[實用新型]一種刻槽主輥以及切割設備

有效

• 申請號: 201721086452.1
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN207128104U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 郭慶紅;李飛龍;邢國強
• 申請（專利權）人: 蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司;阿特斯光伏電力（洛陽）有限公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 龍禮妹

技術領域

本實用新型涉及硅片加工技術領域，尤其是涉及一種刻槽主輥以及切割設備。

背景技術

太陽能光伏發電作為最有潛力的可再生資源利用形式之一，在近年來取得了飛速的發展。預計到2050年，光伏發電(PV)將供應全球電力總生產量的11％，而太陽能發電將占全球總發電量的20％～25％。

光伏電池一般包含有晶體硅電池、薄膜電池、有機電池、染料敏化電池以及鈣鈦礦等。在眾多光伏電池中，晶體硅電池一直牢牢占據霸主地位，自2006年以來市場份額一直在80％以上。

在生產制造當中，晶硅電池的主要原料為單晶硅片和多晶硅片，硅片的主要加工方式為多線切割，即鋼線從放線輪經過多個換向小導輪后到達刻槽的主輥上，鋼線在刻槽主輥上織成2000至3000條平行的平面線網，隨后鋼線又對稱地經過換向小導輪后回到收線輪。

與傳統的SiC和PEG組成的砂漿多線切割不同，金剛線多線切割方式具備加工效率高、硅料損耗少以及切割硅片質量穩定等優勢，已經在單晶硅片制造領域全部推廣，并且隨著金剛線多晶硅片黑硅制絨技術的量產，金剛線切割多晶硅片技術也開始得到重視和推廣應用，預計多晶硅片的金剛線加工方法也將在不久的將來完全替代傳統的砂漿多線切割方式。

但是，在現有技術中，當更換新主輥后，金剛線切割硅片時的前幾刀總會導致硅片在進刀位置出現線痕或翹曲問題，直到經過了一段時間的切割才能夠逐漸減輕這種問題，使硅片的切割達到合格標準。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種刻槽主輥以及切割設備，以解決現有技術中存在的金剛線切割過程中出現線痕或翹曲的情況，造成硅片切割不合格的技術問題。

經研究發現，在切割硅片的過程當中，當金剛線下落以后會與刻槽的內壁形成接觸，并同時可以利用與刻槽內壁的接觸形成支撐作用。

而現有技術中的刻槽一般是呈V型結構的，而基于這種結構，在切割硅片的過程當中，當金剛線下落以后會部分的與刻槽的內壁接觸，具體的，在這種金剛線與刻槽的內壁接觸的過程中，由于刻槽的形狀是呈V型結構的，所以所述金剛線與刻槽的內壁之間是呈線接觸的，也就是說，金剛線的左右兩側與所述刻槽的左右內壁之間會形成有沿著所述金剛線長度方向的線接觸。

所以，在金剛線與刻槽的內壁形成線接觸的狀態時，其實金剛線與刻槽的內壁之間的接觸面積是很小的，這樣的話，刻槽的內壁對于金剛線的支撐也相對應的較小。

所以，在金剛線進行切割工作的時候，由于支撐的作用較小，就容易使金剛線在切割的過程中發生晃動，并不時的處于懸空的狀態，而這種情況就是金剛線切割硅片時，造成硅片出現線痕和翹曲問題的關鍵原因。

而為了解決上述技術問題，本申請便提供了如下的技術方案：

本實用新型提供的一種刻槽主輥，包括主輥本體，所述主輥本體上設置有刻槽，所述刻槽的槽底呈圓弧形；

所述槽底的半徑等于金剛線的等效半徑減去3至9μm。

在上述技術方案中，為了能夠減少金剛線在切割硅片時所形成的晃動問題，基于現有技術中的刻槽主輥結構將所述刻槽主輥上的刻槽的槽底改進成圓弧形的結構。

當所述刻槽的槽底改進成圓弧形的結構以后，金剛線切割硅片時下落到刻槽的槽底以后，就可以與刻槽的槽底的內壁形成面接觸，進而充分的與刻槽的槽底相接觸，并且為了使不同規格(也即等效直徑不同)的金剛線能夠與圓弧形的槽底充分的接觸，所以所述槽底的半徑大小也根據金剛線的等效半徑來設置，這樣就可以使金剛線與刻槽的槽底形成更加良好的適配，進而提高金剛線切割的穩定性。

所以在切割的過程中，刻槽的槽底會對金剛線形成充分的支撐，防止金剛線形成大幅度的晃動，這樣金剛線切割硅片的時候是更加穩定的，也直接避免了硅片會形成線痕和翹曲的問題，大大提高了切割的良率。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述刻槽的槽深設置在 240至280μm之間。

在上述技術方案中，對刻槽的槽深進行針對性的設置，可以防止金剛線在切割時發生左右晃動，提高金剛線切割時的穩定性。

進一步的，在本實用新型的實施例中，相鄰所述刻槽之間的槽距與硅片的目標厚度和金剛線的等效直徑之和相差2μm之內。

在上述技術方案中，通過根據硅片的目標厚度和金剛線的等效直徑來調整刻槽之間的槽距，可以使切割初期時金剛線能夠順利地沉入到刻槽的槽底。

進一步的，在本實用新型的實施例中，所述主輥本體的表面設置有涂覆層；

所述涂覆層的邵氏硬度HA≥95。