一种超细钢线切割超薄硅片的方法技术

本发明专利技术涉及一种超细钢线切割超薄硅片的方法，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为0.6％～2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6～8um颗粒，张力设定7～9N，主轴槽距为0.190～0.210mm。本发明专利技术进一步降低提高单晶切片出片率、降低切片厚度，降低硅耗损，降低加工成本，同时可以降低断丝率，提高良品率，防止并线。

Method for cutting ultrathin silicon wafer by superfine steel wire

The invention relates to a method for superfine steel wire cutting ultra thin silicon wafers, which comprises the following steps: (1) the spindle slot (2) stick rods (3), configuration of cooling liquid (4), (5) cutting, cutting, degumming cleaning, (6) (7) (the 3 steps detection; the configuration of cooling liquid coolant), pure water and water-based cutting fluid, cutting fluid concentration is 0.6% ~ 2%; (4) the steps of cutting, cutting steel wire using 60um diamond wire, diamond particles using a particle diameter of 6 ~ 8um, 7 ~ 9N spindle tension setting, the slot is 0.190 ~ 0.210mm. The present invention further reduce the higher rate, reduce the slice thickness of single crystal silicon slice, reduce consumption, reduce processing costs, at the same time can reduce the fracture rate, improve yield, and prevent.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硅片切割工艺，特别是一种进一步降低切片厚度，降低硅耗损，降低加工成本的超细钢线切割超薄硅片的方法。
技术介绍
晶硅太阳能组件生产包括晶硅生产，铸锭/拉晶，切片，电池片生产和组件生产，由于硅片厚度对太阳能电池的光电转换效率无影响，因此提高硅材料利用率成为降低硅片加工成本的重要途径之一。其中切片环节是将硅锭切成薄片的过程，切片是通过金属丝的高速往复运动将SIC磨料带入加工区域(硅棒)进行研磨，而金刚线是通过电镀技术将金刚砂附着在钢丝上进行切割。相比传统砂浆切割，金刚线切割的优势在于其切割速度可提升2～3倍，不使用昂贵且难以处理的砂浆，单片耗材较低，而且金刚线可以切割较薄硅片，大大降低了硅耗，提升了单位重量内硅片的出片数，在降低成本上有非常大的空间。为降低成本，减少硅片厚度是有效的方法，但是切割刚丝过细会产生问题：在刚丝生产过程中，母线线径越小越难拉丝，断丝率越高，良品率越低；在切割过程中刚丝线径越小，切割时所需张力越小，对切割设备的张力控制系统要求越高；母线线径越细，在切割过程中刚丝切割能力会受影响，断丝风险率会增加；刚丝越细，主轴槽距越小，刚丝之间的间距越小，在冷却水的作用下，刚线会更容易并到一起，温度提升可以适当降低液体表面张力，但是温度提升会影响切削液冷却性能等。申请号201410614676.X，申请公布号为CN104441281A，申请公布日为2015.03.25的专利技术专利公开了“一种超薄硅片的切割方法”，其包括如下步骤：粘棒；配制冷却液；上料；切割预热；切割；下料；其特征在于，所述步骤配制冷却液：冷却液由电导率为1～5μs/cm去离子水和水溶性冷却液混合配制而成，配制成的所述冷却液的体积比浓度为0.15％～0.2％；所述步骤切割：切割钢线采用线芯直径为70～80μm，颗粒粒径为7～9μm 的电镀金刚线；设定硅片目标厚度120～140μm，多线切割机主辊布线槽距205～215μm，槽深280～300μm，槽夹角25°～35°；所述切割钢线张力设定为20～22N，单片用线量为0.7～1.0m/pcs，主切割速度为1～1.2mm/min，进行双向切割；整个切割过程中，保证所述冷却液流量稳定在180～220L/min；所述步骤下料：切割完成后，进给台以30～40mm/min慢速上升，进给台完全升起后，下料进行硅片脱胶处理。该专利提升单晶切片的出片率，从而降低硅片加工成本，提高切割效率，优化表面粗糙度，减小TTV(硅片厚度变化量)。为进一步提高单晶切片出片率、降低切片厚度，降低硅耗损，降低加工成本，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种进一步提高单晶切片出片率、降低切片厚度，降低硅耗损，降低加工成本的超细钢线切割超薄硅片的方法。一种超细钢线切割超薄硅片的方法，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为0.6％～2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6～8um颗粒，张力设定7～9N，主轴槽距为0.190～0.210mm，切割片厚为115～135um，槽角20°～24°，槽深0.2～0.28mm，主体切割速度1.1～1.3mm/min进行双向切割。所述步骤(4)切割，槽底宽度55um。所述步骤(4)切割，线速度为1600m/min。所述步骤(4)切割，切割片厚为115um。所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液为法国圣戈班，切割液浓度为0.6％-2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6um颗粒，硅片厚度设定130um，主轴槽距使用0.210mm，槽角24°，槽深0.28mm，槽底宽度55um；张力设定8N，线速度为1600m/min，主体切割速度1.3mm/min进行双向切割。所述步骤(3)配置冷却液切割液浓度为2.0％，所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6um颗粒，硅片厚度 设定115um，主轴槽距为0.19mm，槽角24°，槽深0.28mm，槽底宽度55um；张力设定8N，线速度为1600m/min，主体切割速度1.3mm/min进行双向切割。本专利技术一种超细钢线切割超薄硅片的方法，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为0.6％～2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6～8um颗粒，张力设定7～9N，主轴槽距为0.190～0.210mm，切割片厚为115～135um，槽角20°～24°，槽深0.2～0.28mm，主体切割速度1.1～1.3mm/min进行双向切割。使60um金刚线优化状态下切割硅片，减小金刚线的内径，同时调小张力，提高冷却液浓度，防止金刚线过细带来的断丝率高，良品率低，并线问题。本专利技术进一步降低提高单晶切片出片率、降低切片厚度，降低硅耗损，降低加工成本，同时可以降低断丝率，提高良品率，防止并线。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。实施例1：一种超细钢线切割超薄硅片的方法，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6um颗粒，主轴槽距为0.19mm，切割片厚为115um，槽角24°，槽深0.28mm，主体切割速度1.3mm/min进行双向切割。槽底宽度55um。线速度为1600m/min。分别设定张力为5N,6N,7N,8N,9N,10N时，张力越大，断线率越高，张力越小，切割效率越低，以张力为8N时效果最佳。金刚线越细，成本越低，硅耗材量越小，表面粗糙度越小，硅片的厚度可以更小。但是张力控制的要求更高，切割液浓度需要调整。60um金刚线目前国内没有供应商可以提供，国外厂家可以大量供应，但价格略高；使用的安永TV600切片机张力系统可以满足60um刚丝所需要的张力控制， TV600切割设备最高线速1600m/min可以弥补线径较小导致的切割能力减弱的缺陷；使用法国圣戈班冷却液，增加浓度可以达到该切割条件下所需要的液体表面张力条件。当分别设定张力为7N，8N，9N，产品试验数据为：张力(N) 断丝率 缺口/角 毛边 隐裂 硅落 线痕 厚薄 TTV 良品率 7 2.40％ 1.5％ 0.4％ 1.0％ 1.2％ 0.0％ 0.9％ 0.8％ 90.2％ 8 2.20％ 1.4％ 0.5％ 0.8％ 1.2％ 0.0％ 0.1％ 0.2％ 91.8％ 9 2.60％ 1.6％ 0.3％ 0.7％ 1.4％ 0.1％ 0.1％ 0.1％ 90.7％ 实施例2：一种超细钢线切割超薄硅片的方法，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超细钢线切割超薄硅片的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为0.6％～2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6～8um颗粒，张力设定7～9N，主轴槽距为0.190～0.210mm，切割片厚为115～135um，槽角20°～24°，槽深0.2～0.28mm，主体切割速度1.1～1.3mm/min进行双向切割。

【技术特征摘要】
1.一种超细钢线切割超薄硅片的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)主轴开槽，(2)粘棒，(3)配置冷却液，(4)切割，(5)下料，(6)脱胶清洗，(7)检测；所述步骤(3)配置冷却液，冷却液为纯水和水基切割液，切割液浓度为0.6％～2.0％；所述步骤(4)切割，切割刚线使用60um金刚线，金刚石颗粒使用的是直径6～8um颗粒，张力设定7～9N，主轴槽距为0.190～0.210mm，切割片厚为115～135um，槽角20°～24°，槽深0.2～0.28mm，主体切割速度1.1～1.3mm/min进行双向切割。2.根据权利要求1所述的一种超细钢线切割超薄硅片的方法，其特征在于，所述步骤(4)切割，槽底宽度55um。3.根据权利要求1所述的一种超细钢线切割超薄硅片的方法，其特征在于，所述步骤(4)切割，线速度为1600m/min。4.根据权利要求1所述的一种超细钢线切割超薄硅片的方法，其特征在于，所述步骤(4)切割，切割片厚为115u...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡健华，贺贤汉，上坂英治，许伟伟，杨俊，
申请(专利权)人：上海申和热磁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31