CN101659089B - 一种多线切割机导轮开槽方法 - Google Patents

Abstract

一种多线切割机导轮开槽方法，在导轮开槽进行硅晶片切割时，通过在同一副导轮的进线位置至出线位置的开槽间距逐步递减的方法进行开槽，所述槽距等于a-b*[(n-1)/(N-1)]，其中，a为第一槽距，b为缩减系数，n为槽的序号，N为总槽数，N(总槽数)＝L(导轮长度)/a(第一槽距)；所述第一槽距a由产品的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度来确定。所述缩减系数b由导轮的长度来确定。本发明具有切割的硅晶片的厚度值误差小，增加产量的优点。

Description

一种多线切割机导轮开槽方法

技术领域

本发明涉及一种导轮开槽方法，特别涉及一种适用于大直径硅晶棒和其他半导体材料晶棒切割的多线切割机导轮开槽方法。

背景技术

随着科学技术、人类文明的发展。人类对能源的应用和使用量越来越大。因为地球上的各种自然资源是有限的，所以人类正在努力地寻找各种新的能源来代替石油、天然气、煤等自然资源；晶硅太阳能电池是目前制备工艺较成熟、光电转换效率较高的绿色、环保、清洁的新能源，同时也是取之不尽、用之不完的新能源。然而制作太阳能电池的高纯硅较稀缺，其提纯技术目前只掌握在少数几个发达国家手中；怎样使等量的硅晶棒切出更多相同外形的晶片数，从而既达到增加晶片出片数(也即增加了晶硅太阳能电池的发电瓦数)，又减少的太阳能电池的制作成本成为目前的主要课题，同时符合节约型社会要求，使我国太阳能光伏产业健康、快速发展，为我国清洁能源发展做出贡献。

我国已成为世界第一大太阳能电池生产国，但却不是太阳能电池强国，加快高纯晶硅制造业技术研发已成为当务之急。目前晶硅提纯技术仍然是我国太阳能光伏产业发展的一大瓶颈。我国虽然拥有极为丰富的硅矿资源，但企业普遍采用电弧法用炭还原制取低纯度的工业硅(纯度为98％—99％)，然后作为工业原料以每公斤1美元的低廉价格卖到国外，工业技术极为简单，却需要消耗大量的电力资源，同时还会带来极为严重的环境污染。而国外企业在对工业硅进行提炼后返销回国内，价格从1美元上升至400美元，而且常常“有价无货”。

随着我国太阳能电池生产企业产能的不断扩大，对硅晶片的需求量已经连续4年保持100％以上的增长速度。但是，我国高纯度晶硅提纯技术和硅晶片切片技术比较落后。

提高我国的晶硅提纯技术，发展拥有自主知识产权的新型晶硅制备技术，加快硅晶片加工相关工艺技术和生产设备的研发，已成为我国太阳能光伏产业健康发展的关键。

厚度误差是制备太阳能硅晶片的重要参数，其他参数是反映硅晶片表面质量的表面粗糙度和损伤层。传统的硅晶棒都是采用多线切割机导轮开槽的方法来切割晶片，导轮开槽时，通常都是采用等距离的槽距来进行切割的，采用这种切割的方法，后面切割出来硅晶片的比前面切割出来的厚，每次切出的硅晶片的厚度前后相差30μm，显然现有的这种切割方法无法满足节约型社会的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种多线切割机导轮开槽方法，以弥补现有的多线切割机导轮开槽方法所存在切出的硅晶片的厚度前后相差较大的问题。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种多线切割机导轮开槽方法，其特征在于：在导轮开槽进行硅晶片切割时，通过在同一副导轮的进线位置至出线位置的开槽间距逐步递减的方法进行开槽，所述槽距等于a-b*[(n-1)/(N-1)]，其中，a为第一槽距，b为缩减系数，n为槽的序号，N为总槽数，N(总槽数)＝L(导轮长度)/a(第一槽距)。

所述第一槽距a根据产品的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度来确定，6时太阳能硅晶片导轮的第一槽距a为340μm。

所述缩减系数b根据导轮的长度L来确定，导轮长度L≤300mm，缩减系数b为10μm的长度；导轮长度L>300mm，L≤500mm的，缩减系数b为15μm；导轮长度L>500mm，缩减系数b为20μm。

本发明的一种多线切割机导轮开槽方法，根据在多线切割过程中切割金钢线的磨损和碳化硅颗粒度的减小的原理，在导轮的开槽时，在同一副导轮上从进线位置与出线位置的开槽间距，采用逐步递减的方法进行开槽。使得同一副导轮上不同位置上的每次切出的硅晶片的厚度更加一致。

由于采用了上述技术方案，已经考虑到切割金钢线的逐步磨损而产生的切割损耗即刀具的损耗，从而使得每次切出的硅晶片的厚度值的误差减小至15μm片的厚度值的误差减小至15μm以内，同时6时硅晶棒每公斤可多出硅晶片1.06晶片，每公斤产值增加1.7％，本发明具有切割的硅晶片的厚度值误差小，增加产量的优点。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为传统导轮开槽示意图。

图2为本发明导轮开槽示意图。

图面说明：1为第一槽，2为第二槽，21为进线位，22为出线位。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，传统导轮开槽采用等距离的开槽方法，导轮开槽时从左侧的进线位21，至右侧的出线位22，每个槽距与第一槽距a保持不变。每次切出的硅片的厚度前后相差30μm。

如图2所示，本发明的多线切割机导轮开槽方法在导轮从进线位21即头部，至出线位22即尾部，依次设置第一槽1，第二槽2......第n槽......最末槽；导轮开槽的槽距从第一槽1、第二槽2至最末槽采用逐步递减的方法设置，槽距为a-b*[(n-1)/(N-1)]，其中，a为第一槽距，b为缩减系数，n为槽的序号，N为总槽数，N(总槽数)＝L(导轮长度)/a(第一槽距)。

开槽时头部的第一槽距a根据产品硅晶片的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度来确定，目前用于切割6时太阳能硅晶片导轮的槽距为340μm。

所述缩减系数b根据导轮的长度L来确定。目前应用的导轮长度分为300、500、800mm三档。一般导轮长度L≤300mm，缩减系数b为10μm的长度；导轮长度L>300mm，L≤500mm的，缩减系数b为15μm；导轮长度L>500mm，缩减系数b为20μm。

然后根据第一槽距a和缩减系数b，计算出尾部的最末槽距。中间采用逐步递减的方法进行开槽即可。

末槽距为a-b。

实施例1

第一槽距a根据产品硅晶片的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度等条件来确定，6时太阳能硅晶片的厚度为200μm，切割金钢线的线径为120μm，碳化硅的粒度为1500目，则用于切割6时太阳能硅晶片导轮的第一槽距a为340μm；缩减系数b根据导轮的长度来确定，一般导轮长度L≤300mm，缩减系数b为10μm，槽的序号n为第n个槽，总槽数N为880。

第一槽距为a＝340μm；第二槽距为a-b*[1/(N-1)]＝340-10*(1/879)＝339.99；导轮长度以300mm计，缩减系数b为10μm，第440槽距为a-b*[(n-1)/(N-1)]＝340-10*(439/879)＝335μm；最末槽距为330μm。

在导轮开槽时，在开槽机日本产KT-600型机床的电脑的设置程序上作适当的修改和调整。采用本实施例达到增加产量、降低成本的效果，切出产品的厚度更加一致。

实施例2

根据产品硅晶片的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度等条件，目前用于切割太阳能硅晶片导轮的第一槽距a为340μm；导轮长度L>300mm，L≤500mm的，缩减系数b为15μm；槽的序号n为第n槽，总槽数N为1500槽。

第一槽距为a＝340μm；第二槽距为a-b*[1/(N-1)]＝340-15*(1/1499)＝339.99；第751槽距为a-b*[(n-1)/(N-1)]＝340-15*(750/1499)＝332.49；最末槽距为325μm。

机床电脑的设置程序同实施例1，采用本实施例达到增产、降本的效果，切出产品厚度更加一致、稳定。

实施例3

根据产品硅晶片的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度等条件，目前用于切割太阳能硅晶片导轮的第一槽距a为340μm；导轮长度L>500mm，L≤800mm，缩减系数为20μm；槽的序号n为第n槽，总槽数N为2400槽。

第一槽距a＝340；第二槽距为a-b*[1/(N-1)]＝340-20*(1/2399)＝339.99；第1201槽距为a-b*[(n-1)/(N-1)]＝340-20*(1200/2399)＝330μm；最末槽距为320μm。

机床电脑的设置程序同实施例1，采用本实施例达到增产、降本的效果，达到产品厚度更加一致、稳定技术指标。

本发明适用于硅晶棒的切割，主要应用于大直径硅晶棒的切割，同时也适用其他半导体材料晶棒的切割。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种多线切割机导轮开槽方法，其特征在于：在导轮开槽进行硅晶片切割时，通过在同一副导轮的进线位置至出线位置的开槽间距逐步递减的方法进行开槽，所述槽距等于a-b*[(n-1)/(N-1)]，其中，a为第一槽距，b为缩减系数，n为槽的序号，N为总槽数，N(总槽数)＝L(导轮长度)/a(第一槽距)；第一槽距a根据产品硅晶片的厚度、切割金钢线的线径及碳化硅的粒度来确定，每个槽距之间的缩减系数b由导轮的长度L来确定，每次切出的硅晶片的厚度值的误差减小至15μm以内。

2.根据权利要求1所述的一种多线切割机导轮开槽方法，其特征在于：所述导轮长度L≤300mm时，缩减系数b为10μm。

3.根据权利要求1所述的一种多线切割机导轮开槽方法，其特征在于：所述导轮长度L＞300mm，L≤500mm时，缩减系数b为15μm。

4.根据权利要求1所述的一种多线切割机导轮开槽方法，其特征在于：所述导轮长度L＞500mm时，缩减系数b为20μm。

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