[发明专利]一种减少太阳能硅片切割线痕的方法及装置

说明书

技术领域

 本发明属于多线太阳能硅片切割技术领域，具体涉及一种减少太阳能硅片切割线痕的方法，本发明还涉及上述方法中采用的减少太阳能硅片切割线痕的装置。

背景技术

光伏发电是利用半导体材料光生伏打效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术。随着全球各国绿色能源的推广和近年来半导体产业的超常规发展，硅片市场的供需已极度不平衡，切割加工能力的落后和产能的严重不足已构成了产业链的瓶颈。而硅片切割是电子工业主要原材料-硅片（晶圆）生产的上游关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产。太阳能硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、切方、外径滚磨、平磨、切片、清洗、包装等阶段。

硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀（钢丝）切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。

前几年，硅片切片较多采用内圆切割，内圆切割是传统的加工方法，材料的利用率仅为40％～50％左右；同时，由于结构限制，内圆切割无法加工200mm以上的大中直径硅片。

而近几年，硅片切片基本上都采用了自由磨粒的多钢线切割，多线切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术，它通过金属丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片。和传统的内圆切割相比，多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点。

多线太阳能硅片切割工艺中，线痕硅片一直是该工艺中的瓶颈，线痕硅片占切割不良的1～20%，目前，国外做的最好的硅片加工企业，线痕硅片也有1～2%的比例。由于引起线痕的因子太多，大家的研究方向各异常，主要的研究方向还是主辅材料，如切割线、悬浮液、SiC，及切割过程中的5S方面解决太阳能硅片表面线痕改善。这类研究及改善，有一定的效果，但成本高且不可控因子还是存在，各加工厂实际条件及工艺环境又各有差异，即使研究改善效果显著，也不一定完全适合所有工厂。

近年来光伏发电和半导体行业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求：一方面为了降低制造成本，硅片趋向大直径化。另一方面要求硅片有极高的平面度精度和极小的表面粗糙度（硅片表面质量能有效提高光电转化效率）。所有这些要求极大的提高了硅片的加工难度。本发明就是要有效降低太阳能硅片的表面粗糙度-线痕不良。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少太阳能硅片切割线痕的方法，解决了现有技术工艺及切片机中存在的钢线载着砂浆高速碰撞后飞散的问题，通过在切割钢线和硅棒的交接处、硅棒两侧设置砂浆导流装置，使砂浆有效的回落到线网上，聚集于硅棒的进线端侧面，减少多线切割太阳能硅片线痕不良率。

本发明的另一目的是提供上述方法中采用的减少太阳能硅片切割线痕的装置。

本发明所采用的技术方案是，一种减少太阳能硅片切割线痕的方法，在平行设置的两个主辊的外圆周缠绕切割钢线，固定在进给台上的硅棒沿垂直于切割钢线的走线方向进给，沿切割钢线的走线方向，在切割钢线和硅棒的交接处、硅棒两侧设置砂浆导流装置，使砂浆有效的回落到线网上，聚集于硅棒的进线端侧面。

本发明所采用的另一技术方案是，一种减少太阳能硅片切割线痕的装置，包括两个平行设置的主辊，主辊的外圆周缠绕有切割钢线，固定在进给台上的硅棒沿垂直于切割钢线的走线方向进给，沿切割钢线的走线方向，在切割钢线和硅棒的交接处、硅棒两侧设置有砂浆导流装置。

本发明的特点还在于，

其中的砂浆导流装置采用硬性材质时，与硅棒之间的距离为3-5毫米，所述的硬性材质选用不锈钢、钢板或塑料中的一种。

其中的砂浆导流装置采用软性材质时，与硅棒之间的距离为0-2毫米，所述的软性材质选用橡胶或合成纤维。

其中的砂浆导流装置为能将飞溅的砂浆导流回切割钢线的形状。

本发明的有益效果是，引入“砂浆导流”思想及方法到多线切割工艺中，其特点有三：（1）有效引导切割砂浆回到切割线网上，使砂浆聚集到硅棒的进线端，使其充分参与切割而非飞溅出线网。（2）可以减小砂的流量，提高砂浆的利用率，同时可降低电机负荷。（3）可操作性强，设计简单，成本低廉，效果显著，充分弥补了切割中砂浆悬浮于线网有效切割SiC数量的不足，提高了其作业效率。 

附图说明

图1是本发明减少太阳能硅片切割线痕的装置一种实施例的结构示意图；

图2是现有多丝切割原理图；