一种利用金刚线切割硅片的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用金刚线切割硅片的方法，属于硅片加工技术领域，包括以下步骤：步骤一、采用新金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第一预设深度；步骤二、采用所述步骤一产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第二预设深度；步骤三、采用所述步骤二产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第三预设深度；步骤四、采用所述步骤三产生的旧金刚线对硅块剩余部分进行切割。本发明专利技术提供的一种利用金刚线切割硅片的方法，解决了现有技术中存在的用线量较大的技术问题。

A method of cutting silicon wafer with diamond wire

The invention provides a method for cutting silicon wafer by diamond wire, which belongs to the technical field of silicon wafer processing. The method comprises the following steps: first, cutting silicon wafer with a new diamond wire until the cutting depth reaches the first preset depth; second, cutting silicon wafer with the old diamond wire produced in the first step and cutting it straight. The second preset depth is reached by cutting the silicon block with the old diamond wire generated in the second step until the cutting depth reaches the third preset depth. The remaining part of the silicon block is cut with the old diamond wire generated in the third step. The invention provides a method for cutting silicon wafer by using diamond wire, and solves the technical problem of large amount of wire used in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种利用金刚线切割硅片的方法
本专利技术属于硅片加工
，更具体地说，是涉及一种利用金刚线切割硅片的方法。
技术介绍
金刚线切割单、多晶硅棒，已经成为太阳能级硅片切割的主流，各种专用机床和改造机床纷纷投入使用。电镀金刚线成为硅片切割的主要耗材，而电镀金刚线的价格相对于普通钢线的近百倍，为了降低耗材成本，各个硅片加工企业采取各种措施节约金刚线用量。为了降低金刚线的使用量，一般厂家先用新线将硅棒切割至一定深度(一般为110～120mm)，再用旧线将剩余部分进行切割，这样虽然比整根硅棒都用新线切割省线，但用线量依然较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用金刚线切割硅片的方法，以解决现有技术中存在的用线量较大的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种利用金刚线切割硅片的方法，包括以下步骤：步骤一、采用新金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第一预设深度；步骤二、采用所述步骤一产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第二预设深度；步骤三、采用所述步骤二产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第三预设深度；步骤四、采用所述步骤三产生的旧金刚线对硅块剩余部分进行切割。进一步地，所述步骤一和所述步骤三中的金刚线走线方向一致，分别为正向走线，所述步骤二和所述步骤四中的金刚线走线方向一致，分别为反向走线。进一步地，所述第一预设深度为85～95mm，所述第二预设深度为125～135mm，所述第三预设深度为145～155mm，所述硅块总的切割深度为160～165mm。进一步地，所述第一预设深度为90mm，所述第二预设深度为130mm，所述第三预设深度为150mm，所述硅块总的切割深度为163mm。进一步地，所述步骤一中金刚线走线速度为950～1250m/min，所述步骤二和所述步骤三中金刚线走线速度分别为1100～1250m/min，所述步骤四中金刚线走线速度为1250～950m/min。进一步地，所述步骤一中金刚线走线速度为1000～1200m/min，所述步骤二和所述步骤三中金刚线走线速度分别为1200m/min，所述步骤四中金刚线走线速度为1200～1000m/min。进一步地，所述步骤一中进刀速度为0.6～1.6mm/min，所述步骤二中进刀速度为1.4～1.6mm/min，所述步骤三中进刀速度为1.6～1.1mm/min，所述步骤四中进刀速度为1.3～0.1mm/min。进一步地，所述步骤一中进刀速度为0.85～1.5mm/min，所述步骤二中进刀速度为1.5mm/min，所述步骤三中进刀速度为1.5～1.2mm/min，所述步骤四中进刀速度为1.2～0.2mm/min。进一步地，所述正向走线通过放线轮和收线轮正转实现，所述反向走线通过所述放线轮和所述收线轮反转实现。进一步地，所述金刚线的张力为8～12N。本专利技术提供的一种利用金刚线切割硅片的方法，与现有技术相比，本专利技术提供的一种利用金刚线切割硅片的方法，与现有技术相比，打破了原有的硅片切割工艺，创新性的设计了“四步反切”工艺，将整个切割过程分割为了四个步骤，仅在步骤一(切割深度为0到85～95mm)使用新线进行切割，之后三个步骤分别采用上一步骤产生的旧线进行切割，使得整个硅块切割完毕后使用线量与步骤一所使用的线量相同。又由于整个硅块切割过程被分为了四个步骤，每一步骤切割行程便可缩短，因此切割时可以采用相对少量的新金刚线完成。第一预设深度设置为85～95mm，与传统切割工艺新线切割深度需到110～120mm相比，采用本专利技术所提出的方法切割硅片切割行程明显缩短(约缩短25％左右)，有效确保了切割过程使用的新金刚线用量明显缩短。另外，步骤一的切割行程为85～90mm，步骤二的切割行程为30～50mm，步骤三的切割行程为10～30mm，步骤四的切割行程为10～15mm,即后一步骤的切割行程为前一步骤切割行程的一半左右，但是参与每个步骤的切割线量相同，由此可见，参与到单位切割行程中的切割线量在逐渐增加，这一设置有效降低了金刚线磨损对后续切割(步骤三和步骤四)的不良影响，使得在后的切割作业(步骤三和步骤四)依然可以保持较高的切割稳定性，具体表现在各阶段切割线作业时产生的线弓较小，且切割到硅块端部时未发生崩边现象。步骤一中金刚线走线速度逐渐递增，步骤二和步骤三中金刚线走线速度保持恒定；步骤四中金刚线走线速度逐渐降低，有效确保了金刚线运行的平稳性，和切割性能的稳定性。步骤一中进刀速度(通过控制进给机构1推动硅块向下移动的速度来控制)逐渐递增，步骤二中进刀速度保持恒定，步骤三和步骤四中进刀速度逐渐降低，有效确保了各步骤的使用线量一致。为了验证本方法的可行性，专利技术人采用NTC442DM机床和电镀金刚线，切割横截面为1m2、总切割深度为163mm的硅块，分别采用本专利技术所提出方法和传统切割方法进行了测试。经测试，切割横截面为1m2、切割深度为163mm的硅块，采用本专利技术所提出方法(实施例1～3)仅用1.5km左右的新金刚线即可完成整个硅块的切割；采用传统切割工艺(实施例4～6)，则需要采用2.5Km甚至更多金刚线才能完成。由此可见，与传统切割工艺相比，本专利技术所提出的切割方法，金刚线用量明显降低(可少用25％以上)。且采用本专利技术所提出的切割方法，硅块端部均未发生崩边现象。经分析得出，采用本专利技术所提出的切割方法时每毫米切割深度使用的切割线用量相对较大。如实施例3中步骤一时每毫米切割深度的平均用线量为16.67m，步骤二中为37.5m，步骤三中为75m，步骤四中为115.38m，而实施例6中步骤一的平均用线量为20.83m，步骤二中平均用线量为34.88m。由此可见，除步骤一外，本专利技术所提出方法的各步骤每毫米切割深度使用的切割线用量均大于传统方法的各步骤，这一设置有效确保了采用本专利技术所提出方法进行硅块切割时，金刚线的切割力不会随着金刚线的磨损程度而下降，可始终保持足够的稳定性，具体表现在切割时金刚线线弓较小，进而确保了硅片端部切割的平整性，避免了硅块端部发生崩边现象的发生。综上所述，本专利技术所提出的切割方法可在不影响切割效率和质量的前提下，达到节约线量的目的，这是现有技术无法达到的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的金刚线切割硅片的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种利用金刚线切割硅片的方法的流程图。其中，图中各附图标记：1-进给机构；2-硅块；3-放线轮；4-收线轮；5-金刚线。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、采用新金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第一预设深度；步骤二、采用所述步骤一产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第二预设深度；步骤三、采用所述步骤二产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第三预设深度；步骤四、采用所述步骤三产生的旧金刚线对硅块剩余部分进行切割。

【技术特征摘要】
1.一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、采用新金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第一预设深度；步骤二、采用所述步骤一产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第二预设深度；步骤三、采用所述步骤二产生的旧金刚线对硅块进行切割，直至切割深度到达第三预设深度；步骤四、采用所述步骤三产生的旧金刚线对硅块剩余部分进行切割。2.如权利要求1所述的一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：所述步骤一和所述步骤三中的金刚线走线方向一致，分别为正向走线，所述步骤二和所述步骤四中的金刚线走线方向一致，分别为反向走线。3.如权利要求1所述的一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：所述硅块总的切割深度为160～165mm，所述第一预设深度为85～95mm，所述第二预设深度为125～135mm，所述第三预设深度为145～155mm。4.如权利要求3所述的一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：所述第一预设深度为90mm，所述第二预设深度为130mm，所述第三预设深度为150mm，所述硅块总的切割深度为163mm。5.如权利要求1所述的一种利用金刚线切割硅片的方法，其特征在于：所述步骤一中金刚线走线速度为950～1250m/min，所述步骤二和所述步骤三中金刚线走线速度分别为1100～12...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会敏，张浩强，张立涛，菅书永，李会冈，
申请(专利权)人：邢台晶龙电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13