CN102082206A - 太阳能电池芯片专用划切载台 - Google Patents

Abstract

一种太阳能电池芯片专用划切载台，从根本上解决现有划切设备划片时易出现硅片背面崩裂的问题。它包括固定太阳能电池芯片的吸盘、装配有切片刀的主轴、进给电机，其技术要点是：吸盘上表面按芯片成形尺寸开设划切轨道，划切轨道的划切轨迹将吸盘分隔成一个芯片成形区和若干边角料固定区，芯片成形区和边角料固定区上表面分别设置若干V型气体回路，划切轨道的槽体宽度大于V型气体回路的槽体宽度，且可使切片刀划切过程中刀片外圆最低点低于吸盘上表面，完全贯穿芯片。本发明在有效减少背崩、提高划切成品率的同时，还能固定切割后的边角料，避免了刀片损伤边角料。

Description

太阳能电池芯片专用划切载台

技术领域

本发明涉及对晶片实施加工的加工装置，特别是一种太阳能电池芯片专用划切载台，适用于太阳能电池生产的划片工序。

背景技术

在太阳能的有效利用当中，大阳能光电利用是近些年来发展最快，最具活力的研究领域，是其中最受瞩目的项目之一。在太阳能电池生产中有一道工序叫划片，而划片机是划片工序中必备的关键设备之一。

通常的晶体硅太阳能电池是在厚度350～450μm的高质量硅片上制成的，在现有划切太阳能电池的过程中，划片刀在高速旋转切割时，其表面突起的锋利的高硬度金刚砂颗粒对切割部进行铲挖，由于这些机械力是直接作用在晶圆表面并在晶体内部产生应力损伤，故而容易产生硅片背面崩裂问题。通常，我们把背面崩裂控制在50 μm 以下，超过50 μm就被认为存在潜在的风险。当背面崩裂尺寸超过100 μm时，芯片存在可靠性问题。更严重的崩裂会造成芯片缺损，这样的芯片则直接报废，增加生产成本。为了将硅片背面崩裂的程度控制在50 μm 以下，不影响芯片的加工质量，本行业要求严格控制切片刀的切入深度，所以切片刀切入深度的精度控制就显得尤其重要。

如申请号为200710149164.0的“加工装置和吸盘工作台”专利申请中公开了一种吸盘工作台，该吸盘工作台具有抽吸保持晶片的抽吸部，围绕该抽吸部的由金属形成的框体，该抽吸部设有吸附面，框体背面设有抽吸孔、连通槽、抽吸槽，均用于抽吸载台上的晶片，为了保证切片刀的切入深度的精度，即保持切片刀和吸盘工作台上表面的基准位置，不会出现吸盘工作台因温度变化而弯曲、或者抽吸部发生破裂、或者抽吸部从框体脱离的情况，该抽吸部由线膨胀系数与形成框体的金属的线膨胀系数大致相同的多孔陶瓷形成，这种吸盘工作台的改进在一定程度上实现了对切片刀切入深度的精度控制，但仍没有从根本上解决硅片背面崩裂的问题。即，其与以往的划切工艺相同：其采用的工作载台表面(吸盘表面)---吸咐面只设置一种气体回路（如图4、6所示），该气体回路的设置也只是为了形成负压带进而固定住工件。在划切过程中，并不划断芯片，预留4—5丝的厚度，然后再进行二次裂片，采用机械方式把边角料去掉。这样做的结果往往会导致芯片在载台上出现破裂，破裂的芯片有可能会伤到刀片，而且由于破裂造成芯片缺损，形成废片，废品率提高，增大生产成本。

本申请人在不断研究、生产的过程中发现，在划切过程中会产生背崩的一个主要原因就是晶体内部产生应力不能及时的释放，也就是在划切过程中现有的载台不能满足晶体内部应力的释放要求。基于此，本申请人认为现有的划切载台仍需改进。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构设计更为合理，能够满足晶体内部应力释放要求的太阳能电池芯片专用划切载台，从根本上解决现有划切设备划片时易出现硅片背面崩裂的问题，本发明在有效减少背崩、提高划切成品率的同时，还能固定切割后的边角料，避免了边角料损伤刀片。

本发明的技术方案是：该太阳能电池芯片专用划切载台，包括固定太阳能电池芯片的吸盘、装配有切片刀的主轴、进给电机，其技术要点是：所述吸盘上表面按芯片成形尺寸开设划切轨道，所述划切轨道的划切轨迹将所述吸盘分隔成一个芯片成形区和若干边角料固定区，所述芯片成形区和边角料固定区上表面分别设置若干V型气体回路，所述划切轨道的槽体宽度大于所述V型气体回路的槽体宽度，且可使所述切片刀划切过程中刀片外圆最低点低于所述吸盘上表面，完全贯穿芯片。

所述划切轨道槽体的横截面为矩形或梯形或弧形，其宽度L大于所述切片刀的刀片厚度s，深度H大于所述切片刀刀片探入所述划切轨道的深度h。

所述吸盘为方形，所述芯片成形区偏心设置于所述吸盘上方，所述划切轨道分为横向划切路、纵向划切路和倒角划切路，所述芯片成形区的两相邻边分别与所述吸盘两相邻边重合，所述芯片成形区的另两边分别由所述划切轨道的横向划切路和纵向划切路分隔而成。

所述芯片成形区的倒角由所述划切轨道的倒角划切路形成。

所述V型气体回路通过其上设置的抽吸孔与所述吸盘内部设置的气体流通回路连通，所述气体流通回路利用所述吸盘下表面设置的抽吸孔与外部真空源连通。

所述吸盘由耐腐蚀材料制成。

本发明的优点及积极的技术效果：由于本发明载台表面回路有两种，一种是浅的V型气体回路，可利用该V型气体回路使其在加工前形成负压带固定住工件，同时也可以利用其在加工完成后固定住边角料，切割后的边角料不会从工作载台掉落。另一种是深的划切轨道，该划切轨道的宽度和深度均大于V型气体回路，能够让主轴上装载的刀片在划切的过程中完全贯穿晶片，这样做的目的就是使芯片划切的表面光滑，省略了二次裂片的工序。由于加大了划切轨道槽体的宽度、深度，不仅能够通过刀片，还使得芯片在划切时内部产生的应力及时得到释放，有效的减少了硅片背崩的情况发生，提高了划切成品率。

另外，本发明的芯片成形区可偏心设置于吸盘一角，改变了设于吸盘中心位置的设置方式，具体是：芯片成形区的两相邻边分别与吸盘两相邻边在同一直线上，则被加工芯片的这两边和一个倒角就不需要划切加工；而芯片成形区的另两边分别由划切轨道的横向划切路和纵向划切路分隔而成，只需要利用划切刀沿横向划切路和纵向划切路的划切轨迹划切形成被加工芯片的另两边；并利用划切轨道的倒角划切路轨迹形成芯片成形区的三个倒角。则整个芯片成形只需要划切刀沿划切轨道划切5刀，就可形成成形芯片的4边4倒角，而以往的芯片成形则需要划切8刀，显著提高了芯片加工的工作效率。

附图说明

结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明的一种结构示意简图；

图2是图1的仰视图；

图3是本发明划切轨道槽体的横截面示意图；

图4是本发明V型气体回路的横截面示意图，也是原气体回路截面示意图；

图5是利用本发明划切芯片的截面示意图；

图6是普通划切载台划切芯片的截面示意图；

图7是本发明的另一结构示意简图；

图中序号说明：1芯片成形区、2\201\202\203\204\205\206\207边角料固定区、301纵向划切路、302横向划切路、303\304\305倒角划切路、4\401\402\403\404\405\406\

407\408V型气体回路、5抽吸孔、6气体流通回路、7刀片、8芯片。

具体实施方式

根据图1-7对本发明作详细描述。本发明为了有效的满足晶体内部应力的释放要求，对现有工作载台上的吸盘进行改进，结构中改进的关键在于使得主轴上装载的刀片在划切的过程中完全贯穿晶片，并且不损伤吸盘的工作面。

该太阳能电池芯片专用划切载台，由固定太阳能电池芯片的吸盘、装配有切片刀的主轴、进给电机等组成。其中：吸盘由耐腐蚀材料制成，如不锈钢材料，呈方形。利用本发明的吸盘切割太阳能电池可以根据图1和图7所示划切轨道的不同分为5刀完成切割和8刀完成切割。图1是图7的改进型结构设置，能够节省3刀的时间，显著提高工作效率和划切效果。具体如下：

实施例一、吸盘上表面按芯片成形尺寸开设划切轨道，划切轨道的划切轨迹将吸盘分隔成一个芯片成形区1和若干边角料固定区201、202、203、204、205、206、207。划切轨道分为横向划切路302、纵向划切路301和倒角划切路303、304、305。因成形芯片同为方形，如图1所示，芯片成形区1可偏心设置于吸盘上方一角，芯片成形区1的两相邻边分别与吸盘两相邻边重合，则成形芯片的其中两边和一个倒角不需要加工。而芯片成形区1的另两边分别由划切轨道的横向划切路302和纵向划切路301分隔而成，成形芯片的另两边利用横向划切路302和纵向划切路301划切而成。芯片成形区的余下三个倒角分别由划切轨道的倒角划切路303、304、305形成。芯片成形区1和边角料固定区201、202、203、204、205、206、207上表面分别设置若干V型气体回路401、402、403、404、405、406、407、408,如图1或7所示，V型气体回路采用简略画法，图中所示实际上是V型气体回路的轨迹。如图3、5所示，划切轨道槽体的横截面为矩形或梯形或弧形，划切轨道的槽体深度和宽度均分别大于V型气体回路的槽体深度和宽度，其宽度L大于切片刀的刀片厚度s，深度H大于切片刀刀片探入划切轨道的深度h，划切轨道可使切片刀划切过程中刀片7外圆最低点低于吸盘上表面，完全贯穿芯片8。V型气体回路401、402、403、404、405、406、407、408分别通过其上设置的抽吸孔5与吸盘内部设置的气体流通回路6连通，气体流通回路6利用吸盘下表面设置的抽吸孔与外部真空源（图中未示出）连通，气体流通回路6如图1或7中所示的虚线部分。

实施例二、如图7所示，芯片成形区1也可设置于吸盘上方中心位置。吸盘上表面按芯片成形尺寸开设划切轨道301、302、303，划切轨道的划切轨迹将吸盘分隔成一个芯片成形区1、芯片成形区1的周边划分成若干边角料固定区2。芯片成形区1和边角料固定区2上表面均分别设置若干V型气体回路4，划切轨道301、302、303和V型气体回路的深度、宽度设置同实施例一。

Claims (6)

1.一种太阳能电池芯片专用划切载台，包括固定太阳能电池芯片的吸盘、装配有切片刀的主轴、进给电机，其特征在于：所述吸盘上表面按芯片成形尺寸开设划切轨道，所述划切轨道的划切轨迹将所述吸盘分隔成一个芯片成形区和若干边角料固定区，所述芯片成形区和边角料固定区上表面分别设置若干V型气体回路，所述划切轨道的槽体宽度大于所述V型气体回路的槽体宽度，且可使所述切片刀划切过程中刀片外圆最低点低于所述吸盘上表面，完全贯穿芯片。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片专用划切载台，其特征在于：所述划切轨道槽体的横截面为矩形或梯形或弧形，其宽度L大于所述切片刀的刀片厚度s，深度H大于所述切片刀刀片探入所述划切轨道的深度h。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池芯片专用划切载台，其特征在于：所述吸盘为方形，所述芯片成形区偏心设置于所述吸盘上方，所述划切轨道分为横向划切路、纵向划切路和倒角划切路，所述芯片成形区的两相邻边分别与所述吸盘两相邻边重合，所述芯片成形区的另两边分别由所述划切轨道的横向划切路和纵向划切路分隔而成。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池芯片专用划切载台，其特征在于：所述芯片成形区的倒角由所述划切轨道的倒角划切路形成。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片专用划切载台，其特征在于：所述V型气体回路通过其上设置的抽吸孔与所述吸盘内部设置的气体流通回路连通，所述气体流通回路利用所述吸盘下表面设置的抽吸孔与外部真空源连通。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池芯片专用划切载台，其特征在于：所述吸盘由耐腐蚀材料制成。

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