一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，屬于太陽(yáng)能電池硅片切割【技術(shù)領(lǐng)域】。包括下述步驟：a、采用切削液與綠碳化硅沙粒配制成砂漿并不斷攪拌以防止沉淀；b、將上述砂漿經(jīng)離心式分離機(jī)分離出高密度砂漿和低密度砂漿；分離出的上述高密度砂漿和上述低密度砂漿不斷攪拌以防止沉淀；c、將上述高密度砂漿送至切割縫內(nèi)參與切割，用于單晶切削；將上述低密度砂漿用于噴沖已切割后的刀口中的切屑，從而解決粘黏現(xiàn)象；d、將步驟c中使用過(guò)的高密度砂漿和低密度砂漿回收到一起，再次送入離心式分離機(jī)重復(fù)使用。本發(fā)明能夠在硅片切割中使用高粘度砂漿，從而提升硅片切割能力、提高產(chǎn)品成品率及工作效率。
【專利說(shuō)明】一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池硅片切割【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]硅片切割是制造太陽(yáng)能光伏電池基板的工序，目前主要采用砂漿多線切割工藝，由鋼絲線網(wǎng)攜帶砂漿，將單晶或多晶硅棒切割為許多薄片。砂漿的主要目的是將研磨砂帶入切割縫內(nèi)參與切割。
[0003]砂漿由切削液和耐磨砂粒組成，切削液一般采用浸潤(rùn)性好，排削能力強(qiáng)且對(duì)碳化硅類磨料具有優(yōu)良的分散特性的聚乙二醇(peg)基或油基為主要成份生成的化合物。光伏切片中一般采用PEG分子量在300-500之間，粘度為30-55mPa.s，因具體切割工藝的不同，選用粘度不同。耐磨砂粒為綠碳化硅，一般加入后粘度會(huì)增加幾倍。
[0004]目前，砂漿多線切割工藝為:配制好的砂漿，放入機(jī)床砂漿缸中，由攪拌裝置防止沉淀，經(jīng)砂漿泵經(jīng)過(guò)過(guò)濾罐和冷卻塔輸送至線網(wǎng)上部、單晶兩側(cè)的噴管中，均勻流在線網(wǎng)上面，由鋼絲攜帶砂漿進(jìn)入單晶切割區(qū)內(nèi)，通過(guò)砂粒實(shí)現(xiàn)切割。切削后砂漿經(jīng)粗濾后回流至砂漿缸，循環(huán)使用，每刀更換一次砂漿。隨著光伏行業(yè)切片行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)切片最高線切水平為鋼線100 μ m，金剛砂2000#，雙向走線，切削液粘度為36-40mPa.s，對(duì)應(yīng)砂漿粘度在160-180mPa.s之間，8吋單晶切削時(shí)間在8.5-9.5小時(shí)/刀。
[0005]粘度表征流動(dòng)性，越低，流動(dòng)性越好，粘度越高流動(dòng)性越差，懸浮、攜帶砂粒能力越好。但隨粘度增加會(huì)表現(xiàn)出粘黏，即切削帶來(lái)的切肩團(tuán)聚，片間(刀口)阻塞砂粒，形成漲片現(xiàn)象。因此砂漿粘度不能再提升，加工效率得不到提升，并且常因切削能力而產(chǎn)生線痕片等質(zhì)量問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，它能夠在硅片切割中使用高粘度砂漿，從而提升硅片切割能力、提高產(chǎn)品成品率及工作效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，包括下述步驟:
[0009]a、采用粘度60_65mPa.s的切削液與綠碳化硅沙粒配制成密度為1.48±0.02g/cm3，粘度為150±10mPa.s的砂楽并不斷攪拌以防止沉淀；
[0010]b、將上述砂漿經(jīng)離心螺旋式分離機(jī)分離出高密度砂漿和低密度砂漿，并攪拌以防止沉淀；其中，高密度砂漿為密度為1.68g/cm3，粘度為280± 1mPa.S，低密度砂漿為密度為1.35g/cm3，粘度為 100 ± 1mPa.s ；
[0011]C、將步驟b中分離出的高密度砂漿送至砂漿噴管，再通過(guò)砂漿噴管噴至用于切割的鋼線線網(wǎng)上，用于硅棒切割；
[0012]d、在鋼線線網(wǎng)下方與硅棒相應(yīng)的位置處設(shè)置有浸泡槽，已切割部分的硅棒位于浸泡槽的槽體內(nèi)，所述的浸泡槽包括上端為開(kāi)口端的方形槽體，在方形槽體的底部設(shè)有入流管；將步驟b中分離出的低密度砂漿通過(guò)砂漿泵輸出至方形槽體底部設(shè)有的入流管；低密度砂漿從浸泡槽的上口溢出，用于浸泡和沖洗硅片間的碳化硅、切肩及砂漿殘留；
[0013]d、將步驟c中使用過(guò)的高密度砂漿和低密度砂漿回收到一起，再次送入離心式分離機(jī)重復(fù)使用。
[0014]其中，在將砂漿送至離心機(jī)之前，先將砂漿進(jìn)行過(guò)濾。
[0015]其中，步驟b中采用分離機(jī)進(jìn)行分離時(shí)，通過(guò)離心力，砂漿被甩至主離心機(jī)滾筒
(8)的邊緣，螺旋翼(5)與主離心機(jī)滾筒(8)控制的轉(zhuǎn)速差為5-10轉(zhuǎn)/分，將較高密度的砂漿自高密度砂漿出口(2)排出，靠近中心的較低密度砂漿自低密度砂漿出口(11)溢流排出，分離機(jī)的離心力控制在600G-800G，輸入流量在250-300L/h ;穩(wěn)定的流量下，砂漿形成穩(wěn)定的密度和粘度，高密度砂漿與低密度砂漿排出口流量比為:1: 1.5，即可分離出高密度砂漿為:密度1.68g/cm3，粘度為280± 1mPa.s ;分離出低密度砂漿為:密度1.35g/cm3，粘度 100土1mPa.S。
[0016]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0017]本發(fā)明引入“分離和浸泡沖洗”思想及方法到多線切割工藝中，將高密度砂漿送至切割縫內(nèi)參與切割，用于單晶切削；將低密度砂漿用于噴沖已切割后的刀口中的切肩，從而解決粘黏現(xiàn)象；解決高粘度砂漿出現(xiàn)的粘黏難題，將切削能力突出的高粘度砂漿應(yīng)用于生產(chǎn)中，其有益效果如下:
[0018](I)提高硅片切割切割效率。以8吋單晶為例，切肩時(shí)間可縮短0.8小時(shí)以上；
[0019](2)提尚娃片切割質(zhì)量，解決側(cè)面線痕等缺陷；
[0020](3)增強(qiáng)了攜砂能力，可采用較細(xì)鋼線切割，降低硅材料的損耗，進(jìn)一步降低加工成本。
[0021](4)已切割的硅片受切割摩擦作用，一般溫度在80°C左右，切割進(jìn)給后硅片下降浸入步驟c中的浸泡槽，浸泡槽內(nèi)砂漿溫度一般在26°C左右，通過(guò)硅片對(duì)切割區(qū)降溫，解決高粘度砂漿切割冷卻困難的問(wèn)題；通過(guò)浸泡槽中的低密度砂漿懸浮、稀釋作用使切割后的硅片間隙均勻，切肩易于排出。
[0022](5)低密度砂漿從浸泡槽下部流入，從浸泡槽上口溢出，在低密度砂漿的稀釋作用下，帶走稀釋后的切肩和熱量。
[0023]因此，本發(fā)明能夠在娃片切割中使用尚粘度砂楽，從而提升娃片切割能力、提尚廣品成品率及工作效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0024]圖1是浸泡槽與切割硅棒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是分離機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、支架；2、高密度砂漿出口 ；3、供給砂漿進(jìn)口 ；4、螺旋主軸；5、螺旋翼；6、螺旋主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)；7、供給砂漿出口 ；8、主離心機(jī)滾筒；9、滾筒驅(qū)動(dòng)電機(jī)；10、滾筒驅(qū)動(dòng)減速器；11、低密度砂漿出口 ；21、主輥，22、砂漿噴管，23、鋼絲線網(wǎng)，24、硅棒，25、工作臺(tái)，26、浸泡槽，27、入流管，28、濾網(wǎng)。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合圖1、圖2和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，具體步驟如下:
[0029]a、采用粘度60_65mPa.s的切削液與綠碳化硅沙粒配制成密度為1.48±0.02g/cm3，粘度為150±10mPa.s的砂楽并不斷攪拌以防止沉淀；
[0030]b、將上述砂漿經(jīng)離心螺旋式分離機(jī)分離出高密度砂漿和低密度砂漿，并攪拌以防止沉淀；其中，高密度砂漿為密度為1.68g/cm3，粘度為280± 1mPa.S，低密度砂漿為密度為1.35g/cm3，粘度為 100 ± 1mPa.s ；
[0031]C、將步驟b中分離出的高密度砂漿送至砂漿噴管，再通過(guò)砂漿噴管噴至用于切割的鋼線線網(wǎng)上，用于硅棒切割；
[0032]d、在鋼線線網(wǎng)下方與硅棒相應(yīng)的位置處設(shè)置有浸泡槽，已切割部分的硅棒位于浸泡槽的槽體內(nèi)，所述的浸泡槽包括上端為開(kāi)口端的方形槽體，在方形槽體的底部設(shè)有入流管；將步驟b中分離出的低密度砂漿通過(guò)砂漿泵輸出至方形槽體底部設(shè)有的入流管；低密度砂漿從浸泡槽的上口溢出，用于浸泡和沖洗硅片間的碳化硅、切肩及砂漿殘留；
[0033]d、將步驟c中使用過(guò)的高密度砂漿和低密度砂漿回收到一起，再次送入離心式分離機(jī)重復(fù)使用。
[0034]具體實(shí)施例中，在將砂漿送至離心機(jī)之前，先將砂漿進(jìn)行過(guò)濾。
[0035]如圖1所示，浸泡槽包括上端為開(kāi)口端的方形槽體26，方形槽體26的底部設(shè)有入流管27，在方形槽體26的下方設(shè)有濾網(wǎng)28，浸泡槽26位于鋼絲線網(wǎng)23的下方，其正上方為硅棒24的自由端，將步驟b中分離出的低密度砂漿由入流管27進(jìn)入，由方形槽體26的上部開(kāi)口端溢出后經(jīng)濾網(wǎng)28過(guò)濾至切割室下腔，與將步驟c中參與切削過(guò)的高密度砂漿匯合回收。
[0036]如圖2所示，步驟b中采用分離機(jī)進(jìn)行分離時(shí)，通過(guò)離心力，砂漿被甩至主離心機(jī)滾筒8的邊緣，螺旋翼5與主離心機(jī)滾筒8控制的轉(zhuǎn)速差為5-10轉(zhuǎn)/分，將較高密度的砂漿自高密度砂漿出口 2排出，靠近中心的較低密度砂漿自低密度砂漿出口 11溢流排出，分離機(jī)的離心力控制在600G-800G，輸入流量在250-300L/h ;穩(wěn)定的流量下，砂漿形成穩(wěn)定的密度和粘度，高密度砂漿與低密度砂漿排出口流量比為:1: 1.5，即可分離出高密度砂漿為:密度1.68g/cm3，粘度為280± 1mPa.s ;分離出低密度砂漿為:密度1.35g/cm3，粘度100 土 1mPa.S0
【權(quán)利要求】
1.一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，其特征在于:包括下述步驟: a、采用粘度60-65mPa.s的切削液與綠碳化硅沙粒配制成密度為1.48±0.02g/cm3，粘度為150±10mPa.s的砂漿并不斷攪拌以防止沉淀； b、將上述砂漿經(jīng)離心螺旋式分離機(jī)分離出高密度砂漿和低密度砂漿，并攪拌以防止沉淀；其中，高密度砂漿為密度為1.68g/cm3，粘度為280±10mPa.s，低密度砂漿為密度為1.35g/cm3，粘度為 100±10mPa.s ； c、將步驟b中分離出的高密度砂漿送至砂漿噴管，再通過(guò)砂漿噴管噴至用于切割的鋼線線網(wǎng)上，用于硅棒切割； d、在鋼線線網(wǎng)下方與硅棒相應(yīng)的位置處設(shè)置有浸泡槽，已切割部分的硅棒位于浸泡槽的槽體內(nèi)，所述的浸泡槽包括上端為開(kāi)口端的方形槽體，在方形槽體的底部設(shè)有入流管；將步驟b中分離出的低密度砂漿通過(guò)砂漿泵輸出至方形槽體底部設(shè)有的入流管；低密度砂漿從浸泡槽的上口溢出，用于浸泡和沖洗硅片間的碳化硅、切肩及砂漿殘留； d、將步驟c中使用過(guò)的高密度砂漿和低密度砂漿回收到一起，再次送入離心式分離機(jī)重復(fù)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，其特征在于:在將砂漿送至離心機(jī)之前，先將砂漿進(jìn)行過(guò)濾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硅片切割的高粘度砂漿切割工藝，其特征在于:步驟b中采用分離機(jī)進(jìn)行分離時(shí)，通過(guò)離心力，砂漿被甩至主離心機(jī)滾筒(8)的邊緣，螺旋翼(5)與主離心機(jī)滾筒(8)控制的轉(zhuǎn)速差為5-10轉(zhuǎn)/分，將較高密度的砂漿自高密度砂漿出口(2)排出，靠近中心的較低密度砂漿自低密度砂漿出口(11)溢流排出，分離機(jī)的離心力控制在600G-800G，輸入流量在250-300L/h ;穩(wěn)定的流量下，砂漿形成穩(wěn)定的密度和粘度，高密度砂漿與低密度砂漿排出口流量比為:1:1.5，即可分離出高密度砂漿為:密度1.68g/cm3，粘度為280±10mPa.s ;分離出低密度砂漿為:密度1.35g/cm3，粘度100±10mPa.s。
【文檔編號(hào)】B28D7/00GK104493988SQ201410842346
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】荊新杰, 范玉紅, 李佩劍, 范同康, 李文輝, 樊入濤, 周為貞, 白計(jì)強(qiáng) 申請(qǐng)人:晶偉電子材料有限公司