FR3068276B1 - BONDED ABRASIVE WIRE CUTTING SUPPORT COMPRISING AN ASSEMBLY OF DIFFERENT MATERIALS - Google Patents
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Abstract
L'objet principal de l'invention est un support (1) à la découpe par fil à abrasifs liés d'au moins une pièce à découper réalisée en un premier matériau, caractérisé en ce que le support (1) est réalisé par un assemblage de matériaux différents comprenant au moins le premier matériau, le premier matériau du support (1) étant réparti de manière inhomogène avec les autres matériaux du support (1).The main object of the invention is a support (1) for the abrasive-wire cutting of at least one cutting part made of a first material, characterized in that the support (1) is made by an assembly of different materials comprising at least the first material, the first material of the support (1) being distributed inhomogeneously with the other materials of the support (1).
Description
SUPPORT À LA DÉCOUPE PAR FIL À ABRASIFS LIÉS COMPORTANT UN ASSEMBLAGE DE MATÉRIAUX DIFFÉRENTSBONDED ABRASIVE WIRE CUTTING SUPPORT HAVING AN ASSEMBLY OF DIFFERENT MATERIALS
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention se rapporte au domaine général de la découpe ou sciage par fil à abrasifs liés, notamment par fil diamanté, c'est-à-dire comprenant des grains d'abrasif, notamment des diamants, fixés sur la surface du ou des fils. Elle concerne particulièrement le domaine des supports à la découpe par fil à abrasifs liés. L'invention trouve des applications dans de nombreux domaines de l'industrie, et par exemple dans l'industrie des composants électroniques, des ferrites, des quartz et/ou des silices, par exemple lors de l'obtention en tranches fines de substrats (appelés « galettes » ou plus généralement « wafers » en anglais) de matériaux tels que les matériaux semi-conducteurs, par exemple le silicium cristallin utilisé notamment pour la fabrication de cellules photovoltaïques, la découpe du saphir, de la pierre ou du carbure de silicium, voire d'autres matériaux durs et fragiles. L'invention propose ainsi un support à la découpe par fil à abrasifs liés comportant un assemblage de matériaux différents, un ensemble comportant un tel support, ainsi qu'un procédé de découpe par fil associé.The present invention relates to the general field of cutting or wire sawing with bonded abrasives, in particular by diamond wire, that is to say comprising grains of abrasive, in particular diamonds, fixed on the surface of the wire or wires. . It particularly relates to the field of bonded wire cutting media. The invention has applications in many fields of industry, and for example in the industry of electronic components, ferrites, quartz and / or silicas, for example when obtaining thin slices of substrates ( called "wafers" or more generally "wafers" in English) of materials such as semiconductor materials, for example crystalline silicon used in particular for the manufacture of photovoltaic cells, the cutting of sapphire, stone or silicon carbide or other hard and fragile materials. The invention thus proposes a support for cutting by wire with bonded abrasives comprising an assembly of different materials, an assembly comprising such a support, as well as an associated wire cutting method.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART
Les dispositifs de découpe par fil (ou scies à fil) comportent classiquement un ou plusieurs fils de découpe, présent(s) sous forme libre ou sous forme d'enroulement(s). Le plus souvent, ils comportent un fil formant une pluralité d'enroulements autour d'organes rotatifs définissant ainsi une nappe de brins du fil, ces brins étant sensiblement parallèles entre eux, la nappe de brins du fil étant encore plus simplement désignée par la suite par l'expression « nappe de fil », fil étant au singulier. Cette nappe de fil est alors susceptible de se déplacer selon un mouvement continu ou alternatif en appui contre une pièce à découper en plusieurs tranches définissant ainsi une zone de découpe. La zone de découpe peut être constituée d'un ensemble de poulies ou cylindres placés parallèlement. Ces cylindres appelés « guide-fils » peuvent être gravés avec une pluralité de gorges définissant l'intervalle entre les brins du fil, autrement dit l'épaisseur des tranches à découper, une fois l'épaisseur du trait de scie retirée. La pièce à découper peut être fixée sur une table support qui se déplace perpendiculairement à la nappe de fil. La vitesse de déplacement définie la vitesse de coupe. Le renouvellement du fil, ainsi que le contrôle de la tension, peuvent se faire dans une partie définissant une zone de gestion du fil, située en dehors de la zone de découpe proprement dite.Cutting devices by wire (or wire saws) conventionally comprise one or more cutting son, present (s) in free form or in the form of winding (s). Most often, they comprise a wire forming a plurality of windings around rotating members thus defining a ply of strands of the wire, these strands being substantially parallel to each other, the ply of wire strands being even more simply designated thereafter by the term "tablecloth", the thread being in the singular. This sheet of yarn is then likely to move in a continuous or alternating movement in abutment against a piece to be cut into several slices thus defining a cutting area. The cutting zone may consist of a set of pulleys or cylinders placed in parallel. These cylinders called "wire guide" can be engraved with a plurality of grooves defining the interval between the strands of the wire, ie the thickness of the slices to be cut, once the thickness of the kerf removed. The piece to be cut can be fixed on a support table which moves perpendicular to the sheet of wire. The speed of movement defines the cutting speed. The renewal of the yarn, as well as the control of the tension, can be done in a part defining a yarn management zone, located outside the actual cutting zone.
La découpe de la pièce est rendue possible par les phénomènes d'abrasion provoqués entre le fil et la pièce à découper, éventuellement assistés par l'action d'un élément tiers. Ainsi, comme expliqué plus en détails par la suite, l'agent qui régit la découpe par fil peut par exemple être constitué par un abrasif fixé sur le fil (ou lié au fil), ou un abrasif libre amené par barbotage. Dans ce dernier cas, le fil n'agit que comme transporteur.The cutting of the part is made possible by the abrasion phenomena caused between the wire and the workpiece, possibly assisted by the action of a third element. Thus, as explained in more detail below, the agent that governs the wire cutting may for example be constituted by an abrasive fixed on the wire (or bonded to the wire), or a free abrasive brought by bubbling. In the latter case, the wire only acts as a carrier.
De plus, lors de la découpe par fil, un lubrifiant sous forme fluidique est généralement utilisé tel que par exemple de l'eau, de l'eau mélangée à un additif, du polyéthylène glycol (PEG), voire un gel, entre autres.In addition, when cutting by wire, a lubricant in fluidic form is generally used such as for example water, water mixed with an additive, polyethylene glycol (PEG), or a gel, among others.
Bien que cela ne soit aucunement limitatif, l'invention est tout particulièrement concernée par la découpe du silicium cristallin pour des applications dans le domaine du photovoltaïque et des semi-conducteurs. Dans ce contexte, des dispositifs de découpe par fil peuvent être utilisés dans toutes les étapes de découpe du silicium mises en œuvre pour passer du stade de simples lingots au stade de la formation de substrats (ou « wafers » en anglais), destinés à la fabrication des cellules photovoltaïques. Ainsi, plus précisément, ces étapes comprennent successivement : i) l'étape de briquetage (encore appelée « squaring » en anglais) qui correspond à la découpe des lingots en briques de section normalisée ; ii) l'étape d'éboutage (encore appelée « cropping » en anglais) qui consiste à ôter les parties supérieure et inférieure de chaque brique qui contiennent des précipités d'impuretés dues à la cristallisation, et qui sont indésirables pour les étapes de fabrication ultérieures ; iii) l'étape de découpe (ou encore « wafering » ou « slicing » en anglais) qui permet enfin de former les substrats ou « galettes », à partir des briques tronquées sur leurs parties supérieure et inférieure, présentant une épaisseur variant de 100 à 300 pm.Although this is in no way limiting, the invention is particularly concerned with the cutting of crystalline silicon for applications in the field of photovoltaics and semiconductors. In this context, wire cutting devices can be used in all the silicon cutting steps implemented to go from the simple ingots stage to the formation of substrates (or "wafers" in English), intended for the manufacture of photovoltaic cells. Thus, more specifically, these steps comprise successively: i) the briquetage step (also called "squaring" in English) which corresponds to the cutting of brick ingots of normalized section; ii) the step of cropping (also called "cropping" in English) which consists in removing the upper and lower parts of each brick which contain precipitates of impurities due to crystallization, and which are undesirable for the manufacturing steps subsequent; iii) the cutting step (or "wafering" or "slicing" in English) which finally allows the formation of substrates or "cakes", from the truncated bricks on their upper and lower parts, having a thickness varying from 100 at 300 pm.
On a ainsi illustré en perspective, respectivement en référence aux figures IA, IB et IC, les trois opérations i) de briquetage, ii) d'éboutage et iii) de découpe décrites ci-dessus de la fabrication de substrats en silicium pour la réalisation de cellules photovoltaïques.Thus, in perspective, respectively with reference to FIGS. 1A, 1B and 1C, the three operations i) of briquetting, ii) abutting and iii) cutting described above of the manufacture of silicon substrates for the realization are illustrated in FIG. of photovoltaic cells.
Ainsi, comme illustré sur la figure IA, chaque lingot 30 de silicium est tout d'abord découpé de façon matricielle au cours de l'étape i) de briquetage par les brins 10 du fil de découpe pour l'obtention d'une pluralité de briques 31.Thus, as illustrated in FIG. 1A, each silicon ingot 30 is firstly die-cut during step i) of briquetting by the strands 10 of the cutting wire to obtain a plurality of bricks 31.
Puis, au cours de l'étape ii) d'éboutage illustrée sur la figure IB, chaque brique 31 est découpée sur ses parties inférieure et supérieure pour éliminer les impuretés issues de la cristallisation.Then, during the step ii) trimming illustrated in Figure IB, each brick 31 is cut on its lower and upper parts to remove impurities from crystallization.
Enfin, comme illustré sur la figure IC, l'étape iii) de découpe permet l'obtention d'une pluralité de tranches de substrats 32 à partir de chaque brique 31.Finally, as illustrated in FIG. 1C, step iii) of cutting makes it possible to obtain a plurality of substrate slices 32 from each brick 31.
Il est par ailleurs à noter que les deux premières étapes i) de briquetage et ii) d'éboutage peuvent, le cas échéant, être effectuées sans découpe filaire, et alors généralement à l'aide d'une lame diamantée.It should also be noted that the first two steps i) of briquetting and ii) trimming can, if necessary, be performed without wire cutting, and then usually using a diamond blade.
Par ailleurs, en fonction du mode d'abrasion mis en jeu, la découpe filaire peut être divisée en deux catégories principales décrites ci-après.In addition, depending on the abrasion mode involved, wire cutting can be divided into two main categories described below.
Un premier type de découpe filaire est en effet constitué par la découpe à abrasifs libres. Dans ce premier type de découpe filaire, des grains d'abrasif, généralement du carbure de silicium, sont incorporés à une solution spécifique, contenant par exemple du polyéthylène glycol (PEG), formant un liquide de coupe (connu sous l'appellation « slurry » en anglais). Ce liquide de coupe est alors déversé entre deux solides glissant l'un contre l'autre, en l'occurrence le fil de découpe, typiquement en acier, sur la pièce à découper. Les grains d'abrasif sont mis en mouvement grâce au glissement des deux corps l'un contre l'autre, et abrasent ainsi la matière par de multiples micro-indentations provoquées par le roulement des particules abrasives sur la pièce à découper. Ce premier type de découpe filaire correspond donc à un cas d'abrasion dit « à trois corps », constitués par le fil, les grains abrasifs et la pièce à découper.A first type of wire cutting is in fact constituted by the cutting with free abrasives. In this first type of wire cutting, grains of abrasive, usually silicon carbide, are incorporated in a specific solution, for example containing polyethylene glycol (PEG), forming a cutting liquid (known under the name "slurry " in English). This cutting liquid is then poured between two solids sliding against each other, in this case the cutting wire, typically steel, on the piece to be cut. The abrasive grains are set in motion by the sliding of the two bodies against each other, and thus abrade the material by multiple micro-indentations caused by the rolling of the abrasive particles on the piece to be cut. This first type of wire cutting thus corresponds to a case of abrasion called "three-body", consisting of the wire, the abrasive grains and the workpiece.
Un deuxième type de découpe filaire est par ailleurs constitué par la découpe à abrasifs liés. Dans ce deuxième type de découpe filaire, des grains d'abrasif, généralement des diamants (d'où l'appellation courant de « découpe par fil diamanté »), sont fixés sur la surface du fil et viennent alors rayer le matériau de la pièce à découper. Ce deuxième type de découpe filaire correspond donc à un cas d'abrasion dit « à deux corps », constitués par le fil abrasif et la pièce à découper.A second type of wire cutting is also constituted by the cut with bonded abrasives. In this second type of wire cutting, grains of abrasive, usually diamonds (hence the common name of "cutting by diamond wire"), are fixed on the surface of the wire and then scratch the material of the piece to cut. This second type of wire cutting thus corresponds to a case of abrasion called "two-body", consisting of the abrasive wire and the piece to be cut.
Ce deuxième type de découpe filaire, désigné dans toute la description par l'expression « découpe par fil à abrasifs liés » ou encore « découpe par fil diamanté » lorsque les grains d'abrasif utilisés sont des diamants, est la technique habituellement privilégiée pour la découpe du silicium monocristallin. Elle se retrouve de plus en plus dans le marché de la découpe pour des applications du type photovoltaïque.This second type of wire cutting, designated throughout the description by the term "wire cutting with bonded abrasives" or "diamond wire cutting" when the grains of abrasive used are diamonds, is the technique usually preferred for the cutting monocrystalline silicon. It is found more and more in the cutting market for photovoltaic type applications.
En effet, la découpe par fil à abrasifs liés présente de nombreux avantages en termes de performance de découpe en comparaison avec la technique de découpe à abrasifs libres décrite précédemment, à savoir notamment : une vitesse de coupe plus élevée, notamment deux à trois fois plus élevée que pour la technique de découpe à abrasifs libres, une simplification des dispositifs de découpe par fil, la possibilité d'intégration de modules de recyclage des résidus de découpe.Indeed, the cutting with bonded abrasive wire has many advantages in terms of cutting performance compared to the free abrasive cutting technique described above, namely in particular: a higher cutting speed, in particular two to three times more higher than for the free abrasive cutting technique, a simplification of wire cutting devices, the possibility of integration of recycling modules of cutting residues.
Comme indiqué par la suite, la présente invention est avantageusement concernée uniquement par cette technique de découpe par fil à abrasifs liés.As indicated below, the present invention is advantageously concerned only by this bonded abrasive wire cutting technique.
Par ailleurs, pour la découpe à abrasifs libres, la pièce à découper, par exemple une brique de silicium, est habituellement collée sur un support à la découpe sous forme de plaque de verre. Le fil termine alors la découpe en traversant environ 50 % de l'épaisseur de la plaque de verre de manière à ce que le fil soit entièrement sorti de la pièce à découper. Cette plaque de verre est généralement elle-même collée à une plaque en acier permettant le maintien de l'ensemble dans le dispositif de découpe par fil.Moreover, for cutting with free abrasives, the piece to be cut, for example a silicon brick, is usually glued on a support to the cut in the form of a glass plate. The wire then completes the cut by traversing about 50% of the thickness of the glass plate so that the wire is completely out of the workpiece. This glass plate is usually itself glued to a steel plate for holding the assembly in the wire cutting device.
Dans le cadre de la découpe par fil à abrasifs liés, la pièce à découper, par exemple une brique de silicium, est habituellement collée sur un support à la découpe qui peut être de différentes natures, par exemple en époxy ou en graphite, entre autres.In the context of the cutting with bonded abrasive wire, the piece to be cut, for example a silicon brick, is usually glued on a support to the cut which may be of different natures, for example epoxy or graphite, among others .
Dans ce cas, le verre n'est pas utilisé car le fil diamanté découpe difficilement le verre et la flèche du fil, présente lors de la découpe, ne peut se résorber correctement dans le verre. Une partie du matériau constituant le support à la découpe se retrouve donc dans le liquide de coupe après la découpe, avec la poudre de silicium lorsqu'elle est récupérée.In this case, the glass is not used because the diamond wire hardly cuts the glass and the arrow of the wire, present during cutting, can not be absorbed properly in the glass. Part of the material constituting the support for cutting is therefore found in the cutting liquid after cutting, with the silicon powder when it is recovered.
De plus, comme pour le premier type de découpe filaire à abrasifs libres, lors de la découpe par fil à abrasifs liés, le fil progresse dans la pièce à découper, en particulier un bloc de silicium, puis dans un support à la découpe de manière à être certain que le fil soit totalement sorti de la pièce, de sorte que les galettes (ou « wafers » en anglais) puissent ensuite être détachées du support. Ce support à la découpe est de même généralement collé, ou bien encore assemblé, par exemple par vissage, à une plaque en acier, permettant le maintien de l'ensemble dans le dispositif de découpe par fil.In addition, as for the first type of wire cutting with free abrasives, when cutting by wire with bonded abrasives, the wire progresses in the workpiece, in particular a block of silicon, then in a support to the cutting so to be certain that the wire is completely out of the room, so that the wafers (or "wafers" in English) can then be detached from the support. This cutting support is likewise generally bonded, or else assembled, for example by screwing, to a steel plate, allowing the assembly to be held in the wire cutting device.
La composition des supports à la découpe est généralement choisie de telle sorte à opposer moins de résistance à la découpe dans le support que dans la pièce à découper, notamment le silicium. Ceci présente l'avantage de permettre un rattrapage rapide de la flèche du fil lorsque le fil sort de la pièce, en particulier du silicium. Toutefois, cela présente également des inconvénients, et notamment les trois principaux détaillés ci-après.The composition of the cutting supports is generally chosen so as to oppose less resistance to cutting in the support than in the part to be cut, in particular silicon. This has the advantage of allowing a quick catch of the arrow of the wire when the wire leaves the room, in particular silicon. However, this also has disadvantages, including the three main detailed below.
Tout d'abord, comme l'illustre la figure 2 schématiquement selon une vue frontale, lors des derniers instants de la découpe, lorsque le fil 10 est principalement en contact avec le matériau du support à la découpe 1, qui oppose le moins de résistance à la découpe par rapport au matériau de la pièce, notamment le silicium 30, la force verticale exercée par le fil 10 sur la courte longueur de silicium 30 restant à découper a tendance à arracher de la matière, au niveau d'une zone Zp de forte pression sur le silicium 30, créant ainsi des éclats sur le bord des galettes ou « wafers ». Afin d'éviter ce phénomène d'arrachement de matière (encore appelé « chipping » en anglais), un ralentissement de la découpe est généralement utilisé, ce qui diminue la productivité de l'équipement.First, as illustrated in Figure 2 schematically in a front view, at the last moments of cutting, when the wire 10 is mainly in contact with the material of the support to the cut 1, which opposes the least resistance in cutting with respect to the material of the part, in particular the silicon 30, the vertical force exerted by the wire 10 on the short length of silicon remaining to be cut has a tendency to tear off material, at a zone Zp of strong pressure on the silicon 30, thus creating splinters on the edge of the wafers or "wafers". To avoid this phenomenon of material tearing (also called "chipping" in English), a slowing of the cut is generally used, which decreases the productivity of the equipment.
De plus, comme l'illustre la figure 3 schématiquement selon une vue longitudinale, compte-tenu du fait que le fil neuf alimente la nappe de fil en entrée de nappe et que le fil usé est situé en sortie de nappe, les fils neuf et usé ne sortent pas de la pièce à découper, en particulier du bloc de silicium 30, au même moment. Plus précisément, le fil neuf sort en premier du silicium 30, et le fil usé sort plus tardivement. Ainsi, sur cette figure 3, la référence 10a représente le fil de sortie de nappe qui n'a encore que peu pénétré dans le support à la découpe 1, et la référence 10b représente le fil d'entrée de nappe qui a pénétré dans le support à la découpe 1. Alors, lors de l'utilisation d'un matériau plus facile à la découpe que le silicium 30 pour le support à la découpe 1, ce qui est donc l'usage dans la découpe par fil à abrasifs liés, le fil en entrée se retrouve donc sans flèche alors que le fil en sortie peut, lui, en présenter encore une. Il peut arriver en fonction du matériau découpé, notamment de la composition utilisée, que l'on ne puisse plus descendre l'ensemble formé par la pièce en silicium 30 et le support 1 dans la machine et que le fil en sortie ne soit pas encore sorti de la pièce en silicium 30. Il faut alors dans ce cas effectuer des allers et retours avec le fil sans déplacer la table supportant l'ensemble, au risque que le fil ne cisaille les fines lamelles créées dans le support par le fil en entrée de nappe et que des galettes tombent alors dans la machine.In addition, as illustrated in Figure 3 schematically in a longitudinal view, given the fact that the new wire feeds the sheet of yarn entering the sheet and that the used yarn is located at the sheet outlet, the son nine and worn do not leave the piece to be cut, in particular the silicon block 30, at the same time. More specifically, the new wire first comes out of the silicon 30, and the used wire comes out later. Thus, in this FIG. 3, reference numeral 10a represents the sheet outlet thread which has only recently penetrated the support for the cut 1, and the reference 10b represents the web entry thread which has penetrated the web. Thus, when using a material easier to cut than the silicon 30 for the support to the cut 1, which is the use in the cutting with wire bonded abrasives, the input wire is therefore without arrow while the output wire can, him, present one more. It can happen depending on the cut material, especially the composition used, that we can not down the assembly formed by the silicon part 30 and the support 1 in the machine and that the output wire is not yet out of the silicon part 30. It is then necessary in this case to go back and forth with the wire without moving the table supporting the assembly, the risk that the wire shears the thin slats created in the support by the input wire tablecloths and that slabs then fall into the machine.
En outre, la composition des supports à la découpe, qui peut être variée, peut contribuer à augmenter de manière significative la contamination des poudres obtenues, notamment des poudres de silicium, qui sont ensuite récupérées pour recyclage.In addition, the composition of the cutting supports, which can be varied, can contribute to significantly increase the contamination of the powders obtained, in particular silicon powders, which are then recovered for recycling.
EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
Par conséquent, il existe un besoin pour proposer une solution optimisée de support à la découpe par fil. Un tel besoin se fait notamment ressentir dans le cadre de la découpe par fil à abrasifs liés, notamment par fil diamanté, de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium pour l'obtention de substrats en « galettes » (« wafers » en anglais), afin notamment de permettre d'améliorer ou de garantir un bon état de surface des galettes sur leur tranche, de permettre de détecter le moment où la flèche du fil se résorbe ou encore d'indiquer le moment où la découpe est terminée, de permettre d'éviter la chute de galettes en entrée de nappe lorsque le rattrapage de la flèche dure trop longtemps, ou encore de permettre de limiter la contamination des poudres de silicium issues de la découpe afin de les recycler. L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un support à la découpe par fil à abrasifs liés d'au moins une pièce à découper réalisée en un premier matériau, caractérisé en ce que le support est réalisé par un assemblage de matériaux différents comprenant au moins le premier matériau, le premier matériau du support étant réparti de manière inhomogène avec les autres matériaux du support.Therefore, there is a need to provide an optimized solution for wire cutting support. Such a need is particularly felt in the context of cutting by wire bonded abrasives, including diamond wire, semiconductor materials such as silicon for obtaining substrates "wafers" ("wafers" in English) , in particular in order to make it possible to improve or guarantee a good surface condition of the wafers on their wafer, to make it possible to detect the moment when the arrow of the wire resorbs or to indicate the moment when the cutting is completed, to allow to prevent the falling of slabs at the entrance of the sheet when catching the boom lasts too long, or to limit the contamination of the silicon powders from the cut for recycling. The object of the invention is to remedy at least partially the needs mentioned above and the drawbacks relating to the embodiments of the prior art. The invention thus has, according to one of its aspects, a support for the cutting by abrasive wire connected with at least one cutting piece made of a first material, characterized in that the support is made by a assembling different materials comprising at least the first material, the first material of the support being distributed inhomogeneously with the other materials of the support.
De façon avantageuse, le support selon l'invention n'est donc pas nécessairement plus facile à découper que le matériau dans lequel est réalisée la pièce à découper, à la différence des solutions de l'art antérieur qui utilisent un support réalisé dans un matériau plus facile à découper que celui de la pièce.Advantageously, the support according to the invention is not necessarily easier to cut than the material in which the piece to be cut is made, unlike the solutions of the prior art which use a support made of a material easier to cut than the one in the room.
Par le terme « fil », on désigne trois variantes de réalisation de la découpe par fil, à savoir : soit une nappe de plusieurs fils, désignée par l'expression « nappe de fils », comprenant plusieurs fils distincts tous sensiblement parallèles entre eux, chaque fil formant un enroulement autour d'organes rotatifs ; soit un fil unique formant une boucle unique ; soit un fil unique enroulé plusieurs fois pour former une pluralité d'enroulements autour d'organes rotatifs définissant ainsi une nappe de brins du fil, tous sensiblement parallèles entre eux, cette nappe de brins du fil étant désignée par l'expression « nappe de fil », fil étant au singulier. Le choix dépend alors du type de dispositif de découpe par fil.By the term "wire" is meant three variants of embodiment of the wire cut, namely: either a sheet of several son, designated by the term "sheet of son", comprising a plurality of separate son all substantially parallel to each other, each wire forming a winding around rotating members; a single wire forming a single loop; or a single wire wound several times to form a plurality of windings around rotating members thus defining a sheet of strands of the wire, all substantially parallel to each other, this web of strands of the wire being designated by the term "wire web ", Thread being in the singular. The choice then depends on the type of wire cutter.
Grâce à l'invention, il peut être possible d'améliorer significativement les états de surface des galettes sur leur tranche, soit une diminution du phénomène de « chipping ». Il est aussi possible d'augmenter la productivité du dispositif de découpe associé au support. En outre, comme expliqué par la suite, il peut être possible de permettre de détecter le moment où la flèche du fil se résorbe ou d'indiquer le moment où la découpe est terminée. De plus, il peut être possible de limiter la contamination des poudres de silicium issues de la découpe au fil diamanté afin de les recycler. Par ailleurs, comme également détaillé par la suite, il peut être possible de réaliser un meilleur nettoyage des galettes et/ou de faciliter le décollement des galettes du support, grâce à des supports dans lesquels des canaux sont présents et qui permettent le passage d'un liquide de nettoyage.Thanks to the invention, it may be possible to significantly improve the surface conditions of the wafers on their wafer, or a decrease in the phenomenon of "chipping". It is also possible to increase the productivity of the cutting device associated with the support. In addition, as explained later, it may be possible to detect the moment when the arrow of the wire is reabsorbed or indicate when the cutting is completed. In addition, it may be possible to limit the contamination of the silicon powders resulting from cutting with diamond wire for recycling. Furthermore, as also detailed later, it may be possible to achieve a better cleaning of the wafers and / or to facilitate the separation of the wafers of the support, thanks to supports in which channels are present and which allow the passage of a cleaning liquid.
Le support à la découpe par fil selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles.The support wire cutting according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics taken separately or in any possible technical combinations.
Le support peut tout particulièrement être réalisé par un assemblage de deux matériaux différents, comprenant le premier matériau et un deuxième matériau, le premier matériau étant réparti de manière inhomogène relativement au deuxième matériau.The support can in particular be made by an assembly of two different materials, comprising the first material and a second material, the first material being unevenly distributed relative to the second material.
De façon avantageuse, hormis le premier matériau, le support peut comporter un matériau, notamment un deuxième matériau, choisi parmi : une résine époxy, un matériau céramique, le graphite, entre autres. Dans le cas d'une résine époxy, elle peut être sélectionnée afin de permettre une facilité de découpe au fil diamant et une contamination minimale de la poudre de silicium obtenue après découpe.Advantageously, apart from the first material, the support may comprise a material, in particular a second material, chosen from: an epoxy resin, a ceramic material, graphite, among others. In the case of an epoxy resin, it can be selected to allow ease of cutting diamond wire and minimal contamination of the silicon powder obtained after cutting.
De façon avantageuse encore, ladite au moins une pièce à découper peut comporter un matériau semi-conducteur, notamment du silicium.Advantageously, said at least one piece to be cut may comprise a semiconductor material, in particular silicon.
De préférence également, le support peut comporter un matériau semi-conducteur, notamment du silicium, notamment au moins une partie en silicium et/ou à base de silicium, par exemple un matériau composite contenant du silicium.Also preferably, the support may comprise a semiconductor material, in particular silicon, in particular at least a portion made of silicon and / or silicon-based, for example a composite material containing silicon.
Le support peut particulièrement comporter du silicium recyclé, provenant des poudres de silicium récupérées à la suite d'une découpe par fil à abrasifs liés.The support may particularly comprise recycled silicon, originating from the silicon powders recovered as a result of cutting by wire with bonded abrasives.
En outre, le support peut comporter une plaque de silicium provenant de la découpe d'un lingot de silicium, de moulage et/ou de frittage.In addition, the support may comprise a silicon wafer from the cutting of a silicon ingot, molding and / or sintering.
En particulier, le support peut être obtenu par la découpe d'une plaque de silicium à partir d'un lingot de silicium, dont la géométrie, à savoir la largeur et la longueur, dépend du dispositif de découpe utilisé. Cette plaque peut alors être collée à une plaque en acier permettant le maintien de l'ensemble dans le dispositif de découpe par fil.In particular, the support can be obtained by cutting a silicon wafer from a silicon ingot whose geometry, namely the width and the length, depends on the cutting device used. This plate can then be glued to a steel plate for holding the assembly in the wire cutting device.
Le support peut encore être obtenu par moulage, du silicium liquide étant coulé dans une lingotière permettant d'obtenir le support à la découpe à la géométrie souhaitée.The support can also be obtained by molding, liquid silicon being poured into an ingot mold to obtain the cutting support to the desired geometry.
Le support peut encore être obtenu par frittage, de la poudre de silicium étant frittée à chaud dans une lingotière permettant d'obtenir le support à la découpe à la géométrie souhaitée.The support can also be obtained by sintering, silicon powder being sintered hot in an ingot mold to obtain the cutting support to the desired geometry.
Par ailleurs, le support peut comporter un assemblage d'une plaque réalisée en le premier matériau, notamment du silicium, et d'une plaque réalisée en le deuxième matériau, les plaques étant assemblées, notamment collées, entre elles.Furthermore, the support may comprise an assembly of a plate made of the first material, in particular silicon, and a plate made of the second material, the plates being assembled, in particular bonded together.
En particulier, le support peut être formé par assemblage, notamment collage, d'une plaque d'un support existant avec une plaque de silicium, de sorte que le fil ne traverse, en fin de découpe, pratiquement que du silicium.In particular, the support can be formed by assembling, in particular bonding, a plate of an existing support with a silicon wafer, so that the wire passes, at the end of cutting, practically only silicon.
De plus, le support peut être réalisé en un deuxième matériau chargé en poudre du premier matériau, la densité du premier matériau dans le deuxième matériau étant variable, étant notamment réalisé en époxy chargé en poudre de silicium avec une densité variable du silicium dans l'époxy, l'époxy étant notamment chargé en silicium par injection.In addition, the support may be made of a second powder-loaded material of the first material, the density of the first material in the second material being variable, being in particular made of epoxy filled with silicon powder with a variable density of silicon in the epoxy, the epoxy being in particular loaded with silicon by injection.
En outre, le support peut comporter des canaux longitudinaux de passage d'un liquide de nettoyage. De même, le support peut comporter des canaux longitudinaux, notamment des rainures, de fixation mécanique à une plaque, notamment une plaque en acier, en particulier d'un ensemble destiné à être intégré à un dispositif de découpe par fil. De tels canaux sont par exemple décrits dans la demande de brevet américain US 2011/0100348 Al dans le cadre de supports à la découpe en céramique pour une technologie de découpe à abrasifs libres. Au contraire, de façon préférentielle, l'invention utilise ce type de canaux pour un support à la découpe en époxy et pour la technologie de découpe par fil à abrasifs liés, en particulier la découpe par fil diamanté.In addition, the support may comprise longitudinal channels for the passage of a cleaning liquid. Similarly, the support may comprise longitudinal channels, in particular grooves, mechanical fixing to a plate, in particular a steel plate, in particular an assembly intended to be integrated with a wire cutting device. Such channels are for example described in US patent application US 2011/0100348 A1 in the context of ceramic cutting supports for a cutting technology with free abrasives. On the contrary, preferably, the invention uses this type of channels for a support for epoxy cutting and for wire cutting technology with bonded abrasives, in particular cutting by diamond wire.
Par ailleurs, le support peut comporter une ou plusieurs parties formant témoins, réalisées en un matériau différent du premier matériau et d'épaisseur égale à l'épaisseur du support, permettant de s'assurer que le fil de découpe n'est plus au niveau de la pièce à découper lorsqu'il est présent au niveau d'une partie formant témoin.Furthermore, the support may comprise one or more control portions, made of a material different from the first material and of a thickness equal to the thickness of the support, making it possible to ensure that the cutting wire is no longer at the same level. the piece to be cut when present at a witness portion.
De plus, le support peut présenter, par observation en vue frontale, une première partie réalisée en le premier matériau, destinée à être en vis-à-vis de la pièce à découper, et une deuxième partie réalisée en un deuxième matériau différent du premier matériau, l'épaisseur de la première partie étant décroissante depuis les bords latéraux du support vers la zone centrale du support, destinée à être en vis-à-vis de la pièce à découper, et inversement pour l'épaisseur de la deuxième partie.In addition, the support may have, by observation in front view, a first portion made of the first material, intended to be vis-à-vis the workpiece, and a second portion made of a second material different from the first material, the thickness of the first part being decreasing from the lateral edges of the support towards the central zone of the support, intended to be vis-à-vis the piece to be cut, and vice versa for the thickness of the second part.
En outre, le support peut présenter, par observation en vue longitudinale, une première partie réalisée en le premier matériau, destinée à être en vis-à-vis de la pièce à découper, et une deuxième partie réalisée en un deuxième matériau différent du premier matériau, l'épaisseur de la première partie étant croissante depuis un premier bord longitudinal du support vers un deuxième bord longitudinal du support, et inversement pour l'épaisseur de la deuxième partie.In addition, the support may have, by observation in longitudinal view, a first portion made of the first material, intended to be opposite the piece to be cut, and a second portion made of a second material different from the first material, the thickness of the first portion being increased from a first longitudinal edge of the support to a second longitudinal edge of the support, and conversely to the thickness of the second portion.
Par ailleurs, l'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un ensemble, caractérisé en ce qu'il comporte un support tel que défini précédemment et une plaque, notamment une plaque en acier, le support étant collé à ladite plaque.In another aspect, the subject of the invention is also an assembly, characterized in that it comprises a support as defined above and a plate, in particular a steel plate, the support being bonded to said plate.
En outre, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de découpe par fil à abrasifs liés d'au moins une pièce à découper, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre au moyen d'un support de découpe par fil tel que défini précédemment, et en ce qu'il comporte l'étape consistant à faire passer le fil de découpe dans un matériau du support dont la difficulté de découpe est identique à celle de la découpe de ladite au moins une pièce à découper.In addition, the invention further relates, in another of its aspects, to a method for cutting abrasive wire with at least one piece to be cut, characterized in that it is implemented by means of a wire cutting medium as defined above, and in that it comprises the step of passing the cutting wire into a material of the support whose cutting difficulty is identical to that of the cutting of said at least a piece to cut.
Le support, l'ensemble et le procédé de découpe par fil selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.The support, assembly and wire cutting method according to the invention may comprise any of the features set forth in the description, taken alone or in any technically possible combination with other characteristics.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - les figures IA, IB et IC illustrent respectivement en perspective trois étapes classiques de briquetage, d'éboutage et de découpe d'un matériau en silicium pour la fabrication de substrats en silicium à des fins de réalisation de cellules photovoltaïques, - la figure 2 illustre, selon une vue frontale partielle, le phénomène d'arrachement de matière provoqué par le fil de découpe à la jonction entre la pièce à découper et le support à la découpe, - la figure 3 illustre, selon une vue longitudinale partielle, le cheminement de la nappe de fil dans la pièce à découper fixée au support à la découpe, - la figure 4 représente, selon une vue frontale partielle, un exemple de support à la découpe conforme à l'invention, - la figure 5 représente, selon une vue longitudinale partielle, un autre exemple de support à la découpe conforme à l'invention, avec présence de la pièce à découper, - la figure 6 représente une variante de réalisation du support à la découpe de la figure 5, - la figure 7 représente une variante de réalisation du support à la découpe de la figure 4, et - la figure 8 représente, selon une vue frontale partielle, un exemple d'ensemble comportant un support à la découpe conforme à l'invention, assemblé avec une plaque en acier pour leur positionnement dans un dispositif de découpe par fil.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood on reading the detailed description which follows, non-limiting examples of implementation thereof, as well as the examination of the figures, schematic and partial, of the accompanying drawing, in which: - Figures IA, IB and IC respectively illustrate in perspective three conventional steps of briquetting, trimming and cutting of a silicon material for the manufacture of silicon substrates for the purpose of producing photovoltaic cells, - Figure 2 illustrates, in a partial front view, the phenomenon of tearing of material caused by the cutting wire at the junction between the workpiece and the support cutout, - Figure 3 illustrates, according to a partial longitudinal view, the path of the sheet of yarn in the piece to be cut fixed to the support at the cut-out, - Figure 4 represents, in a partial front view, an example of a support to the FIG. 5 shows, in a partial longitudinal view, another example of a support for cutting according to the invention, with the presence of the piece to be cut, - FIG. 6 represents an embodiment variant. 5 shows a variant embodiment of the cutting support of FIG. 4, and FIG. 8 shows, in a partial front view, an example of an assembly comprising a support. to the cut according to the invention, assembled with a steel plate for their positioning in a wire cutting device.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.In all of these figures, identical references may designate identical or similar elements.
De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.In addition, the different parts shown in the figures are not necessarily in a uniform scale, to make the figures more readable.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
Les figures IA à 3 ont déjà été décrites précédemment dans la partie relative à l'état de la technique antérieure.FIGS. 1A to 3 have already been described previously in the section relating to the state of the prior art.
Les figures 4 à 8 décrites ci-après visent à illustrer des exemples de réalisation conformes à l'invention de supports 1 à la découpe par fil à abrasifs liés.Figures 4 to 8 described below are intended to illustrate exemplary embodiments according to the invention of supports 1 to the wire cutting with bonded abrasives.
De façon préférentielle et en application à tous les exemples décrits ci-après, le terme « fil » désigne ici une nappe de fil.Preferably and in application to all the examples described below, the term "wire" here designates a sheet of wire.
En outre, les grains d'abrasif fixés sur le fil sont préférentiellement des grains de diamant de sorte que les supports 1 selon l'invention peuvent être considérés comme étant des supports 1 à la découpe par fil diamanté.In addition, the abrasive grains fixed on the wire are preferably diamond grains so that the supports 1 according to the invention can be considered as supports 1 for diamond wire cutting.
De plus, de façon encore préférentielle, la pièce à découper 30 comporte un matériau fragile, en particulier du type semi-conducteur, tel que le silicium cristallin, et la découpe de cette pièce 30 est effectuée à des fins de fabrication de modules photovoltaïques.In addition, more preferably, the workpiece 30 comprises a fragile material, in particular of the semiconductor type, such as crystalline silicon, and the cutting of this piece 30 is carried out for the purpose of manufacturing photovoltaic modules.
Bien entendu, tous les choix évoqués ci-dessus ne sont aucunement limitatifs de l'invention.Of course, all the choices mentioned above are in no way limitative of the invention.
Lors de la découpe des briques de silicium en galettes, une grande partie du silicium est aujourd'hui perdue. Même avec un procédé de découpe selon l'art antérieur, prévoyant notamment une épaisseur d'environ 180 pm pour les galettes et un diamètre du fil d'environ 80 pm, on estime qu'environ 36 % du silicium est perdu lors de la découpe, c'est-à-dire que les copeaux de silicium se mélangent au liquide de coupe, constitué principalement d'eau et d'additifs chimiques.When cutting silicon bricks into slabs, much of the silicon is now lost. Even with a cutting method according to the prior art, providing in particular a thickness of about 180 μm for the wafers and a wire diameter of about 80 μm, it is estimated that about 36% of the silicon is lost during cutting. that is, the silicon chips mix with the cutting liquid, consisting mainly of water and chemical additives.
Avec la technologie de découpe à abrasifs libres, les études sur le recyclage du silicium montrent que ce recyclage n'est pas intéressant, ni économiquement, ni environnementalement. En fait, le coût du recyclage est trop élevé, les rendements sont trop faibles, et cela impose l'utilisation de produits chimiques dangereux.With free-abrasive cutting technology, studies on silicon recycling show that recycling is not interesting, economically or environmentally. In fact, the cost of recycling is too high, the yields are too low, and it requires the use of dangerous chemicals.
Au contraire, avec la technologie de découpe par fil à abrasifs liés, le recyclage peut s'avérer intéressant à plusieurs points de vue. En particulier, les inventeurs ont remarqué qu'il était possible de récupérer une poudre de silicium de bonne qualité. Ils ont également constaté que, par exemple pour un support à la découpe réalisé en époxy chargé de particules d'alumine, contenant donc les éléments chimiques aluminium (Al), sodium (Na) et phosphore (P), la traversée du support par le fil diamanté, constitué d'un cœur en acier contenant du fer (Fe) et d'un revêtement en nickel (Ni) contenant des particules de diamant, en fin de découpe engendre une contamination importante de la poudre en silicium avec les éléments Al, Na et P. Ce constat a pu être établi en faisant un comparatif de la composition chimique de la poudre récoltée en arrêtant le système de filtration, notamment la centrifugation, permettant de récolter la poudre avant que le fil n'entame le support en époxy ou en laissant la centrifugation jusqu'en fin de coupe, autrement dit en permettant au support en époxy d'être découpé.On the contrary, with bonded abrasive wire cutting technology, recycling can be interesting from several points of view. In particular, the inventors have noticed that it is possible to recover a good quality silicon powder. They have also found that, for example, for a cutting support made of epoxy loaded with alumina particles, thus containing the aluminum (Al), sodium (Na) and phosphorus (P) chemical elements, the passage of the support through the diamond wire, consisting of a steel core containing iron (Fe) and a coating of nickel (Ni) containing diamond particles, at the end of cutting generates a significant contamination of the silicon powder with the elements Al, Na and P. This finding could be established by comparing the chemical composition of the powder harvested by stopping the filtration system, especially centrifugation, to harvest the powder before the thread begins to etch the epoxy support or leaving the centrifugation until the end of cutting, in other words by allowing the epoxy support to be cut.
Toutefois, pour éviter la contamination en Al, Na et P de la poudre de silicium, l'arrêt de la centrifugation ou de tout autre système de filtration pour récolter la poudre en ligne juste avant que le fil n'entame le support n'est pas une solution très pratique dans un environnement industriel. En effet, de nombreuses machines fonctionnent généralement en même temps, qui peuvent utiliser un système centralisé d'alimentation en liquide de coupe, et la gestion de l'arrêt de la filtration sur plusieurs équipements et l'évitement de la contamination du liquide de coupe « propre » par un liquide de coupe « contaminé » serait donc très difficile à réaliser, voire pratiquement impossible à faire.However, to avoid contamination of Al, Na and P of the silicon powder, stopping the centrifugation or any other filtration system to collect the powder in line just before the thread begins to etch the support is not a very practical solution in an industrial environment. Indeed, many machines generally operate at the same time, which can use a centralized system of cutting fluid supply, and the management of the filtration stoppage on several equipment and the avoidance of the contamination of the cutting fluid. "Clean" by a "contaminated" cutting fluid would therefore be very difficult to achieve, if not virtually impossible to do.
Aussi, il va maintenant être décrit, en référence aux figures 4 à 8, des supports 1 conformes à l'invention permettant de répondre au moins en partie aux besoins énoncés précédemment.Also, it will now be described, with reference to Figures 4 to 8, supports 1 according to the invention to meet at least partly the needs stated above.
Tout d'abord, en référence à la figure 4, on a représenté, selon une vue frontale partielle, un premier exemple de support 1 à la découpe conforme à l'invention.First, with reference to Figure 4, there is shown, in a partial front view, a first example of support 1 to the cut according to the invention.
Le support 1 est réalisé par l'assemblage d'une première partie PI en un premier matériau avec une deuxième partie P2 en un deuxième matériau, le premier matériau étant en configuration inhomogène relativement au deuxième matériau.The support 1 is made by assembling a first portion P1 into a first material with a second portion P2 into a second material, the first material being in an inhomogeneous configuration relative to the second material.
De façon préférentielle, le premier matériau est du silicium, comme pour la pièce à découper 30. Le deuxième matériau peut être un matériau classiquement utilisé pour un support à la découpe, soit un matériau dont la découpe est plus facile que pour le silicium, par exemple une résine époxy, du graphite, un matériau céramique, entre autres.Preferably, the first material is silicon, as for the workpiece 30. The second material may be a material conventionally used for cutting support, ie a material whose cutting is easier than for silicon, for example. an epoxy resin, graphite, a ceramic material, among others.
De façon avantageuse, le silicium constituant le premier matériau peut provenir d'un recyclage de poudre de silicium issue d'une découpe par fil diamanté précédente.Advantageously, the silicon constituting the first material may come from a recycling of silicon powder from a previous diamond wire cut.
Dans cet exemple de réalisation de la figure 4, le support 1 présente, par observation en vue frontale, une première partie PI, destinée à être en vis-à-vis de la pièce à découper 30, dont l'épaisseur Epi est décroissante depuis chaque bord latéral Ls du support 1 vers la zone centrale ZC du support 1, destinée à être en vis-à-vis de la pièce à découper 30. L'épaisseur Ep2 de la deuxième partie P2 est quant à elle croissante depuis chaque bord latéral Ls du support 1 vers la zone centrale ZC du support 1. De cette façon, l'interface entre les premier et deuxième matériaux forme un « V » inversé. Ainsi, on adapte longitudinalement la difficulté de découpe du support 1, celui-ci étant plus difficile à découper à ses extrémités latérales Ls qu'au niveau de sa partie centrale ZC.In this embodiment of FIG. 4, the support 1 has, by observation in a frontal view, a first portion P1, intended to be opposite the piece to be cut, whose thickness Epi has been decreasing since each lateral edge Ls of the support 1 towards the central zone ZC of the support 1, intended to face the part to be cut 30. The thickness Ep2 of the second part P2 is increasing from each side edge Ls from the support 1 to the central zone ZC of the support 1. In this way, the interface between the first and second materials forms an inverted "V". Thus, the difficulty of cutting the support 1 is adapted longitudinally, the latter being more difficult to cut at its lateral ends Ls than at its central portion ZC.
Le tableau 1 ci-dessous illustre des exemples d'épaisseurs minimale, maximale ou préférentielle en fonction du matériau choisi pour la première partie PI et la deuxième partie P2 :Table 1 below illustrates examples of minimum, maximum or preferred thicknesses depending on the material chosen for the first part PI and the second part P2:
Tableau 1Table 1
Dans l'exemple de la figure 5, le support 1 comporte une première partie PI' en un premier matériau, qui peut être semblable à celui de l'exemple de la figure 4, etIn the example of FIG. 5, the support 1 comprises a first portion PI 'made of a first material, which may be similar to that of the example of FIG. 4, and
une deuxième partie P2' en un deuxième matériau, qui peut être semblable à celui de l'exemple de la figure 4.a second part P2 'made of a second material, which may be similar to that of the example of FIG.
Dans cet exemple, le support 1 présente, par observation en vue longitudinale, une première partie ΡΓ dont l'épaisseur Epr est croissante depuis un premier bord longitudinal lsi du support 1 vers un deuxième bord longitudinal ls2 du support 1, tandis que l'épaisseur Ep2' de la deuxième partie P2' est quant à elle décroissante depuis ce même premier bord longitudinal lsi du support 1 vers ce même deuxième bord longitudinal ls2 du support 1.In this example, the support 1 has, by observation in longitudinal view, a first portion ΡΓ whose thickness Epr is increasing from a first longitudinal edge lsi of the support 1 to a second longitudinal edge ls2 of the support 1, while the thickness Ep2 'of the second part P2' is in turn decreasing from this same first longitudinal edge lsi of the support 1 towards the same second longitudinal edge ls2 of the support 1.
Ainsi, la difficulté de découpe du support 1 est tout d'abord la plus faible en début de découpe, puis elle augmente jusqu'à être maximale en fin de découpe.Thus, the difficulty of cutting the support 1 is first of all the weakest at the beginning of cutting, then it increases to be maximum at the end of cutting.
En reprenant respectivement pour ΡΓ, P2', Epr et Ep2' les exemples donnés précédemment dans le tableau 1 pour PI, P2, Epi et Ep2, le tableau 2 ci-dessous illustre des exemples d'épaisseurs minimale, maximale ou préférentielle obtenues :Taking respectively for ΡΓ, P2 ', Epr and Ep2' the examples given previously in Table 1 for PI, P2, Epi and Ep2, Table 2 below illustrates examples of minimum, maximum or preferred thicknesses obtained:
Tableau 2 L'exemple de réalisation de la figure 6 est une variante de celui de la figure 5. Dans cet exemple, le support 1 comporte des parties formant témoins 3, réalisées en un matériau différent du premier matériau. Ce matériau peut être le même que le deuxième matériau, comme c'est le cas ici, ou bien encore être différent des premier et deuxième matériaux. De façon avantageuse, le matériau des témoins 3 présente une difficulté de découpe plus faible que celle du premier matériau, donc du silicium. L'épaisseur Et des témoins 3 est avantageusement égale à l'épaisseur Es du support 1. De ce fait, au niveau d'un témoin 3, le fil de découpe peut plus facilement sortir de la pièce à découper 30. Autrement dit, les témoins 3 permettent de s'assurer que le fil de découpe n'est plus au niveau de la pièce à découper 30 lorsqu'il est présentTable 2 The embodiment of Figure 6 is a variant of that of Figure 5. In this example, the support 1 comprises control portions 3, made of a material different from the first material. This material may be the same as the second material, as is the case here, or be different from the first and second materials. Advantageously, the material of the controls 3 has a lower cutting difficulty than the first material, so silicon. The thickness And of the witnesses 3 is advantageously equal to the thickness Es of the support 1. As a result, at the level of a witness 3, the cutting wire can more easily exit the piece to be cut 30. In other words, the indicators 3 make it possible to ensure that the cutting wire is no longer at the level of the workpiece 30 when it is present
au niveau d'un témoin 3. Les témoins 3 peuvent être ou non régulièrement répartis longitudinalement sur le support 1. Ils sont, comme dans cet exemple, préférentiellement situés au niveau des extrémités longitudinales du support 1 et éventuellement au niveau de sa partie centrale.at the level of a control 3. The witnesses 3 may or may not be evenly distributed longitudinally on the support 1. They are, as in this example, preferably located at the longitudinal ends of the support 1 and possibly at its central portion.
En reprenant les valeurs prises pour PI, P2, Epi, Ep2, PI', P2', Epr et Ep2' dans les tableaux 1 et 2 précédents, l'épaisseur Et peut avoir une épaisseur minimale de 0 mm, une épaisseur maximale de 19 mm, et une épaisseur préférentielle de 19 mm.By taking again the values taken for PI, P2, Epi, Ep2, PI ', P2', Epr and Ep2 'in the preceding tables 1 and 2, the thickness Et can have a minimum thickness of 0 mm, a maximum thickness of 19 mm, and a preferred thickness of 19 mm.
Par ailleurs, l'exemple de réalisation de la figure 7 est une variante de celui de la figure 4. Dans cet exemple, le support 1 comporte des canaux longitudinaux 5 de passage d'un liquide de nettoyage, qui sont par exemple répartis régulièrement dans le support 1, pouvant être en chevauchement sur les première PI et deuxième P2 parties.Furthermore, the embodiment of FIG. 7 is a variant of that of FIG. 4. In this example, the support 1 comprises longitudinal channels 5 for the passage of a cleaning liquid, which are for example regularly distributed in the support 1, which may be overlapped on the first PI and second P2 parts.
De plus, le support 1 comporte également des rainures 6 de fixation mécanique à une plaque en acier 50, correspondant à la plaque portant le support 1 dans le dispositif de découpe par fil.In addition, the support 1 also comprises grooves 6 for mechanical attachment to a steel plate 50, corresponding to the plate carrying the support 1 in the wire cutting device.
De façon avantageuse, ces rainures de fixation 6 permettent un assemblage mécanique aisé du support 1 à la plaque 50, et les canaux longitudinaux 5 de passage d'un liquide de nettoyage permettent un nettoyage efficace des galettes de silicium.Advantageously, these fixing grooves 6 allow easy mechanical assembly of the support 1 to the plate 50, and the longitudinal channels 5 for the passage of a cleaning liquid allow efficient cleaning of the silicon wafers.
La figure 8 représente, selon une vue frontale, un exemple d'ensemble 40 comportant une plaque en acier 50, un support 1 conforme à l'invention et un bloc de silicium 30 à découper.FIG. 8 represents, in a front view, an exemplary assembly 40 comprising a steel plate 50, a support 1 according to the invention and a block of silicon 30 to be cut.
Le support 1 est par exemple un support en époxy chargé en poudre de silicium par injection.The support 1 is, for example, an epoxy support loaded with silicon powder by injection.
En comparaison avec un support en époxy chargé en alumine, le support 1 réalisé en époxy chargé en silicium présente plusieurs avantages. Il peut notamment permettre de récupérer une poudre de silicium moins contaminée que lors de l'utilisation d'un support classique, sans avoir à arrêter le système de filtration, par exemple la centrifugation, avant la fin de la découpe, tout en permettant un meilleur nettoyage des galettes et en évitant le phénomène d'arrachement de matière (ou « chipping »). En effet, le support 1 tel que représenté à la figure 8 permet, une fois la découpe finie, de faire passer des buses d'aspersion de liquide de nettoyage à l'intérieur des canaux longitudinaux de passage 5, ce qui permet de faire passer le liquide entre chaque galette et permet donc d'obtenir un meilleur état de surface, et une meilleure propreté. Ce support 1 permet également d'éviter le collage et le décollement du support à la plaque d'acier 50 du fait d'un assemblage mécanique par le biais des rainures de fixation 6.In comparison with an epoxy support loaded with alumina, the support 1 made of epoxy loaded with silicon has several advantages. It can in particular make it possible to recover a less contaminated silicon powder than when using a conventional support, without having to stop the filtration system, for example centrifugation, before the end of the cutting, while allowing better cleaning patties and avoiding the phenomenon of tearing material (or "chipping"). Indeed, the support 1 as shown in Figure 8 allows, once the finished cut, to pass the cleaning fluid spraying nozzles inside the longitudinal passage channels 5, which allows to pass the liquid between each slab and thus allows to obtain a better surface state, and a better cleanliness. This support 1 also makes it possible to prevent sticking and detachment of the support from the steel plate 50 due to mechanical assembly via the fixing grooves 6.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier.Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described. Various modifications may be made by the skilled person.
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