PV800硅片线痕分析

PV800.硅片线痕分析

分类：线痕按表现形式分为杂质线痕、划伤线痕、密布线痕、错位线痕、边缘线痕等。各种线痕产生的原因如下：

1、杂质线痕：由多晶硅锭内杂质引起，在切片过程中无法完全去除，导致硅片上产生相关线痕。

表现形式：（1）线痕上有可见黑点，即杂质点。

（2）无可见杂质黑点，但相邻两硅片线痕成对，即一片中凹入，一片凸起，并处同一位置。

（3）以上两种特征都有。

（4）一般情况下，杂质线痕比其它线痕有较高的线弓。

改善方法：（1）改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

（2）改善切片工艺，采用粗砂、粗线、降低台速、提高线速等。

其它相关：硅锭杂质除会产生杂质线痕外，还会导致切片过程中出现“切不动”现象。如未及时发现处理，可导致断线而产生更大的损失。

2、划伤线痕：由砂浆中的SIC大颗粒或砂浆结块引起。切割过程中，SIC颗粒“卡”在钢线与硅片之间，无法溢出，造成线痕。

表现形式：包括整条线痕和半截线痕，内凹，线痕发亮，较其它线痕更加窄细。

改善方法：（1）针对大颗粒SIC（2.5~3D50），加强IQC检测；使用部门对同一批次SIC先进行试用，然后再进行正常使用。

（2）导致砂浆结块的原因有：砂浆搅拌时间不够；SIC水分含量超标，砂浆配制前没有进行烘烤；PEG水分含量超标（重量百分比<0.5%）；SIC成分中游离C（<0.03%）以及<2μm微粉超标。

其它相关：SIC的特性包括SIC含量、粒度、粒形、硬度、韧性等，各项性能对于切片都有很大的影响。

3、密布线痕（密集型线痕）：由于砂浆的磨削能力不够或者切片机砂浆回路系统问题，造成硅片上出现密集线痕区域。

表现形式：（1）硅片整面密集线痕。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。

（4）部分不规则区域密集线痕。

（5）硅块头部区域密布线痕。

改善方法：（1）硅片整面密集线痕，原因为砂浆本身切割能力严重不足引起，包括SIC颗粒度太小、砂浆搅拌时间不够、砂浆更换量不够等，可针对性解决。

（2）硅片出线口端半片面积密集线痕。原因为砂浆切割能力不够，回收砂浆易出现此类情况，通过改善回收工艺解决。

（3）硅片部分区域贯穿硅片密集线痕。原因为切片机台内砂浆循环系统问题，如砂浆喷嘴堵塞。在清洗时用美工刀将喷嘴内赃物划向两边。

（4）部分不规则区域密集线痕。原因为多晶硅锭硬度不均匀，部分区域硬度过高。改善铸锭工艺解决此问题。

（5）硅块头部区域密布线痕。切片机内引流杆问题。

4、错位线痕：由于切片机液压夹紧装置表面有砂浆等异物或者托板上有残余胶水，造成液压装置与托板不能完全夹紧，以及托板螺丝松动，而产生的线痕。

表现形式：

改善方法：规范粘胶操作，加强切片前检查工作，定期清洗机床。

5、边缘线痕：由于硅块倒角处余胶未清理干净而导致的线痕。

表现形式：一般出现在靠近粘胶面一侧的倒角处，贯穿整片硅片。

改善方法：规范粘胶操作，加强检查和监督。

二、TTV（Total Thickness Variety）

TTV不良，都是由于各种问题导致线网抖动而产生的硅片不良，包括设备精度问题、工作台问题、导轮问题、导向条粘胶问题等。

1、设备精度：

导轮径向跳动<40μm，轴向跳动<20μm。

改善方法：校准设备。

2、工作台问题：

工作台的不稳定性会导致大量TTV不良的产生。

改善方法：维修工作台。

3、导轮问题：

因导轮问题而产生的TTV不良，一般出现在新导轮和导轮磨损很大的时候。

改善方法：更换导轮。

4、导向条粘胶问题：

当导向条下的胶水涂抹不均匀，出现部分空隙，在空隙位置的硅片，易出现TTV 不良问题。

改善方法：规范粘胶操作。

三、台阶

台阶的出现，是由切片过程中的钢线跳线引起，而导致钢线跳线的原因，包括设备、工艺、物料等各方面的问题，部分如下：

1、砂浆问题：

砂浆内含杂质过多，没有经过充分过滤，造成钢线跳线。

改善方法：规范砂浆配制、更换，延长切片的热机时间和次数。

2、硅块杂质问题：

硅块的大颗粒杂质会引起跳线而产生台阶。

改善方法：改善原材料或铸锭工艺，改善IPQC检测手段。

3、单晶停机、切起工艺问题：

单晶相对多晶硬度较大，在异常停机并重新切起的过程中，采用违规操作产生的钢线跳线。

改善方法：严格遵循工艺操作。

4、线、砂工艺匹配问题：

钢线、砂浆型号不匹配造成切片跳线，此种情况很少出现。

太阳能硅片切割技术

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。如果粘度不达标，就会导致液的流动性差，不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线，因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。

二、碳化硅微粉的粒型及粒度

太阳能硅片的切割其实是钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光洁程度和切割能力的关键。粒型规则，切出来的硅片表明就会光洁度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。

三、砂浆的粘度

线切割机对硅片切割能力的强弱，与砂浆的粘度有着不可分割的关系。而砂浆的粘度又取决于硅片切割液的粘度、硅片切割液与碳化硅微粉的适配性、硅片切割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆密度等。只有达到机器要求标准的砂浆粘度（如NTC机器要求250左右）才能在切割过程中，提高切割效率，提高成品率。

四、砂浆的流量

钢线在高速运动中，要完成对硅料的切割，必须由砂浆泵将砂浆从储料箱中打到喷砂咀，再由喷砂咀喷到钢线上。砂浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都对切割能力和切割效率起着很关键的作用。如果流量跟不上，就会出现切割能力严重下降，导致线痕片、断线、甚至是机器报警。