CN103692567B - 扁平截面锯齿形切割钢丝 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了扁平截面锯齿形切割钢丝，包括：切割钢丝，切割钢丝的横截面呈扁平状设置，切割钢丝沿其轴向方向呈连续的锯齿形分布，切割钢丝中锯齿的锯齿短边的长度为锯齿长边的长度的1/3～1/2倍，锯齿的高度为切割钢丝扁平状横截面的高度的0.15～0.3倍，切割钢丝扁平状横截面的宽度与高度之比为0.7～0.9。本发明的优点是：通过切割钢丝横截面的扁平状设置，避免了切割钢丝切割过程中在主辊导槽内发生自身旋转，减少了硅晶体切割面的尾部线痕，提高了硅晶体切割面的表面光洁度，进一步增加了切割钢丝的切割稳定性，而且通过切割钢丝沿其轴向方向的连续均匀锯齿形设置，提高了切割钢丝的硅棒给进速度，提高了切割效率。

Description

扁平截面锯齿形切割钢丝
技术领域
本发明涉及用于切割硅晶体等硬脆材料的扁平截面锯齿形切割钢丝。
背景技术
在电子和太阳能领域中的硅晶体等硬脆材料的分割切片工艺中，一般都是通过将金属单丝——俗称切割钢丝顺次绕设在若干主辊的导槽中，再使主辊转动带动切割钢丝做往复运动，从而通过切割钢丝的往复运动将硬度极高的研磨剂带入切割口，研磨剂在金属单丝的往复运动下不断研磨硅晶体，进而实现对硅晶体的切割分片。目前硅晶片切割面的光洁度性能主要由硅棒给进速度、单片厚度变化TTV、最大锯痕深度与可视线痕比例等性能指标决定。
在申请号为201020643955.6、申请日为2010年12月6日的中国实用新型专利申请中公开了“一种异形切割钢丝”，这种切割钢丝的截面为椭圆形或多边体结构，解决了切割钢丝硬度及抗拉强度低的问题，但是这种切割钢丝沿轴向方向是呈平直线型，不仅在切割硅晶体的过程中打滑严重，这种平直线型的切割钢丝在切割硅晶体过程中的携带研磨剂的能力差，导致钢丝切割效率低。
在申请号为201020644391.8、申请日为2010年12月6日的中国实用新型专利申请中公开了“一种波状异形切割钢丝”，由于这种切割钢丝的横截面被加工呈圆形或近似圆形，这样切割钢丝在对硅晶体进行切割的过程中，切割钢丝易沿自身轴向在主辊导槽中发生旋转，在主辊导槽中发生自身旋转的切割钢丝会带动研磨剂对硅晶体的切割面进行刮擦，从而在硅晶体的切割面上留下刮痕或线痕，导致硅晶体切割面的表面光洁度差，进而降低了经切割后的硅晶片的光电转换效率；而且，由于这种波状异形切割钢丝沿轴向方向被加工成波形平滑过渡的波状结构，这种波形平滑过渡的切割钢丝对硅晶体的切割效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种切割效率高、且经切割后的硅晶体切割面的表面光洁度高的扁平截面锯齿形切割钢丝。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述的扁平截面锯齿形切割钢丝，包括：切割钢丝，切割钢丝的横截面呈扁平状设置，切割钢丝沿其轴向方向呈连续的锯齿形分布，切割钢丝中锯齿的锯齿短边的长度为锯齿长边的长度的1/3～1/2倍，锯齿的高度为切割钢丝扁平状横截面的高度的0.15～0.3倍，切割钢丝扁平状横截面的宽度与高度之比为0.7～0.9。
进一步地，前述的扁平截面锯齿形切割钢丝，其中：所述的切割钢丝沿其轴向方向呈连续均匀的锯齿形分布。
进一步地，前述的扁平截面锯齿形切割钢丝，其中：所述切割钢丝扁平状横截面的上下两侧呈圆弧形设置、左右两侧呈平直切面设置。
通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：通过切割钢丝横截面的扁平状设置，不仅避免了切割钢丝在对硅晶体的切割过程中在主辊导槽内发生自身旋转，进而减少了经切割后的硅晶体切割面的尾部线痕，提高了经切割后的硅晶体切割面的表面光洁度，进一步增加了切割钢丝在切割硅晶体过程中的切割稳定性，而且通过切割钢丝沿其轴向方向的连续均匀锯齿形设置，提高了切割钢丝的硅棒给进速度，提高了切割效率。
附图说明
图1为本发明所述的扁平截面锯齿形切割钢丝的结构示意图。
图2为图1中A-A剖面的结构示意图。
图3为图1中所示的扁平截面锯齿形切割钢丝与主辊导槽的位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3所示，所述的扁平截面锯齿形切割钢丝，包括：切割钢丝1，切割钢丝1的横截面呈扁平状设置，切割钢丝1沿其轴向方向呈连续的锯齿形分布，切割钢丝1中锯齿的锯齿短边m的长度为锯齿长边L的长度的1/3～1/2倍，锯齿的高度d为切割钢丝1扁平状横截面的高度D的0.15～0.3倍，这种锯齿的设置可以有效地提高切割钢丝1切割硅晶体时的硅棒给进速度，进一步提高了切割钢丝1对硅晶体的切割效率；切割钢丝1扁平状横截面的宽度S与高度D之比为0.7～0.9，这种横截面宽度与高度之比不仅能使切割钢丝1的抗拉强度满足切割要求，而且能使切割钢丝1对硅晶体进行切割的过程在主辊2的导槽3中始终保持线性稳定，提高了切割钢丝的切割稳定性；在本实施例中，所述的切割钢丝1沿其轴向方向呈连续均匀的锯齿形分布，这样可以进一步提高切割钢丝1对硅晶体的切割效率；在本实施例中，所述切割钢丝1扁平状横截面的上下两侧呈圆弧形设置、左右两侧呈平直切面设置，这样可以使切割钢丝1更好地与主辊2的导槽3相配合，使切割钢丝1在切割过程中能始终保持线性稳定，进而提高了切割效率。本发明的优点是：通过切割钢丝1横截面的扁平状设置，可以有效地固定切割钢丝1的切割路径，避免切割钢丝1在对硅晶体的切割过程中在主辊2的导槽3内发生自身旋转，使切割钢丝1在切割过程不会再粘带研磨剂对硅晶体的切割面进行刮擦，进而减少了经切割后的硅晶体切割面的刮痕与线痕的产生，从而提高了经切割后的硅晶体切割面的表面光洁度，从而提高了切割后的硅晶片的光电转换效率；并且由于切割钢丝1沿其轴向方向呈连续均匀的锯齿形设置，提高了切割钢丝1的硅棒给进速度，提高了切割效率。
下表为使用本发明所述的切割钢丝切割硅晶体得到的硅晶片切割面与传统的如背景技术中所述的切割钢丝切割得到的硅晶片切割面的性能指标对比：
项目 传统的切割钢丝 本发明切割钢丝
硅棒给进速度 250um/min 360um/min
最大锯痕深度 ≤15μm ≤8μm
可视线痕比例 10%左右 小于2.5%
通过上述对比可知，本发明所述的切割钢丝切割硅晶体得到的硅晶片切割面的光洁度大大优于传统的切割钢丝切割得到的硅晶片切割面的光洁度。

Claims (3)

1.扁平截面锯齿形切割钢丝，包括：切割钢丝，其特征在于：切割钢丝的横截面呈扁平状设置，切割钢丝沿其轴向方向呈连续的锯齿形分布，切割钢丝中锯齿的锯齿短边的长度为锯齿长边的长度的1/3～1/2倍，锯齿的高度为切割钢丝扁平状横截面的高度的0.15～0.3倍，切割钢丝扁平状横截面的宽度与高度之比为0.7～0.9。
2.根据权利要求1所述的扁平截面锯齿形切割钢丝，其特征在于：所述的切割钢丝沿其轴向方向呈连续均匀的锯齿形分布。
3.根据权利要求1所述的扁平截面锯齿形切割钢丝，其特征在于：所述切割钢丝扁平状横截面的上下两侧呈圆弧形设置、左右两侧呈平直切面设置。
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