置的金刚线70，可一次性对被切边料40的切割，适应于晶圆棒10被开方为四边形方棒；金刚线70同步切割完成后再回撤至其初始位置。再控制
其中一组顶固组件所对应的被切边料40，使其竖直于传送件50设置，同步松开该组顶固组件的顶杆20，以使相对应的被切边料40被下落至传送件50上，被移动至回收箱60中。再控制另一组对位设置的顶杆20和夹头30，旋转方棒和被切边料40同步移动至被切边料40的直边垂直于传送件50的水平面设置，再松开顶杆20，使这一组的被切边料40下落至传送件50上被移走。
73.采用本发明设计的一种晶圆棒开方回收装置及回收方法，用于边皮收集，适用于晶圆棒开方为多边形方棒的边皮回收，可使边皮料被安全且稳妥地脱离方棒，下落至移动的传送件上，并直接随传送件传输方向被移走，防止其下落弹起造成钢线被挂断；且下落的边皮料受传送件移动的牵引力减少其受重力而引起的破裂，降低硅料损耗，亦降低生产成本。
74.以上对本发明的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。