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。