丝锯装置和制造丝锯装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种丝锯装置和制造丝锯装置的方法。所述丝锯装置包括切割头、至少四个轴承箱套筒和温度控制防护罩布置，所述切割头具有框架主体和至少四个开口，所述至少四个开口经配置用于接收一组丝线导向器圆筒，所述温度控制防护罩布置具有一个或多个温度控制防护罩，其中框架主体由矿物铸件制造且与所述至少四个轴承箱套筒和所述一个或多个温度控制防护罩组合，其中所述至少四个轴承箱套筒中的每一个设置在所述至少四个开口中的各自一个中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例大致涉及用于从铸锭形成薄基板的设备和方法。本专利技术也涉及丝锯装置和包括多个丝锯装置的系统。本专利技术尤其对从形成的晶态铸锭制造薄结晶硅太阳能电池基板有用。
技术介绍
传统的丝锯装置一般包含多个丝线，所述多个丝线在单个方向中相对于待锯切的铸锭或铸件移动。丝锯装置一般用于电子工业中以锯切铸锭，所述铸锭包括铁氧体、石英和硅石，以获得材料薄片，诸如多晶硅或单晶硅，或甚至新的材料，诸如GaAs、InP、GGG或石英、合成蓝宝石、陶瓷材料。材料的高价使得丝线锯切相比于诸如金刚石圆盘锯切的其他技术更有吸引力。丝锯用于从一件硬质材料（诸如硅）切割块或砖、薄片，例如，半导体晶片。在这种装置中，丝线从绕线管供给且由丝线导向器圆筒导向和拉紧。用于锯切的丝线一般提供有研磨剂材料。作为一种选择，研磨剂材料可提供为浆料。这种做法可在丝线接触待切割材料之前不久进行。由此，由用于切割材料的丝线将研磨剂运送至切割位置。作为另一选择，研磨剂可提供在具有涂层的丝线上，例如，正如金刚石丝线。举例来说，金刚石颗粒可提供在具有涂层的金属丝线上，其中金刚石颗粒嵌入丝线的涂层中。由此，研磨剂稳固地连接丝线。针对位置在锯切区域（在所述区域中切割铸锭或铸件）以外的丝线，丝线的更新以及丝线张力的控制发生在所谓的管理区域中。丝线由丝线导向器导向和/或维持张力。这些丝线导向器一般覆盖有一层合成树脂且经机械加工具有凹槽，所述凹槽具有非常精确的几何形状和尺寸。丝线在丝线导向器周围缠绕且形成网或丝线网。在锯切工艺期间，丝线以相当大的速度移动。通常，待锯切的铸件（例如，连接至支撑梁或支撑固持件的铸锭）被推向网。锯切期间，待锯切的铸件移动穿过丝线网，其中这种移动的速度决定切割速度和/或有效切割区，所述有效切割区可在给定时间量内被锯切。一般来说，存在使用较薄丝线的倾向，以减少片厚度，且由此减少浪费的材料。还存在使用金刚石丝线的期望。这些较薄的丝线和金刚石丝线一般更容易被损坏并且在高应变下丝线可能更容易断裂。进一步来说，存在增加切割速度用于改进丝锯产量的期望。移动铸件穿过网的最大速度以及给定时间量内最大有效切割区受到数个因素的限制，包括丝线速度、待锯切材料的供给速度、待锯切材料的硬度、干扰影响、期望的精确度等等。当速度增加时，丝线上的应变一般也增加。因此，上述丝线的避免损坏、过度磨损、故障或断裂的问题在较高的锯切速度下更为严重。绝对重要的是，以一方式操作丝锯以避免或减少改变锯切质量、改变锯切宽度、丝线振荡或甚至丝线断裂。在最坏情况下，出现丝线的断裂，这种断裂可引起丝锯损坏且在许多情况下引起切割物（也就是，当前锯切的铸锭）的损失。然而，除了在操作期间的这种故障之外，机器的产量是拥有成本的关键。针对产量考虑的一个主要方面是切割中的质量，尤其对于待切割的较薄丝线和较薄晶片的持续期望。对于许多应用，晶片或片有着相对于铸锭的横截面或直径极其小的厚度。对于某些应用（诸如对于许多太阳能和半导体应用），不规则（甚至数个微米的不规则）足以使得所述片不能使用。丝线锯切技术在形成光电类型基板的工艺中是有利的。光电(PV)或太阳能电池是将日光转换为直流(DC)电功率的装置。典型的PV电池包括p型硅晶片、基板或片材，尤其小于大约0.185mm厚，具有安置在p型基板顶端上的n型硅材料的薄层。一般来说，基于太阳能技术的硅基板遵循两个主要的策略以减少利用PV太阳能电池的太阳能电力成本。一个方法是提高单个接合装置（也就是，每单位面积的功率输出）的转换效率，而另一方法是降低与制造太阳能电池相关联的成本。由转换效率所带来的有效成本减少受到基本热动力和物理极限的限制，因此可能的增益量取决于基本的技术进步。制造可商业获得的太阳能电池的另一个策略在于减少形成太阳能电池所需要的制造成本。为了满足这些挑战，一般需要满足以下太阳能电池处理要求：1)需要改进用于基板制造设备的拥有成本(CoO)（例如，高系统产量、高机器正常运行时间、便宜的机器、便宜的自耗成本），2)需要增加每工艺周期处理的区域（例如，减少每Wp的处理）和3)形成的层和膜堆叠形成工艺的质量需要得到好的控制且足够产生高效的太阳能电池。因此，针对太阳能电池应用，存在成本有效形成和制造薄的硅基板的需要。鉴于上述内容，期望能够使用较薄的丝线和使用较好的晶片总厚度变化以较高的生产率切割较薄的晶片。本文描述的实施例的目的为提供这些期望中的至少一些或改进一个或多个（如果改进的丝锯装置没有提供所有这些方面）。
技术实现思路
鉴于以上内容，提供一种丝锯装置和制造丝锯装置的方法。本专利技术进一步的方面、优点和特征从从属权利要求、说明书和附图显而易见。根据一个实施例，提供丝锯装置。所述丝锯装置包括切割头、至少四个轴承箱套筒和温度控制防护罩布置，所述切割头具有框架主体和至少四个开口，所述至少四个开口经配置用于接收一组丝线导向器圆筒，所述温度控制防护罩布置具有一个或多个温度控制防护罩，其中框架主体由矿物铸件制造且与所述至少四个轴承箱套筒和所述一个或多个温度控制防护罩组合，其中所述至少四个轴承箱套筒中的每一个设置在所述至少四个开口中的各自一个中。根据另一实施例，提供制造丝锯装置的方法。所述制造丝锯装置的方法包括以下步骤：在模具中提供温度控制防护罩布置；在所述模具中铸造切割头具有的框架主体和至少四个开口，其中铸造材料由矿物填料和接合剂组成；以及在各自的四个开口中粘合和/或压合至少四个轴承箱套筒。实施例也针对用于执行所公开方法的设备且包括用于执行每一描述的方法步骤的设备零件。这些方法步骤可由硬件部件、适当软件程序化的计算机、以上二者的任何组合或以任何其他方式执行。此外，根据本专利技术的实施例也针对描述的设备操作的方法。所述方法包括用于执行设备的每个功能的方法步骤。附图说明可参照实施例，以可详细理解本专利技术上述特征的方式，对上文简要概述的本专利技术作更具体的描述。附图涉及本专利技术的实施例且在以下描述：图1A示出根据本文描述的实施例的且在矿物铸造框架主体中具有温度控制防护罩和轴承箱套筒的丝锯装置的横截面示意图；图1B示出根据本文描述的实施例的丝锯装置的横截面示意图，其中示出了穿过包括网的区域的横截面；图2A和图2B示出根据本文描述的实施例的且在矿物铸造框架主体中具有温度控制防护罩和轴承箱套筒的另一丝锯装置的两个透视图；图3示出根据本文描述的实施例的且具有铸锭供给系统的丝锯装置的横截面示意图；图4示出切割铸锭（也就是，工件）的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丝锯装置，包含：切割头，所述切割头具有框架主体和至少四个开口，所述至少四个开口经配置用于接收一组丝线导向器圆筒，至少四个轴承箱套筒，和温度控制防护罩布置，所述温度控制防护罩布置具有一个或多个温度控制防护罩，其中，所述框架主体由矿物铸件制造且与所述至少四个轴承箱套筒和所述一个或多个温度控制防护罩组合，其中，所述至少四个轴承箱套筒中的每一个设置在所述至少四个开口中的各自一个中。

【技术特征摘要】
2013.07.17 EP 13176898.81.一种丝锯装置，包含：
切割头，所述切割头具有框架主体和至少四个开口，所述至少四个开口经配置用于
接收一组丝线导向器圆筒，
至少四个轴承箱套筒，和
温度控制防护罩布置，所述温度控制防护罩布置具有一个或多个温度控制防护罩，
其中，所述框架主体由矿物铸件制造且与所述至少四个轴承箱套筒和所述一个或多
个温度控制防护罩组合，
其中，所述至少四个轴承箱套筒中的每一个设置在所述至少四个开口中的各自一个
中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少四个轴承箱套筒由从钢、铸铁、
陶瓷和碳纤维增强塑料组成的群组中选择的材料制造。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少四个轴承箱套筒中的每一个被
粘合和/或压合在所述至少四个开口中的各自一个中。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少四个轴承箱套筒中的每一个被
粘合和/或压合在所述至少四个开口中的各自一个中。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个温度控制防护罩为一个
或多个热防护罩。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个温度控制防护罩为一个
或多个板，所述板被冷却和/或加热。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一个或多个板为流体冷却的。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个温度控制防护罩由从钢、
不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、塑料和陶瓷组成的群组中选择的材料制造。
9.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述一个或多个温度控制
防护罩覆盖所述框架主体的内部部分或被铸造进所述框架主体中。
10.如权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包含：
至少一个温度传感器，用于测量所述框架主体的温度，其中所述至少一个温度传感
器连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·施密特，纪尧姆·麦卡，亚历山大·米塔兹，
申请(专利权)人：应用材料瑞士有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH