專利名稱：一種切割170μm硅片的方法
技術領域：
本發明涉及一種切割硅片的方法，具體是涉及一種切割厚度規格為170 μ m硅片的方法。
背景技術：
目前，在太陽能行業中，隨著市場行情的變化，太陽能硅片的價格持續走低，為了在市場中提高自身的競爭力，各家企業均致力于降低太陽能硅片的生產成本上。目前156*156mm多晶硅片的厚度規格標準為200 士 20 μ m，太陽能硅片的下一道工序為電池片制作，對電池片行業來說，硅片最重要的指標為轉換效率(轉化效率=最大輸出功率/太陽能電池的輸入功率*100% )，而影響轉換效率最重要的因素為硅片表面質量與少子壽命，硅片的厚度不會對其造成影響，因此在同等原料條件下，提高單位長度硅錠的切割片數，將硅片切割得更薄成了各家切片公司降低其生產成本的首要研發任務。而目前， 如何降低硅片厚度，同時優化其他參數保證較佳的硅片合格率且不消耗更多的原輔材料成為行業的一大難題。現有技術中，在使用MB271機型切割200 μ m(要求為200士20 μ m)硅片的主要參數條件如下切割的總硅錠長度在930mm左右，使用的導輪槽距標準為350 μ m,切割鋼線的直徑為120 μ m,切割用碳化硅微粉的直徑為8 μ m,硅片厚度=導輪槽距-鋼線直徑-碳化硅直徑 *4 = 198 μ m。切割時由于切割鋼線會有一定的磨損，切割930mm長度的硅錠鋼線磨損量為7μπι 左右，導輪的槽距分為三段350 μ m, 347 μ m, 343 μ m,長度均為340mm，能保證硅片的厚度在合理的范圍內。另外，硅片在切割后的脫膠及清洗工序如果采用不當，會造成硅片損壞及清洗不凈，從而影響硅片的成品率及質量。

發明內容
發明目的為了解決現有技術的不足，本發明提供了一種提高出片率、降低生產成本、成品率高、質量優異的切割170 μ m硅片的方法。技術方案為了實現以上目的，本發明所述的一種切割170μπι硅片的方法包括如下步驟1、粘接硅錠采用膠水將硅錠和玻璃板粘接成一體；2、配砂將碳化硅微粉與切割液攪拌混合成砂漿；3、線切割設置線切割機的導輪槽距為320 士 2 μ m、317 士 2 μ m和313 士 2 μ m，使用直徑為115 μ m的鋼線帶動步驟2中配制的砂漿對步驟1中粘接成一體的硅錠和玻璃杯進行線切割；4、脫膠使用脫膠機將硅片與玻璃板進行脫離；
5、清洗將脫膠以后殘留在硅片表面的金屬離子、有機物雜質進行清洗。其中，為了保持硅錠和玻璃板的粘接面干凈，從而取得更好的粘結效果，所述步驟 1中將硅錠和玻璃板粘接成一體前，優選地，將硅錠和玻璃板放入超音波水槽中進行清洗， 清洗水溫為30 40°C，清洗時間為15 30min。所述步驟1中粘接為在25士3°C，濕度< 60%的條件下進行粘接；按粘膠面計算 (硅錠和玻璃板的粘接面)，膠水的用量為0. 5 0. 7g/cm2。所述步驟2中碳化硅微粉的D50值為8. 0 μ m, D3值19 μ m, D94值為4. 5 μ m,顆粒大小在7. 0 13. 3μ m的集中度為73% ；碳化硅微粉的含量大于98. 8%，F. C小于0. 4%， !^e2O3小于0.3%。碳化硅微粉具有較強的吸濕性，在空氣中極易受潮結團，分散性降低，使料漿的粘度降低，同時在料漿中形成假性顆粒物和團積物，造成切割效率和切割質量下降， 因此應避免微粉裸漏在空氣中時間過長。使用前打開包裝袋的口部，在80°C的烘箱內烘干他，保證碳化硅的顆粒松散無水份殘留，其優點是①增強了碳化硅微粉分子活性；②與切削液有了更強的適配性；③粉體顆粒吸附性更強，使鋼線帶砂漿量增大，增強切削能力；④ 微粉有了更好的流動性和分散性，減少結團。另外，碳化硅微粉在包裝、運輸、存放過程中容易擠壓結團，要求在配制沙漿倒料過程中應慢倒，控制在2. 5-5分鐘一袋，避免猛倒造成微粉沉底結塊攪拌不起來，導致砂漿與實際配比不一致影響切割。所述步驟2中切割液的色度彡40、折光率(20°C )為1. 4540 1. 4640、pH值(5% 水溶液)為5. 5 7. 0、含水量彡0. 5%、旋轉粘度(25°C )為48 60mPa. s、密度(20°C ) 為 1. 120 1. 130g/cm3、電導率(25°C )彡 10 μ S/cm。所述步驟2中碳化硅微粉與切割液的質量比為0. 92 0. 96 1 ；其中，將碳化硅微粉與切割液攪拌混合他以上，且攪拌間的濕度小于50RH。所述步驟3中線切割機的導輪槽為“V”型，該“V”型夾角為65士5° ；導輪槽深為 230士20 μ m ；導輪的徑向跳動小于15 μ m。所述步驟4中脫膠機為5槽脫膠機，其中，一二槽為噴淋槽，噴淋水壓為0.01 0. 02Mpa，噴淋時間為6min ；三四槽為超聲波清洗槽，清洗水溫為40 45°C，清洗時間為 6min ；五槽為脫膠槽，采用乳酸脫膠，脫膠溫度為70 75°C，時間為5min。為了將硅片表面清洗干凈，所述步驟5中清洗方法為將脫膠的硅片依次經過以下 11個槽進行清洗后烘干噴淋槽采用循環水進行噴淋，水溫為15 25°C，噴淋時間為180s ；超聲清洗槽采用循環水進行超聲清洗，水溫為15 25°C，清洗時間為180s ；超聲堿洗槽采用濃度為5 10%的堿性清洗劑進行超聲清洗，堿液溫度為55 65°C，清洗時間為180s ；超聲堿洗槽采用濃度為5 10%的堿性清洗劑進行超聲清洗，堿液溫度為55 65°C，清洗時間為180s ；超聲清洗槽采用循環水進行超聲清洗，水溫為55 65°C，清洗時間為180s ；超聲酸洗槽采用濃度為5 10%的酸性清洗劑進行超聲清洗，酸液溫度為常溫， 清洗時間為180s ；超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ；超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ；
超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ；慢拉脫水槽采用純水進行超聲波脫水，水溫為85 95°C，漂洗30s，慢提拉150s ；烘干通道將硅片進行烘干處理，烘干溫度為80 90°C，烘干時間為180s。采用本方法進行切割，使硅片的厚度由原來的200士20 μ m降低到170士20 PmJf 單位硅錠出片數提高了(350-320)/350 = 8.5%，其他參數條件，如導輪的長度、單位硅片的砂漿用量、單位硅片的鋼線用量、切割速度等條件不變。其中，由于鋼線前粗后細，所以將導輪槽距設置成前寬后窄，即從前至后按320士2 μ m、317士2 μ m、313士2 μ m的順序排列， 從而降低磨損。有益效果本發明與現有技術相比具有以下優點實現了切割170 μ m的硅片，降低了硅片的厚度、提高了出片率和生產效率，極大程度地降低了生產成本；脫膠硅片的成品率高且質量優異。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術方案均落在本發明的保護范圍內。一種切割170 μ m硅片的方法，其包括如下步驟1、粘接硅錠先將硅錠和玻璃板放入超音波水槽中進行清洗，清洗水溫為30 40°C，清洗時間為15min，然后在25士3°C，濕度彡60%的環境內，采用膠水將硅錠和玻璃板粘接成一體，其中，膠水的用量為0. 5 0. 7g/cm2，按硅錠和玻璃板的粘接面計算，粘接好的硅錠與玻璃板四周無殘余膠水，固化他后進行后續線切割工序。2、配砂碳化硅微粉D50值為8. 0 μ m，D3值為19 μ m, D94值為4. 5 μ m，顆粒大小在7. 0 13. 3 μ m的集中度為73%，其含量大于98. 8%,F. C小于0. 4%,Fe2O3小于0. 3%, 購于江蘇大陽微粉科技有限公司；切割液的技術參數如表1所示，其購于遼寧奧克化學股份有限公司；將碳化硅微粉與配制的切割液按質量比為0.92 0.96 1攪拌混合他成砂漿，控制攪拌間的濕度小于50RH。3、線切割使用多線切割機MB271，設置該多線切割機的導輪槽距為320士2 μ m、 317士2 μ m和313士2 μ m三段，導輪長度每段為340mm，導輪槽為“V”型，該“V”型夾角為 65 士 5 °，槽深為230 士 20 μ m，導輪的硬度為95 士 2 (邵氏硬度A)，導輪的直徑為350mm，徑向跳動小于15 μ m。使用直徑為115 μ m的鋼線帶動步驟2中配制的砂漿對步驟1中粘接成一體的硅錠和玻璃杯進行線切割，在切割過程中，切割線速為13. 2m/s，切割臺速為0. 38mm/ min，切割深度為165. 5mm，砂漿流量為8500Kg/h，砂漿溫度為22°C，砂漿用量為IlOg/片，切割后硅片厚度為170 μ m,出片率增加至55片/千克，與原始出片率5片/千克，提高了 9% 的出片率，減少了硅料損耗8 %。4、脫膠將硅片依次經過5槽脫膠機中的5槽進行脫膠處理，其中，一二槽為噴淋槽，噴淋水壓為0. 01 0. 02Mpa,噴淋時間為6min ；三四槽為超聲波清洗槽，清洗水溫為 40 45°C，清洗時間為6min ；五槽為脫膠槽，采用乳酸脫膠，脫膠溫度為70 75°C，時間為 5min。脫膠后清理硅片殘余膠條時每次拿取硅片小于等于30mm，膠條清理干凈，硅片縫隙無殘余膠條。擦膠完成后將硅片置于中轉車水槽內，水槽底部墊上橡膠墊，四周圍上海綿，同時保持硅片表面濕潤。5、將脫膠的硅片依次經過以下11個槽進行清洗后烘干，如表2所示，去除殘留在硅片表面的金屬離子及有機物雜質等。
權利要求
1.一種切割170μπι硅片的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)粘接硅錠采用膠水將硅錠和玻璃板粘接成一體；(2)配砂將碳化硅微粉與切割液攪拌混合成砂漿；(3)線切割設置線切割機的導輪槽距分為三段，分別為320士 2μπι、317 士 2μπι和 313士2 μ m，使用直徑為115 μ m的鋼線帶動步驟⑵中配制的砂漿對步驟(1)中粘接成一體的硅錠和玻璃進行線切割；(4)脫膠使用脫膠機將硅片與玻璃板進行脫離；(5)清洗將脫膠以后殘留在硅片表面的金屬離子、有機物雜質進行清洗。
2.根據權利要求1所述的切割170μπι硅片的方法，其特征在于步驟(1)中所述將硅錠和玻璃板粘接成一體前，將硅錠和玻璃板放入超音波水槽中進行清洗，清洗水溫為30 40°C，清洗時間為15 30min。
3.根據權利要求1或2所述的切割170μ m硅片的方法，其特征在于步驟(1)中所述粘接為在25士3°C，濕度< 60%的條件下進行粘接；按粘膠面計算，膠水的用量為0. 5 0. 7g/cm2。
4.根據權利要求1所述的切割170μ m硅片的方法，其特征在于步驟⑵中所述碳化硅微粉的D50值為8. 0 μ m，D3值為19 μ m, D94值為4. 5 μ m，顆粒大小在7. 0 13. 3 μ m的集中度為73%。
5.根據權利要求1所述的切割170μ m硅片的方法，其特征在于步驟⑵中所述碳化硅微粉的含量大于98. 8%, F. C小于0. 4%, Fe2O3小于0. 3%。
6.根據權利要求1所述的切割170μ m硅片的方法，其特征在于步驟O)中所述切割液的色度彡40、折光率(20°C )為1. 4540 1. 4640、pH值(5%水溶液)為5. 5 7. 0、含水量彡 0. 5%、旋轉粘度(250C )為 48 60mPa. s、密度(20°C )為 1. 120 1. 130g/cm3、電導率(25°C )彡 10μ S/cm。
7.根據權利要求1、4至6任一項所述的切割170μπι硅片的方法，其特征在于步驟(2) 中所述碳化硅微粉與切割液的質量比為0. 92 0. 96 1 ；所述將碳化硅微粉與切割液攪拌混合8h以上，且攪拌間的濕度小于50RH。
8.根據權利要求1所述的切割170μπι硅片的方法，其特征在于步驟(3)中所述線切割機的導輪槽為“V”型，該“V”型夾角為65士5° ；導輪槽深為230士20 μ m ；導輪的徑向跳云力小于15 μ m。
9.根據權利要求1所述的切割170μ m硅片的方法，其特征在于步驟(4)中所述脫膠機為5槽脫膠機，其中，一二槽為噴淋槽，噴淋水壓為0. 01 0. 02Mpa,噴淋時間為6min ； 三四槽為超聲波清洗槽，清洗水溫為40 45°C，清洗時間為6min ；五槽為脫膠槽，采用乳酸脫膠，脫膠溫度為70 75°C，時間為5min。
10.根據權利要求1所述的切割170μπι硅片的方法，其特征在于步驟(5)中所述清洗方法為將脫膠的硅片依次經過以下11個槽進行清洗后烘干噴淋槽采用循環水進行噴淋，水溫為15 25°C，噴淋時間為180s ；超聲清洗槽采用循環水進行超聲清洗，水溫為15 25°C，清洗時間為180s ；超聲堿洗槽采用濃度為5 10 %的堿性清洗劑進行超聲清洗，堿液溫度為55 65°C，清洗時間為180s ；超聲堿洗槽采用濃度為5 10 %的堿性清洗劑進行超聲清洗，堿液溫度為55 65°C，清洗時間為180s ；超聲清洗槽采用循環水進行超聲清洗，水溫為陽 65°C，清洗時間為180s ； 超聲酸洗槽采用濃度為5 10%的酸性清洗劑進行超聲清洗，酸液溫度為常溫，清洗時間為180s ；超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ； 超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ； 超聲漂洗槽采用純水進行超聲清洗，水溫為40 50°C，清洗時間為180s ； 慢拉脫水槽采用純水進行超聲波脫水，水溫為85 95°C，，漂洗30s，慢提拉150s ； 烘干通道將硅片進行烘干處理，烘干溫度為80 90°C，烘干時間為180s。
全文摘要
本發明公開了一種切割170μm硅片的方法，包括如下步驟(1)粘接硅錠采用膠水將硅錠和玻璃板粘接成一體、(2)配砂將碳化硅微粉與切割液攪拌混合成砂漿、(3)設置線切割機的導輪槽距分為三段，分別為320±2μm、317±2μm和313±2μm，使用直徑為115μm的鋼線帶動；步驟(2)中配制的砂漿對步驟(1)中粘接成一體的硅錠和玻璃板進行線切割；(4)脫膠使用脫膠機將硅片與玻璃板進行脫離；(5)清洗將脫膠以后殘留在硅片表面的金屬離子、有機物雜質進行清洗。本發明與現有技術相比具有以下優點實現了切割170μm的硅片，降低了硅片的厚度、提高了出片率和生產效率，極大程度地降低了生產成本；脫膠清洗硅片的成品率高且質量優異。
文檔編號B08B3/08GK102275233SQ20111026240
公開日2011年12月14日 申請日期2011年9月6日 優先權日2011年9月6日
發明者劉坤, 朱海亮, 甘大源 申請人:太倉協鑫光伏科技有限公司