專利名稱：一種硅片切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅片，尤其是涉及一種硅片切割方法。
技術(shù)背景隨著能源的緊缺，光伏發(fā)電越來越多的受到人們的關(guān)注，太陽能電池硅片的市場需 求量也越來越大。太陽能電池硅片是將方形單晶硅棒切割成薄片而成的，但由于硅晶材 料價(jià)格昂貴，尤其在國內(nèi)硅晶材料極其稀缺，因此如何降低太陽能電池硅片的成本對(duì)于 提高太陽能對(duì)傳統(tǒng)能源的競爭力至關(guān)重要。為能夠降低太陽能電池硅片的成本，需使一根方形單晶硅棒能夠切得更多的硅片， 也就是讓每片硅片盡量薄，但這對(duì)硅片切割技術(shù)提出了非常高的要求，同時(shí)也使得傳統(tǒng) 的刀片切割方法被淘汰。硅片多線切割技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的硅片加工技術(shù)，它 不同于傳統(tǒng)的刀鋸片、砂輪片等切割方式，也不同于先進(jìn)的激光切割和內(nèi)圓切割，其原 理是通過一根高速運(yùn)動(dòng)的鋼絲帶動(dòng)附著在鋼絲上的切割刃料對(duì)方形單晶硅棒進(jìn)行摩擦， 從而達(dá)到切割效果。目前市場上常見的硅片切割機(jī)就是一種應(yīng)用多線切割原理的加工設(shè) 備，該硅片切割機(jī)包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有切割室、驅(qū)動(dòng)裝置、排線裝置及控制系統(tǒng)， 切割室的上方設(shè)置有可以上下移動(dòng)的工作平臺(tái)，工作平臺(tái)上設(shè)置有工件夾具，工件夾具 上活動(dòng)連接有用于夾持硅棒的夾板，切割室的下方設(shè)置有第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪，第一導(dǎo) 輪上設(shè)置有多個(gè)第一線槽，第二導(dǎo)輪上設(shè)置有與第一線槽相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二線槽，各個(gè) 第一線槽的間距為327//附，各個(gè)第二線槽的間距為327/zm,切割室上方的兩側(cè)設(shè)置有用于噴射沙漿的沙漿噴嘴，驅(qū)動(dòng)裝置包括工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線 線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接有第一 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接有第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)軸承， 第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)軸承，排線裝置包括放線線軸、第一排線輪、第一擺動(dòng)輪、 第一測力輪、收線線軸、第二排線輪、第二擺動(dòng)輪及第二測力輪，放線線軸連接于第一 驅(qū)動(dòng)軸承上，收線線軸連接于第二驅(qū)動(dòng)軸承上，放線線軸上預(yù)先繞設(shè)有切割線，控制系 統(tǒng)用于控制整個(gè)硅片切割機(jī)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向，控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 工作平臺(tái)的升降及控制沙漿噴嘴工作。利用該硅片切割機(jī)進(jìn)行硅片切割的主要過程為 第一步，將繞設(shè)有切割線的放線線軸安裝于第一驅(qū)動(dòng)軸承上，將收線線軸安裝于第二驅(qū) 動(dòng)軸承上，將切割線的線頭依次繞過第一排線輪、第一擺動(dòng)輪及第一測力輪，然后從第一導(dǎo)輪的外側(cè)進(jìn)線，通過各個(gè)第一線槽及各個(gè)第二線槽將切割線重復(fù)環(huán)繞于第一導(dǎo)輪和 第二導(dǎo)輪上進(jìn)行布線，布線后從第二導(dǎo)輪的外側(cè)出線，第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間的切割 線構(gòu)成一個(gè)線間距為207/zw的平行線網(wǎng)，切割線的線頭再依次繞過第二測力輪、第二 擺動(dòng)輪及第二排線輪與收線線軸連接；第二步，將待切割的硅棒的一個(gè)軸向側(cè)面粘于一 塊玻璃上，然后利用活動(dòng)連接于工件夾具上的夾板夾住玻璃，再調(diào)整工件夾具的高度及 夾板的深度使硅棒位于平行線網(wǎng)的正上方且靠近平行線網(wǎng)；第三步，調(diào)整工件夾具帶動(dòng) 硅棒下降的下降速度，下降速度為30mm/min 40mm/min，調(diào)整切割線前進(jìn)的行進(jìn)速度， 行進(jìn)速度為9.5m/s 11.5m/s;第四步，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng) 電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，放線線軸上的切割線以 9.5m/s 11.5m/s的行進(jìn)速度向收線線軸前進(jìn)，同時(shí)沙漿噴嘴向平行線網(wǎng)均勻噴射沙槳及 工件夾具帶動(dòng)硅棒以30mm/min 40mm/min的下降速度向平行線網(wǎng)下降,沙漿包裹切割 線對(duì)硅棒進(jìn)行切割；第五步，當(dāng)硅棒被切割成多個(gè)厚度為180/z/n的硅片時(shí)，控制系統(tǒng) 控制各驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步停止工作，及控制沙漿噴嘴停止向平行線網(wǎng)噴射沙漿，同時(shí)控制工 作平臺(tái)上升，待上升結(jié)束，取出切割完成的硅片。上述硅片切割技術(shù)與其他傳統(tǒng)的切割 技術(shù)相比，具有效率高、產(chǎn)能高、精度高等優(yōu)點(diǎn)，但由于切割線在切割硅棒過程中可能 會(huì)出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)偏差，再加上切割線在對(duì)硅棒進(jìn)行切割過程中始終是定向前進(jìn)的，且切割 完成需要長達(dá)8個(gè)小時(shí)左右，這樣使得切割線產(chǎn)生較大的累積偏差，從而將導(dǎo)致切割得 到的硅片存在厚薄不均的現(xiàn)象，或者硅片的兩表面質(zhì)量不夠理想等情況，最終影響了硅 片的出品率，另一方面，這種切割方法在對(duì)硅棒進(jìn)行切割過程中切割線始終是定向前進(jìn) 的， 一刀切到頭，這樣比較浪費(fèi)切割線，使切割線的單位長度硅片切割數(shù)量較低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠縮小切割得到的硅片上下厚薄的差異， 且可有效提高切割線的利用率的硅片切割方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種硅片切割方法，包括以下步驟: ①將繞設(shè)有切割線的放線線軸安裝于第一驅(qū)動(dòng)軸承上，將收線線軸安裝于第二驅(qū)動(dòng)軸承 上，將切割線的外露線頭依次繞過第一排線輪、第一擺動(dòng)輪及第一測力輪，然后從第一 導(dǎo)輪的外側(cè)進(jìn)線，通過第一線槽及第二線槽將切割線重復(fù)環(huán)繞于第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪上 進(jìn)行布線，布線后切割線的外露線頭從第二導(dǎo)輪的外側(cè)出線，第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間的切割線構(gòu)成一個(gè)線間距為207///W的平行線網(wǎng)，切割線的外露線頭再依次繞過第二測力輪、第二擺動(dòng)輪及第二排線輪與收線線軸連接；②將待切割的硅棒的一個(gè)軸向側(cè)面粘 貼于一塊玻璃上，然后利用活動(dòng)連接于工件夾具上的夾板夾住玻璃，再調(diào)整夾板的深度,5使硅棒位于平行線網(wǎng)的正上方，最后控制系統(tǒng)控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)下降 至使硅棒靠近平行線網(wǎng)的位置；③設(shè)定工作平臺(tái)帶動(dòng)硅棒下降的下降速度，及切割線前 進(jìn)的行進(jìn)速度；④控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng) 電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制沙漿噴嘴向平行線網(wǎng)均勻噴射沙 漿，及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)帶動(dòng)硅棒以設(shè)定的下降速度下降，沙漿包裹 切割線對(duì)硅棒進(jìn)行切割；⑤當(dāng)硅片切割完成后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線 線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步停止工作，同時(shí)控制系統(tǒng)控 制沙漿噴嘴停止向平行線網(wǎng)噴射沙漿，及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)上升，待 工作平臺(tái)上升至可方便取出切割完的硅片的位置時(shí)，取出切割完成的硅片；對(duì)硅棒進(jìn)行 切割的過程包括控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電 機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)放線線軸正向放線，放線 線軸上的切割線以設(shè)定的行進(jìn)速度向收線線軸前進(jìn)，沙漿包裹切割線對(duì)硅棒進(jìn)行正向切 害ij,當(dāng)放線線軸正向放線250m 270m后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸 驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)收線線軸反向放線，收線線軸上的切割線以設(shè)定的行進(jìn)速度向放線線軸前進(jìn)，沙漿包 裹切割線對(duì)硅棒進(jìn)行反向切割，當(dāng)收線線軸反向放線60m 70m后，再往復(fù)對(duì)硅棒進(jìn)行 正向切割和反向切割，直至硅片切割完成。
所述的下降速度為25mm/min 35mm/min，所述的行進(jìn)速度為9.5m/s 11.5m/s。 所述的下降速度為28mm/min，所述的行進(jìn)速度為10m/s。 所述的放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述的放線線軸正向放線的線長為260m。 所述的收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述的收線線軸反向放線的線長為65m。 所述的沙漿由切割液和顆粒刀具混合而成，所述的切割液和所述的顆粒刀具的混合 比例為l: 1，所述的切割液主要由聚乙二醇組成，所述的聚乙二醇的質(zhì)量含量至少為 95%，所述的顆粒刀具主要由碳化硅組成，所述的碳化硅的質(zhì)量含量至少為95%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)放線線軸正向放線 250m 270m后，通過控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪 驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，再在收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)收線線軸反向 放線60m 70m后，由控制系統(tǒng)控制四個(gè)電機(jī)再次正向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣反復(fù)一來一回類似于 拉鋸條式對(duì)硅棒進(jìn)行來回切割，由于在切割線往前走了一段距離后，切割線再往回走了 一段距離，這樣使得切割線中的一部分切割線經(jīng)過三次切割行動(dòng)，在保證切割線不受斷 裂影響的情況下，有效提高了切割線的利用率，且由于是來回對(duì)硅棒進(jìn)行切割的，在正 向切割硅棒時(shí)可能會(huì)因?yàn)榍懈罹€的偏離方向而使硅片產(chǎn)生厚薄不均，但在反向切割時(shí)會(huì) 有效矯正方向，大大縮小了硅片的厚薄差異，從而提高了硅片的質(zhì)量。


圖1為硅片切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例一本發(fā)明的硅片切割方法可用于現(xiàn)有的硅片切割機(jī)上，現(xiàn)有的硅片切割機(jī) 如圖1所示，其包括殼體(圖中未示出)，殼體內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置l、排線裝置2、切割 室3及控制系統(tǒng)(圖中未示出)。切割室3的上方設(shè)置有工作平臺(tái)31，工作平臺(tái)31上設(shè) 置有工件夾具32，工件夾具上活動(dòng)連接有用于夾持硅棒7的夾板36，切割室3的下方 設(shè)置有第一導(dǎo)輪33和第二導(dǎo)輪34，第一導(dǎo)輪33上徑向設(shè)置有多個(gè)第一線槽(圖中未示 出)，第二導(dǎo)輪34上徑向設(shè)置有與第一線槽相對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二線槽(圖中未示出)，各
個(gè)第一線槽的間距為327/zm，各個(gè)第二線槽的間距為327/iw，這樣通過第一線槽和第
二線槽進(jìn)行布線可形成一個(gè)平行線網(wǎng)，切割室3上方的兩側(cè)設(shè)置有用于噴射沙漿(圖中 未示出)的沙漿噴嘴9。驅(qū)動(dòng)裝置1包括工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖中未示出)、放線線軸驅(qū) 動(dòng)電機(jī)ll、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、用于驅(qū)動(dòng)第一導(dǎo)輪33轉(zhuǎn)動(dòng)的第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖 中未示出)及用于驅(qū)動(dòng)第二導(dǎo)輪34轉(zhuǎn)動(dòng)的第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)(圖中未示出)，放線線軸 驅(qū)動(dòng)電機(jī)11連接有第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12連接有第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5，第 一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括第一驅(qū)動(dòng)軸承41，第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括第二驅(qū)動(dòng)軸承51，排線裝置2 包括放線線軸21、第一排線輪22、第一擺動(dòng)輪23、第一測力輪24、收線線軸25、第二 排線輪26、第二擺動(dòng)輪27及第二測力輪28，放線線軸21連接于第一驅(qū)動(dòng)軸承41上， 收線線軸25連接于第二驅(qū)動(dòng)軸承51上，放線線軸41上預(yù)先繞設(shè)有切割線6。控制系統(tǒng) 控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)ll、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)33、第二導(dǎo)輪驅(qū) 動(dòng)電機(jī)34的速度及轉(zhuǎn)向，控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)31的升降及沙漿噴嘴9 工作。
本發(fā)明的硅片切割方法具體包括以下步驟
①將繞設(shè)有切割線6的放線線軸21安裝于第一驅(qū)動(dòng)軸承41上，將收線線軸25安 裝于第二驅(qū)動(dòng)軸承51上，將切割線6的外露線頭依次繞過第一排線輪22、第一擺動(dòng)輪 23及第一測力輪24，然后從第一導(dǎo)輪33的外側(cè)進(jìn)線，通過第一導(dǎo)輪33上的第一線槽 及第二導(dǎo)輪34上的第二線槽將切割線重復(fù)環(huán)繞于第二導(dǎo)輪34和第一導(dǎo)輪33上進(jìn)行布 線，布線后切割線6的外露線頭從第二導(dǎo)輪34的外側(cè)出線，第一導(dǎo)輪33和第二導(dǎo)輪34
之間的切割線6構(gòu)成一個(gè)線間距為207///n的平行線網(wǎng)8，切割線6的外露線頭再依次繞
7過第二測力輪28、第二擺動(dòng)輪27及第二排線輪26與收線線軸25連接。在本實(shí)施例中 切割線6采用線徑為0.12mm的鋼絲。
② 將待切割的硅棒7的一個(gè)軸向側(cè)面粘貼于一塊玻璃35上，然后利用活動(dòng)連接于 工件夾具32上的夾板36夾住玻璃35，使硅棒7的軸線與第一導(dǎo)輪33及第二導(dǎo)輪34 的軸線平行，即使硅棒7的軸線與平行線網(wǎng)8中的各段切割線在空間相垂直，再調(diào)整夾 板36的深度，即調(diào)整夾板36在工件夾具32中的軸向位置，使硅棒7位于平行線網(wǎng)8 的正上方，最后控制系統(tǒng)控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)下降，以調(diào)整工件夾具32 的高度，使硅棒7靠近平行線網(wǎng)8。
③ 設(shè)定工作平臺(tái)31帶動(dòng)硅棒7下降的下降速度及切割線6前進(jìn)的行進(jìn)速度。在此 可將下降速度設(shè)定為29mm/min,將行進(jìn)速度設(shè)定為10m/s。
④ 控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī) 及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)放線線軸21正向放線， 收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線軸25正向收線，放線線軸21上的切割線6以設(shè)定的 行進(jìn)速度10 m/s向收線線軸25前進(jìn)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制沙漿噴嘴9向平行線網(wǎng)8均勻 噴射沙漿及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)31帶動(dòng)硅棒7以設(shè)定的下降速度 29mm/min下降，沙漿包裹切割線6對(duì)硅棒7進(jìn)行正向切割，當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū) 動(dòng)放線線軸21正向放線270m后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)ll、收線線軸驅(qū)動(dòng) 電機(jī)12、第一導(dǎo)了輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī) 12驅(qū)動(dòng)收線線軸25反向放線，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)放線線軸21反向收線，收線 線軸25上的切割線6以設(shè)定的行進(jìn)速度10m/s向放線線軸21前進(jìn)，沙漿包裹切割線6 對(duì)硅棒7進(jìn)行反向切割，當(dāng)收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線軸25反向放線70m后，再 由控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第 二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)硅棒7進(jìn)行正向切割，當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng) 放線線軸21正向放線270m后，再由控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、收線線軸驅(qū) 動(dòng)電機(jī)12、第一導(dǎo)了輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)硅棒7進(jìn)行反向 切割，當(dāng)收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線軸25反向放線70m后，再往復(fù)對(duì)硅棒7進(jìn)行 正向切割和反向切割， 一來一回地切割類似于拉鋸條式地切割，直至硅片切割完成。在 整個(gè)切割過程中沙漿噴嘴9 一直向平行線網(wǎng)8均勻噴射沙漿，沙槳包裹切割線6對(duì)硅棒 進(jìn)行正向或反向切割，工作平臺(tái)31帶動(dòng)硅棒7 —直以設(shè)定的下降速度下降。在此沙漿 由切割液和顆粒刀具混合而成，切割液和顆粒刀具的混合比例為l: 1，切割液主要由聚 乙二醇組成，聚乙二醇的質(zhì)量含量至少為95%,顆粒刀具主要由碳化硅和氧化鐵組成， 碳化硅的質(zhì)量含量至少為95%。
硅棒7經(jīng)平行線網(wǎng)8被切割成多個(gè)厚度為180//m的硅片大約需8個(gè)小時(shí)左右， 當(dāng)硅片切割完成后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步停止工作，同時(shí)控制系統(tǒng)控制沙漿噴嘴9停止向 平行線網(wǎng)8噴射沙漿，及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)31上升，待工作平臺(tái)31 上升至可方便取出切割完的硅片的位置時(shí)，取出切割完成的硅片，完成硅片切割過程。
上述過程完成了一根硅棒的切割，如需切割下一根硅棒，只需在取出已切割好的硅 片之后，重復(fù)步驟② ⑤。而當(dāng)放線線軸21上的切割線全部用完后，則需重新取一個(gè) 新的放線線軸，再重復(fù)上述步驟以實(shí)現(xiàn)硅棒的切割。
實(shí)施例二本實(shí)施與實(shí)施例一基本相同，不同之處僅在于在本實(shí)施例中，將下降速 度設(shè)定為25mm/min，行進(jìn)速度設(shè)定為9.5m/s，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)放線線軸21 正向放線的線長設(shè)為250m，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線軸25反向放線的線長設(shè) 為60m，這樣當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12正向轉(zhuǎn)動(dòng)大約26.3s后， 放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12需反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間大約為6.3s 左右，在放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12反向轉(zhuǎn)動(dòng)6.3s后放線線軸驅(qū)動(dòng)電 機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12再次正向轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施例三本實(shí)施例與實(shí)施例一和實(shí)施例二基本相同，不同之處僅在于在本實(shí)施例 中，將下降速度設(shè)定為28mm/min,行進(jìn)速度設(shè)定為11.5m/s，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11驅(qū) 動(dòng)放線線軸21正向放線的線長設(shè)為265m，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線軸25反向 放線的線長設(shè)為60m，這樣當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12正向轉(zhuǎn)動(dòng)大 約23s后，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12需反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間 大約為5.2s左右，在放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12反向轉(zhuǎn)動(dòng)5.2s后放線 線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12再次正向轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)施例四本實(shí)施例與實(shí)施例一、實(shí)施例二及實(shí)施例三基本相同，不同之處僅在于 在本實(shí)施例中，將下降速度設(shè)定為30mm/min,行進(jìn)速度設(shè)定為10m/s，放線線軸驅(qū)動(dòng) 電機(jī)11驅(qū)動(dòng)放線線軸21正向放線的線長設(shè)為260m，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)收線線 軸25反向放線的線長設(shè)為65m，這樣當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12 正向轉(zhuǎn)動(dòng)大約26s后，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12需反向轉(zhuǎn)動(dòng)，反向 轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間大約為6.5s左右，在放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12反向轉(zhuǎn)動(dòng) 6.5s后放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)12再次正向轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明切割方法對(duì)切割線正向前進(jìn)和反向前進(jìn)距離的要求是較為嚴(yán)格的，既要提高 切割線的利用率，又要保證硅片的質(zhì)量，還要保證切割線在切割過程中不斷。如果將切 割線反向前進(jìn)的距離設(shè)置為與其正向前進(jìn)的距離相同，這樣的話就成了反復(fù)在利用某一 段切割線，這樣必然會(huì)造成切割線的斷裂；如果切割線正向前進(jìn)的距離與其反向前進(jìn)的 距離之差小于其正向前進(jìn)的距離一半，這樣切割線將來回對(duì)硅棒切割多次，雖然提高了 切割線的利用率，但是考慮到各驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)需要一個(gè)加速減速的過程，這樣使得切 割線的平均速度降低，但是考慮到工作平臺(tái)下降速度是不變的，這樣可能會(huì)造成切割線經(jīng)多次磨擦，斷裂的機(jī)率極高，同時(shí)硅片表面可能會(huì)出現(xiàn)較大的凹凸重復(fù)紋路；如果切 割線反向前進(jìn)的距離設(shè)置的極小，這樣來回切割的意義將不是非常大；利用本發(fā)明進(jìn)行 硅片切割時(shí)， 一般切割線正向前進(jìn)的距離與其反向前進(jìn)的距離之差大于其正向前進(jìn)的距 離一半以上都是可以的，本發(fā)明的具體實(shí)施例中給出的數(shù)據(jù)均是在實(shí)際加工過程中獲取 的經(jīng)驗(yàn)值。
使用如圖1所示的硅片切割機(jī)進(jìn)行硅片切割，假設(shè)放線線軸上繞設(shè)的切割線的總長 為550公里，分別利用現(xiàn)有的單向前進(jìn)切割方法與本發(fā)明方法進(jìn)行硅片切割， 一般情況 下，利用現(xiàn)有的單向前進(jìn)切割方法， 一捆550公里的切割線一刀需270公里左右即切一 根硅棒需270公里左右，這樣550公里的切割線只能切兩根硅棒，且切割好的硅片上下 會(huì)出現(xiàn)厚薄不均的情況；利用本發(fā)明方法， 一捆550公里的切割線一刀只需135公里左 右即切一根硅棒需135公里左右，這樣550公里的切割線可以切四根硅棒，且切割好的 硅片上下厚度比較均勻，從數(shù)據(jù)對(duì)比可知，本發(fā)明方法大大提高了切割線的利用率，且 提高了硅片的質(zhì)量和性能。
權(quán)利要求
1、一種硅片切割方法，包括以下步驟①將繞設(shè)有切割線的放線線軸安裝于第一驅(qū)動(dòng)軸承上，將收線線軸安裝于第二驅(qū)動(dòng)軸承上，將切割線的外露線頭依次繞過第一排線輪、第一擺動(dòng)輪及第一測力輪，然后從第一導(dǎo)輪的外側(cè)進(jìn)線，通過第一線槽及第二線槽將切割線重復(fù)環(huán)繞于第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪上進(jìn)行布線，布線后切割線的外露線頭從第二導(dǎo)輪的外側(cè)出線，第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪之間的切割線構(gòu)成一個(gè)線間距為207μm的平行線網(wǎng)，切割線的外露線頭再依次繞過第二測力輪、第二擺動(dòng)輪及第二排線輪與收線線軸連接；②將待切割的硅棒的一個(gè)軸向側(cè)面粘貼于一塊玻璃上，然后利用活動(dòng)連接于工件夾具上的夾板夾住玻璃，再調(diào)整夾板的深度，使硅棒位于平行線網(wǎng)的正上方，最后控制系統(tǒng)控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)下降至使硅棒靠近平行線網(wǎng)的位置；③設(shè)定工作平臺(tái)帶動(dòng)硅棒下降的下降速度，及切割線前進(jìn)的行進(jìn)速度；④控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制系統(tǒng)控制沙漿噴嘴向平行線網(wǎng)均勻噴射沙漿，及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)帶動(dòng)硅棒以設(shè)定的下降速度下降，沙漿包裹切割線對(duì)硅棒進(jìn)行切割；⑤當(dāng)硅片切割完成后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步停止工作，同時(shí)控制系統(tǒng)控制沙漿噴嘴停止向平行線網(wǎng)噴射沙漿，及控制工作平臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作平臺(tái)上升，待工作平臺(tái)上升至可方便取出切割完的硅片的位置時(shí)，取出切割完成的硅片；其特征在于對(duì)硅棒進(jìn)行切割的過程包括控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步正向轉(zhuǎn)動(dòng)，放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)放線線軸正向放線，放線線軸上的切割線以設(shè)定的行進(jìn)速度向收線線軸前進(jìn)，沙漿包裹切割線對(duì)硅棒進(jìn)行正向切割，當(dāng)放線線軸正向放線250m～270m后，控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)收線線軸反向放線，收線線軸上的切割線以設(shè)定的行進(jìn)速度向放線線軸前進(jìn)，沙漿包裹切割線對(duì)硅棒進(jìn)行反向切割，當(dāng)收線線軸反向放線60m～70m后，再往復(fù)對(duì)硅棒進(jìn)行正向切割和反向切割，直至硅片切割完成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片切割方法，其特征在于所述的下降速度為 25mm/min 35mm/min，所述的行進(jìn)速度為9.5m/s 11.5m/s。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅片切割方法，其特征在于所述的下降速度為 28mm/min，所述的行進(jìn)速度為10m/s。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種硅片切割方法，其特征在于所述的放 線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述的放線線軸正向放線的線長為260m。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的一種硅片切割方法，其特征在于所述的收 線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述的收線線軸反向放線的線長為65m。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅片切割方法，其特征在于所述的沙漿由切割液和 顆粒刀具混合而成，所述的切割液和所述的顆粒刀具的混合比例為l: 1，所述的切割液 主要由聚乙二醇組成，所述的聚乙二醇的質(zhì)量含量至少為95%，所述的顆粒刀具主要由 碳化硅組成，所述的碳化硅的質(zhì)量含量至少為95%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅片切割方法，當(dāng)放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)放線線軸正向放線250m～270m后，通過控制系統(tǒng)控制放線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)及第二導(dǎo)輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)，再在收線線軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)收線線軸反向放線60m～70m后，由控制系統(tǒng)控制四個(gè)電機(jī)再次正向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣反復(fù)一來一回類似于拉鋸條式對(duì)硅棒進(jìn)行來回切割，由于在切割線往前走了一段距離后，切割線再往回走了一段距離，這樣在保證切割線不受斷裂影響的情況下，有效提高了切割線的利用率，且由于是來回對(duì)硅棒進(jìn)行切割的，在正向切割硅棒時(shí)可能會(huì)使硅片上下產(chǎn)生厚薄不均，但在反向切割時(shí)會(huì)有效矯正方向，大大縮小硅片上下的厚薄差異，從而提高了硅片的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B28D5/04GK101628452SQ20091010133
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者敏 莊, 徐洪峰, 王作為, 賀林豐 申請人:寧波升日太陽能電源有限公司