[發(fā)明專利]一種金剛石線切割硅棒的切割工藝

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103991140A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建鎖;范靖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陽(yáng)光硅谷電子科技有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于晶體硅切割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石線切割硅棒的切割工藝。?

背景技術(shù)

現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體技術(shù)，而硅材料是最重要的半導(dǎo)體材料。目前國(guó)內(nèi)外通用的硅片切割技術(shù)為：游離磨料附著鍍銅鋼線切割技術(shù)，該技術(shù)是在內(nèi)圓切割技術(shù)的基礎(chǔ)上升級(jí)換代的切割技術(shù)，雖然取得了很大的科技進(jìn)步，但存在著很多缺陷：（1）需要用聚乙二醇做懸浮劑，對(duì)環(huán)境造成的污染較大；（2）切割的硅片表面損傷層較大，不適宜切割超薄硅片；（3）鍍銅鋼線因磨損產(chǎn)生的銅鐵離子在切割前沿與硅片產(chǎn)生鍵合吸附，極難清洗掉，導(dǎo)致表面金屬雜質(zhì)沾污，降低晶硅電池光電轉(zhuǎn)化效率。?

多線切割是一種不影響工件特性的非化學(xué)的物理加工方法,?通過切割線的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),?把砂漿等帶入工件加工區(qū)域進(jìn)行研磨,?最終把工件切割成薄片，在整個(gè)切割過程中,?主要涉及高速運(yùn)動(dòng)的切割線、砂漿和被加工件,?砂漿在此起著刀具的作用.從而把硅棒切割成溥片。對(duì)于現(xiàn)在的多線切割機(jī)來說，鋼線無(wú)疑是重要的耗材之一。同時(shí)采用砂漿作為切割液時(shí)切割效率低，切割消耗大，因此，目前的多線切割工藝，環(huán)境污染嚴(yán)重，鋼線磨損量高，硅片損傷和受污嚴(yán)重，加工時(shí)間長(zhǎng)，切割成本高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金剛石線切割硅棒的切割工藝，該切割工藝通過采用切削液替代砂漿以及采用金剛石線替代鋼線，能減少環(huán)境污染，降低硅棒切割時(shí)間，有效提高切割硅片的切割能力和切割效率，降低切割成本，提高切割硅片質(zhì)量。?

本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種金剛石線切割硅棒的切割工藝，采用多線切割機(jī)切割，含以下步驟：?

（1）?配制切削液，取切割液和純水混勻，獲得切削液，置于多線切割機(jī)的機(jī)床冷卻缸中備用；

（2）粘棒??根據(jù)硅棒的晶向?qū)⒐璋暨M(jìn)行粘結(jié)；

（3）上料??把粘結(jié)好的硅棒置于多線切割機(jī)上，固定，下降到適合切割線切割高度，打開切削液供給，關(guān)閉多線切割機(jī)切割工作艙艙門；

（4）切割預(yù)熱?切割前將切削液在切割工作艙內(nèi)充分循環(huán)，將切割線以400~750m/min的速度作往復(fù)運(yùn)行；

（5）?切割??采用直徑為0.1~0.14mm的金剛石線作為切割線，調(diào)節(jié)切割線的預(yù)加張力為14~20N，線速度為400~800m/min，切割速度為0.2~1mm/min，調(diào)節(jié)切削液的流量為100~120?L/min，切削液的溫度為20~30℃，對(duì)硅棒進(jìn)行切割；

（6）下料?切割完畢后，關(guān)閉切削液供給，打開切割工作艙艙門，將切割后的硅片取出，并對(duì)切割后的硅片進(jìn)行后續(xù)處理。

本發(fā)明步驟（1）中采用切削液替代砂漿，該切削液成分主要是高特高級(jí)水性金剛石線切削液，該切削液可選自尤希路youshiro?GMW450太陽(yáng)能硅晶片單/多晶硅金剛石多線切割液，由Cavo?Special??Lubricants加孚公司研制的GF-506C金剛石線切割液，東莞市源德潤(rùn)滑油有限公司生產(chǎn)的金剛石線切割液，以及多線切割液?Prolap?60等，這些切削液都具有優(yōu)良的被清洗性，可用水進(jìn)行清洗，還具有優(yōu)良的用離心分離而進(jìn)行的磨粒和切割液的再生利用性能，且對(duì)切屑有良好的分散性；另外該切割液與金剛石線有良好的協(xié)調(diào)作用，具有使用方便，潤(rùn)滑性能好，切面平整光滑且不易崩邊，加工效率高，能有效提高金剛石線及鋸片使用壽命等特點(diǎn)；能有效改善車間環(huán)境、使用更加安全環(huán)保，節(jié)約資源；使用過程中亦不會(huì)損害皮膚、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、對(duì)機(jī)床設(shè)備不銹蝕。?

本發(fā)明步驟（1）中通過采用切削液代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂漿，可以降低切割時(shí)間，提高切割效率。?

本發(fā)明步驟（1）中切割液的用量占其和純水總質(zhì)量的2~10%。?

本發(fā)明步驟（2）中所述硅棒的直徑優(yōu)選不大于210mm，長(zhǎng)度優(yōu)選不大于1000mm。?

本發(fā)明步驟（2）中根據(jù)硅棒的晶向?qū)⒐璋暨M(jìn)行粘結(jié)時(shí)，粘結(jié)劑采用環(huán)氧樹脂膠。?

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明硅棒粘結(jié)時(shí)，最好在硅棒下面墊上樹脂墊板，然后將硅棒和樹脂墊板采用粘結(jié)劑粘結(jié)在粘結(jié)托上，所采用的粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂膠，在相對(duì)于粘結(jié)托那一側(cè)面的硅棒上粘結(jié)有導(dǎo)向條。?

本發(fā)明步驟（3）中上料時(shí)，具體操作步驟可以為：用上料鏟車把粘接好的硅棒放入機(jī)器內(nèi)，夾緊固定，下降到適當(dāng)切合線網(wǎng)的適當(dāng)高度，選擇切割工藝，打開切削液供給，關(guān)閉艙門。?