[發(fā)明專利]一種硅塊切割方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310380755.4
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN103448154A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任軍海
• 申請（專利權(quán)）人: 衡水英利新能源有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04
• 代理公司: 石家莊國為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 李榮文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅制作技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前太陽能行業(yè)，硅片的加工是指將硅塊切割成一定厚度的硅片。硅塊的切割主要以鋼線帶動(dòng)砂漿切割為主。砂漿有懸浮液和碳化硅組成。在硅片加工中，需要有鋼線、砂漿、導(dǎo)輪參與，同時(shí)還要滿足鋼線高速轉(zhuǎn)動(dòng)、砂漿不停地流在鋼線來完成硅片的切割。具體切割過程：具有一定張力的鋼線在導(dǎo)輪的帶動(dòng)下水平高速轉(zhuǎn)動(dòng)，砂漿不停地流在鋼線上，具有粘稠性的懸浮液可以攜帶碳化硅附著在轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼線上。隨著硅塊的下降，鋼線攜帶碳化硅對(duì)硅塊進(jìn)行切割。

行業(yè)普遍使用通過熱軋工藝表面光滑的鋼線，帶動(dòng)砂漿對(duì)硅塊進(jìn)行切割，由于常規(guī)鋼線的表面的比較光滑，攜帶砂漿的能力較低，需要更多的砂漿才能完成硅片的切割。申請公布號(hào)為CN?102275232?A、申請公布日為2011.12.14、名稱為一種硅塊切割方法的發(fā)明專利，是以普通鋼線進(jìn)行硅塊切割的方法。

此外金剛石鋼線切割硅片已經(jīng)在部分公司開始試驗(yàn)，目前并未形成批量的使用的現(xiàn)象，如申請公布號(hào)為CN?102350741?A、申請公布日為2012.02.15的硅塊切割方法專利。該發(fā)明專利使用金剛石鋼線代替常規(guī)的鋼線，使用冷卻液代替懸浮液，并省去碳化硅，從本質(zhì)上完全有液體切割改為金剛石顆粒的固體切割。

使用金剛石鋼線對(duì)硅塊進(jìn)行切割，金剛石鋼線的表面附著有金剛石顆粒，金剛石的莫氏硬度10，硅的莫氏硬度為6.5，金剛石容易對(duì)硅進(jìn)行切割。切割過程中使用冷卻液來冷卻金剛石對(duì)硅塊摩擦過程中產(chǎn)生的熱量。

使用常規(guī)鋼線對(duì)硅塊進(jìn)行切割，該技術(shù)成為行業(yè)比較成熟的技術(shù)，但是該技術(shù)存在一定的缺點(diǎn)。由于鋼線的表面比較光滑，攜帶砂漿的能力比較弱，鋼線對(duì)硅片的切割能力較差，為了滿足切割效果，需要更多的砂漿來參與切割，這樣導(dǎo)致切割需要使用更長的時(shí)間，會(huì)增加切割的成本；另外常規(guī)鋼線的切割速度、工作臺(tái)的移動(dòng)速度和砂漿的流量都比較低，工作效率較低，成本較高。

?金剛石鋼線切割硅片，切割速度比較快，存在的不足，由于目前沒有比較匹配的切割工藝，在切割硅片過程中會(huì)導(dǎo)致硅片表面出現(xiàn)鋸痕，切割后的硅粉容易殘留在切割設(shè)備上，不易進(jìn)行清理，且用金剛線切割中由于切割速度快，鋼線易斷，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種硅片切割方法，能夠有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高切割速度和工作效率；提高產(chǎn)品的成品率，降低砂漿的更新率，大大降低了硅片的切割成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明公開了一種硅塊切割方法，包括以下步驟：

????1）配制砂漿并注入漿料缸，在切割過程中，根據(jù)硅塊有效切割長度添加砂漿；

配制砂漿，把砂漿的密度調(diào)制為1.625-1.635kg/L；切割過程中，添加砂漿的添加比例為0.235-0.3L/mm，mm為硅塊有效切割長度，砂漿的添加量=硅塊有效切割長度×砂漿的添加比例；

2）選用導(dǎo)輪，使導(dǎo)輪的槽口與鋼線匹配；

3）工藝參數(shù)的設(shè)定；

鋼線的切割速度設(shè)定為12-14m/s；

工作臺(tái)移動(dòng)速度250-330um/min；

砂漿的流量130-160kg/min；

4）開始切割；

5）切割結(jié)束，進(jìn)行冷卻取出硅片；

??????所述鋼線為結(jié)構(gòu)線，其外表面設(shè)有螺旋形凸起并鍍有一層抗氧化層。

所述1）中所述的配制砂漿中，使用的回收碳化硅用量為40％-100％，使用的回收懸浮液的用量為40％-100％。

所述2）中，導(dǎo)輪的槽口與鋼線匹配為：鋼線的直徑選用120um或130um，導(dǎo)輪的槽口選用340um、345um、350um、355um，使用直徑為120um的鋼線匹配槽口是340um或345um的導(dǎo)輪，使用直徑為130um的鋼線匹配槽口是350um或355um的導(dǎo)輪。

所述3）中砂漿的溫度為18-25℃。

所述4）中切割過程中鋼線的張力為：當(dāng)鋼線直徑為120um時(shí)，放線軸張力為20-23?N，收線軸張力為19-21?N；當(dāng)鋼線直徑為130um時(shí)，放線軸張力為21-24N，收線軸張力為19-22N；所述4）中切割過程中的回砂溫度≦40℃，鋼線線弓≦7㎜。

所述5）中對(duì)切割好的硅片進(jìn)行冷卻，冷卻時(shí)間為3-10min；冷卻結(jié)束后，設(shè)定工作臺(tái)的上升速度30-100mm/min，鋼線設(shè)定速度0.4-0.6m/s，將鋼線從切割好的硅片中取出。