CN202742561U - 一种硅棒玻璃粘接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅棒玻璃粘接结构，由硅棒和玻璃相对的粘接面用胶粘接在一起，在硅棒出刀面入线侧，玻璃粘接面平面部分的宽度小于硅棒粘接面平面部分的宽度，胶涂抹在玻璃粘接面边缘倒角部分的内侧。从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构，通过调整硅棒出刀面入线侧与玻璃的粘接位置，将硅棒的倒角露出，同时在粘接作业时将胶涂抹在玻璃粘接面边缘倒角部分的内侧，有效的杜绝硅棒倒角处胶的残留，从而减少了硅棒倒角崩边和切割线痕，保证了硅片的切割质量。本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构可以广泛的应用于单晶硅棒和多晶硅棒。

Description

一种硅棒玻璃粘接结构

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种硅棒玻璃粘接结构。

背景技术

光伏发电是利用半导体材料光生伏打效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术。晶体硅片是制作光伏太阳能电池的主要材料。硅片切割是电子工业主要原材料硅片（晶圆）生产的上游关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产。在电子工业中，对硅片的需求主要表现在太阳能光伏发电和集成电路等半导体产业上。

硅片切割的常用方法：

硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、破方、外径滚磨、倒角、研磨、粘接、切片、清洗、包装等阶段。近年来光伏发电和半导体行业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求：一方面为了降低制造成本，硅片趋向大直径化。另一方面要求硅片有极高的平面度精度和极小的表面粗糙度。所有这些要求极大的提高了硅片的加工难度，由于硅材料具有脆、硬等特点，直径增大造成加工中的翘曲变形，加工精度不易保证。厚度增大、芯片厚度减薄造成了材料磨削量大、效率下降等。

硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀（钢丝）切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。

目前，硅片切片较多采用自由磨粒的多丝切割（固定磨粒线锯实质上是一种用线性刀具切割）。多丝切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术，它通过金属丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片。和传统的内圆切割相比，多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点。由于驱动研磨液的切割丝在加工中起重要作用，与刀损和硅片产出率密切关联，减小切割丝的直径将使硅材料的损耗大幅下降，使单位材料晶圆的产出率大幅提高。故对细丝多丝切割的研究具有迫切与深远的意义。

请参阅1和图2，现有技术通过胶的作用，首先将玻璃2粘在设备的托盘3上，然后再次使用专用胶水4将硅棒1粘接到玻璃2上，通过一段时间的固化，粘接达到一定的强度之后，即可将硅棒1放入设备，通过工作台将托盘3夹紧，这样，硅棒1得到固定。

硅棒1与玻璃2粘接之后的效果如图3，其特点为：

1、粘接玻璃2宽度略大于硅棒1粘接面宽度。

2、粘接之后，硅棒1倒角被胶4覆盖。

3、覆盖倒角的胶4难于处理干净，形成残胶。

这种情况下的硅棒在切割过程中极容易在倒角处形成崩边和线痕，严重影响硅片质量，同时对后面工序的碎片率负面影响较高，造成成本上升。

因此，如何改进硅棒玻璃的粘接方式，减少硅棒倒角崩边和切割线痕，保证硅片的切割质量，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种硅棒玻璃粘接结构，有效的杜绝硅棒倒角处胶的残留，保证硅片的切割质量。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种硅棒玻璃粘接结构，由硅棒和玻璃相对的粘接面用胶粘接在一起，在所述硅棒出刀面入线侧，所述玻璃粘接面平面部分的宽度小于所述硅棒粘接面平面部分的宽度，所述胶涂抹在所述玻璃粘接面边缘倒角部分的内侧。

优选的，所述玻璃粘接面的整体宽度不大于所述硅棒粘接面平面部分的整体宽度。

优选的，所述玻璃粘接面的整体宽度等于所述硅棒粘接面平面部分的整体宽度。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构，通过调整硅棒出刀面入线侧与玻璃的粘接位置，将硅棒的倒角露出，同时在粘接作业时将胶涂抹在玻璃粘接面边缘倒角部分的内侧，有效的杜绝硅棒倒角处胶的残留，从而减少了硅棒倒角崩边和切割线痕，保证了硅片的切割质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的硅棒粘接的示意图；

图2为现有技术中的硅棒粘接的结构细节图；

图3为现有技术中的硅棒粘接处倒角的放大图；

图4为现有技术中的硅棒切割的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的硅棒玻璃粘接结构倒角处的结构示意图。

其中，图1-图4为现有技术的附图，1为硅棒，2为玻璃，3为托盘，4为胶；

A为工作台的运动方向，B为钢线的运动方向，C为出刀面入线侧倒角；

a为入刀面，b为出刀面，c为入线侧，d为出线侧；

图5为本实用新型的附图，11为硅棒，12为玻璃，14为胶。

具体实施方式

本实用新型公开了一种硅棒玻璃粘接结构，有效的杜绝硅棒倒角处胶的残留，保证硅片的切割质量。

为了更好的理解本实用新型的技术方案，现将与本案相关的术语解释如下：

崩边：在硅片边缘形成的微小缺口，轻微崩边的硅片划分为B等品。崩边尺寸达到一定程度硅片质量不合格。

线痕：硅棒切割过程中，在硅片表面形成的切割痕迹，线痕达到一定程度时将导致硅片质量不合格。

粘接工序：粘接的目的是将硅棒与切割设备的托盘连接牢固，粘接材料为专用胶水。将粘接好的硅棒通过托盘放入切割设备的工作台，工作台将托盘夹紧，达到固定硅棒的作用。

请参阅图4，图4为现有技术中的硅棒切割的示意图。其中：

A为工作台的运动方向，B为钢线的运动方向。

入刀面a：切割开始后，硅棒与切割线网最先接触的一面，称之为入刀面。

出刀面b：切割即将结束时，硅棒与线网脱离的一面，称之为出刀面。

入线侧c：整个切割过程中，钢线穿入硅棒的一侧，这一侧称之为入线侧。

出线侧d：整个切割过程中，钢线穿出硅棒的另一侧，这一侧称之为出线侧。

长时间以来，硅片车间出现大量的倒角崩边的情况，几率高、数量大、集中程度高（整条晶棒的硅片集中大量的出现）。倒角崩边需要进一步的打磨处理，这给硅片车间的清洗工序带来极大地困扰。否则会引起较高的碎片率，即使打磨之后，也对电池的碎片率有一定的影响。如果按B等片划分，则给硅片成本带来较高的影响。所以，倒角崩边的危害很大。之前分析为：倒角未与玻璃接触或者突出造成钢线的抖动，而引起倒角的崩边。通过一次试验，结果并没有出现倒角崩边的现象。所以之前的推断错误。

通过长时间的观察，发现倒角崩边存在以下几个规律及现象：

倒角崩边的位置集中在图4示中的“出刀面入线侧倒角C”，其他倒角处无崩边现象。

出现崩边的倒角在清洗之前都被粘接胶包裹或者覆盖。预清洗之后所有的崩边都出现在胶印边缘，非常一致。

以崩边为基点，延伸至硅片表面出现细微锯痕，易碎裂。

钢线切割过程中，入线侧倒角处残留的胶刮掉了钢线上附着的砂浆，使得切割能力大大降低，在硅片表面留下锯痕。这种锯痕在硅片的边缘处表现出来的就是崩边。

针对上述推测，布置下述对比试验：

1.入线侧倒角处留有残胶，出线口不留残胶一锯编号①

2.入线侧倒角处不留残胶，出线口不留残胶一锯编号②

3.入线侧倒角处不留残胶，出线口留有残胶一锯编号③

对上述四锯硅棒分别切割，得出结果如下：

编号①硅片倒角出现大量崩边，且与“倒角崩边的规律与现象”相吻合。编号②硅片未出倒角崩边、锯痕。编号③硅片倒角未出倒角崩边、锯痕。

总结：入线侧倒角留有残胶会引起倒角崩边，出线侧留有残胶不会引起崩边。初步证明上述的推测是正确的。

通过上述的试验论证，得出残胶对硅片切割质量的影响相当有害。所以解决倒角崩边的问题就归结到了解决倒角处残胶的问题。

窄玻璃实验：使用宽度为124mm窄玻璃实验，保证倒角不出现胶水包裹倒角现象，不留残胶三锯，编号④。

实验结果：编号④未出现倒角崩边现象。

通过观察及与员工的交流发现：

1.员工刮胶方法或者操作存在问题，且对这种危害意识不到位。

2.粘接用的玻璃略宽，工装设计不合理，对刮胶产生一定的负面影响。

因此，针对上述情况，本实用新型实施例提供了一种硅棒玻璃粘接结构。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图5，图5为本实用新型实施例提供的硅棒玻璃粘接结构倒角处的结构示意图。

本实用新型实施例提供的硅棒玻璃粘接结构，由硅棒11和玻璃12相对的粘接面用胶14粘接在一起，其核心改进点在于，在硅棒11出刀面入线侧，玻璃12粘接面平面部分的宽度小于硅棒11粘接面平面部分的宽度，从而露出硅棒11的倒角部分，胶14涂抹在玻璃12粘接面边缘倒角部分的内侧，在粘接结束之后，将覆盖倒角的胶刮掉。

在这里，为了便于描述，将粘接面分为相互贴合的平面部分以及位于边缘的倒角部分，如图5所示，玻璃12粘接面边缘倒角部分的内侧，是指倒角部分靠近平面部分的一侧，斜线部分即为涂胶层。当然硅棒11和玻璃12各自粘接面的平面部分之间也涂抹有胶14，与现有技术相同，在此不再赘述。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构，通过调整硅棒11出刀面入线侧与玻璃12的粘接位置，将硅棒11的倒角露出，同时在粘接作业时将胶14涂抹在玻璃12粘接面边缘倒角部分的内侧，有效的杜绝硅棒11倒角处胶14的残留，从而减少了硅棒11倒角崩边和切割线痕，保证了硅片11的切割质量。

作为优选，玻璃12粘接面的整体宽度不大于硅棒11粘接面平面部分的整体宽度。这样一来，能够保证硅棒11粘接面两侧边缘倒角部分均能够外露，不会残留胶14。采用较窄的玻璃12进行粘接，对粘接工装进行重新设计，降低了员工操作的繁琐程度，有助于员工操作，将彻底解决倒角崩边现象，挽回巨大损失。

上面是从选用较窄的玻璃12的角度来解决问题的，对于现有的较宽的玻璃12，也可以通过调整玻璃12的位置，即在粘接时将玻璃12向远离硅棒11出刀面入线侧偏移。而由于出线侧留有残胶不会引起崩边，因此利用这种方式同样可以起到“露出倒角”，减少了硅棒11倒角崩边和切割线痕的效果，充分利用了原有的资源，避免了浪费。

为了进一步优化上述的技术方案，本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构，其玻璃12粘接面的整体宽度等于硅棒11粘接面平面部分的整体宽度。在这种情况下，玻璃12具有适当的尺寸，在避免硅棒11倒角处胶14残留的同时，硅棒11和玻璃12之间具有较大的粘接面，保证了整个粘接结构的牢固性和稳定性。

上述实施例及附图都是以单晶硅棒为例进行介绍的，本实用新型提供的硅棒玻璃粘接结构同样适用于多晶硅棒，只是具体结构比如倒角的形状有所区别，本领域技术人员能够针对不同形式的硅棒对具体粘接结构做出相应的调整。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种硅棒玻璃粘接结构，由硅棒（11）和玻璃（12）相对的粘接面用胶（14）粘接在一起，其特征在于，在所述硅棒（11）出刀面入线侧，所述玻璃（12）粘接面平面部分的宽度小于所述硅棒（11）粘接面平面部分的宽度，所述胶（14）涂抹在所述玻璃（12）粘接面边缘倒角部分的内侧。

2.根据权利要求1所述的硅棒玻璃粘接结构，其特征在于，所述玻璃（12）粘接面的整体宽度不大于所述硅棒（11）粘接面平面部分的整体宽度。

3.根据权利要求2所述的硅棒玻璃粘接结构，其特征在于，所述玻璃（12）粘接面的整体宽度等于所述硅棒（11）粘接面平面部分的整体宽度。

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