金刚线切割太阳能薄片实验总结

【项目计划】验证钻石线的薄片加工能力，确保产出薄片各项参数能够满足要求。钻石线切割硅片出刀位置存在细小边崩， 上阶段在对切割工艺进行多方面改善后仍未解决崩边问题，本次试验计划通过试用小颗粒钻石线（ 10-20um ）解决崩边。实验过程：鉴于晶片在太阳能正常硅片加工上的经验， 本次薄片切割工艺使用相对成熟的正常片加工工艺。 该工艺能够有效的保证硅片厚度、 TTV 、 翘曲度等各项参数。 部门共进行 5 次切割实验，测试数据如下：观察以上数据可以发现，硅片各项参数已基本能够满足 sunpower 要求，但每片硅片出刀口部位均存在崩边，下图为在 olympus 下拍摄的崩边照片。崩边宽度大于 20um ，长度大于 50um ，深度大于 20um ，目视能够明显看出，不能满足客户要求。崩边产生原因分析：由于硅片较薄，单晶切割至出刀口位置时，硅片抖动幅度较大，造成出刀口损伤。钻石线切割时存在线弓，线运行时发生横向摆动，损伤硅棒。切割至末尾时，单晶受线弓应力。钻石线切割能力强，应力瞬间释放造成硅片损伤。由于粘接胶的硬度小于单晶，从微观上看，钻石线在切割至粘接胶时， 线弓瞬间降低， 导致硅片该点被金刚石颗粒挂伤，造成崩边。方案实施情况：效果分析：降低流量：钻石线工艺要求流量较大，但过大的流量冲击在硅片上导致硅片震动幅度加大。降低流量可有效的减少震动，改善效果比较明显，但未能解决崩边。降低线速度：降低出刀位置线运行速度，线切割能力下降，导致线弓增大。另外，线运行速度与线的横向摆幅之间并非简单的正比关系，降低线速不一定能够减少摆动。降低工作台下降速度：降低下降速度后，线弯曲度降低了约 0.5mm 左右，降幅 15% 。线弓改善比较明显，但对崩边的改善效果并不明显。斜向切割： 观察前几刀切割情况发现，硅片入线、 出线端很少出线崩边，斜切方式能够使进线面积最大化。但本次实验完成后发现约有 20% 的硅片出刀圆弧面存在严重角崩，可能为线弓瞬间降低将硅片圆弧角挂伤。并且粘接面仍然存在少量崩边，崩边问题未能解决。附：各刀出刀位置线弓对比注：第五刀出刀线弓为钻石线切割至圆弧点时的线弓，由于切割面积小，线弓较小。实验总结：通过五次切割实验已确定钻石线切割方式能够保证薄片各项参数， 但经过多次工艺改善仍不能够有效解决崩边现象，决定暂时停止实验，待更小粒径钻石线到厂后再继续实验。