史振剛

錦州陽(yáng)光能源有限公司

回收砂漿對(duì)硅片表面質(zhì)量的影響

史振剛

錦州陽(yáng)光能源有限公司

工業(yè)的對(duì)硅片進(jìn)行加工過(guò)程往往會(huì)使用回收的砂漿來(lái)對(duì)硅片進(jìn)行加工切割，這樣的工藝對(duì)于公司而言，能夠大大地節(jié)約其成本費(fèi)用，而且，隨著工藝的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，很多企業(yè)往往會(huì)使用很多工藝來(lái)降低對(duì)硅片進(jìn)行加工過(guò)程中的成本費(fèi)用，從而擴(kuò)大自己的效益，筆者在本文中，將會(huì)回收砂漿對(duì)硅片切割并在保證質(zhì)量的前提下，回收砂漿的最優(yōu)比例，著重分析這種回收砂漿的使用對(duì)企業(yè)效益的影響，以及在保證質(zhì)量的前提下，砂漿使用應(yīng)保持的比例。

砂漿；硅片；成本

硅片在我們的生活中大面積地被運(yùn)用，但是，對(duì)硅的使用往往是以硅片的形式，例如在制備太陽(yáng)能電池的過(guò)程中，不是直接使用硅棒或者硅錠，而是對(duì)其加工后的硅片，經(jīng)過(guò)多線切割完成后的硅片才能投入太陽(yáng)能的使用。而對(duì)于切割，主要由以下過(guò)程完成：主要由金屬絲帶動(dòng)sic顆粒來(lái)完成切割，但是對(duì)使用的液體組織有著很高的要求，要使用參雜聚乙二醇分散劑的水溶液.但是有一點(diǎn)必須提出，就是在水溶液切割過(guò)程中需進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，而動(dòng)態(tài)控制的主要目的就是防止切割溶液質(zhì)量的變化，影響切割效果。因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，會(huì)有一半的硅消耗流入切割液體中，影響切割質(zhì)量。關(guān)于這個(gè)問題，現(xiàn)在已經(jīng)得到很大的重視，而且很多的學(xué)者仍然在研究這個(gè)難題，關(guān)于如何回收利用廢棄漿料的問題仍然引發(fā)很多專家學(xué)者的興趣。

一、實(shí)驗(yàn)部分

在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于硅片質(zhì)量的評(píng)估往往通過(guò)以下幾步，第一，是通過(guò)不同比例的回收液體而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)硅棒進(jìn)行切割，標(biāo)準(zhǔn)的硅棒一般規(guī)格為156*156mm準(zhǔn)方棒，在對(duì)合格率以及缺陷的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)硅片質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，第二，對(duì)回收和新的聚乙二醇進(jìn)行流動(dòng)性進(jìn)行檢測(cè)，這個(gè)過(guò)程主要使用的儀器為ndj～8s粘度檢測(cè)儀，第三步，檢測(cè)回收以及新sic的粒徑和粒徑在7.529～13.30um之間的集中度，這個(gè)過(guò)程主要使用的儀器為multisizer3粒徑分布儀，第四步，用金相顯微鏡對(duì)硅片的表面線痕進(jìn)行分析觀察，這個(gè)過(guò)程主要使用的儀器為axio scope al金相顯微鏡。通過(guò)以上的四個(gè)步驟，就能夠分析出對(duì)多晶硅片進(jìn)行切割的最適回收砂漿比例，以及不同比例下的回收砂漿所產(chǎn)生的不同質(zhì)量的多晶硅表面質(zhì)量。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

1.懸浮液PEG的物理性能檢測(cè)

切割液對(duì)硅片的切割具有很重要的意義，而切割的完成主要依賴于金剛砂所粘附的鋼線，新舊懸浮液的主要差別體現(xiàn)在顏色上的差別，新的懸浮液在顏色上會(huì)略顯微黃，而舊的懸浮液是近無(wú)色的，另外，粘度對(duì)硅片的切割也同樣具有很大的意義，適當(dāng)?shù)恼扯炔拍苡泻芎玫馁|(zhì)量，金剛砂粘度較小，則表明金剛砂分布不均，攜帶金剛砂的能力較弱，而粘度較高，則容易產(chǎn)生掉片現(xiàn)象，對(duì)硅片的切割影響較大，所以合理范圍的金剛砂才能保障切割液的質(zhì)量，也能保證硅片表面的質(zhì)量效果。

2.不同比例金剛砂SiC對(duì)多晶硅片表面線痕的影響

對(duì)硅片切割的主要原理為：砂漿中的碳化硅與硅片中的硅晶體摩擦碰撞，讓晶體磨損破碎，這種切割運(yùn)用的是切割液下的滾動(dòng)式切割，依靠碳化硅來(lái)完成切割過(guò)程。影響碳化硅的主要因素有：粒型、硬度、圓形度以及微粉含量，這些因素會(huì)影響切割的切割效果。而碳化硅生產(chǎn)原料的硬度能夠決定碳化硅的硬度，而冶煉時(shí)間長(zhǎng)短決定了碳化硅的硬度，在硅片的切割過(guò)程中，如果硬度不夠，則會(huì)形成磨平鈍化的顆粒，會(huì)影響切割的能力，另外，不同的粒徑會(huì)有不同的破碎的工藝，例如，長(zhǎng)條狀扁平狀顆粒，切割過(guò)程中會(huì)發(fā)生滾動(dòng)摩擦，從而導(dǎo)致線痕和斜切現(xiàn)象。生產(chǎn)工藝中由于粒徑不同會(huì)有不同的工藝，但是生產(chǎn)工藝由于無(wú)法對(duì)粒徑進(jìn)行集中分離，而且大的顆粒和小的顆粒也會(huì)有不同的質(zhì)量，因此，只有將顆粒集中在某一范圍，才能保證切割質(zhì)量。圓形度以及微粉含量對(duì)于碳化硅的影響較大，硅片切割時(shí)，圓形度大即菱角平滑，這樣容易導(dǎo)致線痕產(chǎn)生。

經(jīng)過(guò)使用的砂漿并沒有變化很大，仍然保留著使用前的良好狀態(tài)，所以從這一點(diǎn)可以看出較高比例的回收砂漿能夠大量當(dāng)切割液使用，而且對(duì)硅片的質(zhì)量影響會(huì)很小，回收砂的比例越大，會(huì)使得切割鋼線末端直徑變小，圓形度會(huì)增大。但是從上面的檢測(cè)可以看出，鋼線的切割能力并沒有因此而使能力得到減弱，相應(yīng)的硅片加工沒有受到影響，而切割硅片的質(zhì)量也沒有受到較大的影響，而這些數(shù)據(jù)均是發(fā)生在回收砂比例在0.8以下的范圍。另外，當(dāng)回收砂的比例大于0.8時(shí)，從數(shù)據(jù)可以看出硅片的加工受到了影響，而且硅片的合格率下降較快，而比例由0.80增加到0.85時(shí)，合格率會(huì)由明顯變化，合格率減少到了0.8166，降低的比例達(dá)到0.1356。這個(gè)結(jié)果指明，比例超過(guò)0.8的回收砂，切割的效果受到較大的影響，和鋼線接觸的硅片邊緣有明顯的破碎磨損和小崩邊出現(xiàn)，大大地影響了硅片的切割質(zhì)量和效果。綜上所述，從控制硅片切割的質(zhì)量效果以及經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)說(shuō)，將比例控制在0.8以及將保持回收砂和懸浮液穩(wěn)定是對(duì)質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

三、結(jié)語(yǔ)

在研究不同比例切割砂多切割質(zhì)量的影響以及本公司出現(xiàn)的問題的基礎(chǔ)上，給出了一些切實(shí)可行的建議，并提高了生產(chǎn)力。在相關(guān)措施的作用下，線痕片以及粘面小崩邊的數(shù)量得到有效的控制，臟片的數(shù)量也減少很多，而且大大減少了返工清洗的次數(shù)，很大程度上加快了硅片清洗與檢驗(yàn)的速度，并且，硅片的加工成本得以降低，公司效益得到了提高。在PV800型線切機(jī)基礎(chǔ)上，本文敘述了切割砂漿比例對(duì)硅片表面質(zhì)量的影響，在一定程度上能夠應(yīng)用到其他相關(guān)的切割工藝，希望對(duì)其他的切割過(guò)程具有參考意義。

[1]韓燕旭,趙彩霞,賈艷飛等.回收砂漿對(duì)多晶硅片表面質(zhì)量的影響[J].新型工業(yè)化,2014,(1)：79-83

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史振剛（1957-），男，河北人，工作單位：錦州陽(yáng)光能源有限公司-技術(shù)研發(fā)部：工程師，大專，研究方向：硅單晶系列新產(chǎn)品。