[發明專利]一種晶體硅塊切割方法

無效

• 申請號: 200910098541.1
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101554757A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 吳云才;劉偉;劉文濤;聶帥
• 申請（專利權）人: 浙江昱輝陽光能源有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B24B7/16;B24B7/22
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 徐關壽

技術背景

本發明屬于晶體硅塊加工和硅片制備技術領域，具體涉及一種提 高晶體硅塊切片成品率的多晶硅塊切割方法。

背景技術

晶體硅片廣泛應用于微電子或太陽能電池領域，是硅料經直拉法 或鑄錠法制成單晶棒或多晶硅錠、開方、切斷成硅塊后切片而成的。 其切片的主要工作原理是將不同長度的硅塊粘在固定長度的粘膠玻 璃上，該粘膠玻璃粘合與工件粘合，將工件掛在工件臺，利用平行卷 繞在兩個刻有細小槽紋的導輪上的細鋼線，帶動向鋼線供應的砂漿， 通過砂漿中的SiC微粉對硅塊進行切割。

隨著近年來太陽能光伏產業的快速發展，行業對硅片的需求越來 越大。太陽能硅料和硅片加工費用占據了太陽電池成本的大部份，降 低切片中的硅料損耗和利用先進的切片工藝來提高切片成品率是降 低太陽能發電成本的有效方式。

目前市售切片機進行多晶硅塊切片的過程中存在以下兩種不利 現象：

一是切割鋼線會在硅塊垂直度較差的端面產生“爬坡”現象，頭尾 片會有許多漸進的斜面條紋。這種切片中的斜面“爬坡”現象極易引起 線狀鋸網的振動、造成跳線，使線狀鋸網整體產生異常波動，臨近端 面的局部線狀鋸網的振動尤其明顯，通常會在靠近端面的部分產生許 多的不良片。

二是切片過程中極易產生細小的硅碎片掉入線狀鋸網或導輪的 現象，同樣會造成斷線、跳線，另外還有可能致使導輪受損，降低導 輪的使用壽命。

三是對于切片機來說，其每次切割硅塊的總的有效長度是一定 的，但是現有的單晶和多晶硅塊的有效長度則是不一定的，所以在粘 膠的工藝中，經常使用不同長度的硅塊來組合搭配粘膠成與切片機相 對應長度。這樣就在產生了許多的拼接縫，特別是多晶硅塊，因為是 采用定向凝固法生長，其單一硅塊之間的有效高度差別很大，通常需 要多塊硅塊一起粘膠成為切割工件。在對拼接縫處不良片的研究中發 現，如果切片過程中這些拼接縫的斜度過大或者不夠平整，在其端面 產生許多頭尾廢片。因為拼接縫處相連的兩端面共同對切片過程的擾 動更大，不僅在端面產生更多的不良片，而且更大的影響了整體的切 片質量。

國內外并沒有專門的設備和方法來精確的處理端面斜度和不平 整的問題，國外有使用內圓切割機或者精密帶鋸來進行切斷加工，但 是并沒有刻意的針對通過改善端面垂直度等方式來提高切片的成品 率。隨著硅片制造工藝的飛速發展，現在市場可接受的硅片厚度在 220微米以下，而國內的切斷機在分段過程中通常會造成500微米以 上的斜度，在切片過程中因為端面問題而引起的硅片損失也越來越 大。這個端面斜度的存在，讓切片過程中的斜面“爬坡”或者碎片無 法避免，擾動了整個線網，影響切片質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種改善“爬坡”現象和解決硅 碎片引起斷線、跳線的晶體硅塊切割方法。

本發明通過以下技術方案來實現：

一種晶體硅塊切割方法，將被切割晶體硅塊置于切片機平臺，若 干條水平等距布設的線狀鋸，線狀鋸噴灑砂漿，對晶體硅塊實施切割， 其特征在于晶體硅塊切割前對晶體硅塊的兩端面打磨平整，端面斜度 小于所述等距平行布設的線狀鋸之間的距離

所述的晶體硅塊可由粘膠于底座玻璃的若干短硅塊組成。

所述的端面斜度應不大于200微米。

所述的晶體硅塊切割過程可采用多晶端面磨面數控機床。

優化地，線狀鋸等距平行布設，總寬度小于被割晶體硅塊的長度。

更優化地，所述等距平行布設的線狀鋸寬度小于被割晶體硅塊長 度3～6mm，且兩端均分。

本發明中方法是將被切割晶體硅塊粘膠后，掛于切片機工件臺， 若干條水平布設的線狀鋸，線狀鋸等距平行布設成線鋸網，線狀鋸高 速走動并攜帶上方噴嘴噴灑的砂漿，對晶體硅塊實施切割。其中切割 前對晶體硅塊的兩端面打磨平整至與側面垂直。

在晶體硅塊置于切片機工件臺實施切割前，送數控多晶端面磨面 數控機床進行端面磨面，將晶體硅塊兩端因為切斷而產生的斜面打磨 平整，使其端面光滑平整并與側面之間具有良好的垂直度，具體為端 面斜度不大于200微米。這個斜度小于切片中平行布設的切割鋼線的 距離，使切片過程鋼線與端面的不良接觸幾率大大的降低，有效地避 免切片中的斜面“爬坡”和掉碎片現象。