【技術(shù)】硅片切割膠面崩邊問題分析研究

    前言:在太陽能發(fā)電領(lǐng)域中,硅片的切割品質(zhì)可以直接危害硅片達(dá)標(biāo)率和太陽能電池板的良品率,硅片切割全過程中會發(fā)生較多的切割產(chǎn)品質(zhì)量問題,膠面崩邊是一種常用的問題。

    在太陽能發(fā)電領(lǐng)域中,硅片的切割品質(zhì)可以直接危害硅片達(dá)標(biāo)率和太陽能電池板的良品率,硅片切割全過程中會發(fā)生較多的切割產(chǎn)品質(zhì)量問題,膠面崩邊是一種常用的問題。伴隨著太陽能發(fā)電領(lǐng)域的快速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,對硅片質(zhì)量的需求也較為嚴(yán)苛。文中主要是對造成膠面爆邊的因素做好了剖析,以較切實解決此問題。

    1.前言

    在晶棒開膠結(jié)束后,或在篩分硅片時,經(jīng)常發(fā)覺硅片膠面展現(xiàn)邊緣發(fā)光,硅層呈線式掉下來爆邊的狀況,其遍布部位多見膠面倒圓角周邊,有時候也會造成在倒圓角正中間部位。膠面崩邊是一種較常用的硅片缺點,其影響因素有多種多樣,文中主要是從晶棒粘接、硅片切割和預(yù)清理三領(lǐng)域開展了剖析。

    2.晶棒粘接危害

    硅片切割前需要將拖盤、夾層玻璃、硅塊、導(dǎo)向性條等依照一定的步驟粘接成晶棒,晶棒的粘接全過程和原料的應(yīng)用也會對膠面崩邊造成危害,因而粘接全過程的實際操作較其重要。

    下列為晶棒粘接步驟:

    (1)提前準(zhǔn)備拖盤。將托盤清除整潔,確保拖盤表層整潔無廢棄物,拖盤上卡位置無形變,查驗拖盤螺釘是不是松脫,厚鋼板粘接面是不是整平,拖盤與厚鋼板中間是不是有間隙。

    (2)提前準(zhǔn)備毛玻璃。查驗夾層玻璃表層磨紗是不是勻稱,磨紗不全的不能應(yīng)用;邊沿是不是齊整,規(guī)格是不是達(dá)標(biāo),隨后依據(jù)夾層玻璃與拖盤的配對狀況,對夾層玻璃側(cè)內(nèi)孔來進(jìn)行精準(zhǔn)定位畫線,以便捷粘夾層玻璃時精確精準(zhǔn)定位。用乙醇山石將拖盤和夾層玻璃的粘接面擦洗整潔。

    (3)提前準(zhǔn)備粘接夾層玻璃用強(qiáng)力膠。常見的強(qiáng)力膠為環(huán)氧樹脂膠。對膠水開展秤重后用充足迅速拌和,規(guī)定色澤勻稱無顯著偏色,每一次配置總產(chǎn)量不允許太多,避免環(huán)氧樹脂膠長期曝露空氣中表層產(chǎn)生凝結(jié)。

    (4)粘接夾層玻璃。將剛制取好的都強(qiáng)力膠抹在整潔整平的厚鋼板上,抹底膠盡可能勻稱,不然不必要的膠會漏到拖盤上;隨后將拖盤翻過去粘膠面扣在玻璃窗的粘接表面,用勁卡緊,擠壓夾層玻璃與鋁合金板中間的汽泡,并按夾層玻璃側(cè)內(nèi)孔的定位線精準(zhǔn)定位。(隨時隨地改正夾層玻璃與拖盤部位產(chǎn)生的挪動)。

    (5)干固一段時間后,將粘了玻璃窗的拖盤翻過去開展規(guī)格精準(zhǔn)定位。

    (6)提前準(zhǔn)備硅塊。挑選出要粘接的硅塊,定位位置的硅塊長短要盡可能同樣。用乙醇和盤紙將硅塊和夾層玻璃粘接面擦洗整潔。

    (7)粘接硅塊。把制作好的粘塊膠勻稱的涂在玻璃窗上,用小鏟刮平,使夾層玻璃上的膠聯(lián)合分布,粘好夾層玻璃的拖盤緊貼工作服每個精準(zhǔn)定位支撐,將硅塊粘接面放到夾層玻璃上,用勁卡緊前后左右挪動,將氣體擠壓,隨后把吊物壓在上面。精確測量并調(diào)節(jié)晶棒的總體長短,使同一組硅塊兩邊長短一致。

    (8)刮膠。粘接后在硅塊與夾層玻璃接觸面積會擠壓許多膠,該膠的出現(xiàn)會危害切割,應(yīng)當(dāng)在膠干固前,必須將其祛除。刮膠時間為在除掉吊物以后,假如時間間隔過長膠體溶液完全干固后不容易清除。刮表層的膠時,用導(dǎo)向性條成10o-30o角平行面挪動,導(dǎo)向性條斜角方位朝向夾層玻璃。此外,在硅塊的側(cè)邊,拖盤處也有可能會出現(xiàn)粘膠污,必須擦洗整潔。

    (9)粘接導(dǎo)向性條。粘接硅塊30min后取出吊物,在硅塊上外表的兩邊各自粘接兩根木質(zhì)紋理膠布,使兩根膠布間的間距相當(dāng)于導(dǎo)向性條的總寬,在膠布空隙中擦抹制取好的導(dǎo)向性條用膠,隨后沾到導(dǎo)向性條。

    (10)干固。粘接好的硅塊必須干固4鐘頭以上才可以傳到線鋸工藝流程切割。

    在晶棒粘接全過程中,危害膠面爆邊的關(guān)鍵因素有:

    (1)毛玻璃表層磨紗不勻稱,危害表層平面度,從而危害硅塊粘接實際效果,導(dǎo)致崩邊。

    (2)粘接硅塊的強(qiáng)力膠的粘接抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度不符合規(guī)定,當(dāng)鋼線通過硅塊粘接面時,受內(nèi)應(yīng)力功效造成膠面崩邊。一般地,強(qiáng)力膠干固后的強(qiáng)度與硅塊自身強(qiáng)度貼近時,有益于粘接實際效果。

    (3)粘塊強(qiáng)力膠混和不勻稱,危害了粘接抗壓強(qiáng)度;或者一次性配置較多強(qiáng)力膠,造成在粘接硅塊前強(qiáng)力膠硬底化,粘接硅塊后強(qiáng)力膠流通性下降,強(qiáng)力膠遍布不勻稱,粘接實際效果差。

    (4)刮膠不勻稱,強(qiáng)力膠薄厚遍布不均勻,發(fā)生分段狀況,切割至落刀部位的時候會導(dǎo)致膠面崩邊,比較嚴(yán)重的時候會發(fā)生硅片破裂掉片的狀況。

    (5)粘接硅塊后,強(qiáng)力膠造成汽泡,氣泡沒有庫存積壓出去,則會造成膠面崩邊。

    (6)刮膠不干凈。因為粘接硅塊后會出現(xiàn)膠從硅塊兩邊外溢,殘余在硅塊兩邊外露的倒圓角位置,假如此殘余強(qiáng)力膠擦不干凈,則在切割至出刀時,因為切割造成的發(fā)熱量促使較弱變軟,危害鋼線攜沙量,導(dǎo)致出刀線弓大,切割能力不足,造成膠面崩邊。

    (7)表面層薄厚。切割全過程中形成的一瞬間溫度會使表面層變軟,減少鋼線攜砂工作能力,擴(kuò)大出刀線弓和落刀邊沿鋸痕,而邊緣鋸痕的磨擦能力會造成膠面崩邊,因而表面層越薄越有益于降低膠面爆邊的造成。

    (8)粘接室溫濕度記錄危害。因為溫濕度記錄會影響到強(qiáng)力膠的硬底化和干固時間,從而危害強(qiáng)力膠粘接實際效果,因而務(wù)必采取一定的有效措施確保粘接室自然環(huán)境溫濕度記錄。

    3.晶棒切割危害

    硅片的切割全過程是由鋼線和水泥砂漿互相配合的,在其中水泥砂漿是由碳碳復(fù)合材料和切割液依照一定比率配置成的,具備一定的粘稠度和相對密度,而具體具有切割功效的是碳碳復(fù)合材料顆粒物。鋼線盤繞在切割室導(dǎo)向輪上產(chǎn)生整平的道路網(wǎng),切割全過程中,水泥砂漿快速旋轉(zhuǎn),從料漿嘴排出的水泥砂漿因為切割液的飄浮功效促使碳碳復(fù)合材料顆粒物包囊在鋼線表層,伴隨著鋼線的旋轉(zhuǎn),對硅塊造成撞擊磨擦,因為碳碳復(fù)合材料的硬度為9.5,硅的莫氏硬度為7,碳碳復(fù)合材料的密度**過硅的強(qiáng)度,進(jìn)而具有切割功效。

    為減少產(chǎn)品成本,小槽距細(xì)鋼線切割已成為了當(dāng)今切成片領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,可是因為鋼線直徑變窄,攜砂工作能力會得到一定危害;另一方面槽距減少,出菲林?jǐn)?shù)增加,切割總面積擴(kuò)大,也會加重對碳碳復(fù)合材料的損壞和粉碎,進(jìn)而減少混凝土的切割工作能力。尤其是切割至落刀部位,碳碳復(fù)合材料邊角被磨平,切割工作能力進(jìn)一步減少,因而難以避免會存有線弓(一般地,線弓為5-7mm)。鋼線切割至硅塊粘接面的時候會通過三類物質(zhì),即硅塊、表面層和夾層玻璃,因為三種物質(zhì)的強(qiáng)度不一樣鋼線在通過三種物質(zhì)時遭受內(nèi)應(yīng)力功效被爆開,導(dǎo)致硅落,造成膠面崩邊。此外三種物質(zhì)溶點不一樣,切割全過程中形成的高溫和發(fā)熱量會使表面層和夾層玻璃變軟,危害鋼線攜砂工作能力,擴(kuò)大出刀鋸痕,造成產(chǎn)生膠面崩邊。

    對于此問題,可采用的對策是:

    (1)調(diào)節(jié)出刀加工工藝,在硅塊切割至落刀部位時提早減少操作臺速率,那樣有益于提升水泥砂漿的循環(huán)系統(tǒng)量,填補(bǔ)水泥砂漿切割能力不足的問題。

    (2)因為出刀期內(nèi)臺速比較慢,若水泥砂漿總流量過大,水泥砂漿流動性導(dǎo)致的撞擊力非常容易使鋼線爆開導(dǎo)致膠面崩邊,因而出刀期內(nèi)的水泥砂漿總流量盡可能減少。

    (3)提升出刀期內(nèi)水泥砂漿的切割工作能力,這可以利用更改水泥砂漿的升級方法完成。通常,水泥砂漿升級是在每鋸硅片切割完畢后開展,為提升切割中后期水泥砂漿的切割工作能力,我們可以挑選在每鋸切割至90%時升級水泥砂漿,那樣可以合理減少出刀線弓,減小出刀鋸痕和對鋼線的相互作用力。

    4.預(yù)清理危害

    預(yù)清理的操作過程是將硅片從夾層玻璃上脫落下來,去除粘接面密封膠條,其關(guān)鍵流程是噴灑-噴淋-超聲清洗-開膠-冷水浸洗。此全過程對膠面崩邊造成直接影響的要素包含:

    (1)噴灑壓力。噴灑槽的兩邊都各有兩行噴頭對晶棒開展噴灑清理,因為硅片為膠面朝上懸架在預(yù)清理鐵架子上,若噴頭的壓力過大,對晶棒沖擊性功效過大,會導(dǎo)致硅片膠面爆邊的造成,因而要確保壓力在規(guī)定的范疇內(nèi)。

    (2)溫度危害。開膠槽溫度較低時,表面層未徹底變軟,硅片不可以全自動從粘接面脫落下來,職工會用把手硅片用勁取出來,非常容易導(dǎo)致硅片崩邊。因而,要確保開膠溫度,一般應(yīng)用乳酸開膠時溫度范圍為70±10℃。此外,當(dāng)硅片從開膠槽挪到冷水浸洗槽時,若冷水溫度過低,硅片從溫度較高的水里進(jìn)到溫度低的水里時,硅片表層會遭受溫度導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力功效,硅片延性擴(kuò)大,易導(dǎo)致膠面崩邊。

    (3)因為當(dāng)今通常是分道路網(wǎng)切割硅片,每條晶棒上通常有二塊硅塊,因而在預(yù)清理環(huán)節(jié)中,硅片會向摩擦阻力小的一側(cè)亂倒,這一環(huán)節(jié)會造成產(chǎn)生膠面崩邊。對于此,可制做尺寸規(guī)格適合的硅片隔條,預(yù)清理送料前夾在晶棒正中間,減少硅片倒苗時的傾度,避免造成膠面崩邊。

    5.總結(jié)

    根據(jù)對造成膠面爆邊的原因開展剖析,可以較切實解決膠面崩邊問題,對提升硅片達(dá)標(biāo)率減少產(chǎn)品成本具備**實際意義。


    北京華諾恒宇光能科技有限公司專注于硅片精密切割,**薄金屬精密切割,墊片閥片切割等

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    詞條說明

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