專(zhuān)利名稱(chēng)：硅片加工裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多線切割太陽(yáng)能硅片切割技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種硅片加工裝置及方法。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電主要是通過(guò)光生伏特效應(yīng)原理將光能轉(zhuǎn)化為電能的新技術(shù)。光伏技術(shù)是人類(lèi)進(jìn)一步利用太陽(yáng)能資源的一種新思路，它的發(fā)展極大的方便了人類(lèi)的生活。光伏產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是硅材料工業(yè)，硅單晶材料是半導(dǎo)體工業(yè)的基礎(chǔ)，材料加工又是基礎(chǔ)之基礎(chǔ)。硅片的制作主要是通過(guò)SiC(碳化硅)游離磨料的線切割來(lái)實(shí)現(xiàn)的，硅錠切片作為光伏技術(shù)中最基本的工序，它對(duì)以后的工序(外延、氧化、擴(kuò)散、腐蝕、鈍化、光刻等)有至關(guān)重要的作用。在硅片加工的過(guò)程中，必須達(dá)到以后工序所要求的平坦度、平行度、彎曲度、翹曲度，必須最大限度地減少雜質(zhì)微粒，為以后工序的進(jìn)行打下基礎(chǔ)。因此，SiC游離磨料線切割技術(shù)在光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中占有舉足輕重的作用。線切割技術(shù)是新興的硅晶片的加工工藝，在硅片加工領(lǐng)域逐漸取代內(nèi)切圓切割。 它適用于加工大直徑、超薄片、大批量硅晶片的生產(chǎn)。多線切割過(guò)程中金屬線左右方向迅速移動(dòng)，硅錠則配合金屬線移動(dòng)速度由上至下緩慢移動(dòng)。游離磨料直徑為5 30μπι，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼絲帶動(dòng)下，以滾動(dòng)、嵌入和刮擦的形式作用在硅晶棒上，完成切割。多線切割機(jī)為單線往復(fù)式切割，包括其特有的垂直平衡滑動(dòng)系統(tǒng)、弧形搖擺切割系統(tǒng)，砂漿噴嘴半浸入系統(tǒng)和線輪半同步遞減可變速系統(tǒng)等，保證了硅片加工過(guò)程的穩(wěn)定性。在太陽(yáng)能級(jí)硅片的線切割加工過(guò)程中，線切割能力不足往往導(dǎo)致線痕、崩邊等不良品出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷線，大大的制約了游離磨料線切割技術(shù)的發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)人們?cè)噲D通過(guò)增加砂漿用量，降低切割臺(tái)速，更改切割鋼線直徑等方法來(lái)解決線切割能力不足的問(wèn)題。研究領(lǐng)域涉及到硅片線切割過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，此類(lèi)改善研究取得了一定的成效，但是改善成本較高，并且不可控因子始終存在，改善性?xún)r(jià)比較低。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對(duì)切割能力不足問(wèn)題，提供一種提高硅片加工線鋸切割能力的硅片加工裝置。一種硅片加工裝置，其包括兩個(gè)平行設(shè)置的主輥、纏繞在所述兩個(gè)主輥外圓周的若干鋼線形成的線網(wǎng)、固定在線網(wǎng)上側(cè)并朝向線網(wǎng)方向進(jìn)給的工作臺(tái)及安裝于所述主輥附近的砂漿機(jī)構(gòu)，所述砂漿機(jī)構(gòu)包括給線網(wǎng)噴射砂漿的噴嘴，所述硅片加工裝置還包括設(shè)置于噴嘴下方的砂漿滯留機(jī)構(gòu)，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)設(shè)置有接受?chē)娮靽娚涑龅纳皾{的收容腔， 所述鋼線穿過(guò)所述收容腔。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)為中空槽型結(jié)構(gòu)，具有沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向設(shè)置的兩側(cè)壁，所述兩側(cè)壁分別設(shè)置有供鋼線穿過(guò)但未接觸到砂漿滯留機(jī)構(gòu)的縫隙。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)沿垂直于所述工作臺(tái)進(jìn)給方向的寬度大于所述噴嘴噴出的砂漿簾的寬度。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述縫隙包括遠(yuǎn)離主輥的第一縫隙及靠近主輥的第二縫隙，其中所述第一縫隙的寬度大于等于所述第二縫隙的寬度，所述第二縫隙的寬度大于所述工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)在所述鋼線上形成的線弓的最大值。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一縫隙的寬度大于第二縫隙寬度，所述第一縫隙沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向上的下邊界低于第二縫隙的下邊界。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)包括底板，所述兩側(cè)壁安裝于所述底板兩側(cè)，所述側(cè)壁的底端設(shè)置有凹型槽，所述底板對(duì)應(yīng)設(shè)置有凸型肋，所述凹型槽和凸型肋相卡接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)采用硬性材質(zhì)，所述硬性材質(zhì)選用金屬、 塑料及玻璃中的一種或多種。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述工作臺(tái)上安裝有硅錠，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)在切割硅錠時(shí)與硅錠的距離為8-10mm。此外，還提供一種硅片加工方法，在平行設(shè)置的兩個(gè)主輥之間布置切割硅片的若干鋼線并形成線網(wǎng)，固定在工件臺(tái)上的硅錠朝向線網(wǎng)方向進(jìn)給，在所述兩個(gè)主輥的附近分別安裝砂漿機(jī)構(gòu)，用砂漿機(jī)構(gòu)的噴嘴給線網(wǎng)噴射砂漿，在所述噴嘴下方設(shè)置接受?chē)娮靽娚涑龅纳皾{的砂漿滯留機(jī)構(gòu)，切割硅錠的過(guò)程中，所述鋼線浸在所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)中的砂漿之中。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)為中空槽型結(jié)構(gòu)，具有包括沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向設(shè)置的兩側(cè)壁，所述兩側(cè)壁分別設(shè)置有供鋼線穿過(guò)但未接觸到砂漿滯留機(jī)構(gòu)的縫隙。上述硅片加工裝置及方法，通過(guò)在噴嘴下方設(shè)置砂漿滯留裝置，所述砂漿滯留裝置接受?chē)娮靽姵龅纳皾{，并使鋼線浸在砂漿滯留裝置中的砂漿中，以增加鋼線的攜砂量，并提高硅片加工的線鋸切割能力。


圖I為本實(shí)施方式硅片加工的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)施方式砂漿滯留機(jī)構(gòu)的分解示意圖；圖3為本實(shí)施方式砂漿滯留機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參圖I至圖3，一種硅片加工裝置100，其包括兩個(gè)平行設(shè)置的主輥110、纏繞在兩個(gè)主輥110外圓周的若干鋼線121形成的線網(wǎng)120、固定在線網(wǎng)120上側(cè)并朝向線網(wǎng)120 方向進(jìn)給的工作臺(tái)130及安裝于主輥110附近的砂漿機(jī)構(gòu)140。砂漿機(jī)構(gòu)140包括給線網(wǎng) 120噴射砂漿150的噴嘴141。硅片加工裝置100還包括設(shè)置于噴嘴141下方的砂漿滯留機(jī)構(gòu)160，砂漿滯留機(jī)構(gòu)160設(shè)置有接受?chē)娮?41噴射出的砂漿150的收容腔161，鋼線121 穿過(guò)收容腔161。噴嘴141噴出的砂漿150灌滿(mǎn)收容腔161，而鋼線121穿過(guò)收容腔161可使鋼線121在切割時(shí)，鋼線121浸在砂漿滯留機(jī)構(gòu)160中的砂漿中，以增加鋼線121的攜砂量，并提高硅片加工的線鋸切割能力。工作臺(tái)130上安裝有硅錠170，工作臺(tái)130進(jìn)給時(shí)帶動(dòng)硅錠170進(jìn)給，使鋼線121切割硅錠170。一個(gè)具體的實(shí)施方式中，砂漿滯留機(jī)構(gòu)160為中空槽型結(jié)構(gòu)，并包括沿工作臺(tái)130 進(jìn)給方向x(也即硅錠170進(jìn)給方向)設(shè)置的兩側(cè)壁162。兩側(cè)壁162分別設(shè)置有供鋼線 121穿過(guò)但未接觸到砂漿滯留機(jī)構(gòu)的縫隙163，以保證砂漿150能滯留在鋼線121上且防止干涉線網(wǎng)接地報(bào)警裝置(未圖示)?？p隙163包括遠(yuǎn)離主輥110的第一縫隙1631及靠近主輥110的第二縫隙1632，其中第一縫隙1631的寬度大于等于第二縫隙1632的寬度，并且第二縫隙1632的寬度大于工作臺(tái)130進(jìn)給時(shí)鋼線121上形成的線弓(安裝于工作臺(tái)130上的硅錠170在進(jìn)給時(shí)會(huì)迫使鋼線121向進(jìn)給方向X有小量變形而形成線弓，一般線弓為2-3mm,最大不超過(guò)5mm)的最大值。從而保證鋼線順利通過(guò)第一縫隙1631和第二縫隙1632且不會(huì)與砂漿滯留機(jī)構(gòu)160接觸。一個(gè)具體的實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)谝豢p隙1631的寬度大于第二縫隙1632的寬度時(shí)，第一縫隙1631沿工作臺(tái)130進(jìn)給方向X上的下邊界低于第二縫隙1632的下邊界。也是為保證鋼線順利通過(guò)第一縫隙1631和第二縫隙1632且不會(huì)與砂漿滯留機(jī)構(gòu)160接觸。砂漿滯留機(jī)構(gòu)160沿垂直于工作臺(tái)130進(jìn)給方向X的寬度大于噴嘴141噴出的砂漿簾的寬度，以保證砂漿噴嘴141噴出的砂漿150均能內(nèi)置于砂漿滯留機(jī)構(gòu)160內(nèi)。砂漿機(jī)構(gòu)140包括支架142及固定于支架的噴嘴141。砂漿滯留機(jī)構(gòu)160可固定于線網(wǎng)120下的任何可以固定的位置，但都不會(huì)與線網(wǎng)及接地報(bào)警裝置相干涉，最方便的裝配位置為安裝于砂漿機(jī)構(gòu)140的支架142上。一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，砂漿滯留機(jī)構(gòu)160 為矩形槽體狀，其包括底板164及安裝于底板164兩側(cè)的兩側(cè)壁162。側(cè)壁162的底端設(shè)置有凹型槽(未圖示)，底板164對(duì)應(yīng)設(shè)置有凸型肋(未圖示)，凹型槽和凸型肋相卡接，以將側(cè)壁162牢固安裝于底板164，以便于安裝、拆卸及清洗。砂漿滯留機(jī)構(gòu)160采用硬性材質(zhì)，硬性材質(zhì)選用金屬、塑料及玻璃中的一種或多種。砂漿滯留機(jī)構(gòu)160在切割硅錠170時(shí)與硅錠170的距離為8-10mm，以保證在切割時(shí)鋼線121滯留有足夠的砂漿150，而不會(huì)與硅錠170接觸。本實(shí)施方式還提供了一種硅片加工方法，在平行設(shè)置的兩個(gè)主輥110之間布置切割硅片的若干鋼線121并形成線網(wǎng)120，固定在工件臺(tái)130上的硅錠170朝向線網(wǎng)120方向進(jìn)給，在兩個(gè)主輥110的附近分別安裝砂漿機(jī)構(gòu)140，用砂漿機(jī)構(gòu)140的噴嘴141給線網(wǎng) 120噴射砂漿150，在噴嘴141下方設(shè)置接受?chē)娮?41噴射出的砂漿的砂漿滯留機(jī)構(gòu)160，切割硅錠170的過(guò)程中，鋼線121浸在砂漿滯留機(jī)構(gòu)160中的砂漿之中，以增加鋼線121的攜砂量，并提高硅片加工的線鋸切割能力。砂漿滯留機(jī)構(gòu)160的特征在前面已有詳細(xì)描述，這里不再贅述。本硅片加工裝置及方法主要針對(duì)目前主流硅片加工技術(shù)游離磨料線鋸切割過(guò)程中，鋼線攜砂量不足產(chǎn)生的切割力不足進(jìn)行改善。砂漿在沒(méi)有砂漿滯留機(jī)構(gòu)160的情況下， 切割鋼線以13m/s的高速運(yùn)動(dòng)，砂漿以130kg/min的流量沖擊線網(wǎng)，約有50%的砂漿因?yàn)橹亓ψ饔脧木€網(wǎng)脫落，參加切割的砂漿較少，導(dǎo)致加工硅片出現(xiàn)大量的線痕、崩邊等不良。而使用本硅片加工裝置及方法可改善如下幾點(diǎn)I、砂漿滯留機(jī)構(gòu)160形狀不受限制，只要可延長(zhǎng)砂漿滯留于線網(wǎng)時(shí)間增加鋼線攜砂量即可。2、砂漿滯留槽裝置160可由多部分組成而成，其目的在于便于安裝、拆卸及清洗。3、砂漿滯留槽裝置160在兩側(cè)壁162留有縫隙163供鋼線穿過(guò)，其靠近主輥110 側(cè)空隙垂直距離須大于線弓最大值，以防止干涉線網(wǎng)接地報(bào)警裝置。4、砂漿滯留機(jī)構(gòu)160的設(shè)計(jì)，其主要功能是，要使能延長(zhǎng)滯留在線網(wǎng)上的時(shí)間，擴(kuò)大砂漿與鋼線的接觸面積，增加鋼線對(duì)砂漿的裝載量，進(jìn)而有效提升切割力。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種硅片加工裝置，其包括兩個(gè)平行設(shè)置的主輥、纏繞在所述兩個(gè)主輥外圓周的若干鋼線形成的線網(wǎng)、固定在線網(wǎng)上側(cè)并朝向線網(wǎng)方向進(jìn)給的工作臺(tái)及安裝于所述主輥附近的砂漿機(jī)構(gòu)，所述砂漿機(jī)構(gòu)包括給線網(wǎng)噴射砂漿的噴嘴，其特征在于，所述硅片加工裝置還包括設(shè)置于噴嘴下方的砂漿滯留機(jī)構(gòu)，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)設(shè)置有接受?chē)娮靽娚涑龅纳皾{的收容腔，所述鋼線穿過(guò)所述收容腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)為中空槽型結(jié)構(gòu)，具有沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向設(shè)置的兩側(cè)壁，所述兩側(cè)壁分別設(shè)置有供鋼線穿過(guò)但未接觸到砂漿滯留機(jī)構(gòu)的縫隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)沿垂直于所述工作臺(tái)進(jìn)給方向的寬度大于所述噴嘴噴出的砂漿簾的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述縫隙包括遠(yuǎn)離主輥的第一縫隙及靠近主輥的第二縫隙，其中所述第一縫隙的寬度大于等于所述第二縫隙的寬度，所述第二縫隙的寬度大于所述工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)在所述鋼線上形成的線弓的最大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述第一縫隙的寬度大于第二縫隙寬度，所述第一縫隙沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向上的下邊界低于第二縫隙的下邊界。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)包括底板，所述兩側(cè)壁安裝于所述底板兩側(cè)，所述側(cè)壁的底端設(shè)置有凹型槽，所述底板對(duì)應(yīng)設(shè)置有凸型肋，所述凹型槽和凸型肋相卡接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)采用硬性材質(zhì)，所述硬性材質(zhì)選用金屬、塑料及玻璃中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅片加工裝置，其特征在于，所述工作臺(tái)上安裝有硅錠，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)在切割硅錠時(shí)與硅錠的距離為8-10mm。
9.一種硅片加工方法，在平行設(shè)置的兩個(gè)主輥之間布置切割硅片的若干鋼線并形成線網(wǎng)，固定在工件臺(tái)上的硅錠朝向線網(wǎng)方向進(jìn)給，在所述兩個(gè)主輥的附近分別安裝砂漿機(jī)構(gòu)， 用砂漿機(jī)構(gòu)的噴嘴給線網(wǎng)噴射砂漿，其特征在于，在所述噴嘴下方設(shè)置接受?chē)娮靽娚涑龅纳皾{的砂漿滯留機(jī)構(gòu)，切割硅錠的過(guò)程中，所述鋼線浸在所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)中的砂漿之中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硅片加工方法，其特征在于，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)為中空槽型結(jié)構(gòu)，具有包括沿所述工作臺(tái)進(jìn)給方向設(shè)置的兩側(cè)壁，所述兩側(cè)壁分別設(shè)置有供鋼線穿過(guò)但未接觸到砂漿滯留機(jī)構(gòu)的縫隙。
全文摘要
一種硅片加工裝置，其包括兩個(gè)平行設(shè)置的主輥、纏繞在所述兩個(gè)主輥外圓周的若干鋼線形成的線網(wǎng)、固定在線網(wǎng)上側(cè)并朝向線網(wǎng)方向進(jìn)給的工作臺(tái)及安裝于所述主輥附近的砂漿機(jī)構(gòu)，所述砂漿機(jī)構(gòu)包括給線網(wǎng)噴射砂漿的噴嘴，所述硅片加工裝置還包括設(shè)置于噴嘴下方的砂漿滯留機(jī)構(gòu)，所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)設(shè)置有接受?chē)娮靽娚涑龅纳皾{的收容腔，所述鋼線穿過(guò)所述收容腔。本發(fā)明還提供硅片加工方法，在所述噴嘴下方設(shè)置砂漿滯留機(jī)構(gòu)，并使鋼線穿過(guò)所述砂漿滯留機(jī)構(gòu)，以增加鋼線的攜砂量，并提高硅片加工的線鋸切割能力。
文檔編號(hào)B28D7/00GK102601877SQ201210092940
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者孫守振 申請(qǐng)人:蘇州協(xié)鑫光伏科技有限公司