五、切割系统阐述
1.单晶硅棒的安装:将经过截断开方滚圆的单晶硅棒,用环氧树脂粘贴在不锈钢工件上,利用小车,放置在切割机相应区域。
2.多线切割能一次切割多个单晶硅棒(多锭切割),如图1,我们将钢线放置在放线轮和收线轮之间,通过一定缠绕方式形成相互平衡的网状加工部分,加工过程中,钢线做高速运动,放线轮和收线轮分别完成切割工作,张紧轮控制机器张紧力。切割液喷嘴装在单晶硅棒料两侧,单晶硅棒垂直于钢线进给运动方向,切割液喷嘴喷出研磨液,高速运动的钢线带动有磨粒的研磨液***到加工区域,实现棒料的自动化切割。
3.钢线。直径一般为180um顺序来回缠绕在四个导线轮上,钢线张力设为20-30N左右,在闭环反馈控制下保持不变,放线轮放出新的钢线,收线轮收集已用过的钢线,钢线伸展开来有数百千米,主传电机带动导线轮旋转,导轮带动切割线高速走动,线速在10-20ms.
4.导向轮。处于四个角的导线轮,经过开凿工艺处理。在轮体上刻有和导线直径相适宜的500-700高线槽。
5.切割液。
砂浆的作用非常重要。在切割过程中起主要作用。砂浆是反复运动的钢线带到切割区域的,被带入的砂浆量多少决定硅片质量,在砂浆形成水平膜的条件下切片的效率和质量比较好
形成水平薄膜的条件:在钢线间距小于1mm的条件下,因液体表面张力,比较形成水平薄膜。
八、硅片多线切割过程情况处理
多线切割过程中常见问题有断线、崩边、线痕、TTV等。
1硅片厚薄不均
原因分析:
1)机器方面:切割机张力不够,机器主轮振动,导轮不合格,机器调试问题,线径不均匀,槽据不均匀,导线质量等。
2)工艺参数:工艺参数不合理,浆料配置问题,流量控制问题,出现二次切割。
3)员工方面:导线轮条错位,砂浆质量未达标等。
改进方法:
1)如果同一硅片厚度呈现一大一小不均匀分布,应该调整切割工艺参数,进给,线速,流量应均匀变化
2)Tv偏大或偏小。根据厚度,计算出***佳成本及***佳槽距,钢线,碳化硅,砂浆密度,
3)硅片进刀处的进线端偏偏厚或偏薄,应修改进刀时的流量。
2崩边
原因:1)方棒温度低,胶在凝固时的高温反应热***了硅层结构;2)硅片预冲洗水温过低,脱胶水温过低,胶层未完全软化时工作人员就用手把硅片推倒。3)由于采用的是小槽距大线径,不可避免地会在出刀口时造成硅片向阻力小的一方倾斜,方棒两头受到的阻力***小。
改进方法:
1)脱胶,经过优化粘胶方式,在设备配置的前提下,控制脱胶工艺参数,温水45-50侵泡时间在25-30min,做硅片隔条,降低硅片倒状时倾斜角度。
2)严格控制方棒超生池水温一般在40度左右,超声到粘胶的时间间隔在二小时,粘胶房室温控制在25度。
3)检查机械,对开方机器进行一次进给和转速较正,开方后的方棒滚圆,定期进行设备维护
4)采用线开方和磨面机,进行硅片腐蚀,跟换粘接力强但硬度适中的粘接剂。
九、硅片多线切割目前存在的主要问题
1)SIC,在硅片切割中很关键,碳化硅颗粒的形状影响到切割效率和成品率。目前国内碳化硅大部分掺入回收砂,回收砂圆度高、棱角少导致切割效率下降成品率下降,这方面急需***制定相关的行业标准。
2)PEG聚乙二醇液体,晶硅切割液以PEG为主添加其他助剂复配而成PEG应该具备适宜粘连指标,浸润性好,排屑能力强,有良好的高悬浮、高润滑、高分散特性,能满足整个切片过程中对切割液质量要求和技术标准。
十、光伏材料晶硅电池硅片多线切割技术展望
1)改善成品率和保持硅片质量情况下,减少硅片切割成本。
2)利用技术降低切割损耗。
3)改进切片技术提高成品率和生产效率。
(***光伏线切割冷却水系统-凌富机电)
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