CN101474830B - 太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法 - Google Patents

太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，具体包括粘棒工艺：首先清洁单晶硅棒粘接面，然后用胶水分别粘接定位条和玻璃、玻璃和单晶硅棒，粘棒之后要进行压棒，压好后继续粘接下一套棒；配浆工艺：a、配浆之前要把所需配的碳化硅微粉放入烘箱烘烤，温度设定在70～80℃，在配浆前取出冷却；b、配置浆料的时候，将碳化硅微粉慢慢倒入砂浆搅拌桶，一般控制在3min左右一袋，并充分搅拌均匀；线切割工艺：镀铜切割线的直径为0.1mm，并且线速度在9.3～10.5m/s，工件的进给速度不超过0.3mm/s，砂浆的流量不超过3100L/h。本工艺可以使切割硅片中心厚度达到180mm，每公斤出片率可以提高到78.4片/kg，如采用传统切割方法，出片率最高达到75.9片/kg，采用本工艺方法后出片率将提高3.3％。

Description

太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，属于太阳能电池领域。
背景技术
目前太阳能级电池硅片是将方形单晶硅棒切割成薄片而成，国内的硅晶材料稀缺、价格昂贵，随着可再生能源的广泛应用，太阳能级硅片的市场需求量越来越大。所以如何提高单位质量硅材料的出品率、降低切割、磨削等过程的损耗，降低次品率、提高硅材料利用率，成为整个单晶硅加工行业的发展方向。本发明就是经过多年的探索，研发出一套加工单晶硅片的切割工艺，实现每公斤出片率从传统切割工艺方法的75.9片/千克到本工艺方法的78.4片/千克，提高出片率3.3％，可以为企业创造更大的经济价值，并减小了不可再生能源的浪费问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，生产出出品率高、降低制造过程中的材料损耗的太阳能级6寸单晶硅片。
本发明提供一种太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，具体包括粘棒工艺、配浆工艺、线切割工艺：
粘棒工艺：首先清洁单晶硅棒粘接面，然后用胶水分别粘接定位条和玻璃、玻璃和单晶硅棒，粘棒之后要进行压棒，压好后继续粘接下一套棒；
配浆工艺：a、配浆纸钱要把所需配的碳化硅微粉放入烘箱内至少8个小时，温度设定在70～80℃，至少在配浆前1小时取出冷却；所述的配浆工艺中，配浆用的切削液，要保存于环境温度为23℃～27℃范围内、湿度控制在60％以内，粘度在26～30范围内；所述的配浆工艺中，配好的浆料必须存放于环境温度在23℃～27℃、湿度在60％的范围内，密度控制在1.625～1.635范围内，粘度在40～60范围内；
b、配置浆料的时候，将碳化硅微粉慢慢倒入砂浆搅拌桶，一般控制在3min左右一袋，并充分搅拌均匀；
线切割工艺：镀铜切割线的直径为0.1mm，并且线速度在9.3～10.5m/s，工件的进给速度不超过0.3mm/s，砂浆的流量不超过3100L/h。
本工艺可以使切割硅片中心厚度达到180mm，每公斤出片率可以提高到78.4片/kg，如采用传统切割方法，出片率最高达到75.9片/kg，采用本工艺方法后出片率将提高3.3％。
具体实施方式
本发明是一个太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，主要为了提高单位公斤内硅棒的出片率，具体包括粘棒工艺、配浆工艺、线切割工艺。
一、粘棒工艺：首先要用无水乙醇和卫生纸清洁各粘接面，保证每个粘接面达到粘接要求(擦到卫生纸上面没有任何污迹)，其次使用长度测量工具，画出一刀将要粘接的单晶硅棒断面对齐线，主要是为了保证工件在装上工件夹的时候端面对齐，并用直角尺找出单晶棒粘接面。最后分别粘接定位条和玻璃、玻璃和单晶硅棒，胶水应按1∶1的比例调配，并用电子秤准确的称量，调胶速度要快，不得超过3min，搅拌要均匀、要充分，涂抹胶水要均匀，然后放上单晶硅棒并左右滑动，并定位后用重物(10kg左右)压至少两个小时，才可以继续粘接下一套棒，粘接好后至少6个小时才能上机床切割。
二、配浆工艺：配浆的比例控制在砂∶液＝1∶0.92。
配浆之前要把所需配的碳化硅微粉放入烘箱内，至少烘八个小时，烘箱温度设定在70℃～80℃，配浆之前1个小时全部取出冷却，烘砂的目的主要为了减少颗粒抱团形成大颗粒，增强碳化硅切割能力，从而提高硅棒的出片率。
配浆用的切削液，要保存于环境温度为23℃～27℃范围内、湿度控制在60％以内，主要是防止因环境因素的变化而影响浆料的使用效果，降低出片率。不同型号的切削液粘度是不同的，我们使用的是辽宁奥克的205型切削液，粘度在26～30范围内为可使用。
配制浆料的时候，碳化硅微粉必须慢慢倒入砂浆搅拌桶，一般控制在3min左右一袋的速度倒入，这样可以使砂浆搅拌更加均匀，同时倒入的时候要防止有其它杂物进入砂浆搅拌桶，因此必须从搅拌桶上的滤网上倒入搅拌桶。配好的浆料必须存放于环境温度在23℃～27℃、湿度在60％的范围内，密度控制在1.625～1.635范围内，粘度在40～60范围内。每次配好浆料必须至少要搅拌10小时，才能使砂浆搅拌均匀，才可以上车切割，达到切割最佳效果，从而提高硅棒切割的出片率。
三、多线切割工艺：
多线切割使用设备我们主要是梅耶博格DS265多线切割机床。
使用的辅料主要碳化硅微粉、切削液、镀铜切割线
工作原理主要是通过以镀铜切割线为载体，承载搅拌好的浆料，对硅棒进行研磨同时通过设备的张紧系统、冷却系统、砂浆循环系统、进给单元紧密结合，达到一种对加工硅棒进行研磨的切削原理。
工艺参数的设置：
线速度必须设置在9.3m/s～10.5m/s范围内；
镀铜切割线的直径为0.1mm；
槽距为0.31mm；
工件进给速度为最大0.3mm/s；
张力设定为：F：17N  B：16N；
砂浆的最大流量为3100L/h；
每公斤单晶硅棒的理论出片多少主要取决于主辊槽距的大小，实际出片将取决于工艺参数的各项数据的设定，以及粘棒工艺和浆料的各项参数，只有三者进行有效的控制与结合，才能达到一个高的实际出片率。
以上工艺需要紧密的结合，可以使切割硅片中心厚度达到180mm，每公斤出片率可以提高到78.4片/kg，如采用传统切割方法，出片率最高达到75.9片/kg，采用本工艺方法后出片率将提高3.3％。

Claims (4)

1.一种太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，具体包括粘棒工艺、配浆工艺、线切割工艺：
粘棒工艺：首先清洁单晶硅棒粘接面，然后用胶水分别粘接定位条和玻璃、玻璃和单晶硅棒，粘棒之后要进行压棒，压好后继续粘接下一套棒；
配浆工艺：a、配浆之前要把所需配的碳化硅微粉放入烘箱内至少8个小时，温度设定在70～80℃，至少在配浆前1小时取出冷却；
所述的配浆工艺中，配浆用的切削液，要保存于环境温度为23℃～27℃范围内、湿度控制在60％以内，粘度在26～30范围内；所述的配浆工艺中，配好的浆料必须存放于环境温度在23℃～27℃、湿度在60％的范围内，密度控制在1.625～1.635范围内，粘度在40～60范围内；
b、配置浆料的时候，将碳化硅微粉慢慢倒入砂浆搅拌桶并充分搅拌均匀；
线切割工艺：镀铜切割线的直径为0.1mm，并且线速度在9.3～10.5m/s，工件的进给速度不超过0.3mm/s，砂浆的流量不超过3100L/h。
2.根据权利要求1所述的太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，其特征在于，所述粘棒工艺中，胶水按照1∶1的比例进行调配，并且调胶速度要快，不得超过3min。
3.根据权利要求1所述的太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，其特征在于，粘棒之后采用10kg左右的重物进行压棒，持续至少6小时。
4.根据权利要求1所述的太阳能级6寸单晶硅片切割工艺方法，其特征在于，配浆的比例控制在砂∶液＝1∶0.92。
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