CN113733377A - 一种硅片切割方法 - Google Patents

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毛剑波
杨浩
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Abstract

本发明提供了一种硅片切割方法，该方法包括：在硅片切割过程中，全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网，全新的切割线占切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十，向切割线网进给待切割的硅棒，使硅棒与切割线网相向移动，通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行，将进入切割线网的硅棒切割为硅片。当切割线网中全新的切割线的占比不低于百分之五十时，切割线网具有较高的切割能力，可以降低往复运线的次数，从而可以降低整个切割过程中切割线损耗。

Description

一种硅片切割方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种硅片切割方法。
背景技术
光伏发电是一项绿色能源技术，可以降低环境污染，保护环境。在光伏组件的制造过程中，需要使用切割机将硅棒切割为硅片，然后对硅片进行加工和组装，得到光伏组件。
在硅片切割过程中，通常采用多线切割的方法，即使用切割线(例如金刚线)对硅棒进行切割，随着硅片尺寸的不断增大，切割的成本和线耗较难降低。
发明内容
本发明提供一种硅片切割方法，旨在解决硅片切割过程中线耗较大的问题。
本发明实施例提供了一种硅片切割方法，包括：
全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网；所述全新的切割线占所述切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十；
向所述切割线网进给待切割的硅棒，使所述硅棒与所述切割线网相向移动；
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，将进入所述切割线网的硅棒切割为硅片。
可选地，所述主辊机构包括并列设置的两个主辊；
在所述主辊的侧面，从所述主辊的入线端至所述主辊的出线端间隔开设有多个用于绕设切割线的线槽；所述入线端的线槽深度大于所述出线端的线槽深度。
可选地，从所述入线端至所述出线端，多个所述线槽的深度依次递减。
可选地，从所述入线端至所述出线端，所述主辊被划分为多个主辊分段；
入线主辊分段位于所述入线端，出线主辊分段位于所述出线端；所述入线主辊分段的线槽深度大于所述出线主辊分段的线槽深度；
其中，每个所述主辊分段中的线槽深度相同。
可选地，所述入线端的线槽深度与所述出线端的线槽深度之间的差值不小于0.1毫米、且不大于1毫米。
可选地，在所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行时，包括：
在每次往复中，所述切割线网中切割线的返线率小于1；所述返线率为所述切割线的反向回线量与正向进线量之间的比值。
可选地，所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，包括：
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线依次进行入线切割阶段的循环往复运行、匀速切割阶段的循环往复运行和出线切割阶段的循环往复运行；
其中，在所述入线切割阶段，所述切割线的返线率不低于70％、且不高于90％。
可选地，在所述匀速切割阶段，所述切割线的返线率不低于80％、且不高于90％。
可选地，在所述出线切割阶段，所述切割线的返线率不低于70％、且不高于80％。
可选地，所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，包括：
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线依次进行入线切割阶段的循环往复运行、匀速切割阶段的循环往复运行和出线切割阶段的循环往复运行；
所述出线切割阶段的线速小于所述匀速切割阶段的线速。
可选地，在所述出线切割阶段，所述切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于1300米每分钟。
可选地，在所述入线切割阶段，所述切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于700米每分钟。
可选地，在所述匀速切割阶段，所述切割线的线速不低于1800米每分钟、且不高于2600米每分钟。
在本发明实施例中，在硅片切割过程中，全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网，全新的切割线占切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十，向切割线网进给待切割的硅棒，使硅棒与切割线网相向移动，通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行，将进入切割线网的硅棒切割为硅片。当切割线网中全新的切割线的占比不低于百分之五十时，切割线网具有较高的切割能力，可以降低往复运线的次数，从而可以降低整个切割过程中切割线损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种硅片切割方法的步骤流程图；
图2示出了本发明实施例中的一种切割机的部分结构示意图；
图3示出了本申请实施例提供的一种主辊的主视图；
图4示出了本申请实施例提供的一种主辊机构的俯视图；
图5示出了本申请实施例提供的另一种主辊的主视图；
图6示出了本申请实施例提供的又一种主辊的主视图；
图7示出了本申请实施例提供的又一种主辊的主视图；
图8示出了本申请实施例提供的另一种主辊机构的俯视图。
附图标记说明：
201-第一主辊，202-第二主辊，203-放线辊，204-收线辊，205-第一放线导轮，206-第二放线导轮，207-第三放线导轮，208-第一收线导轮，209-第二收线导轮，210-第三收线导轮，211-硅棒，212-切割线网，300-主辊，301-线槽，302-轴线，400-切割线，501-第一主辊分段，502-第二主辊分段，503-第三主辊分段。
具体实施方式
为了更清楚的介绍本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，示出了本发明实施例中的一种硅片切割方法的步骤流程图，该方法可以包括：
步骤101、全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网。
其中，全新的切割线占切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十。全新的切割线为未使用过的切割线，切割线网中的部分或全部切割线为全新的切割线。当切割线网中的部分切割线为全新的切割线时，切割线网中的另一部分切割线可以由旧的切割线组成，旧的切割线为已经使用过一次或多次的切割线。例如，若切割线网中全新的切割线的长度为L1，整个切割线网中所有切割线的长度为L2，则50％≤L1/L2，L1/L2可以为50％、57％、61％、68％、72％、83％、94％和100％等不低于50％的比值。
本实施例中，可以使用硅片切割机对待切割的硅棒进行切割，切割机中可以包括主辊机构，用于布置切割线网，对硅棒进行切割；收放线机构，用于在切割过程中收放切割线；驱动机构，用于驱动主辊机构和收放线机构；夹持机构，用于在切割过程中夹持和移动硅棒；喷淋机构，用于向切割线网喷射切割液，对硅片和切割线进行降温。如图2所示，图2示出了本发明实施例中的一种切割机的部分结构示意图，并列的第一主辊201和第二主辊202构成主辊机构，放线辊203、收线辊204、第一放线导轮205、第二放线导轮206、第三放线导轮207、第一收线导轮208、第二收线导轮209和第三收线导轮210构成收放线机构。夹持机构和喷淋机构图2中未画出，夹持机构用于夹持和移动硅棒211。硅片切割机的具体结构可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
示例性地，当主辊机构中布置有已经使用过的、旧的切割线网时，工作人员可以在放线辊上装入全新的切割线，将全新的切割线通过第一放线导轮、第二放线导轮和第三放线导轮连接切割线网中旧的切割线。然后，启动切割机中的驱动机构，驱动第一主辊、第二主辊、放线辊和收线辊同时转动，将旧的切割线绕设在收线辊上，并通过旧的切割线带动全新的切割线，在第一主辊和第二主辊上放入全新的切割线，使全新的切割线与旧的切割线形成如图2所示的切割线网212，控制放线辊的放线量，可以使切割线网中全新的切割线占整个切割线网中全部切割线的比例不低于50％。在一些情况下，当主辊机构中未绕设旧的切割线网时，工作人员可以预先准备全新的切割线，将全新的切割线装入放线辊，直接使用全新的切割线在第一主辊和第二主辊上绕设形成切割线网212。
在一种实施例中，在布置切割线网之前，可以进行切割前的准备工作。例如，对待切割的硅棒进行检查，在硅棒检查合格之后，清洁硅棒表面，再将清洁后的硅棒粘接于树脂板，将树脂板和硅棒装入夹持机构。结合图2所示，夹持机构位于切割线网的上方，硅棒位于夹持机构和切割线网之间，夹持机构向下移动，可以将硅棒送入切割线网。实际应用中，可以在硅棒安装于夹持机构之后布置切割线网，也可以在布置切割线网之后检查并安装硅棒。准备工作的具体内容可以根据实际需求设置，本实施例对此不做限制。
其中，在布置切割线网时，可以根据硅棒的长度，绕设与硅棒的长度匹配的切割线网，使切割线网的长度大于或等于硅棒的长度。以上仅为示例性举例，切割线网的具体布置过程可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
可选地，全新的切割线的线径不小于20微米、且不大于90微米。例如，切割线可以采用电镀金刚线，电镀金刚线的线径(线径也可以称之为直径)可以是20微米、25微米、37微米、40微米、45微米、50微米、58微米、60微米、70微米、86微米和90微米等，只需位于30微米至60微米之间即可。
在本申请实施例中，采用线径大于等于20微米、且小于等于90微米的切割线，可以提高切割线网的切割效率，同时可以降低切割过程中硅棒的损耗。
在一种实施例中，可以根据所需硅片的厚度和切割线的线径，设置切割线网之间相邻的两条切割线直径的线距，以得到目标厚度的硅片。例如，硅片的厚度可以大于等于0.08毫米、且小于等于0.17毫米。硅片的具体厚度可以根据需求选择，本实施例对此不做限制。
步骤102、向切割线网进给待切割的硅棒，使硅棒与切割线网相向移动。
步骤103、通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行，将进入切割线网的硅棒切割为硅片。
本实施例中，工作人员可以预先设置切割过程中的各项运行参数，在布置好切割线网之后，可以正式启动切割机，切割机在切割过程中可以根据预先设置的运行参数控制驱动机构和夹持机构动作，使第一主辊和第二主辊驱动切割线网中的切割线循环往复运行，并使放线辊和收线辊转动，进行收线和放线，同时夹持机构将硅棒向切割线网形成的切割平面(切割平面即图2中硅棒211与切割线网212接触的平面)移动，使硅棒与切割线网相向移动，从而使硅棒穿过切割线网，通过循环往复运行的切割线将进入切割线网的硅棒切割为硅片。
可选地，通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行，可以包括：通过主辊机构驱动切割线网中的切割线依次进行入线切割阶段的循环往复运行、匀速切割阶段的循环往复运行和出线切割阶段的循环往复运行。
示例性的，结合图2所示，当夹持机构将硅棒向下移动预设的第一距离后，硅棒靠近切割线网的一侧抵接切割线网或者与切割线网相距一定距离，此时进入入线切割阶段，驱动机构和喷淋机构同时启动，驱动机构驱动第一主辊和第二主辊正反向交替转动，以及驱动放线辊和收线辊正反向交替转动，第一主辊和第二主辊带动切割线网中的切割线做入线切割阶段的循环往复运行，放线辊和收线辊在切割线的往复运行中进行收线和放线。夹持机构继续向下移动硅棒，当硅棒进入切割线网时，往复运行的切割线对硅棒进行第一阶段的切割。当夹持机构将硅棒向下移动预设的第二距离之后，入线切割阶段结束，进入匀速切割阶段。此时，夹持机构继续向下移动硅棒，第一主辊和第二主辊带动切割线网中的切割线做匀速切割阶段的循环往复运行，对硅棒进行第二阶段的切割。当夹持机构将硅棒向下移动预设的第三距离之后，匀速切割阶段结束，进入出线切割阶段。第一主辊和第二主辊带动切割线网中的切割线做出线切割阶段的循环往复运行，对硅棒进行第三阶段的切割。当夹持机构将硅棒向下移动第四距离之后，出线切割阶段结束，硅棒被切割为硅片，驱动机构、喷淋机构和夹持机构停止。在每个切割阶段，喷淋机构向切割线网喷射切割液，对切割线网和硅棒进行降温。工作人员在确认硅片切割完成之后，可以点击硅片切割机中的退出按钮，切割机可以控制夹持机构向上运行，将硅片移出切割线网。此时，工作人员可以对切割好的硅片进行脱胶和清洗等后续处理，后续处理的具体过程可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。其中，第一距离、第二距离和第三距离可以根据硅棒的尺寸，以及夹持机构与切割线网之间的距离具体设置，本实施例对此不做限制。
实际应用中，切割线由于磨损，切割力会降低。当切割力降低之后，在切割过程中，需要较多次数的往复运线才能完成对硅棒的切割。较多次数的往复运线需要使用较多的切割线，从而导致切割线的损耗较大。本实施例中，在切割过程中，先向切割线网中放入全新的切割线，使切割线网中全新的切割线的占比不低于50％，可以提高切割线网的切割能力，从而可以减少往复运线的次数，降低切割线的损耗。在硅片切割过程中，针对相同尺寸硅棒的切割，使用全新的切割线占比不低于50％的切割线网相对于使用占比低于50％的切割线网，切割线的用量可以减少1％左右，降低切割线的损耗。
综上所述，本实施例中，在硅片切割过程中，全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网，全新的切割线占切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十，向切割线网进给待切割的硅棒，使硅棒与切割线网相向移动，通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行，将进入切割线网的硅棒切割为硅片。当切割线网中全新的切割线的占比不低于百分之五十时，切割线网具有较高的切割能力，可以降低往复运线的次数，从而可以降低整个切割过程中切割线损耗。
同时，针对较大尺寸的硅棒，由于硅棒宽度较大，因此切割过程中的切割液不易进入相邻的两个硅片之间的中间部位，在出线切割阶段，由于相邻硅片之间中间部位的切割液较少，导致散热效果较差，容易导致硅片崩边，出现粘胶面不良的问题。而本实施例中，由于切割线网中新线占比较大，切割线网中的切割线在切割过程中可以携带更多的切割液进入硅片之间的缝隙，在出线切割阶段，较多的切割液可以起到很好的降温作用，避免硅片崩边，解决硅片粘胶面不良的问题。并且，较新的切割线在切割过程中，由于磨损较小，因此切割线的直径较大，使硅片之间的缝隙较大，当切割线断线重连之后，较宽的缝隙可以方便工作人员将连接好的切割线置于硅片之间的缝隙中。
可选地，在通过主辊机构驱动切割线网中的切割线循环往复运行时，包括：在每次往复中，切割线网中切割线的返线率小于1；返线率为切割线的反向回线量与正向进线量之间的比值。
其中，正向进线指的是第一主辊和第二主辊向第一方向(第一方向为逆时针或顺时针，第一方向为正向)转动，使切割线网中的切割线向收线辊绕设，反向回线指的是第一主辊和第二主辊向第二方向(第二反向与第一方向相反，第二方向为反向)转动，使切割线网中的切割线向放线辊绕设。切割线向收线辊绕设一次，向放线辊绕设一次，组成一次往复。在切割过程中，第一主辊和第二主辊持续正反向转动，进行多次正向进线和反向回线。在每次往复中，反向回线量与正向进线量之间的比值为返线率。
本实施例中，在每次往复中，返线率小于1，使切割线的反向回线量小于切割线的正向进线量。例如，在每次往复中，若切割线向收线辊绕设500米(即正向进线量为500米)，切割线可以向放线辊绕设400米(即反向回线量为400米)，返线率为80％，反向回线量小于正向进线量。每次往复中，正向进线量和反向进线量的具体数值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
在实际应用中，当返线率小于1时，在循环往复运行中，可以使放线辊中的切割线一直向收线辊绕设，从而可以使用新的切割线不停的更新切割线网中的切割线，进而可以提高切割线网的切割力。进一步的，当切割线网的切割力提高时，可以减少往复运线的次数，从而可以降低切割线的损耗。针对较大尺寸的硅片，设置切割线网中全新的切割线的占比不低于50％，并且设置在往复切割过程中的返线率小于1时，可以显著提高切割线网的切割能力，从而可以显著减少往复运线的次数，降低较大尺寸硅片切割过程中的切割成本和线耗。
可选地，在入线切割阶段，切割线的返线率不低于70％、且不高于90％；返线率为反向回线量与正向进线量之间的比值。
在一种实施例中，在入线切割阶段可以设置反向回线量与正向进线量之间的比值大于等于70％、且小于等于90％。例如，若正向进线量为X，反向回线量为Y，则反线率为Y/X。在入线切割阶段，70％≤Y/X≤90％，Y/X可以为70％、75％、78％、80％、82％、85％、86％和90％等大于等于70％、且小于等于90％的比值。
可选地，在匀速切割阶段，切割线的返线率不低于80％、且不高于90％。
在一种实施例中，在匀速切割阶段可以设置反向回线量与正向进线量之间的比值大于等于80％、且小于等于90％。结合上述举例，在匀速切割阶段，80％≤Y/X≤90％，Y/X可以为80％、81％、83％、84％、86％、87％、89％和90％等大于等于80％、且小于等于90％的比值。
可选地，在出线切割阶段，切割线的返线率不低于70％、且不高于80％。
在一种实施例中，在出线切割阶段可以设置反向回线量与正向进线量之间的比值大于等于70％、且小于等于80％。结合上述举例，在匀速切割阶段，70％≤Y/X≤80％，Y/X可以为70％、71％、72％、75％、76％、78％、79％和80％等大于等于70％、且小于等于80％的比值。
在本申请实施例中，在切割过程中，切割线的反向回线量小于切割线的正向进线量，可以持续对切割线网中的切割线进行更新。在入线切割阶段设置反向回线量与正向进线量之间的比值不低于70％、且不高于90％，可以在入线切割阶段设置较大的返线率，在降低切割线的损耗的同时，可以对切割线网中的切割线进行更新。在匀速切割阶段，设置切割线的返线率不低于80％、且不高于90％，在匀速切割阶段设置较大的返线率，可以节省在匀速切割阶段的切割线损耗。在出线切割阶段设置切割线的返线率不低于70％、且不高于80％，在出线切割阶段设置较低的返线率，可以快速更新切割线网中的切割线，使用较新的切割线在出线切割阶段对硅棒进行切割，可以更好的对切割线和硅片进行降温，避免硅片发生崩边。
可选地，在主辊的侧面，从主辊的入线端至主辊的出线端间隔开设有多个用于绕设切割线的线槽；入线端的线槽深度大于出线端的线槽深度。
如图3所示，图3示出了本申请实施例提供的一种主辊的主视图，在主辊的侧面，从主辊的入线端至主辊的出线端间隔开设有多个用于绕设切割线的线槽301；入线端的线槽深度大于出线端的线槽深度。
在一种实施例中，主辊300可以为圆柱体，结合上述举例，主辊的一端用于入线，为主辊的入线端，另一端用于出线，为主辊的出线端。在硅片切割过程中，入线端与切割机中的放线辊配合，出线端与切割机中的收线辊配合，切割线由放线辊进入入线端，饶设在主辊表面，然后从出线端进入收线辊。图3中主辊的左端为入线端，右端为出线端，在圆柱体主辊的侧面，从左至右依次间隔开设多个线槽301，线槽可以为图3所示的V形槽，也可以是U形槽或者梯形槽，或者其他形状的线槽。在图3所示的主辊中，主辊左端的线槽深度H1大于主辊右端的线槽深度H2，也即入线端的线槽深大于出线端的线槽深度，使得入线端的线槽底部与主辊的轴线302之间的距离L1小于出线端的线槽底部与主辊的轴线302之间的距离L2。其中线槽深度的具体值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
如图4所示，图4示出了本申请实施例提供的一种主辊机构的俯视图，在主辊机构中，两个主辊300平行或接近平行设置，两个主辊300的入线端相对，两个主辊的出线端相对，切割线400饶设两个主辊上(为了清晰呈现主辊机构，图2中只画出部分切割线)。在硅片切割过程中，切割线400从入线端进入两个主辊300，饶设在两个主辊的侧面，形成切割线网，然后从出线端进入收线辊。硅棒由切割机中的夹持机构夹持，向切割线网方向进给，主辊在驱动机构的作用下转动，带动切割线运行，当硅棒进入切割线网时，被切割线网切割为多个硅片。由于入线端的线槽深度大于出线端的线槽深度，在相对的两个主辊之间，切割线在入线端的绕设距离为图4所示的第一距离L3，出线端的绕设距离为图4所示的第二距离L4，第一距离L3小于第二距离L4。在硅片切割过程中，切割线由入线端逐渐向出线端运行，即从图4中的左端向右端运行，切割线由于磨损会变得松弛。在切割线的运行过程中，切割线的绕设距离由较小的L3变为较大的L4，可以对出线端的切割线进行一定的拉伸，增加出线端的切割线的张力。实际应用中，可以针对不同的切割线或者切割工艺造成的出线端张力不足，通过不同的槽深差异来补偿出线端切割线的张力不足。
在本申请实施例中，由于主辊入线端的线槽深度大于出线端的线槽深度，在切割机的主辊机构中，相对设置的两个主辊之间出线端的切割线长度大于入线端的切割线长度，可以对出线端的切割线进行拉伸，从而可以提高出线端切割线的张力。
可选地，入线端的线槽深度与出线端的线槽深度之间的差值不小于0.1毫米、且不大于1毫米。
在一种实施例中，可以设置入线端的线槽深度与出线端的线槽深度之间的差值大于等于0.1毫米，并且小于等于1毫米。如图3所示，入线端的线槽深度为H1，出线端的线槽深度为H2，则0.1≤(H1-H2)≤1。其中，(H1-H2)可以是0.1毫米至1毫米之间的任意数值，例如0.1毫米、0.2毫米、0.4毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米和1毫米。结合上述举例，当(H1-H2)的值较小时，L4与L3之间的差值较小，此时可以对出线端的切割线进行较小程度的拉伸，小幅度的弥补切割线的张力。反之，当(H1-H2)的值较大时，L4与L3之间的差值较大，此时可以对出线端的切割线进行较大程度的拉伸，大幅度的弥补切割线的张力。(H1-H2)的具体值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
在本申请实施例中，当入线端的线槽深度与出线端的线槽深度之间的差值大于等于0.1毫米、且小于等于1毫米时，可以避免入线端的线槽深度与出线端的线槽深度相差过大，同时可以保证出线端的切割线在硅片切割过程中具有足够的张力。
可选地，从入线端至出线端，多个线槽的深度依次递减。
在一种实施例中，主辊侧面的多个线槽的深度从入线端至出线端可以依次递减。结合上述举例，若主辊的侧面开设有N个线槽，则相邻的两个线槽之间的差值V＝(H1-H2)÷(N-1)。从入线端至出线端，相邻的两个线槽之间，位于左侧的线槽的深度比位于右侧的线槽的深度大于V。
其中，从入线端至出线端，线槽深度依次递减，可以逐渐增加切割线的张力。针对较大尺寸的硅片，硅片尺寸例如210毫米，表1为在由线槽深度相同的主辊组成的主辊机构中所布置的切割线网不同位置处的扭矩和线弓数值，表2为在由线槽深度依次递减的主辊组成的主辊机构中所布置的切割线网不同位置处的扭矩和线弓数值。切割位置为硅棒进入切割线网的深度位置，线弓是指在切割过程中切割线网的形变，通过线弓的数值大小可以表征不同的形变，也相对反应出了切割线网的张力大小，即线弓越小，切割线网张力越大。头部线弓即切割线网在入线端处的线弓，尾部线弓即出线端处的线弓，中部线弓即入线端与出线端之间的中间位置处的线弓。扭矩即主辊电机的驱动扭矩，扭矩越大，电机驱动主辊运转所需要的力越大，就此说明线网张力越小。
Figure BDA0003189869140000121
表1
Figure BDA0003189869140000131
表2
对比表1中第三、四和五列中的数值可知，在切割线网中，从头部至尾部，线弓的数值逐渐增大，表示切割线的形变逐渐变大，反应了切割线网中切割线的张力从入线端至出线端逐渐减小。进一步的，结合表1中第一列和第二列中的数值可知，在硅片切割过程中，硅棒进入切割线网的深度位置依次为20毫米、60毫米、100毫米、120毫米、180毫米和213毫米，随着硅棒进入切割线网的深度逐渐增大，在头部、中部和尾部三个位置的线弓数值均逐渐增大，电机的扭矩也逐渐增大，反应了硅棒进入切割线网的深度越大，从入线端至出线端，切割线的形变逐渐增大，切割线的张力逐渐减小。
对比表1和表2中相同位置处的数值可知，由线槽深度逐渐减小的主辊组成的主辊机构相对于由线槽深度不变的主辊组成的主辊机构，切割线网的张力较大，尤其在线弓的尾部，也即出线端，线槽深度逐渐减小的主辊对张力的弥补效果较为明显。例如，在切割位置213毫米处，表1中尾部的线弓数值为14，扭矩为44，而表2中尾部的线弓数值为11，扭矩为40，明显反映出表2对应的主辊机构相对于表1对应的主辊机构，出线端的切割线的形变较小，张力较大。同样的，在切割位置100毫米处，表1中尾部的线弓数值为8，扭矩为43，而表2中尾部的线弓数值为6，扭矩为38，明显反映出表2对应的主辊机构相对于表1对应的主辊机构，出线端的切割线的形变较小，张力较大。同理，结合表1和表2可知，由线槽深度逐渐减小的主辊组成的主辊机构相对于由线槽深度不变的主辊组成的主辊机构，在线弓的中部，线槽深度逐渐减小的主辊也可以减小切割线的形变，弥补切割线的张力。
在本申请实施例中，多个线槽的深度从入线端至出线端依次递减，在切割过程中，可以从入线端至出线端逐渐增加切割线的张力，从而可以更稳定的对硅棒进行切割。实际应用中，线槽的深度可以根据需求具体设置，只需保证出线端的线槽深度小于入线端的线槽深度即可。
可选地，主辊在入线端的直径小于在出线端的直径。
可选地，主辊的直径从入线端至出线端递增。
如图5所示，图5示出了本申请实施例提供的另一种主辊的主视图，主辊可以为圆台状，入线端的直径D4小于出线端的直径D5，从入线端至出线端，主辊的直径逐渐递增，使主辊呈圆台状。实际应用中，只需保证入线端的直径D4小于出线端的直径D5即可。
在本申请实施例中，由于主辊入线端的直径小于出线端的直径，在主辊机构中，可以进一步增大出线端的切割线的张力。当主辊的直径从入线端至出线端逐渐增加时，可以使切割线的张力从入线端至出线端逐渐增加，使切割线可以对硅棒进行更好的切割。
可选地，从入线端至出线端，主辊被划分为多个主辊分段；入线主辊分段位于入线端，出线主辊分段位于出线端；入线主辊分段的线槽深度大于出线主辊分段的线槽深度；其中，每个主辊分段中的线槽深度相同。
如图6所示，图6示出了本申请实施例提供的又一种主辊的主视图，主辊从入线端至出线端依次被划分为第一主辊分段501、第二主辊分段502和第三主辊分段503，第一主辊分段501为位于入线端的入线主辊分段，第三主辊分段503为位于出线端的出线主辊分段。在第一主辊分段501、第二主辊分段502和第三主辊分段503中，第一主辊分段501中的线槽深度为H3，第二主辊分段502中的线槽深度为H4，第三主辊分段503中的线槽深度为H5。第一主辊分段501中线槽的深度H3大于第三主辊分段503中线槽的深度H5。
可选地，从入线端至出线端，多个主辊分段的线槽深度依次递减。
在一种实施例中，从入线端至出线端，多个主辊分段的线槽深度依次递减。如图6所示，第一主辊分段501的线槽深度H3大于第二主辊分段502的线槽深度H4，第二主辊分段502的线槽深度H4大于第三主辊分段503的线槽深度H5，H3、H4和H5逐渐递减。例如，若H3比H4大X，则H4比H5大X，X的具体值可以根据需求设置，本实施例对此不做限制。
其中，主辊也可以被划分为2个主辊分段、4个主辊分段或5个主辊分段，主辊分段的具体数量可以根据需求具体设置。多个主辊分段的长度可以相同或不同，本实施例对此不做限制。
在本申请实施例中，主辊被划分为多个主辊分段，位于入线端的主辊分段中的线槽深度大于位于出线端的主辊分段中的线槽深度，在硅片切割过程中，可以增加出线端的切割线的张力，同时可以保证在每个主辊分段中，可以对硅棒进行相同程度的切割。
可选地，入线主辊分段的直径小于出线主辊分段的直径；在每个主辊分段中，主辊的直径不变。
可选地，从入线端至出线端，多个主辊分段的直径依次递增。
如图7所示，图7示出了本申请实施例提供的又一种主辊的主视图，主辊从入线端至出线端依次被划分为第一主辊分段501、第二主辊分段502和第三主辊分段503，第一主辊分段501(第一主辊分段即入线主辊分段)的直径D1小于第三主辊分段503(第三主辊分段即出线主辊分段)的直径D3。
如图8所示，图8示出了本申请实施例提供的另一种主辊机构的俯视图，结合图7，两个主辊的轴线平行或接近平行设置，当第一主辊分段501的直径小于第三主辊分段503的直径时，在由于入线端的直径小于出线端的直径，使两个主辊之间饶设于入线端的切割线400的第一长度L3小于饶设于出线端的切割线400的第二长度L4。由于L3小于L4，当切割线由于磨损变得松弛时，可以对出线端的切割线进行拉紧，增加出线端的切割线的张力。
在一种实施例中，第一主辊分段501、第二主辊分段502和第三主辊分段503的直径依次递增，如图7所示，若第一主辊分段501的直径D1比第二主辊分段502的直径小X，第二主辊分段502的直径D2比第三主辊分段503的直径D3小Y，X可以等于Y，使第一主辊分段501、第二主辊分段502和第三主辊分段503之间的直径逐渐递增。实际应用中，X与Y可以相同或不同，即各个主辊分段从入线端至出线端的直径可以逐渐递增，也可以不是逐渐递增的。
在本申请实施例中，主辊被划分为多个主辊分段，从出线端至入线端，入线主辊分段的直径小于出线主辊分段的直径，在硅片切割过程中，可以进一步增大位于出线端的切割线的张力。当主辊的之间从入线端至出线端的切割线的长度逐渐增加时，可以使切割线的张力从入线端至出线端逐渐增加，使切割线可以对硅棒进行更好的切割。
可选地，出线切割阶段的线速小于匀速切割阶段的线速。
其中，线速用于控制切割线的往复运行速度，例如若线速为500米每分钟(m/min)，则主辊机构在驱动切割线网中的切割线往复运行时，切割线的运行速度为500m/min。
本实施例中，当硅片切割过程包括入线切割阶段、匀速切割阶段和出线切割阶段时，可以设置出线切割阶段的线速小于匀速切割阶段的线速。在硅片切割过程中，切割线的线速较低时，切割线在运行过程中可以携带更多的切割液进入相邻硅片之间的缝隙内，可以对硅片进行更好的降温。当出线切割阶段的线速低于匀速切割阶段的线速时，在切割线的出线切割阶段，可以更好地对硅片进行降温，从而降低硅片发生崩边的概率，解决硅片粘胶面不良的问题。硅片的粘胶面为硅片与树脂板之间连接的侧面。
可选地，在出线切割阶段，切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于1300米每分钟。
在一种实施例中，在出线切割阶段，切割线的线速大于等于600米每分钟、且小于等于1300米每分钟。结合上述举例，线速可以用符号“V”表示，在出线切割阶段，600m/min≤V≤1300m/min。例如，V可以为600m/min、750m/min、860m/min、940m/min、1100m/min、1290m/min和1300m/min等大于等于600m/min、且小于等于1300m/min的速度值。
可选地，在入线切割阶段，切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于700米每分钟。
在一种实施例中，在入线切割阶段，切割线的线速大于等于600米每分钟、且小于等于700米每分钟。结合上述举例，在入线切割阶段，600m/min≤V≤700m/min。例如，V可以为600m/min、650m/min、670m/min、680m/min和700m/min等大于等于600m/min、且小于等于700m/min的速度值。
可选地，在匀速切割阶段，切割线的线速不低于1800米每分钟、且不高于2600米每分钟。
在一种实施例中，在匀速切割阶段，切割线的线速大于等于1800米每分钟、且小于等于2600米每分钟。结合上述举例，在匀速切割阶段，1800m/min≤V≤2600m/min。例如，V可以为1800m/min、1920m/min、2100m/min、2540m/min和2600m/min等大于等于1800m/min、且小于等于2100m/min的速度值。
在本申请实施例中，当硅片切割过程包括入线切割阶段、匀速切割阶段和出线切割阶段时，可以设置出线切割阶段的线速小于匀速切割阶段的线速。在此基础上，当出线切割阶段的线速位于600m/min至1300m/min之间时，可以对较大尺寸的硅片进行切割，较大尺寸例如型号为G12，尺寸为210毫米的硅片。进一步的，当入线切割阶段的线速位于600m/min至700m/min之间，匀速切割阶段的线速位于1800至2600m/min之间时，可以针对较大尺寸的硅片进行稳定切割。
可选地，切割线的张力不小于2牛顿、且不大于9牛顿。
在一种实施例中，可以设置切割线网中的切割线的张力大于等于2牛顿(N)、且小于等于9牛顿。例如，张力可以用符号F表示，则2N≤F≤9N，F可以为2N、2.2N、3N、3.5N、4N、4.7N、5N、5.9N、6N、6.8N、7.7N、8.6N、9N等。
在本申请实施例中，切割线的张力不小于2牛顿、且不大于9牛顿时，可以满足较大尺寸硅片的切割要求，对较大尺寸硅片进行充分切割。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (13)

1.一种硅片切割方法，其特征在于，包括：
全新的切割线设置于主辊机构，形成切割线网；所述全新的切割线占所述切割线网中所有切割线的比例不低于百分之五十；
向所述切割线网进给待切割的硅棒，使所述硅棒与所述切割线网相向移动；
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，将进入所述切割线网的硅棒切割为硅片。
2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述主辊机构包括并列设置的两个主辊；
在所述主辊的侧面，从所述主辊的入线端至所述主辊的出线端间隔开设有多个用于绕设切割线的线槽；所述入线端的线槽深度大于所述出线端的线槽深度。
3.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，从所述入线端至所述出线端，多个所述线槽的深度依次递减。
4.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，从所述入线端至所述出线端，所述主辊被划分为多个主辊分段；
入线主辊分段位于所述入线端，出线主辊分段位于所述出线端；所述入线主辊分段的线槽深度大于所述出线主辊分段的线槽深度；
其中，每个所述主辊分段中的线槽深度相同。
5.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，所述入线端的线槽深度与所述出线端的线槽深度之间的差值不小于0.1毫米、且不大于1毫米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行时，包括：
在每次往复中，所述切割线网中切割线的返线率小于1；所述返线率为所述切割线的反向回线量与正向进线量之间的比值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，包括：
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线依次进行入线切割阶段的循环往复运行、匀速切割阶段的循环往复运行和出线切割阶段的循环往复运行；
其中，在所述入线切割阶段，所述切割线的返线率不低于70％、且不高于90％。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述匀速切割阶段，所述切割线的返线率不低于80％、且不高于90％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述出线切割阶段，所述切割线的返线率不低于70％、且不高于80％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线循环往复运行，包括：
通过所述主辊机构驱动所述切割线网中的切割线依次进行入线切割阶段的循环往复运行、匀速切割阶段的循环往复运行和出线切割阶段的循环往复运行；
所述出线切割阶段的线速小于所述匀速切割阶段的线速。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述出线切割阶段，所述切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于1300米每分钟。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述入线切割阶段，所述切割线的线速不低于600米每分钟、且不高于700米每分钟。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述匀速切割阶段，所述切割线的线速不低于1800米每分钟、且不高于2600米每分钟。
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