光伏产业中硅材料的多线切割技术研究

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光伏制造业:现状、前景及研究需求(二)

光伏制造业:现状、前景及研究需求(二)
石 墨 细 管 从熔 融 硅 中提拉 。美 国 AS E公 司 对该 技 术 进 行 了 深 入 研 究 , 目前 已 经 在 肖 特 太 阳 能
这里 的超薄 硅(t i 的是太 阳电池 中作为 光 u— ) s指 吸 收层 的 硅 片 ,厚 约 5 0 m。硅 是 间接 带 隙 材 ~5 g 料 ,一 般 认 为 10 m 以上 的 硅 片才 能 有 效吸 收 太 0g 阳 光【】然 而理 论 计 算 表 明约 4 g H, 0 m厚 的 硅 片 巳足 能 体 现 最 佳 的 电池 性 能 [,】 11。Gre 56 en等 人 计 算 表 明, 采用 lt 的硅 片并 进 行 较 好 的表 面 钝 化 后 , l - m厚 电 池效 率 可 达 到 1 .%t】如 果 采用 无 损切 割 工 艺 98 "。 制 备 超薄 硅 ,能 使 材料 成 本 相 对 于现 今工 艺 降 低
量 比 的 Cd e 料 。因 此 ,采 用 简单 的热 蒸 发技 术 T材 就 可沉 积 C T d e薄膜 。C T 材 料 升 华 时 以 扩散 为 de 传输 机 理 ,采 用 对 流传 输 沉 积 时 能 获得 较 高 的 沉 积速 率 (2p / nI] > 0 m mi) 。 传统 的 C T 电 池 采用 如 下 结构 :在玻 璃 衬 底 de 上 依 次 沉 积 透 明导 电薄 膜 (n ) 1 窗 口层 S O :F ,1型 (d) C S ,P型 吸 收层 ( d e,以及 背 电极 (n eC / CT) Z T / u
术 是最 有效 的能 量 利 用 模 式 ,众 公 司声 称 采 用 此
个数 量 级 。超 薄 硅 结合 了 晶体 硅 和 薄膜 硅 的优
点, 薄膜 硅 可用 于双 面 结构 , 以吸 收正 反面 太 阳光 。

光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究的开题报告

光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究的开题报告

光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数优化研究的开题报告一、选题背景光伏硅片作为光伏发电的重要材料,随着光伏行业的发展,其生产和加工技术也得到了快速的发展和提升。

硅片的切割是光伏硅片生产中的重要工艺环节,切割品质和效率的提高直接影响到产品的成本和质量。

金刚石线切割机是目前光伏硅片切割的主要工具,其切割速度快、切割成本低、切割精度高、切割裂纹少等优点,使其成为了光伏行业中不可替代的重要设备。

然而,由于切割参数的优化程度不同,同一批硅片在不同切割条件下可能会出现大小不一、表面粗糙、裂纹加重等缺陷,影响了硅片的加工效率和产品质量。

因此,本文拟通过对金刚石线切割机切割参数进行优化研究,在提高切割效率、降低切割成本和减少硅片表面缺陷的同时,提高硅片的质量和产量,推动光伏行业的发展。

二、研究目的和意义本文旨在通过对光伏硅片金刚石线多线切割机切割参数的优化研究,探索提高硅片切割质量和效率的方式,具体包括以下方面:(1)对金刚石线切割机进行必要的改造,提高其工作效率和稳定性;(2)通过对切割机的切割参数进行研究和优化,实现硅片的高效、高质量切割;(3)研究切割参数对硅片表面缺陷、硅片厚度、硅片损耗等影响,建立优化模型,实现最佳切割参数选择。

通过对金刚石线切割机切割参数的优化研究,可以提高硅片的加工效率和产品质量,降低成本,提高产量,具有重要的实际意义和应用前景。

三、研究内容和方法1. 研究内容(1)对金刚石线切割机进行必要的改造,提高其工作效率和稳定性。

(2)考虑到硅片尺寸的不同,分别选取合适的硅片进行实验。

(3)通过实验研究不同切割参数下硅片切割质量、切割成本和切割效率的变化规律。

(4)通过图像处理技术和表面缺陷分析技术,对硅片表面缺陷、硅片厚度和损耗率等指标进行评价和分析。

(5)建立切割参数优化模型,确定最佳切割参数方案。

2. 研究方法(1)根据现有硅片切割生产工艺,改进金刚石线切割机的结构和控制系统,提高硅片的加工效率和产品质量。

科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备

科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备

科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备技术开发单位南京航空航天大学技术简介太阳能硅片多线切割机是一种大型、复杂、精密的核心光伏制造装备,长期依赖进口。

目前,国外已能采用多线切割的方法生产出面积较大而又较薄的硅片(300mm×300mm),但由于仍属于非刚性切割,在切割过程中切割线必然产生变形从而不断产生瞬间的冲击作用,要使目前的大尺寸硅片厚度和切割损耗进一步降低,实现低成本高效切割,技术难度相当大。

因此针对现阶段国内外晶硅太阳能电池的制造技术瓶颈,寻求解决降低成本和提高光电转换效率的有效方法和途径,2009年,技术开发单位基于硅片磨削/电解多线切割原理,发明一种低宏观切削力、少机械损伤的太阳能硅片电磨削多线切割新方法。

从太阳能级晶硅表面能带结构、载流子扩散方式及磨料滚动切割特性入手,掌握了硅片的机械磨削复合微区电化学钝化(或腐蚀)材料去除和绒面形成机制,建立了全新的太阳能硅片高效低成本加工体系。

采用较低电导率的水性切削液,外加低压连续(或脉冲)直流电源,基于机械磨削和电解复合加工原理,降低宏观切削力,实现大尺寸超薄硅片的磨削/电解复合多线切割,从而满足光伏产业的生产工艺需求。

目前采用该技术较传统游离磨料多线切割效率提高一倍以上,与固结磨料多线切割效率相当,且表面完整性优于单独采用游离(或固结)磨料的传统多线切割方法;采用常规制作工艺,研制成功的太阳能多晶硅电池片平均光电转换效率达到17.5%。

为应用与推广上述技术,已在现有主流游离磨料多线切割设备上进行工艺验证和参数优化,并与国内外耗材厂家合作,开展相关的耗材如切割线、磨料使用等关键工艺技术的研发,为高效低成本太阳能硅片的规模化生产奠定坚实的基础。

该项目实施后,与现有多线切割技术相比,切割线、磨料及切削液等耗材成本将降低20%以上;此外,将为国产新型多线切割设备的研制及国内现有近8000台进口多线切割设备的升级换代提供借鉴经验。

太阳能硅片多线切割技术详解

太阳能硅片多线切割技术详解

硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。

硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术,它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式,也不同于先进的激光切割和内圆切割,它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦,从而达到切割效果。

在整个过程中,钢线通过十几个导线轮的引导,在主线辊上形成一张线网,而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。

硅片多线切割技术与其他技术相比有:效率高,产能高,精度高等优点。

是目前采用最广泛的硅片切割技术。

多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新,它替代了原有的内圆切割设备,所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度(BOW)、翘曲度(WARP)小,平行度(TAPER)好,总厚度公差(TTA)离散性小,刃口切割损耗小,表面损伤层浅,晶片表面粗糙度小等等诸多优点。

太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线,从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区,在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。

在整个切割过程中,对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。

一、切割液(PEG)的粘度由于在整个切割过程中,碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的,所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。

1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。

由于不同的机器开发设计的系统思维不同,因而对砂浆的粘度也不同,即要求切割液的粘度也有不同。

例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55,而NTC要求22-25,安永则低至18。

只有符合机器要求的切割标准的粘度,才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。

2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中,会因为摩擦发生高温,所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。

太阳能硅片切割技术的研究、

太阳能硅片切割技术的研究、
高新技术
太阳能硅 片切割技术的研究
徐 香 存
( 保定 天威 英利 新能源有 限公 司 )
切缝的金刚砂粒对硅材料进行切磨 ,此操作产生 的切割力会对脆性 硅材料表 面产生冲击作 用, 同时也提 高了大尺寸超薄硅 片切割得 困 难度。 国内外许多学者和研究机构对硅片放 电切割技术为 了进一步降 【 关键词 】 太阳能 ; 硅 片切割技术 ;电火花线 低大尺 寸硅片切割悼 度 ,减少切缝损耗 ,进行 了深入研究 。国外媒 体对 于低速走丝 电火花线切割 ( L S W E D M ) 切割硅片的技术 已经有过报 社会 的稳 定与和 谐发展 现在 已经 离不 开能源 的储备 ,2 1 世纪的 道,其中 日本冈山大学研制出多线放 电切割原理样机 ,采用的是类 战争也 已经从武 力的争斗转换成能源的争斗 ,谁 能拥有持 续、清洁 似于我 国高速 走丝 电火花 线切割 ( H S W E D M ) 方式的技术, 原理采用 晶 的能源 ,谁 的经 济就 会持 续的发展 ,社会就会更加 的和谐 、稳 定。 体管脉 冲电源并 以高熔点钼丝进行单晶硅棒切割, 以去离子水为工 清洁 、持续可利 用的能源的研究己经 引起 了大家 的重视 。那么太 阳 作介质 的研 究。 依据是 用 H S W E D M加工所获得 的硅片总厚度变化 ( T T V ) 能作为一种取之 不尽 、用之不竭的新型清洁能源 ,它 的开 发与利用 和弯 曲程度 ( W a r p ) 与多线切割的结果有极高的相似度,取向生长法 也 已经 引起全人类 的广泛 关注 。太阳能 电池作为太 阳能 的可利用形 形成 的单晶硅 锭电阻率低 ( 0 . 0 1 Q・ c m ) , 使 H S W E D M用于切割硅锭成 式之一 ,正在投入到大量 的开 发研 究之中 商业化太 阳能 电池就是 为可能 。几年 来, 国内外一些有名大学针对硅片切 割的性质 , 也做了 清洁能源 的一种 ,采用 的是无 毒的晶硅,其 中的单 晶和多 晶硅 电池 些相关方面 的研 究。比利时鲁汶大学、美国内布拉 斯加大学均开 的特点就是光 电转换 的效率 比较高,使用的寿命较长 ,稳定性 比较 始探索采用 L S W E D M 进 行了硅片切割技术的实验, 结果表明。切缝造 好 ,当然成本也是较 高的。伴 随着 半导体制造技术的不断提升与完 成的硅材料损失大约为 2 5 0 | l m , 与多线切割法得到的数值 几乎一样 , 善,虽然硅片制造成本在不 断降低 ,但 是作 为中心材质的太阳能 电 电阻率在 2 0 Q・ c m以下的单、多晶硅片具有可加工性。 池所用硅片的切割成本一直居 高不 下,甚至 可以 占到太阳能总制造 由此可 以看 出,W E D M 对硅材料 切割 的研究是针对 较低 电阻率 成本的 3 0 % 。 ( < 0 . 1 Q・ c m ) 进行 的, 因单脉冲耗 电量较高, 同时硅片表 面存在 明显 目前硅片 的生产 已经采用 多线锯 切割 方法,可 以生产 出面积较 的微裂纹与热影响 区, 且切割效 率不 高, 所 以还不具备与硅太 阳能电 大( 2 5 c m  ̄2 5 c m ) 而厚度又相对较薄的硅片 , 但是在此方法的操作过 池制造 工艺兼容 。而 L S W E D M方法 由于不存在 宏观机械切 削力, 与内 程 中,金属丝要受到多种力的激励 ,还要受 到机械 结构的影响 ,就 圆和多线切割相 比, 在硅片最小切割厚度及翘 曲方面 具有较大优势 。 不可避 免的在切割过程 中产生变形与振动 ,瞬间性的冲击 就会 作用 2太 阳能硅 电火花线切割简析 在切割 的硅 片上 。为 了避免此现象 的发生硅 片的切割 厚度 也从 3 0 0 太阳能硅片是光伏 电池 的主要 原料 ,电阻率 l 1 0 o・ c m ,电阻 m 左右进 一步降低,争取实现低成本高线切割及减少切 缝损 耗, 率在此范围内的半导体材料 比其他金属材料高 出 3 4个数量级 ,有 但是难度是 相当的大。因此实现太阳能 晶硅 电池行业生产 效率 的提 定的导电性,在放 电过程 中由于不利因素的存在 ,钳制 了放 电回 高及生产成 本的降低,对于开展寸超薄硅片切割方法 的开 拓与 创新 路的加 工电流,就 不能直接采用普通 电火花线切割加工的方法 。 研 究是 势 在 必行 的 。 电火花线切割具有超薄 、大厚度切割 的特点 ,且在切割过程中 1太 阳能硅片 目前比较成熟的切割方法 不存在宏观切 削力 ,将会成为太 阳能硅片切割 的重点研究方向。 我 国进入 现代 化的时间相对较晚 ,对于对于硅 片装 备和切割 技 参 考文献 : 术 的研究 , 与其它发达 国家 的技术水平相 比较大 的差距还是存在 的, f 1 I刘志东, 1 邱 明波, 汪炜, 田宗军, 史勇, 王振兴. 太阳能硅 片切割技术的 特别是多线切割技术 ,我 们 目前并没有成熟 的产 品面市 ,也难 以满 研 究 Ⅱ 】 . 电加 工 与 模 具 , 2 0 0 9 . 足市场应用 的需求 。太 阳能硅 片常规切割方法主要有 : 内圆切割 ( I D 【 2 】 刘 志东, 邱 明波, 汪炜 , 田 宗军, 黄 因慧. 太 阳能级硅高效放 电电解复 s s w ) 和 多线切割 ( W i r e s a w ) 。内圆切割操作时利用 内圆刃 口边切割 合 切 割 制 绒 一体 化 研 究 l 1 1 .电 加 工 与模 具 。 2 0 0 9 . 硅锭 ,圆盘型刀片外 圆张紧。在操作过程中 ,刀片要高速旋转 ,不 【 3 】 林峰, 汪建平, 傅 建中. 太阳能硅 片精密切割技术及其特性研究Ⅱ 】 . 航 可避免产生轴 向振动 ,刀 片与硅 片的摩擦力增加 ,切割时就会产生 空精 密制 造 技 术 . 2 0 1 0 . 较大的残留切痕和微裂纹 ,结 束时也容易出现硅片蹦片 ,甚至飞边 [ 4 】 毕 勇, 刘志 东, 邱 明波, 汪炜, 田宗军, 黄 因慧. 新型 太阳能级硅 片切割 的现象 ,多线切割作为 目前硅 片切割的主流技术 ,其是 以钢丝带入 技 术m. 材料科 学与工程学报 , 2 0 1 0 . 太 阳能硅 片切割技术 的研 究成 为了热点方向 ,文 中基 于这一背景对 太 阳能硅片 目前 比较成 熟的切割 方法进行 了分析 ,最后 简要探讨 了 太 阳能硅 电火 花 线 切 割 技 术 。

硅材料产业链调研报告

硅材料产业链调研报告

硅材料产业链调研报告一、产业链概述硅材料是一种非金属材料,主要由硅元素构成,具有优异的导热、绝缘和耐高温性能。

由于其广泛应用于电子、光电、建筑、化工等领域,硅材料产业链成为一个重要的产业链。

硅材料产业链主要包括硅矿石采购、冶炼加工、硅料生产、硅片制造、光伏组件制造等环节。

硅矿石采购是硅材料产业链的起点,硅矿石经过冶炼加工后,可生产出硅料。

硅料经过纯化处理后,可以制成高纯硅、多晶硅等硅片材料。

硅片材料在光伏组件制造环节,经过切割、打磨、反应器件制造等工序,最终形成光伏组件。

二、硅材料产业链调研1.硅矿石采购环节硅矿石是硅材料产业链的原材料,一般通过矿山开采获得。

硅矿石的质量、纯度对硅材料产品的质量有重要影响。

硅矿石采购主要受到市场供需、价格波动的影响。

近年来,由于市场需求增加,硅矿石价格逐渐上涨,给硅材料产业链带来了一定的压力。

2.硅料生产环节硅料是硅材料的基础材料,广泛应用于电子、建筑等领域。

硅料的制造一般采用煅烧法或冶炼法。

煅烧法主要将硅矿石通过高温氧化反应,使硅矿石中的杂质氧化分解,从而制得气体的二氧化硅。

冶炼法主要是将硅矿石与石油焦等还原剂在高温下进行反应,生成冶金级硅。

硅料生产一般需要较大规模的生产设备和环保技术措施。

3.硅片制造环节硅片是硅材料产业链的核心环节,也是制造光伏组件的重要材料。

硅片制造包括切割、打磨和反应器件制造等工序。

切割过程一般采用线切割等技术,保证硅片的精度和质量。

打磨过程主要是使用砂轮等工具进行表面磨光。

反应器件制造过程包括将硅片进行器件结构设计、化学反应等步骤,制造光伏组件所需的太阳能电池片。

4.光伏组件制造环节光伏组件制造是硅材料产业链的最后一个环节,也是光伏产业链的关键环节。

光伏组件制造过程包括太阳能电池片的串联组装、玻璃封装、铝框搭建等步骤。

光伏组件在制造过程中需要考虑光电转换效率、防水性能、耐用性等因素。

三、硅材料产业链发展趋势1.技术升级随着科技的进步,硅材料产业链各环节的技术也在不断升级。

单多晶太阳能硅片切割线痕问题研究

单多晶太阳能硅片切割线痕问题研究
均, 造 成 与实 际配 比不 一致 , 影 响 切 割 。碳 化硅 微
2 单 一 线 痕
造 成 单 一 线痕 的原 因 有 很 多种 因素 , 主 要有 : ( 1 ) 停机 。 切 割机 有 时在 某 些 警 报 下会 自动 停 机, 比如 : 砂 浆 流 量 过低 , 冷却液异常, 电气 柜 温 度 过高 ; 有 时 也 需 要 人 为停 机 , 比如 : 雷 电 天 气 致 供
J I A NG G u o z h o n g , J I A NG Yu n l o n g , WA NG Xu  ̄ u n ( T h e 4 5 t h R e s e a r c h I n s t i t u t e o f C E T C, Be i j i n g 1 0 0 1 7 6 )
收 稿 日期 : 2 0 1 2 . 0 8 . 0 1
光 伏 制 造 工 艺 与设 备
电 子 工 业 苣 用 设 菁


线痕【 ” 。
过 程 中要 特 别 注 意 : 倒料 时应慢倒 , 控制在 2 . 5 ~ 3 mi n一 袋 , 避 免 猛 倒 造 成 微 粉 沉 底 结 块 搅 拌 不
变 。如 果 改 为 自 化 硅 微 粉 在 8 0  ̄9 0  ̄ C烘箱 里 , 烘8 h 以上 , 来 优 化 碳 化 硅 微 粉 的各 项 指 标 。一 般 来 说 ,
非常薄 , 并且整个行业原料相对紧缺 , 不 可 能 把 硅
料浪 费在 研 磨 损 失 上 ,再 者 增 加 研 磨 工 艺 就 要 增
加成本 , 因此 研 磨 工 艺在 太 阳 能行 业 是 不 适 用 的 。 所 以, 了解 线切 割 过 程 硅 片 线 痕产 生 的 原 因 , 来 减

硅片多线切割机罗拉槽计算

硅片多线切割机罗拉槽计算

硅片多线切割机罗拉槽计算硅片切割技术在光伏电池材料中具有重要的意义,切割技术长期成为光伏行业研究的热点。

硅片切割技术主要分为内圆切割和多线切割技术。

目前硅片切割技术多采用多线切割技术,相比以前的内圆切割,有切割效率高,成本低,材料损耗少的优点。

因此多线钢线硅片切割技术是未来切割技术的主流,目前硅片能够切出的最薄度在200um左右。

实际太阳能电池的最佳性能厚度是在60-100um.,之所以维持在200um左右是从太阳能电池的机械性考虑,硅片厚度减少不能适应一些电池工艺,如腐蚀,丝网印刷等,硅片厚度的减少带来了很大的电池制备技术难点。

硅片多线切割机罗拉槽计算方法分析:
公式:D=T+F+dw+DS
槽距=硅片厚度+游移量+钢线直径+金刚砂直径
理论切片数量=单晶有效长度/槽距。

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光伏产业中硅材料的多线切割技术研究
摘要由于国内多线切割机床处于发展阶段,所以大部分光伏行业的生产厂家使用的是国外引进的多线切割机床。

本文就多线加工硅片优点、工艺与多线切割机工作原理,对影响因素与切割技术进行了简单的分析。

关键词光伏产业;硅材料;多线切割
1 多线加工硅片的工艺及优点
电子产品与光伏产品中的硅片需要很多工艺一起完成,制造硅锭时有所差异。

其中,多晶硅锭属于方形体,硅锭属于圆柱体,单晶硅则由单晶炉制成[1]。

在一方一圆的条件下,最终得到薄片,使用多线切割技术进行加工有很大差异。

单晶硅是先切去头部与尾部,再切方,最后切片;多晶硅则是首先切方,让方形硅锭成为几十个小方,然后切去底部与颈部,最后再切成片。

使用多线切割硅片和传统锯切不同的是:拥有较好的平行度,弯度更小,表层粗糙度偏低,切割损耗较小,厚度公差不大,加工后的切片出片率较大,生产效率与投资回报度较高。

所以将多线切割机应用到生产,是高效生产、规模生产的趋势,尤其适合太阳能光伏电池中的批量生产[2]。

2 多线切割机的加工原理
借助钢丝线促进砂浆碳化硅微粉,不仅是切断硅的有效方式,同时也是多线切割的工作原理。

加工期间,高速旋转导线利用压力对硅体进行加工,并且将砂浆喷洒在切割区域,让碳化硅微粉漂浮在钢线之上。

钢线高速运作时,利用碳化硅磨削颗粒,从而切开硅体,以达成切片、切方、切断等工艺要求。

从多线切割机加工硅片的工作原理示意图可以看出:放线轮、收线轮、导线轮以及排线轮都是由伺服电动机带动,而张力轮则由气缸、力矩电动机与压力传感器带动工作。

3 影响硅片加工的重要因素
3.1 导线轮的影响
在切割钢线导线轮时,对导线轮旋转有很高的要求,不可以有振动发生。

导线轮中的钢线槽以及尺寸必须保持一致,同时将跳动控制在0.02mm内,另外,必须将控制温度的装置安装在支撑轴承上,所以导线轮属于高速转动。

一旦运动精度与过程发生失衡,很可能让正在加工的硅片发生缺陷而报废。

所以机床的工作性能,很大部分由导线轮运动精度决定,它也是判别机床质量的核心指标[3]。

3.2 钢线速度的影响
加工期间,钢线速度体现了加工效率与相关指标。

确保持续钢线的背景下,应尽量提高钢线速度,但是必须和砂浆供给情况持恒,过大的砂浆供给,很可能
让钢线发生中断或者线痕;过小的砂浆供给,很可能发生线痕片与厚薄片[4]。

所以,提高钢线速度,应尽量做到和配套功能相符,反之,单纯提高钢线速度将没有任何意义。

3.3 砂浆的影响
不管是切片、切方,还是切断,切割钢线时都会有砂浆参与。

其中,砂浆是碳化硅微粉和聚乙二醇按照一定比例进行配置,由于切割时,砂浆通常悬浮于钢线,不仅有切割能力,还有冷却功能,所以砂浆黏度与浓度对工作性能有很大影响。

切割时,碳化硅粉、钢线和硅体高速摩擦之后会产生很大的热量,一旦砂浆流动性不够、黏度较大,势必会影响加工散热能力,硅片加工中出现表面烧伤,最终沦落成次品,或者钢线因为太热发生折断。

如果砂浆太稀,黏度很小,会影响钢线中的碳化硅粉悬浮力,从而影响工作效率。

为了让砂浆拥有更好的工作效率,碳化硅粉会占据一定的空间,然后再进入加工范畴。

反之,碳化硅粉数量不够,再大的砂浆黏度,加工效果都不会理想。

3.4 钢线张力的影响
之所以多线切割机能够实施,和钢线张力有着很大的关系。

如果缺乏张力,切割将难以进行,张力过大时,钢线很可能被中断,所以在切割期间,必须实时掌握钢线变化与张力,并且采用有效措施进行控制[5]。

在硅片多线切割时,导线轮有多条钢线缠绕,加工期间,张力会随之发生变化,如果一股线发生断线,那么整个加工就将陷入失败的境地。

因此,断线就成了评价机床工作性能的指标之一。

加工时,不同的钢线张力,都会对崩边、片痕构成很大影响。

如果钢线张力较大,那么悬浮在钢线中的碳化硅粉将很难进入切割区域。

因为张力较大,所以钢线很容易发生断线的情况。

切割硅片钢线的直径通常在0.1-0.18mm间,这样细的钢线,一旦张力控制不好,势必会出现断线的问题。

通常,将张力控制在±1N内。

钢线张力太小,弯曲度就会增加,带砂能力下降,产生跳线,甚至出现线痕等各种残次品。

因此,控制与反馈张力变化,一直是多线切割的关键步骤。

3.5 进给速度的影响
被加工物品切入钢线的速度,即:多线切割机进给,进给速度直接影响着机床加工与运作,所以进给速度成为机床用户与制造商非常注重的指标。

一般情况下,切片机进给在0.2~0.4mm/min内,切方机与切断在1mm/min内。

如果进给速度较大,工件与钢线压力也会随之增加,线弓增加,此时钢线很容易发生断线的问题,具体加工切片如图二所示。

4 小结
对硅片加工构成影响的因素不是单方面的,一台工作性能较好的多线切割机除了要拥有上述工作性能,还应该拥有良好的可靠性、简易性、先进性与科学性。

将多线切割机应用到生产中,对国内太阳能光伏与电子行业建设与发展都发挥了重大价值,拥有很好的应用空间。

参考文献
[1]姚春燕,唐晨,裘腾威,等.线锯切割中锯丝的高梯度磁场数值和理论分析[J].现代制造工程,2016,(02):16-21.
[2]朱广.超声波振动辅助多线锯加工设备开发及实验研究[D].杭州:浙江工业大学,2015:37-37.
[3]陶大庆.光伏多晶硅片多线切割机理与工艺的研究[D].镇江:江苏科技大学,2013:11-13.
[4]贺欢欢.硅片线锯废砂浆中硅与碳化硅分离技术研究[D].南昌:南昌大学,2012:55-59.
[5]林峰,汪建平,傅建中.太阳能硅片精密切割技术及其特性研究[J].航空精密制造技术,2010,46(01):12-15.
王永青,1986.08.09,男,汉,内蒙古,副总经理,助理工程师,大专(本科在读),单位:内蒙古中环光伏材料有限公司。

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