[發(fā)明專利]一種硅片切割工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310494360.7
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103522431A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周水生;曹彥民;張愛民;董建明;劉亞軍;劉進(jìn);任崇榮;李東東;劉寶華;黃倫杰
• 申請（專利權(quán)）人: 山西潞安太陽能科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅片切割工藝，屬于太陽能光伏行業(yè)硅片切割技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，目前硅片生產(chǎn)過程中普遍采用了多線切割加工工藝，它是利用高速運(yùn)動(dòng)的細(xì)鋼線攜帶砂漿對硅塊進(jìn)行磨削切割加工，砂漿的主要成分由切割液和磨料組成，切割液主要成分為聚乙二醇及其他添加劑；磨料主要為硬度較大的碳化硅。砂漿一般配比為切割液加綠碳化硅砂粉（按1：0.90-0.95重量比）。砂漿一般經(jīng)過一次或多次切割后，由于切割過程中產(chǎn)生的硅粉進(jìn)入砂漿等因素，導(dǎo)致其不能繼續(xù)使用，必須淘汰舊砂漿，更換新砂漿。這樣在每天的生產(chǎn)中，將有大量的廢棄砂漿產(chǎn)生。據(jù)不完全估計(jì)目前國內(nèi)廠家每年產(chǎn)生廢砂漿約20萬噸以上。

通過研究，人們發(fā)現(xiàn)線切割工藝過程中，參與切削硅片作用的砂只占15%左右。其余大部分為砂之間的自磨削。但在磨削過程中，有少部分砂粒棱角受損變成微粉，而大量的硅粉、粘結(jié)劑粉、玻璃粉等進(jìn)入砂漿里附著并包圍在砂表面，硅粉和細(xì)顆粒度碳化硅達(dá)到一定程度時(shí)，砂漿不能滿足切割工藝要求。同時(shí)切割液在砂漿中主要起到懸浮、冷卻、潤滑等作用，在切割過程中基本未發(fā)生化學(xué)變化，其切割所需的各項(xiàng)性能未發(fā)生本質(zhì)的變化。故廢砂漿中的砂和切割液從技術(shù)方面是可以經(jīng)過分離、清洗、提純、分級等過程加以回收利用的。

目前行業(yè)內(nèi)廢砂漿在線回收可得到近80%的碳化硅，切割液的回收率為60%-80%，正常情況下，每批次的回收砂、液加入20%的新砂漿就可生產(chǎn)再生砂漿投入切片機(jī)使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述不足，本發(fā)明旨在提供一種新的硅片切割工藝，在該工藝中，首先采用新方法對廢砂漿進(jìn)行回收，提高了碳化硅和切割液的回收比例，不僅減少了對環(huán)境的污染，同時(shí)通過使用回收砂、液，可節(jié)省生產(chǎn)成本；其次對切割過程中的一系列工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了低成本的硅片切割工藝。

本發(fā)明提供的一種硅片切割工藝，是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種硅片切割工藝，包括以下步驟：

（1）廢砂漿的回收

①通過固液分離，對廢砂漿進(jìn)行回收，添加二甘醇（5%-10%），表面活性劑，增加砂漿粘稠度；所述的表面活性劑包括消泡劑、分散劑、滲透劑；

②砂漿過濾器中添加過濾袋，避免大顆粒混入砂漿；

③所述的廢砂漿回收后切割液的性能如下：

外觀(25℃)：無色無味透明液體；

色度≤40；

折光率（20℃）：1.4540~1.4640；

ph值（5%水溶液）：6.0～7.0；

水分≤0.40%，水分檢測儀測得；

旋轉(zhuǎn)粘度(25℃)：42.0～48.0mPa?s；

密度(20℃)：1.100～1.130g/cm3，密度計(jì)測得；

電導(dǎo)率(25℃)≤10μ?S/cm。

????④檢測碳化硅顆粒度，D50為8.2±0.2μm，D50即表示：碳化硅顆粒粒徑分布中占50%比例的粒徑在8-8.4μm之間。

????（2）切割輔料砂漿的準(zhǔn)備：砂漿由碳化硅和切割液組成，碳化硅：切割液按1:0.9~0.97重量比重配制；

????①將碳化硅放入烘箱，在80~100℃的溫度下烘干8小時(shí)，調(diào)整烘箱溫度至40℃冷卻；

②切割液在23±3℃條件下放置24小時(shí)以上；

③首先將切割液打入砂漿攪拌桶；

④碳化硅由80%重量的回收砂和20%重量的新砂組成，碳化硅緩慢倒入砂漿攪拌桶，平均每袋用時(shí)3分鐘，每袋25kg；

⑤攪拌4小時(shí)后，砂漿密度控制在1.64-1.67kg/m3范圍內(nèi)；

⑥攪拌至8小時(shí)以上砂漿方可使用，使用前需再次測量砂漿密度保證在1.64-1.67kg/m3范圍內(nèi)；

（3）切割工藝

太陽能硅片的線切割機(jī)理就是機(jī)器導(dǎo)輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中帶動(dòng)鋼線，從而由鋼線將聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂漿送到切割區(qū)，在鋼線的高速運(yùn)轉(zhuǎn)中與壓在線網(wǎng)上的工件連續(xù)發(fā)生摩擦完成切割的過程。

本工藝適用于NTC-PV800線切機(jī)，使用主輥槽距為0.33mm，鋼線直徑0.115mm。

砂漿配置完成后將砂漿打入NTC-PV800線切機(jī)內(nèi)，砂漿打入量為500-600kg，由于碳化硅、切割液的回收再利用，砂漿切割能力減弱，相應(yīng)切割工藝需做出調(diào)整，根據(jù)砂漿使用量和回收砂、回收液使用比例調(diào)整PV800線切機(jī)切割工藝。

①采用雙向切割，砂漿單刀消耗量為250-300kg/刀，鋼線平均使用量為240-280km；