CN102241081A - 改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法及装置 - Google Patents

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蒋建松
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Abstract

本发明公开了一种改善多线切割硅片入刀口处厚度均匀性的方法及装置，包括进给机构，设置于进给机构上的燕尾槽，固定工件的工件压块，通过粘胶剂粘接的工件、玻璃条、工件连接板，工件压块与工件连接板连接，若干插片，所述的若干插片之一或数个叠加插片设置于工件压块顶的一端或两端、位于工件压块顶端与燕尾槽顶壁之间，调节同组工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差相一致。本发明通过测量调整工件进给起始位置平行度，进一步的利用现有规格齐全的塞尺，对存在高低差的工件进给起始位置与线网碰触面作出精确的调整，达到并确保同组被切割工件进给起始位置与线网面碰触的平行度一致，有效改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的目的。

Description

改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法及装置
技术领域
    本发明涉及多线切割领域加工半导体用单晶硅片和太阳能电池用单晶/多晶硅片的厚度控制技术，尤其是涉及一种改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法及装置。
背景技术
硅片是半导体和光伏领域的主要基础材料。硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于激光切割，它是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割目的。在整个过程中，钢线通过若干导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，待加工工件1通过工作台的下降实现工件的进给。由于多线切割通过一根0.10～0.12㎜细微的钢线高速运动带动附着在钢丝上的切割刃料对工件（硅锭、硅棒）进行重复摩擦，实现工件（硅片）的切割。
在切割中时常遇到切割硅片厚度不均匀的现象，目前认为主要产生的原因包括：设备精度、工作台、导轮、导向条粘胶等问题，各种问题均可导致线网抖动而产生切割硅片厚薄不均的现象，从而影响后续器件和光伏产品制造的使用，严重的甚至无法使用而报废。从业研究人员致力于解决上述问题，但切割硅片厚度不均匀问题仍然时有发生，不能达到预期的效果。
现有技术在使用中，存在多线切割硅片厚度不均匀、不能达到预期效果的问题，主要在于忽略了硅片切割的过程中，同一组被切割硅棒或者硅锭（两根或者多根）如果高度不一致，存在高低差，在入刀时就导致线网不平、受力不匀、跳动而产生切割硅片厚薄不均匀的问题。而多线切割硅片在入刀口处出现厚薄不均匀现象是最常见和多发。
在实际生产上由于工件（硅棒、硅锭）、玻璃条、工件连接板尺寸都存在有正负公差加上工件连接板与玻璃条粘接、玻璃条与工件（硅棒、硅锭）粘接之间粘胶厚度涂布不均匀的偏差，四者粘接组合后的总叠加公差会相差很多，同组两支工件挂机后对零位时，会观察到工件进给起始位置与线网面碰触的平行度不一致的问题（参见图2-6），工件存在一高一低或者一边高一边低倾斜的状态情况。具体实施时，同组工件进给起始位置与线网面碰触平行度不一致，存在高低差。 
发明内容
本发明为解决现有多线切割硅片厚薄不均匀的问题，提供一种弥补现有技术空缺、改善多线切割硅片厚薄均匀性的方法及装置。
本发明解决上述问题的方法是：一种改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法，作为本发明的改进，测量挂机安装的同组待切割工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差的差值，并进行调节，其步骤如下，
1）将工件进给至恰好与线网面碰触，观察并测量出同组工件进给起始位置平行度和高度差的差值；
2）将与同组工件平行度和高度差差值相对应厚度的插片，垫放于工件压块顶的一端或两端、位于工件压块顶端与燕尾槽顶壁之间，以调节同组工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差相一致。
作为本发明方法的进一步改进，所述的插片为塞尺单片或数片叠加的塞尺单片。
作为本发明方法的进一步改进，同组工件进给起始位置平行度和高度差的差值测量，通过塞尺相应厚度的塞尺片或数片重叠的塞尺片测量。
本发明还提供了一种改善多线切割硅片入刀口处厚度均匀性的装置，包括进给机构，设置于进给机构上的燕尾槽，固定工件的工件压块，通过粘胶剂粘接的工件、玻璃条、工件连接板，工件压块与工件连接板连接，作为本发明装置的改进，还包括若干插片，所述的若干插片之一或数个叠加插片设置于工件压块顶的一端或两端、位于工件压块顶端与燕尾槽顶壁之间，调节同组工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差相一致。
作为本发明装置的进一步改进，所述的插片为与测量插片厚度相应的塞尺单片。
本发明与现有技术相比较，其有益效果是：通过测量调整工件进给起始位置平行度，弥补了现有技术的空白，进一步的利用现有规格齐全的塞尺，对工件进给起始位置与线网面碰触平行度不一致，存在高低差时作出精确的测量，在测试出差值的同时并利用和选取同规格的塞尺单片与工件压块相配合，调节同组工件，对存在高低差的工件进给起始位置与线网碰触面作出精确的调整，达到并确保同组被切割工件进给起始位置与线网面碰触的平行度一致，有效改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的目的。
本发明的方法及装置经实践使用证明，方法科学、新型适用，精度高，选用方便，效果明显。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2-6是本发明同组工件进给起始位置的几种状态。
具体实施方式
下面结合实施案例进一步阐述本发明的方法及装置。
参见图1-5，本实施案例包括进给机构1，设置于进给机构1上的燕尾槽2，固定工件3（即硅棒或硅锭）的工件压块4，通过粘胶剂粘接的工件3、玻璃条5、工件连接板6，工件压块4与工件连接板6连接，若干插片8，其中，若干插片8之一或数个叠加插片8设置于工件压块4顶的一端或两端、位于工件压块4与燕尾槽2与燕尾槽2顶壁之间，调节同组工件3进给起始位置与线网7面碰触的平行度一致。
插片8为与插片8厚度相应的塞尺单片。
本发明具体应用包括以下步骤：
第一步：工件3一体件与工件压块4连接并挂机安装。
将工件3、玻璃条5、工件连接板6用粘胶剂粘接好的一体件，并搬到工件升降台车架上，与工件压块4相连接；通过提升升降台车将工件压块4推入工件安装燕尾槽2内，锁紧工件压块4。 
第二步：测量同组待上机切割的工件3（硅锭、硅棒）进给起始位置与线网面7碰触的平行度和高度差的差值并进行调节，具体步骤如下，
1）将工件3进给至恰好与线网面7碰触，观察并测量出同组工件进给起始位置平行度和高度差的差值；
2）将与同组工件平行度和高度差差值相对应厚度的插片8，垫放于工件压块4顶的一端或两端、位于工件压块4顶端与燕尾槽2顶壁之间，以调节同组工件进给起始位置与线网面7碰触的平行度和高度差相一致。
其中，同组工件进给起始位置平行度的测量、调节以图2-6为例。
图2中，两根同组工件3，其中右边工件3与线网面7接触，左边工件高于线网面7，右边工件呈现左侧端面低、右侧端面高的平行度不一致，向右侧略微倾斜偏离。通过插片8，本实施案例中选用相应的塞尺单片，先在右边工件3右侧端面与线网面7的间隙中插入相应厚度的塞尺片，测量出与线网面碰触的距离差值，并选用与该差值对应的塞尺单片8或数片叠加塞尺单片8，垫放该工件压块4顶的右端，位于工件压块4顶端与燕尾槽2顶壁之间，保持该工件3平衡，以调节该工件3进给起始位置与线网面碰触的平行度一致。
进而，通过选用相应厚度的塞尺单片插入左边工件3底部与线网面7的间隙中，测量出高度差差值，并选用与该差值对应的塞尺单片8或数片叠加的塞尺单片8，垫放在该工件压块4顶的两端，位于工件压块4顶端与燕尾槽2顶壁之间，以调节该工件3进给起始位置与线网面7碰触的平行度一致。通过上述对存在高低差的工件3进给起始位置与线网碰触面7作出精确的测量和调整，达到并确保同组被切割工件3进给起始位置与线网面7碰触的平行度和高度差相一致。
图3中同组两根工件3，左边一根向右倾斜、右边一根向左倾斜偏离；图4中同组两根工件，同时都向右一侧倾斜偏离，右边工件略高于线网面7；图5中同组两根工件，左边一根向左倾斜、右边一根向右倾斜偏离；图6中同组两根工件高度差值不一致。以上典型案例，均可通过上述方法的实施，达到并确保同组被切割工件3进给起始位置与线网面7碰触的平行度和高度差相一致。
为了达到最佳的使用效果，本发明申请人在不同的多线切片机上均作了反复的试验和推广应用，取得有效改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的最佳数值为≤0.3mm，即使用本发明的方法及其装置（塞尺单片），将同组被切割的工件3进给起始位置与线网面7碰触存在的高低差，选用相应厚度的塞尺单片调整到≤0.3mm以内，就能达到有效改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的目的。
以上列举的仅是本发明的一个具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本发明申请人在实际生产中对多种不同规格型号的多线切片机，都对本发明的方法和装置进行了应用，本领域的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法，其特征在于：测量挂机安装的同组待切割工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差的差值，并进行调节，其步骤如下，
1）将工件进给至恰好与线网面碰触，观察并测量出同组工件进给起始位置平行度和高度差的差值；
2）将与同组工件平行度和高度差差值相对应厚度的插片，垫放于工件压块顶的一端或两端、位于工件压块顶端与燕尾槽顶壁之间，以调节同组工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差相一致。
2.如权利要求1所述改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法，其特征在于：所述的插片为塞尺单片或数片叠加的塞尺单片。
3.如权利要求1所述改善多线切割硅片入刀口处厚薄不均匀的方法，其特征在于：同组工件进给起始位置平行度和高度差的差值测量，通过塞尺相应厚度的塞尺单片或数片重叠的塞尺单片测量。
4.一种改善多线切割硅片入道口处厚薄不均匀的装置，包括进给机构，设置于进给机构上的燕尾槽，固定工件的工件压块，通过粘胶剂粘接的工件、玻璃条、工件连接板，工件压块与工件连接板连接，其特征在于：还包括若干插片，所述的若干插片之一或数个叠加插片设置于工件压块顶的一端或两端、位于工件压块顶端与燕尾槽顶壁之间，调节同组工件进给起始位置与线网面碰触的平行度和高度差相一致。
5.如权利要求4所述的改善多线切割硅片厚薄均匀的装置，其特征在于：所述的插片为与测量插片厚度相应的塞尺单片。
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