硅片切割工艺.pptx

1、硅片切割工艺、硅片切割工艺和硅片切割是太阳能光伏电池制造过程中的关键环节。该工艺用于处理单晶硅或多晶硅的固体硅锭。线锯首先将硅锭切割成方块，然后将其切割成非常薄的硅片。这些硅片是制造光伏电池的基板，现代线锯的核心是超细高强度切割线，用于通过研磨浆料完成切割动作。多达1000条切割线平行缠绕在线轮上，形成水平切割线“网”。电机驱动线轮以每秒5-25米的速度移动整个切割线网。在整个切割过程中，切割线的速度、直线运动或前后运动将根据硅锭的形状进行调整。在切割线移动过程中，喷嘴将连续地向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆料。硅块固定在切割台上，通常一次四块。切割台通过移动的切割丝垂直切割网，从而将硅

2、块切割成硅片。切割原理似乎很简单，但在实际操作中有很多挑战。线锯必须精确地平衡和控制切割线直径、切割速度和总切割面积，以获得一致的硅片厚度，并在不破坏硅片的情况下缩短切割时间。其次，内圆切割技术，内圆切割技术的优点如下：(1)切片精度高。(2)切片成本低，同规格级别的内圆切片机价格是线切割机价格的1/31/4，线切割机需要配备专用的粘合机。(3)每件都可以调节。(4)小批量、多规格加工的灵活加工可调性；(5)自动和单片机模式切换操作方便。(6)低成本辅助材料(线切割机的磨料和磨料液应定期更换)。(7)对于不同的板厚度，需要较少的调整时间。(8)不同的杆直径需要更少的调整时间。(9)便于维修和安

3、装刀具。然而，随着硅片直径的增加，内圆切割技术的缺陷使得硅片表面的损伤层增加(约3040微米)。外圆切割技术，外圆切割机主要包括卧式和立式，由主轴系统、冷却循环系统、工业机械控制系统、电磁旋转工作台等组成。主轴系统是其核心系统，刀片安装在主轴上。通常，一层金刚石磨粒被电镀在钢盘基底的外圆周上，其可以用单刀或多刀切割。切割时，由于刀片太薄，容易产生变形和横向摆动，导致狭缝大(约1毫米)和晶面不均匀，切割后的硅片直径不能太大(100毫米以内)。多线切割，也称为线锯，通常使用不锈钢丝(直径80-200 m，长度600-800km)绕导向轮(有两个轴，三个轴或四个轴)来回移动，保持20 N-30 N的

4、张力，形成一百个锯带， 并在导轮的驱动下高速运转(图1)。将含有颗粒尺寸约为10 m-25 m的碳化硅或金刚石磨料的粘性浆料引入硅棒的切割区域，磨料被轧制并嵌入硅晶体中以形成三体磨料磨损，从而产生切割作用(图2)。 该方法加工出晶片具有较小的弯曲、翘曲、总厚度公差和切割损耗，且平行度好，表面损伤层浅。研究主要集中在切割机理、振动切割、切割方向、线张力、温度控制等方面。并取得了良好的效果。它已经成为切割直径大于200毫米的硅片的主流技术。切割损失范围为150 210 m，硅片厚度可达100 200 m，损伤层深度为15 25 m，但表面会留下明显的线痕。WEDM加工的原理是在工件和电极丝之间使用

5、脉冲电火花放电。瞬间高温使工件材料局部熔化或汽化，从而达到目的实验结果表明，WEDM法得到的硅片总厚度变化和弯曲度与多线切割法得到的硅片总厚度变化和弯曲度基本相同，钼丝切割的直径为9250，切割缝造成的硅材料损失约为280pm，与多线切割法得到的值相当。WEDM，示意图，内圆切割可用于切割较大直径的硅片，因为它比外圆切割具有更大的刀片韧性；与多线切割相比，它具有不需要供应砂浆、废物处理少、芯片成本1314、每个芯片的晶向调整和厚度调整、多规格小批量加工等优点，但其缺点是表面损伤大、切割损耗大、生产效率低，这是中小型硅片小规模生产的主要方法。从目前的线切割试验来看，所得硅片的总厚度变化和弯曲度与多线切割几乎相同，其成本远低于多线切割，将成为一种极具竞争力的加工方法。表l是这些切割方法中较老的