CN104441282B - 一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验。本发明提供的切割硅片的方法采用颗粒高度为6um‑12um的低颗粒电镀金刚线进行硅片切割，同时对现有的生产工艺进行改进，提高线切步骤中的线速度、增大钢线送返线距离、降低冷却液的冷却温度等，使得本方法既能降低由电镀金刚线摆动引起的颗粒振动幅度造成的硅片表面的异常，又能提高低颗粒电镀金刚线的切割能力，保证用低颗粒电镀金刚线切割硅片的产量与用中高颗粒电镀金刚线的产量处于同一水平，达到提高硅片合格率、保证较高生产效率、增加经济效益的目的。

Description

一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法
技术领域：
本发明涉及一种切割硅片的方法，特别是涉及一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法。
背景技术：
在太阳能行业中，用电镀金刚线切割硅片已不再是一个新的话题，电镀金刚线在高速运行过程中，钢线上的颗粒起到将硅棒加工成硅片的作用，目前，绝大多数电镀金刚线切割硅片采用15um-20um的中高颗粒电镀金刚线进行切割，采用此类金刚线切割，钢线切割能力强，降低了切不透异常发生的概率，但是颗粒的高度水平与硅片表面质量有很大关系，中高颗粒金刚线中颗粒高度较高，与硅棒摩擦的过程中，钢线的轻微摆动会使得较高的颗粒产生的抖动幅度较高，这样不仅会增大硅片产生的总厚度公差(TTV)，而且会增加硅片表面可见和不可见的损伤，硅片表面可见损伤主要表现为硅片表面上出现缺口，硅片表面不可见损伤主要表现为肉眼无法观察到的隐裂。
硅片TTV值高会影响硅片对太阳光的折射吸收功能，进而降低太阳能电池板的发电效率；隐裂作为硅片主要异常，会影响PN结对载流子的运输作用，降低太阳能电池对光的吸收效率；缺口会使得整体硅片表面短缺，影响太阳能电池片之间衔接，从而影响发电效率，因此，用中高颗粒电镀金刚线切割的硅片作成太阳能电池之后，会极大的影响太阳能电池的发电效率。
随着光伏产业和半导体行业的发展，对硅片的质量提出了更高的要求，因此以往使用中高颗粒电镀金刚线切割的硅片已不能满足客户的需求。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，以解决现有的切割硅片的工艺会导致硅片厚度不均匀、硅片表面损伤率较高等影响硅片质量的问题。
本发明由如下技术方案实施：一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验；
(1)粘棒：把合格硅棒按照工艺要求进行粘胶；
(2)线切：将粘胶好的所述硅棒装载到电镀金刚线切割机上，并用电镀金刚线进行切割，将所述硅棒加工成硅片；其中，所述电镀金刚线的颗粒高度为6um-12um，所述电镀金刚线切割的线速度为1400m/min-1600m/min，所述电镀金刚线的切割冷却液的冷却温度为16℃-18℃，所述电镀金刚线的送返线长度范围为710.3m-878.7m；
(3)脱胶：所述电镀金刚线切割机将所述硅棒加工成所述硅片之后，将所述硅片与树脂板之间的胶层去除；
(4)插片：脱胶完毕之后，将脱胶之后的所述硅片，经过插片机插入固定规格的硅片盒内；
(5)清洗：将插入所述硅片之后的硅片盒放入清洗机内，对所述硅片进行清洗，烘干；
(6)检验：检验人员用检验仪对所述硅片进行检验，将合格的所述硅片入库。
为了降低中高颗粒电镀金刚线切割硅片的过程中出现的TTV异常比例，本发明采用低颗粒(6um-12um)电镀金刚线切割硅片，切割过程中金刚线的颗粒会随着钢线的高速运动而转动，颗粒高度小，颗粒转动的幅度小，颗粒对硅片表面的影响就会减小，不仅能降低硅片的TTV值，而且可以减少颗粒对硅片表面可见和不可见的损伤，从而达到提升硅片品质的目的。采用低颗粒电镀金刚线切割硅片时存在的主要问题是切割能力不足，为此在工艺设置上面以提高钢线的切割能力为核心进行改进。
其中，TTV值是在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，最大厚度与最小厚度之间的绝对差值，表示该晶片的总厚度变化，即TTV值越大，表示晶片切割厚度越不均匀，根据后续生产需要，合格硅片的TTV值存在一个参考值，TTV异常比例指超过TTV参考值的不合格硅片占检验硅片总数的百分比，TTV异常指硅片的TTV值超过TTV参考值；缺口指硅片表面外观可见的损伤，缺口率指具有缺口缺陷的硅片占检验硅片总数的百分比；隐裂指硅片表面不可见需借助太阳能硅片电池片隐裂测试仪等观测的损伤，隐裂率指具有隐裂缺陷的硅片占检验硅片总数的百分比。
本发明的优点在于，本发明采用颗粒高度为6um-12um的低颗粒电镀金刚线进行硅片切割，降低了切割过程中电镀金钢线摆动造成的颗粒振动幅度造成的硅片表面的异常，减小了硅片TTV异常比例、缺口率和隐裂率。同时对现有的生产工艺进行改进，通过三方面工艺的改进达到提高低颗粒电镀金刚线切割能力的目的：一、提高线切步骤中的线速度，增强磨损强度，间接提高了钢线的切割能力；二、增大钢线送返线距离，钢线切割距离变长了，参与切割过程的整体颗粒数增加，增大低颗粒电镀金刚线的切割能力；三、降低低颗粒电镀金刚线的冷却液的冷却温度，由于线速度增大、且切割距离增加，磨损强度增加，产生更多的热，冷却液温度降低能更好的给钢线提供散热功能，并提供良好的切割环境。通过以上低颗粒电镀金刚线的使用及工艺参数的调整，既能降低由电镀金钢线摆动引起的颗粒振动幅度造成的硅片表面的异常，又能提高低颗粒电镀金刚线的切割能力，保证用低颗粒电镀金刚线切割硅片的产量与用中高颗粒电镀金刚线的产量处于同一水平，达到提高硅片合格率、保证较高生产效率、增加经济效益的目的。
具体实施方式：
实施例1：一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验；
(1)粘棒：把合格硅棒按照工艺要求进行粘胶。
(2)线切：将粘胶好的所述硅棒装载到电镀金刚线切割机上，并用电镀金刚线进行切割，将所述硅棒加工成硅片；其中所述电镀金刚线的颗粒高度为6um，低颗粒电镀金刚线与中高颗粒电镀金刚线相比存在的主要问题是切割能力不足，为此，通过三个方面的参数控制来提高所述低颗粒电镀金刚线的切割能力，第一个方面，提高线速度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述线速度为1200m/min，将所述低颗粒电镀金刚线的所述线速度设置为1400m/min，增加切割速度，提高磨损强度，间接的提高了所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第二个方面，增加送返线长度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述送返线长度一般为600m，将所述低颗粒电镀金刚线的所述送返线长度调整为710.3m，所述低颗粒电镀金刚线切割距离变长了，参与切割过程的整体颗粒数增加，增大所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第三个方面，降低所述低颗粒电镀金刚线的冷却液的冷却温度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述冷却液温度为20摄氏度，由于所述线速度增大、且切割距离增加，磨损强度增加，产生更多的热，所述冷却液温度降低能更好的给所述低颗粒电镀金刚线提供散热功能，并提供良好的切割环境，故将所述低颗粒度电镀金刚线切割所述冷却液的冷却温度降为16℃。
(3)脱胶：所述电镀金刚线切割机将所述硅棒加工成所述硅片之后，将所述硅片与树脂板之间的胶层去除；
(4)插片：脱胶完毕之后，将脱胶之后的所述硅片，经过插片机插入固定规格的硅片盒内；
(5)清洗：将插入所述硅片之后的硅片盒放入清洗机内，对所述硅片进行清洗，烘干；
(6)检验：检验人员用检验仪对所述硅片进行检验，将合格的所述硅片入库。
经检验，与现有的应用中高颗粒电镀金刚线切割硅片的方法相比，TTV异常比例下降4.5％、隐裂率下降0.31％、缺口率下降0.18％。
实施例2：
一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验；
(1)粘棒：把合格硅棒按照工艺要求进行粘胶。
(2)线切：将粘胶好的所述硅棒装载到电镀金刚线切割机上，并用电镀金刚线进行切割，将所述硅棒加工成硅片；其中所述电镀金刚线的颗粒高度为12um，低颗粒电镀金刚线与中高颗粒电镀金刚线相比存在的主要问题是切割能力不足，为此，通过三个方面的参数控制来提高所述低颗粒电镀金刚线的切割能力，第一个方面，提高线速度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述线速度为1200m/min，将所述低颗粒电镀金刚线的所述线速度设置为1600m/min，增加切割速度，提高磨损强度，间接的提高了所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第二个方面，增加送返线长度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述送返线长度一般为600m，将所述低颗粒电镀金刚线的所述送返线长度调整为878.7m，所述低颗粒电镀金刚线切割距离变长了，参与切割过程的整体颗粒数增加，增大所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第三个方面，降低所述低颗粒电镀金刚线的冷却液的冷却温度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述冷却液温度为20摄氏度，由于所述线速度增大、且切割距离增加，磨损强度增加，产生更多的热，所述冷却液温度降低能更好的给所述低颗粒电镀金刚线提供散热功能，并提供良好的切割环境，故将所述低颗粒度电镀金刚线切割所述冷却液的冷却温度降为18℃。
(3)脱胶：所述电镀金刚线切割机将所述硅棒加工成所述硅片之后，将所述硅片与树脂板之间的胶层去除；
(4)插片：脱胶完毕之后，将脱胶之后的所述硅片，经过插片机插入固定规格的硅片盒内；
(5)清洗：将插入所述硅片之后的硅片盒放入清洗机内，对所述硅片进行清洗，烘干；
(6)检验：检验人员用检验仪对所述硅片进行检验，将合格的所述硅片入库。
经检验，与现有的应用中高颗粒电镀金刚线切割硅片的方法相比，TTV异常比例下降2.92％、隐裂下降0.31％、缺口下降0.48％。
实施例3：
一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验；
(1)粘棒：把合格硅棒按照工艺要求进行粘胶。
(2)线切：将粘胶好的所述硅棒装载到电镀金刚线切割机上，并用电镀金刚线进行切割，将所述硅棒加工成硅片；其中所述电镀金刚线的颗粒高度为9um，低颗粒电镀金刚线与中高颗粒电镀金刚线相比存在的主要问题是切割能力不足，为此，通过三个方面的参数控制来提高所述低颗粒电镀金刚线的切割能力，第一个方面，提高线速度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述线速度为1200m/min，将所述低颗粒电镀金刚线的所述线速度设置为1500m/min，增加切割速度，提高磨损强度，间接的提高了所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第二个方面，增加送返线长度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述送返线长度一般为600m，将所述低颗粒电镀金刚线的所述送返线长度调整为794.5m，所述低颗粒电镀金刚线切割距离变长了，参与切割过程的整体颗粒数增加，增大所述低颗粒电镀金刚线的切割能力；第三个方面，降低所述低颗粒电镀金刚线的冷却液的冷却温度，目前所述中高颗粒电镀金刚线的所述冷却液温度为20摄氏度，由于所述线速度增大、且切割距离增加，磨损强度增加，产生更多的热，所述冷却液温度降低能更好的给所述低颗粒电镀金刚线提供散热功能，并提供良好的切割环境，故将所述低颗粒度电镀金刚线切割所述冷却液的冷却温度降为17℃。
(3)脱胶：所述电镀金刚线切割机将所述硅棒加工成所述硅片之后，将所述硅片与树脂板之间的胶层去除；
(4)插片：脱胶完毕之后，将脱胶之后的所述硅片，经过插片机插入固定规格的硅片盒内；
(5)清洗：将插入所述硅片之后的硅片盒放入清洗机内，对所述硅片进行清洗，烘干；
(6)检验：检验人员用检验仪对所述硅片进行检验，将合格的所述硅片入库。
经检验，与现有的应用中高颗粒电镀金刚线切割硅片的方法相比，TTV异常比例下降0.97％、隐裂率下降0.12％、缺口率下降0.24％。

Claims (1)

1.一种应用低颗粒电镀金刚线切割硅片的方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)粘棒；(2)线切；(3)脱胶；(4)插片；(5)清洗：(6)检验；
(1)粘棒：把合格硅棒按照工艺要求进行粘胶；
(2)线切：将粘胶好的所述硅棒装载到电镀金刚线切割机上，并用电镀金刚线进行切割，将所述硅棒加工成硅片；其中，所述电镀金刚线的颗粒高度为6um-12um，所述电镀金刚线切割的线速度为1500m/min-1600m/min，所述电镀金刚线的切割冷却液的冷却温度为16℃-18℃，所述电镀金刚线的送返线长度范围为710.3m-878.7m；
(3)脱胶：所述电镀金刚线切割机将所述硅棒加工成所述硅片之后，将所述硅片与树脂板之间的胶层去除；
(4)插片：脱胶完毕之后，将脱胶之后的所述硅片经过插片机插入固定规格的硅片盒内；
(5)清洗：将插入所述硅片之后的硅片盒放入清洗机内，对所述硅片进行清洗，烘干；
(6)检验：检验人员用检验仪对所述硅片进行检验，将合格的所述硅片入库。
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