CN110774464A - 一种带有二氧化硅的硅片用切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有二氧化硅的硅片用切割设备。该带有二氧化硅的硅片用切割设备，包括切割架，所述切割架的上端外表面开设有横槽，所述横槽内设置有切割主体，所述切割主体的下端设置有刀片，所述横槽内壁设置有两段移动部，所述切割主体在横槽内移动，切割主体通过移动部时刀片下移；切割主体包括切割外壳，切割外壳的上端面敞口，且切割外壳的外壁上端活动连接有外环，外环的外表面固定连接有外齿，横槽的转动部为与外齿配合的卡齿；外环的内表面固定连接有内齿，切割主体还包括位于切割外壳内受内齿驱动；该带有二氧化硅的硅片用切割设备，结构简单，操作方便，使用灵活，有利于硅片以及其他脆性材料等切割使用，且制备成本低，便于推广使用。

Description

一种带有二氧化硅的硅片用切割设备

技术领域

本发明属于实验切割技术领域，具体涉及一种带有二氧化硅的硅片用切割设备。

背景技术

单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一；在实验室当中，对硅片的性能进行多方面的研究实验时，往往需要对硅片块进行切割，传统的切割均是手动式切割，直接划线并利用金刚石笔或者其他刀片直接切割，但此种方法切割得到的硅片边缘不规则，尤其实在硅片由单晶硅以及其表面的二氧化硅构成时，传统划线，再用力掰的方式容易破坏硅片，浪费硅片。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的带有二氧化硅的硅片用切割设备。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，包括切割架，所述切割架的上端外表面开设有横槽，所述横槽内设置有切割主体，所述切割主体的下端设置有刀片，所述横槽内壁设置有两段移动部，所述切割主体在横槽内移动，所述切割主体通过移动部时刀片下移。

作为本发明的进一步优化方案，所述切割主体包括切割外壳，所述切割外壳的上端面敞口，且切割外壳的外壁上端活动连接有外环，所述外环的外表面固定连接有外齿，所述横槽的转动部为与外齿配合的卡齿。

作为本发明的进一步优化方案，所述外环的内表面固定连接有内齿，所述切割主体还包括位于切割外壳内受内齿驱动，且单向转动的驱动体。

作为本发明的进一步优化方案，所述驱动体的外表面设置有驱动块，所述驱动块与内齿配合，所述驱动块包括固定段与活动段，所述固定段与活动段之间连接有回转轴，所述固定段的一侧外表面固定连接有限位板，所述限位板限制活动段向一侧转动。

作为本发明的进一步优化方案，所述切割外壳设置有移动部，所述移动部的内表面设置有连接螺纹，所述移动部通过连接螺纹连接有移动板，所述移动板位于移动部内上下移动，所述移动板的上端与驱动体固定连接。

作为本发明的进一步优化方案，所述刀片的上端设置有刀片壳，所述刀片壳的上端与移动板活动连接；所述切割外壳的内表面位于移动部的下方固定连接限位块，所述限位块限制刀片壳的转动。

作为本发明的进一步优化方案，所述驱动体的上端活动连接有上盖，所述上盖可绕驱动体的上端旋转。

作为本发明的进一步优化方案，所述切割架的内表面开始有限位槽，所述切割主体的外表面固定连接有限移块，所述限移块与限位槽限位配合。

作为本发明的进一步优化方案，所述切割架的一端外表面固定连接有标线块，所述标线块为透明板，所述标线块的外表面设置有刻度线。

作为本发明的进一步优化方案，所述切割架的一侧外表面固定连接有辅助箱，所述辅助箱的内设置有控制器、电机、与电机输出轴固定的螺杆、活动连接于螺杆的另一端的轴承座以及套于螺杆表面的连接片，所述控制器的输出端与电机的输入端电性连接，所述连接片的另一端贯穿辅助箱的侧壁，与切割主体固定连接。

本发明的有益效果在于：本发明利用切割架辅助刀片切割，使得硅片的切割边缘可以做到更加平滑，同时该装置在反复的横向切割移动中，还可以随着横向移动轴线，实现刀片逐渐下移的效果，便于传统硅片以及带有保护膜的硅片体分层切割或规整切割，并且该装置可以利用直线往复驱动机构附加连接与控制，便于人们直接使用；整个装置结构简单，操作方便，使用灵活，有利于硅片以及其他脆性材料等切割使用，且制备成本低，便于推广使用。

附图说明

图1是本发明的实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例1的内部结构示意图；

图3是本发明的切割主体内部结构示意图；

图4是本发明的切割主体外部结构示意图；

图5是本发明实施例1的切割架内部结构示意图；

图6是本发明外环与驱动体俯视配合图；

图7是本发明驱动块的结构示意图；

图8是本发明实施例2的整体结构示意图；

图9是本发明实施例3的整体结构示意图；

图10是本发明实施例3中辅助箱的内部结构示意图。

图中：1、切割架；2、横槽；21、转动部；3、切割主体；30、切割外壳；31、驱动体；32、上盖；33、驱动块；331、回转轴；332、限位板；34、外环；341、外齿；342、内齿；35、移动部；36、刀片壳；361、刀片；37、移动板；38、限位块；39、限移块；4、限位槽；5、标线块；6、辅助箱；61、控制器；62、电机；63、螺杆；64、连接片；65、轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-6所示，一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，包括切割架1，所述切割架1的上端外表面开设有横槽2，所述横槽2内设置有切割主体3，所述切割主体3的下端设置有刀片361，所述横槽2内壁设置有两段移动部35，所述切割主体3在横槽2内移动，所述切割主体3通过移动部35时刀片361下移。

所述切割主体3包括切割外壳30，所述切割外壳30的上端面敞口，且切割外壳30的外壁上端活动连接有外环34，所述外环34的外表面固定连接有外齿341，所述横槽2的转动部21为与外齿341配合的卡齿；所述外环34的内表面固定连接有内齿342，所述切割主体3还包括位于切割外壳30内受内齿342驱动，且单向转动的驱动体31；所述驱动体31的外表面设置有驱动块33，所述驱动块33与内齿342配合，所述驱动块33包括固定段与活动段，所述固定段与活动段之间连接有回转轴331，回转轴331由轴体与回转弹簧组成，弹簧的弹力辅助活动段复位，所述固定段的一侧外表面固定连接有限位板332，所述限位板332限制活动段向一侧转动；所述切割外壳30设置有移动部35，所述移动部35的内表面设置有连接螺纹，所述移动部35通过连接螺纹连接有移动板37，所述移动板37位于移动部35内上下移动，所述移动板37的上端与驱动体31固定连接；所述刀片361的上端设置有刀片壳36，所述刀片壳36的上端与移动板37活动连接；所述切割外壳30的内表面位于移动部35的下方固定连接限位块38，所述限位块38限制刀片壳36的转动；所述驱动体31的上端活动连接有上盖32，所述上盖32可绕驱动体31的上端旋转；所述切割架1的内表面开始有限位槽4，所述切割主体3的外表面固定连接有限移块39，所述限移块39与限位槽4限位配合；

在使用时，切割主体3由限移块39限制其在切割架1内横向滑动使用，当使用者使用切割主体3移动至横槽2内的转动部21内时，转动部21内设置的卡齿与外环34表面的外齿341配合，因此，在外环34的转动下，使得内齿342驱动驱动体31转动，驱动体31带动移动板37转动，由于移动板37与移动部35由螺纹连接，因此移动板37在移动部35内下移，移动板37与刀片壳36的上端是活动连接的，即，移动板37带动刀片壳36下移，即刀片361向下伸长，伸长的距离由移动板37的转动圈数以及移动板37与移动部35表面的螺纹决定，由于驱动体31在外环34的驱动下是单向转动（驱动块33受限位板332限制），因此，切割主体3滑出转动部21时刀片361不会再次下移，整个装置便于手动控制使用。

在使用时，上盖32与切割主体3的上端面限位且活动连接，上盖32可以在切割主体3的外表面绕自身轴线自由旋转，因此在本实施例中，实验者或切割者在使用时，可以直接用手握住上盖32，从而使用装置滑动，不希望其下移时，仅需要将其在转动部21之间来回移动即可。

实施例2

在本实施例中，一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，包括切割架1，所述切割架1的上端外表面开设有横槽2，所述横槽2内设置有切割主体3，所述切割主体3的下端设置有刀片361，所述横槽2内壁设置有两段移动部35，所述切割主体3在横槽2内移动，所述切割主体3通过移动部35时刀片361下移。所述切割主体3包括切割外壳30，所述切割外壳30的上端面敞口，且切割外壳30的外壁上端活动连接有外环34，所述外环34的外表面固定连接有外齿341，所述横槽2的转动部21为与外齿341配合的卡齿；所述外环34的内表面固定连接有内齿342，所述切割主体3还包括位于切割外壳30内受内齿342驱动，且单向转动的驱动体31；所述驱动体31的外表面设置有驱动块33，所述驱动块33与内齿342配合，所述驱动块33包括固定段与活动段，所述固定段与活动段之间连接有回转轴331，回转轴331由轴体与回转弹簧组成，弹簧的弹力辅助活动段复位，所述固定段的一侧外表面固定连接有限位板332，所述限位板332限制活动段向一侧转动；所述切割外壳30设置有移动部35，所述移动部35的内表面设置有连接螺纹，所述移动部35通过连接螺纹连接有移动板37，所述移动板37位于移动部35内上下移动，所述移动板37的上端与驱动体31固定连接；所述刀片361的上端设置有刀片壳36，所述刀片壳36的上端与移动板37活动连接；所述切割外壳30的内表面位于移动部35的下方固定连接限位块38，所述限位块38限制刀片壳36的转动；所述驱动体31的上端活动连接有上盖32，所述上盖32可绕驱动体31的上端旋转；所述切割架1的内表面开始有限位槽4，所述切割主体3的外表面固定连接有限移块39，所述限移块39与限位槽4限位配合；如图7所示，为了使刀片361的切割位置更加准确，所述切割架1的一端外表面固定连接有标线块5，所述标线块5为透明板，所述标线块5的外表面设置有刻度线，刻度线标明切割刀片361的移动轴线方向，还设置表示位置距离的刻线，便于人们定位刀片361的位置，方便人们的使用。

在使用时，使用者可以先对硅片的表面进行划线处理，划出需要切割或剖开的位置，再将利用标线块5以及标线块5表面的刻度线来实现整个装置的定位，再进行如上述所说的操作，较为实用。

实施例3

在本实施例中，一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，包括切割架1，所述切割架1的上端外表面开设有横槽2，所述横槽2内设置有切割主体3，所述切割主体3的下端设置有刀片361，所述横槽2内壁设置有两段移动部35，所述切割主体3在横槽2内移动，所述切割主体3通过移动部35时刀片361下移。所述切割主体3包括切割外壳30，所述切割外壳30的上端面敞口，且切割外壳30的外壁上端活动连接有外环34，所述外环34的外表面固定连接有外齿341，所述横槽2的转动部21为与外齿341配合的卡齿；所述外环34的内表面固定连接有内齿342，所述切割主体3还包括位于切割外壳30内受内齿342驱动，且单向转动的驱动体31；所述驱动体31的外表面设置有驱动块33，所述驱动块33与内齿342配合，所述驱动块33包括固定段与活动段，所述固定段与活动段之间连接有回转轴331，回转轴331由轴体与回转弹簧组成，弹簧的弹力辅助活动段复位，所述固定段的一侧外表面固定连接有限位板332，所述限位板332限制活动段向一侧转动；所述切割外壳30设置有移动部35，所述移动部35的内表面设置有连接螺纹，所述移动部35通过连接螺纹连接有移动板37，所述移动板37位于移动部35内上下移动，所述移动板37的上端与驱动体31固定连接；所述刀片361的上端设置有刀片壳36，所述刀片壳36的上端与移动板37活动连接；所述切割外壳30的内表面位于移动部35的下方固定连接限位块38，所述限位块38限制刀片壳36的转动，本实施例中刀片壳36可以呈方形切割壳体，两块壳体卡扣连接，卡合刀片361固定，便于刀具磨损或切割其他脆性材料时更换刀具使用，该方式同样为现有的刀具固定手段，在此不再累述；所述驱动体31的上端活动连接有上盖32，所述上盖32可绕驱动体31的上端旋转；所述切割架1的内表面开始有限位槽4，所述切割主体3的外表面固定连接有限移块39，所述限移块39与限位槽4限位配合；如图9与图10所示，进一步改进，使整个装置电气控制运动，使刀片在反复横向切割时，每完成一次横向切割周期，即下移一段距离，用于试验型切割或切割硅片表面保护层等使用；所述切割架1的一侧外表面固定连接有辅助箱6，所述辅助箱6的内设置有控制器61、电机62、与电机62输出轴固定的螺杆63、活动连接于螺杆63的另一端的轴承座65以及套于螺杆63表面的连接片64，所述控制器61的输出端与电机62的输入端电性连接，所述连接片64的另一端贯穿辅助箱6的侧壁，与切割主体3固定连接，电机62在本实施例中可以采用步进电机以及其相应的减速器，控制器61的作用在于控制电机62的旋转圈数，可以采用步进电机本身的搭配的控制器也可以采用外接单片机控制***控制，利用电机62转动的圈数可以计算刀片361横向运行的周期，从而控制刀片361最终下移的深度，电机62的正反转有利于控制刀片361反复运动，便于操作者设计以及控制。

还需要说明的是，切割架1的底部可以设置相应的底座支柱，该底座支柱可以使整个切割架1稍远离地面，便于刀片361的凸出，同时，采用该方式时，其切割或剖开的硅片的长度应当小于切割架1的长度，并且该底座支柱可以采用相应的现有的防滑动设计，便于人们在实际切割以及剖开硅片的使用时，造成相对滑动而对硅片产生较大的影响，本申请利用切割架1的独特设计，使刀片361在切割作业后，硅片的切割边缘可以做到更加平滑，同时该装置在反复的横向切割移动中，还可以随着横向移动轴线，实现刀片逐渐下移的效果，便于传统硅片以及带有保护膜的硅片体分层切割或规整切割，有利于硅片以及其他脆性材料的切割或剖开使用，较为实用。

Claims (10)

1.一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于，包括切割架（1），所述切割架（1）的上端外表面开设有横槽（2），所述横槽（2）内设置有切割主体（3），所述切割主体（3）的下端设置有刀片（361），所述横槽（2）内壁设置有两段移动部（35），所述切割主体（3）在横槽（2）内移动，所述切割主体（3）通过移动部（35）时刀片（361）下移。

2.根据权利要求1所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述切割主体（3）包括切割外壳（30），所述切割外壳（30）的上端面敞口，且切割外壳（30）的外壁上端活动连接有外环（34），所述外环（34）的外表面固定连接有外齿（341），所述横槽（2）的转动部（21）为与外齿（341）配合的卡齿。

3.根据权利要求2所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述外环（34）的内表面固定连接有内齿（342），所述切割主体（3）还包括位于切割外壳（30）内受内齿（342）驱动，且单向转动的驱动体（31）。

4.根据权利要求3所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述驱动体（31）的外表面设置有驱动块（33），所述驱动块（33）与内齿（342）配合，所述驱动块（33）包括固定段与活动段，所述固定段与活动段之间连接有回转轴（331），所述固定段的一侧外表面固定连接有限位板（332），所述限位板（332）限制活动段向一侧转动。

5.根据权利要求4所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述切割外壳（30）设置有移动部（35），所述移动部（35）的内表面设置有连接螺纹，所述移动部（35）通过连接螺纹连接有移动板（37），所述移动板（37）位于移动部（35）内上下移动，所述移动板（37）的上端与驱动体（31）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述刀片（361）的上端设置有刀片壳（36），所述刀片壳（36）的上端与移动板（37）活动连接；所述切割外壳（30）的内表面位于移动部（35）的下方固定连接限位块（38），所述限位块（38）限制刀片壳（36）的转动。

7.根据权利要求6所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述驱动体（31）的上端活动连接有上盖（32），所述上盖（32）可绕驱动体（31）的上端旋转。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述切割架（1）的内表面开始有限位槽（4），所述切割主体（3）的外表面固定连接有限移块（39），所述限移块（39）与限位槽（4）限位配合。

9.根据权利要求8任一所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述切割架（1）的一端外表面固定连接有标线块（5），所述标线块（5）为透明板，所述标线块（5）的外表面设置有刻度线。

10.根据权利要求9所述的一种带有二氧化硅的硅片用切割设备，其特征在于：所述切割架（1）的一侧外表面固定连接有辅助箱（6），所述辅助箱（6）的内设置有控制器（61）、电机（62）、与电机（62）输出轴固定的螺杆（63）、活动连接于螺杆（63）的另一端的轴承座（65）以及套于螺杆（63）表面的连接片（64），所述控制器（61）的输出端与电机（62）的输入端电性连接，所述连接片（64）的另一端贯穿辅助箱（6）的侧壁，与切割主体（3）固定连接。

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