影響太陽能硅片切割的因素

太陽能硅片的線切割機理就是機器導(dǎo)輪在高速運轉(zhuǎn)中帶動鋼線，從而由鋼線將聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂漿送到切割區(qū)，在鋼線的高速運轉(zhuǎn)中與壓在線網(wǎng)上的工件連續(xù)發(fā)生摩擦完成切割的過程。 　　在整個切割過程中，對硅片的質(zhì)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、砂漿的粘度、砂漿的流量、鋼線的速度、鋼線的張力以及工件的進給速度等。 　　一、切割液(PEG)的粘度 　　由于在整個切割過程中，碳化硅微粉是懸浮在切割液上而通過鋼線進行切割的，所以切割液主要起懸浮和冷卻的作用。 　　1、切割液的粘度是碳化硅微粉懸浮的重要保證。由于不同的機器開發(fā)設(shè)計的系統(tǒng)思維不同，因而對砂漿的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士線切割機要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永則低至18。只有符合機器要求的切割標準的粘度，才能在切割的過程中保證碳化硅微粉的均勻懸浮分布以及砂漿穩(wěn)定地通過砂漿管道隨鋼線進入切割區(qū)。 　　2、由于帶著砂漿的鋼線在切割硅料的過程中，會因為摩擦發(fā)生高溫，所以切割液的粘度又對冷卻起著重要作用。如果粘度不達標，就會導(dǎo)致液的流動性差，不能將溫度降下來而造成灼傷片或者出現(xiàn)斷線，因此切割液的粘度又確保了整個過程的溫度控制。 　　二、碳化硅微粉的粒型及粒度 　　太陽能硅片的切割其實是鋼線帶著碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光潔程度和切割能力的關(guān)鍵。粒型規(guī)則，切出來的硅片表明就會光潔度很好;粒度分布均勻，就會提高硅片的切割能力。 　　三、砂漿的粘度 　　線切割機對硅片切割能力的強弱，與砂漿的粘度有著不可分割的關(guān)系。而砂漿的粘度又取決于硅片切割液的粘度、硅片切割液與碳化硅微粉的適配性、硅片切割液與碳化硅微粉的配比比例、砂漿密度等。只有達到機器要求標準的砂漿粘度(如NTC機器要求250左右)才能在切割過程中，提高切割效率，提高成品率。 　　四、砂漿的流量 　　鋼線在高速運動中，要完成對硅料的切割，必須由砂漿泵將砂漿從儲料箱中打到噴砂咀，再由噴砂咀噴到鋼線上。砂漿的流量是否均勻、流量能否達到切割的要求，都對切割能力和切割效率起著很關(guān)鍵的作用。如果流量跟不上，就會出現(xiàn)切割能力嚴重下降，導(dǎo)致線痕片、斷線、甚至是機器報警。 　　五、鋼線的速度 　　由于線切割機可以根據(jù)用戶的要求進行單向走線和雙向走線，因而兩種情況下對線速的要求也不同。單向走線時，鋼線始終保持一個速度運行(MB和HCT可以根據(jù)切割情況在不同時間作出手動調(diào)整)，這樣相對來說比較容易控制。目前單向走線的操作越來越少，僅限于MB和HCT機器。 　　雙向走線時，鋼線速度開始由零點沿一個方向用2-3秒的時間加速到規(guī)定速度，運行一段時間后，再沿原方向慢慢降低到零點，在零點停頓0.2秒后再慢慢地反向加速到規(guī)定的速度，再沿反方向慢慢降低到零點的周期切割過程。在雙向切割的過程中，線切割機的切割能力在一定范圍內(nèi)隨著鋼線的速度提高而提高，但不能低于或超過砂漿的切割能力。如果低于砂漿的切割能力，就會出現(xiàn)線痕片甚至斷線;反之，如果超出砂漿的切割能力，就可能導(dǎo)致砂漿流量跟不上，從而出現(xiàn)厚薄片甚至線痕片等。 　　目前MB的平均線速可以達到13米/秒，NTC達10.5-11米/秒。 　　六、鋼線的張力 　　鋼線的張力是硅片切割工藝中相當核心的要素之一。張力控制不好是產(chǎn)生線痕片、崩邊、甚至短線的重要原因。 　　1、鋼線的張力過小，將會導(dǎo)致鋼線彎曲度增大，帶砂能力下降，切割能力降低。從而出現(xiàn)線痕片等。 　　2、鋼線張力過大，懸浮在鋼線上的碳化硅微粉就會難以進入鋸縫，切割效率降低，出現(xiàn)線痕片等，并且斷線的幾率很大。 　　3、如果當切到膠條的時候，有時候會因為張力使用時間過長引起偏離零點的變化，出現(xiàn)崩邊等情況。 　　MB、NTC等線切割機一般的張力控制在送線和收線相差不到1，只有安永的相差7.5。 　　七、工件的進給速度 　　工件的進給速度與鋼線速度、砂漿的切割能力以及工件形狀在進給的不同位置等有關(guān)。工件進給速度在整個切割過程中，是由以上的相關(guān)因素決定的，也是最沒有定量的一個要素。但控制不好，也可能會出現(xiàn)線痕片等不良效果，影響切割質(zhì)量和成品率。 　　總之，太陽能硅片線切割機的操作，是一個經(jīng)驗大于技術(shù)流程與標準的精細活。只有在實際操作中，不斷總結(jié)與探討，才能對機器的駕馭游刃有余。