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硅片切割線痕的起因與降低方法

2018-05-14 12:01:28 大云網  點擊量: 評論 (0)
線痕的存在會影響電池片的生產工藝。是太陽能硅片生產中比較重要的一個問題。本文分析了多晶太陽能級硅片產生線痕的原因 并針對各不同成因。對降低和避免硅片線痕的措施進行了探討。

斷線后的補救措施是比較繁瑣和耗時的,根據斷線的部位和切割的比例有不同的處理方法:

一、斷線情況發生在進線端,我們可以采用倒走線的方式,把張力臂的力更換一下,然后進行反向切割,切割速度一定要慢,確保在反向切割的途中不會出現意外;

二、斷線情況發生在出線端,繼續接上后把接的線頭繞到收線輪上(多繞幾圈);

三、斷線情況發生在線網中間,將線網出線端到斷線的那段線網剪斷,調整好切割室的滑輪,接好鋼線,然后把線頭繞到收線輪上(多繞幾圈);

四、兩頭斷線:①切割30%以內,直接把工作臺抬起,用乙二醇對晶棒進行浸泡,洗去硅片上砂漿,使片子完全張開,重新編制線網,慢走線,把晶棒壓人線網內,繼續切割;②切割30%以上,將晶棒工作臺抬起,用水將硅片沖洗干凈后使用吹風機吹干到硅片全部自動分離時重新將晶棒壓入線網。也有采用鋼線焊接儀,可以在斷線的時候把鋼線焊接起來,然后采取慢走線的方式把焊接的地方走出來繞到收線輪上。但是到目前為止如果鋼線纏繞到導輪上,這種情況現在還沒有有效的解決方法。

3)停機。切片機在有些報警下會自動停機,等報警消除后重新開始切割,基體的停機報警項可從機器的維護說明上查得,因為機器的停頓,重新啟動后,由于導輪心震,剛線不能完全按原位置切割,線痕于是產生了,這種情況相對于前兩種較少。

4)粘膠過多。粘膠過多引起的線痕一般在靠進粘膠面附近切割快結束的倒角處,由于膠水涂抹過多溢出,刮膠不徹底或者有的膠水固化時間較快來不及刮膠,導致切割時鋼線帶膠切割,而攜帶砂漿的能力下降,引起切削線痕。因此膠量要嚴格控制,從成本控制的角度,這也是有益的。如果使用自動粘膠系統可以大大的排除這些人為的不利因素,也會減少因粘膠問題而造成的掉棒損失。

5)進刀口鋼線波動。由于剛開始切割,鋼線處在不穩定狀態,鋼線的波動產生進刀口線痕,進線點質硬,比如多晶的切割一般會由此問題,加墊層(導向條)可消除線擺。

6)鋼線磨損過度(但未造成斷線)。此線痕一般出現于硅棒的后面,鋼線磨損、帶沙量低、切削能力下降、線膨脹系數增大引起的線痕。

7)硅片切割第一刀出現線痕。可能為碳化硅微粉有大顆粒物,鋼線的張力太小產生的位移劃錯,鋼線的張力太大、線弓太小料漿帶不過去,線速過高、帶沙漿能力降低等等。對于鋼線張力問題,略作調整即可,而碳化硅微粉有大顆粒物,經過一刀切割后微量的大顆粒變細或者變鈍.也就不影響正常切割。

3. 密集性線痕

此線痕是由于砂漿的切割能力不足引起的。切割能力的不足,主要為砂漿粘度不夠、碳化硅微粉粘浮鋼線少、砂漿不能很好的混合于懸浮液中,配合性不好。但最常遇到的根本原因為,sic的切割強度偏低或者sic圓度系數過高即sic顆粒形狀較圓,鋒利的棱角較少。sic的強度在其原料生產時便決定了,sic的微粉化并不會改變其強度。如果sic本身材料的強度過低,切割時與硅棒作用,棱角被磨平鈍化,切割能力不足,導致硅片表面出現大面積的均勻線痕;但如果在sic的微粉化過程中由于工藝不當,顆粒在切割前已經被磨平,那同樣也會造成切割能力不足導致密集性線痕。對于后者,只要在高倍顯微鏡下進行來料檢驗即可觀測到,就可避免生產中造成的損失,而對于前者則需要分析sic的成分和晶型強度再做判斷。

目前很多廠家為了節約成本使用回收砂進行切割,但由于回收砂的質量不穩定,因此常有可能會面臨由于切割能力不足導致的密集性線痕問題。主要原因是回收時如果不同廠家砂漿混合,回收后的sic微粉之間、sic微粉與懸浮液之間存在配合性的問題,同時也可能存在sic顆粒已經過度磨損的問題。這種使用回收砂造成的密集性線痕可以通過加大砂漿密度,降低工作臺速度,減少使用回收砂的比例和加大砂漿更換量在一定程度上得到控制。

4. 硬點線痕

對于多晶,比單晶多一種造成線痕的原因,那就是硬點。此線痕與硅片切割的工藝和輔料無關,主要取決于多晶鑄錠的原料和工藝。

5. 結論

由上文所述,鋼絲的明顯質量缺陷會引起線痕的發生,但在鋼絲無明顯缺陷時,切割工藝的適當優化可以降低線痕的出現機率,砂漿的過濾、線網的清理和膠量的控制能很大程度的減少線痕的產生。SiC的質量對硅片的切割有著重大的影響,一旦SiC的質量產生問題則會產生大量的密集性線痕片而造成巨大損失。因此對輔料的監控和檢驗有著猶為重要的意義。同樣對于多晶的硬點線痕,控制硅原料質量和坩堝氮化硅涂層工藝比較重要。

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責任編輯:蔣桂云

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