CN103372922A

CN103372922A - 一种分线网切割晶棒的方法

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Publication number: CN103372922A
Application number: CN2013103239857A
Authority: CN
Inventors: 徐丽美; 刘凯; 马腾; 陶朋
Original assignee: Hengshui Yingli New Energy Co Ltd
Current assignee: Hengshui Yingli New Energy Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2033-07-30
Also published as: CN103372922B

Abstract

本发明公开了一种分线网切割晶棒的方法，涉及太阳能晶棒切割技术领域。包括如下步骤：1）带锯工序：测量出两块硅块的顶、底部，并标记出带锯机床切割时的入刀位置即硅块顶、底部各保留2-3mm宽度的位置，进行切割。2）粘接工序：将托盘和玻璃粘在一起，然后粘接两块硅块，两块硅块之间留出宽度为3-5mm的缝隙，制成晶棒。3）分线网操作：标记出硅块有效切割长度后将晶棒装载到线锯机床，在导轮上编织线网至超出两块硅块之间不切片区域10mm长度后，剪去两块硅块之间不切片区域的线网，绑好线结，继续编织线网完毕后，将线结绕到收线轴上。本发明不使用滑轮进行分线网操作，可提高产品合格率，大大提高生产效率、开机率和产能。

Description

一种分线网切割晶棒的方法

技术领域

本发明涉及太阳能晶棒切割技术领域。

背景技术

太阳能晶棒切割一般使用线锯机床进行切割，线锯切割技术的基本原理为：把一根细长的钢线缠绕在若干导轮（导轮为线锯机床中负责绕线的轮体，内部为钢制，外面敷设一层聚氨酯，其转动靠两端轴承及其中间穿过的丝杠动作）上，钢线两头分别由放线机构与收线机构拉紧。导轮开槽精细且槽距均匀，形成平行切割钢线的水平网状结构。导轮高速单向有节奏地旋转，实现钢线高速运动。设备配有砂浆喷洒系统，由压缩泵提供动力。砂浆由表面活性剂、碳化硅磨料和油基添加剂配制而成。切割时，砂浆喷洒到运动中的钢线上，切割进给机构均匀运动，把晶棒压向高速运动的钢线，切出一组符合要求的高质量硅片。

为了加工多晶硅太阳能电池片，需要将托盘、玻璃与硅块(硅块为太阳能用多晶硅长方体，横截面尺寸156mm×156mm，长度为50mm-350mm不定)按照特定的位置用胶粘接在一起，称之为晶棒。现阶段HCT E500SD-B5线锯机床切割用的晶棒由两块硅块粘接而成，由于两块硅块的硅块顶部和底部（每块硅块顶部和底部长度共约50mm，杂质较多，且电性能参数达不到标准）不进行切片，线锯编织线网时需要进行分线网操作（线网绕过不切片区域），分线网缝隙约为50mm-60mm，由于距离较大，需要使用到滑轮（一种可以绕轴转动的小轮，滑轮上安装有滑轮外套，钢线通过滑轮起到定向和稳定张力的作用）对钢线进行定向。但由于滑轮所在的位置和本身的特点，造成切片过程中产生较多问题，严重影响产品的合格率、产能。

1）进行分线网操作时，需要通过目测调整导轮两侧滑轮的方向和位置，由于目测存在偏差，如果偏差大的话，会造成钢线跳出导轮槽的现象，这时会造成切斜，导致产生大量不合格硅片。

2）由于滑轮上面安装的滑轮外套材质是橡胶，槽型为V字型，钢线在滑轮外套中行进，会使得滑轮外套磨损，例如，滑轮外套切深或切偏造成钢线断线。断线会造成线网抽空，这段抽空的区域的晶棒便不能进行切片，影响硅片产量。同时处理断线需要一定时间，影响工作效率。

3）滑轮使用到一定时间后会发生晃动，钢线继续绕过滑轮运行的话，钢线会产生大幅度的跳动，张力不稳，这样会产生较多不合格片，影响切割质量。

4）由于滑轮在切割室中的位置及滑轮本身的结构，滑轮只能在一定区域内活动，如果分线网前面的硅块长度太长，滑轮不能到达指定位置进行分线网操作，则此块硅块后面不能粘接第二块硅块，这样，整锯切割长度边缩短，在同样的时间内切割完毕，势必会降低产能。因此进行分线网操作，会对硅块长度有一定要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分线网切割晶棒的方法，该方法不使用滑轮进行分线网操作，提高产品合格率，大大提高生产效率和产能。尤其适用于HCT E500SD-B5线锯机床。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种分线网切割晶棒的方法，包括如下步骤：

1）带锯工序：测量出两块硅块的硅块顶部、硅块底部区域，并标记出带锯机床切割时的入刀位置即硅块顶部、硅块底部各保留2-3mm宽度的位置，并进行切割。

2）粘接工序：将托盘和玻璃粘在一起，然后粘接经带锯工序处理后的两块硅块，两块硅块之间留出宽度为3-5mm的缝隙，制成晶棒。

3）分线网操作：标记出硅块有效切割长度，然后将晶棒装载到线锯机床，从托盘无托盘把手一端的硅块有效切割长度开始在导轮上编织线网至超出两块硅块之间不切片区域10mm长度后，剪去两块硅块之间不切片区域的线网，绑好线结，继续编织线网直至线网长度为硅块有效切割长度后，将线结绕到收线轴上，进行晶棒切割。

优选的，步骤2）中粘接硅块时，托盘无托盘把手一端的硅块其硅块底部置于无托盘把手一端。

步骤3）中线结的捆绑方式为：钢线A与钢线B交叉三次，钢线B端部压在钢线A上；在侧面钢线B端部与钢线A端部再交叉一次，钢线A端部压在钢线B端部上，形成一个侧圈；钢线B端部由钢线A上方穿入侧圈。

本方法不使用滑轮进行分线网操作的设计原理为：两块硅块之间不切片区域为两块硅块之间缝隙的宽度3-5mm和硅块顶部、硅块底部各保留的宽度2-3mm，所以两块硅块之间不切片区域为7-11mm，编织线网时分线网缝隙为7-11mm，由于缝隙小，不需要使用到滑轮，因此避免了由于使用滑轮而造成的产品质量问题的发生。

经反复试验，两块硅块之间缝隙的宽度设计为3-5mm，缝隙大于5mm容易造成线网裂开；缝隙小于3mm，则容易造成断线；不留缝隙的话，两块硅块之间会发生碰撞，硅块产生崩边，影响产品质量。

硅块顶部、硅块底部各保留的宽度设计为2-3mm，若将硅块顶部、硅块底部全部切去容易在切割过程中切斜，影响产品质量；大于3mm会使两块硅块之间不切片区域变宽，分线网缝隙变大，这样仍需要使用到滑轮。

本方法编织线网至超出两块硅块之间不切片区域10mm长度后，剪去两块硅块之间不切片区域的线网。如果小于10mm长度，会出现线松、跳线现象。

采用上述技术方案所产生的有益效果如下：本发明可提高产品合格率，大大提高生产效率和产能。

（1）本发明两块硅块之间缝隙的宽度设计为3-5mm，硅块顶部、硅块底部各保留的宽度设计为2-3mm，这样分线网操作可不使用滑轮，避免了由于使用滑轮进行分线网操作造成的产品质量问题的发生，有效提高产品合格率。以往使用滑轮时，产品平均合格率为94.2%；而按照本发明操作，可不使用滑轮，合格率提升至95.1%。

（2）钢线断线情况减少，大大提高生产效率、开机率和产能。以往使用滑轮进行分线网操作时，断线率为40次/月；而按照本发明操作，断线率降低到22次/月，提高了开机率，由之前的每天1.63锯提升至1.67锯。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1是本发明的晶棒结构示意图；

图2是本发明的线结捆绑方式示意图；

图中，1、托盘；2、托盘把手；3、玻璃；4、硅块；4-1、硅块底部；4-2、硅块有效切割长度；4-3、硅块顶部；5、缝隙；6、两块硅块之间不切片区域；7、钢线B；8、钢线A。

具体实施方式

实施例1

一种分线网切割晶棒的方法，包括如下步骤（如图1所示）：

1）带锯工序：每块硅块4的硅块底部4-1的宽度和硅块有效切割长度4-2为定值，使用钢板尺测量出两块硅块4的硅块顶部4-3、硅块底部4-1区域，并在硅块上用记号笔标记出带锯机床切割时的入刀位置即硅块顶部4-3、硅块底部4-1各保留2mm宽度的位置，使用无锡上机带锯机床进行切割（带锯机床上安装有带锯条，带锯条高速旋转，硅块伴随带锯机床的工作台缓慢移动，带锯条对硅块起到切割作用）。

2）粘接工序：在进行切片前，需要粘接工序将硅块粘接成晶棒。HCT E500SD-B5线锯机床的一条晶棒粘接两块硅块。首先准备好托盘1和玻璃3，并使用酒精将托盘1和玻璃3擦干净，使用环氧树脂胶水将玻璃3粘接在托盘1上，固化半小时。然后将经带锯工序处理后的硅块4粘接面和玻璃3粘接面用酒精擦干净，使用环氧树脂胶水将硅块4粘接在玻璃3上。两块硅块4之间留出宽度为3mm的缝隙5，并且托盘1无托盘把手2一端的硅块4其硅块底部4-1置于无托盘把手2一端，因为每块硅块4的硅块底部4-1的宽度为定值，可方便线网定位；而托盘1有托盘把手2一端的硅块4其硅块底部4-1可置于无托盘把手2一端，也可置于有托盘把手2一端。晶棒粘接好后，至少固化4个小时。

3）分线网操作：由于晶棒上的两块硅块4之间存在缝隙5且缝隙5侧硅块顶部4-3、硅块底部4-1部分未切，因此线网中间也要留出缝隙，即进行分线网操作。

线锯员工领取晶棒，标记出硅块有效切割长度4-2，然后将晶棒装载到线锯机床，从托盘1无托盘把手2一端的硅块有效切割长度4-2开始在导轮上编织线网至超出两块硅块之间不切片区域6 10mm长度后，剪去两块硅块之间不切片区域6的线网，绑好线结，继续编织线网直至线网长度为硅块有效切割长度4-2后，将线结绕到收线轴上，进行晶棒切割。

线结的捆绑方式为（如图2所示）：钢线A 8与钢线B 7交叉三次，钢线B 7端部压在钢线A 8上；在侧面钢线B 7端部与钢线A 8端部再交叉一次，钢线A 8端部压在钢线B 7端部上，形成一个侧圈；钢线B 7端部由钢线A 8上方穿入侧圈。使用此线结捆绑方式捆绑钢线，钢线不易开。

分别使用本发明方法和以往使用滑轮进行分线网操作的方法进行晶棒切割，结果见表1。

表1

切割晶棒方法	合格率	断线率	开机率
				使用滑轮进行分线网操作切割晶棒	94.2%	40次/月	1.63锯/每天
本发明方法切割晶棒	95.1%	22次/月	1.67锯/每天

从表1中可以看出，本发明提高了产品合格率和开机率，断线率明显降低。断线会造成线网抽空，抽空区域的晶棒便不能进行切片，影响硅片产量。同时处理断线需要一定时间，影响工作效率。

实施例2

与实施例1的区别在于步骤1）中硅块顶部4-3、硅块底部4-1各保留3mm宽度；步骤2）中两块硅块4之间留出宽度为5mm的缝隙5。使用本方法提高了产品合格率，生产效率和产能。

实施例3

与实施例1的区别在于步骤1）中硅块顶部4-3、硅块底部4-1各保留2.5mm宽度；步骤2）中两块硅块4之间留出宽度为4mm的缝隙5。使用本方法提高了产品合格率，生产效率和产能。

实施例4

与实施例1的区别在于步骤1）中硅块顶部4-3保留2mm宽度、硅块底部4-1保留2.5mm宽度；步骤2）中两块硅块4之间留出宽度为3.5mm的缝隙5。使用本方法提高了产品合格率，生产效率和产能。

实施例5

与实施例1的区别在于步骤1）中硅块顶部4-3保留2.5mm宽度、硅块底部4-1保留3mm宽度；步骤2）中两块硅块4之间留出宽度为4.5mm的缝隙5。使用本方法提高了产品合格率，生产效率和产能。

Claims

1.一种分线网切割晶棒的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）带锯工序：测量出两块硅块（4）的硅块顶部（4-3）、硅块底部（4-1）区域，并标记出带锯机床切割时的入刀位置即硅块顶部（4-3）、硅块底部（4-1）各保留2-3mm宽度的位置，并进行切割；

2）粘接工序：将托盘（1）和玻璃（3）粘在一起，然后粘接经带锯工序处理后的两块硅块（4），两块硅块（4）之间留出宽度为3-5mm的缝隙（5），制成晶棒；

3）分线网操作：标记出硅块有效切割长度（4-2），然后将晶棒装载到线锯机床，从托盘（1）无托盘把手（2）一端的硅块有效切割长度（4-2）开始在导轮上编织线网至超出两块硅块之间不切片区域（6）10mm长度后，剪去两块硅块之间不切片区域（6）的线网，绑好线结，继续编织线网直至线网长度为硅块有效切割长度（4-2）后，将线结绕到收线轴上，进行晶棒切割。

2.根据权利要求１所述的一种分线网切割晶棒的方法，其特征在于所述步骤2）中粘接硅块（4）时，托盘（1）无托盘把手（2）一端的硅块（4）其硅块底部（4-1）置于无托盘把手（2）一端。

3.根据权利要求１所述的一种分线网切割晶棒的方法，其特征在于所述步骤3）中线结的捆绑方式为：钢线A（8）与钢线B（7）交叉三次，钢线B（7）端部压在钢线A（8）上；在侧面钢线B（7）端部与钢线A（8）端部再交叉一次，钢线A（8）端部压在钢线B（7）端部上，形成一个侧圈；钢线B（7）端部由钢线A（8）上方穿入侧圈。