线锯切割方法_龙峰专利（切割）-早鸽网

早鸽首页专利号查询一种线锯切割方法

一种线锯切割方法

专利名称

一种线锯切割方法
发明者

龙峰, 汪飞, 杨亮, 杨银博, 黄杰
公开日

2013年6月12日
申请日期

2013年2月17日
优先权日

2013年2月17日
申请人

英利集团有限公司
文档编号

B28D5/04GK103144208SQ20131005221
关键字

切割
权利要求

1.一种线锯切割方法，其特征在于，包括在线锯切割机的导轮上进行布线，使导轮的布线区内的相邻两根钢线的间距等于目标籽晶的厚度；进行线锯切割2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述线锯切割机的导轮的布线区的槽距大于导轮的入线口和出线口的槽距，且导轮的布线区内的槽距是均匀的3.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述入线口和所述出线口的宽度为15mm4.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述入线口和出线口的槽距沿导轮的布线区到导轮两侧的方向逐渐减小5.根据权利要求4所述的切割方法，其特征在于，所述布线区的槽距为5mm，所述入线口和出线口靠近导轮边缘的最小槽距为345 μ m6.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述入线口和出线口的槽距是均匀的7.根据权利要求6所述的切割方法，其特征在于，所述布线区的槽距为5mm，所述入线口和出线口的槽距为345 μ m8.根据权利要求5或7所述的切割方法，其特征在于，在线锯切割机的导轮上进行布线的过程为在导轮的入线口和出线口每一个槽布一根线，在导轮的中间布线区每四个槽布一根线9.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述线锯切割过程采用往复切割方法10.根据权利要求9所述的切割方法，其特征在于，所述往复切割方法的回线率为80%11.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，所述线锯切割过程的线锯切割机的工作台下降速度为0.3mm/min"0.5mm/min,包括端点值12.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，当所述线锯切割的钢线直径为.0.13mm时，所述线锯切割的钢线运行速度为13m/s，入线口侧的钢线张力为24N，出线口侧钢线张力为22N，工作台下降速度为0.5mm/min，浆料流量为150kg/min
技术领域

本发明属于太阳能电池领域，尤其涉及一种线锯切割方法
背景技术
具体实施例方式

正如背景技术部分所述，现有的带锯切割存在加工耗时多、生产成本高，硅棒损耗大，且切割得到的籽晶质量较差等问题发明人研究发现，现有的带锯切割存在加工耗时多、生产成本高，硅棒损耗大，且切割端面平整度差等问题的原因包括首先，由于带锯设备本身的限制，带锯设备切割一块籽晶需要12分钟，生产一个铸锭需要的25块籽晶，共需5小时，加工耗时多；其次，现有的带锯切割使用的是厚度为0.5mm的金刚石锯条，切割产生的刀锋损失达1mm，增加了硅棒的损耗，间接增加了籽晶的生产成本；此外，由于带锯切割是由两个带轮带锯条进行切割的，在切割过程中锯条会产生微小的振动，导致籽晶块的端面不平整，影响籽晶质量通过改造现有的硅锭开方机可以克服带锯切割的上述缺点现有硅锭开方机的结构包括设置在设备切割室内下部的绕线盘、工件板，其中导轮设置在切割室内的上部，钢线布设在所述导轮和所述绕线盘的轴面上，工件板放置在设备工作台上硅锭开方机的切割过程则为绕有钢线的切割头匀速下降，工件固定在位于切割头下方的工件板上，钢线携带着切割刃料高速运转对工件进行切割在应用硅锭开方机切割的过程中，需要将安装有绕线盘的轴承固定在位于机床上的轴承盒上，而在切割头的下方成方形布置着四个相同轴承，且每个轴的其中一端都需要驱动部分，由驱动电机通过皮带带动轴承转动，从而带动绕线盘转动，切割过程中在位于切割头下方的工件板上可以放置多个籽晶块(I块 5块)同时切割但是由于硅锭开方机的设计是用来切割硅锭的，绕线盘间距为156mm，一次可切割25块硅块，其中每个轴上有六个绕线盘，每个绕线盘上绕过一根附带80N张力的钢线因此如果应用硅锭开方机切割籽晶块，需要将绕线盘间距调到20mm，将增加7倍于设计量的绕线盘数，再加上钢线的张力间接附加到轴承的力也增加了，直接导致驱动电机负载加大，在长时间运转的情况下，增加了设备导轮电机的负载，使得伺服电机在高负荷情况下运行，大大降低了电机的使用寿命此外在由于普通的硅锭开方机机床只能切割处30mm以上的硅块籽晶，所以在将硅锭开方机用于切割厚度为20_的籽晶时，需要重新设计绕线盘和工件板的结构，从而增加了改造机床的费用，增加了设备成本发明人研究发现，通过改造线锯切割机用来切割籽晶不仅可以克服现有的带锯切割的缺点，还可以克服硅锭开方机切割籽晶带来的问题基于上述原因，本发明实施例提供了一种线锯切割方法，如图1所示，包括以下步骤步骤SlOl在线锯切割机的导轮上进行布线，使导轮的布线区内的相邻两根钢线的间距等于目标籽晶的厚度步骤S102进行线锯切割本发明提供的线锯切割方法通过改变线锯切割机的导轮的线网的布线方式，使线锯切割机可以用于切割籽晶此种线锯切割方法可以改善籽晶的端面平整度，提高籽晶的合格率；减小切割籽晶的锯缝损失，提高硅棒的利用率，降低籽晶的生产成本；提高了切割籽晶的生产效率此外，除了改变线锯切割机的导轮的线网的布线方式外，无需对线锯切割机的其他部分进行改造，节省了改造设备的成本为使本发明的目的、技术方案和优点能够更加明显易懂，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸下面结合具体实施例对本发明提供的线锯切割方法进行具体描述如图1所示，本发明实施例提供一种线锯切割方法，包括以下步骤步骤SlOl在线锯切割机的导轮上进行布线，使导轮的布线区内的相邻两根钢线的间距等于目标籽晶的厚度类单晶铸锭所需的籽晶的厚度优选在20mm 30mm，根据目标籽晶的厚度，在线锯切割机的导轮上布线，使得线锯切割机可以用于切割厚度在20mm 30mm范围内的籽晶在线锯切割机的导轮上布线时，考虑到线锯切割机是用于切割厚度为180 μ m左右的硅片的，现有的线锯切割机的导轮槽距是一般为335 μ m，那么在进行布线时，可以在布线区每隔6(Γ90个槽布一根钢线，使得相邻的钢线的间距等于目标籽晶的厚度如何在线锯切割机的导轮布线区布线是与导轮的槽距相关的，线锯切割机的导轮槽为V型槽，所述导轮的槽距即为相邻的两个V型槽底部的水平距离由于相较于目标籽晶的厚度，现有的线锯切割机的槽距较小，本发明还可以对线锯切割机的导轮进行重新开槽，使得导轮布线区的槽距大于导轮的入线口和出线口的槽距，并保证导轮的布线区内的槽距是均匀的本发明提供的线锯切割机的导轮包括出线口、入线口和布线区，对线锯切割机的导轮重新开槽后，导轮布线区的槽距较大，使得在导轮的布线区布线时，相邻的钢线之间的槽的数量较少，简化布线过程入线口和出线口的槽距较小，使得导轮在入线口和出线口出的钢线可以保持较为稳定的状态，保证钢线在线锯切割过程中的稳定运行在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述导轮的槽距分布具体为所述入线口和出线口的槽距沿导轮的布线区到导轮两侧的方向逐渐减小也即钢线从导轮的入线口进入时，槽距有一个渐变的过程，钢线从较小的槽距Lmin逐渐过渡到较大的槽距Lmax,钢线从导轮的出线口出线时，槽距也有一个渐变的过程，使得钢线从较大的槽距Lmax过渡到较小的槽距Lmin,以降低钢线在运行过程中的跳线风险，保证线锯切割机运行的稳定性优选的，当我们所需籽晶的厚度为20mm时，所述导轮的出线口和入线口的宽度为15mm,所述入线口和出线口靠近导轮边缘的最小槽距Lmin为345 μ m,所述布线内的槽距Lmax为5_，然后在布线区布线时每隔4个槽布一根钢线，以保证导轮布线区内的相邻的两根钢线之间的距离W等于目标籽晶的厚度20mm在本发明的另一个实施例中，如图3所示，所述导轮的槽距分布具体为所述入线口、出线口和布线区内的槽距都是均匀的也即导轮的入线口和出线口的槽距具有均匀的第一槽距L1，导轮的布线区具有均匀的第二槽距L2，且第一槽距L1不大于第二槽距L2由于线锯切割机的导轮是需要运用开槽机进行开槽的，那么将入线口、出线口和布线区内的槽距均设置为均匀的，就可以在保证钢线在出线口和布线区之间、布线区和出线口之间的过渡的同时，降低线锯切割机的导轮的开槽难度，在一定程度上简化线锯切割机切割籽晶的工艺优选的，当我们所需籽晶的厚度为20mm时，所述导轮的入线口和出线口宽度为15mm,所述入线口和出线口的槽距L1为345 μ m,所述布线区的槽距L2为5mm，也可以设置导轮布线区的槽距为4mm，然后在布线区布线时每隔5个槽布一根钢线，以保证导轮布线区内的相邻的两根钢线之间的距离W等于目标籽晶的厚度20mm需要说明的是，本发明的线锯切割机的入线口的宽度和入线口的槽距需要满足使钢线能由入线口平稳过渡到布线区，本发明的线锯切割机的出线口的宽度和槽距需要满足是钢线能由布线区平稳过渡到出线口即可，本发明对此不作限定此外，本发明的线锯切割机的布线区的槽距是可以根据实际需要进行设定，现有的类单晶铸造所需的籽晶的厚度优选在20mnT30mm范围内，包括端点值，那么在根据目标籽晶的厚度选择槽距时，可以设置导轮的布线区内的槽距为目标籽晶厚度的整数倍分之一例如，当我们所需籽晶的厚度为24_时，可以设置导轮布线区的槽距为6mm，然后在布线区内布线时每隔4个槽布一根钢线，也可以设置导轮布线区的槽距为4_，然后在布线区内布线时每隔6个槽布一根钢线，以上两种方法均能使线锯切割机直接切割出籽晶满足目标厚度需要强调的是，在设置导轮的槽距时，需要注意导轮的槽距不能过大，因为在上下导轮之间，每根钢线都有一个过渡，钢线需要从一个槽过渡到下一个槽，所以如果槽距过大，就可能导致钢线在切割过程中无法稳定在一个槽内，从而出现钢线脱槽现象，导致钢线在切割过程中断线，影响线锯切割机的稳定性

专利详情
全文pdf
权力要求
说明书
法律状态

专利名称：一种线锯切割方法随着太阳能电池的广泛应用，晶体硅材料的需求逐渐增大，由于单晶材料相对于多晶材料，在电性能、热像能、磁性能等方面具有优越性，因此可以尝试在晶体生长中增大晶粒的尺寸，减少晶粒数量，并称此类具有大的晶体尺寸，很少晶粒数量的晶体为类单晶，以在突出单晶性能的同时，使晶体硅材料的应用多元化。之后，业内的专家和学者研制开发出了铸造类单晶的方法，类单晶铸造是以单晶作为籽晶，放置于坩埚底部，将多晶硅料和硼母合金放置于籽晶之上。然后将装好料的坩埚放置于铸锭炉中，铸造出类单晶硅锭。和常规多晶硅铸锭相比，类单晶铸锭多了一道籽晶加工的工序，籽晶加工的工序需要将单晶娃棒切割成为面积为156mmX 156mm,厚度为20mm 30mm的娃块,作为铸造类单晶的籽晶。现有的较常用的籽晶加工的方法为带锯切割，带锯切割的过程是通过两个带轮带动锯片进行切割的。但是带锯切割存在加工耗时多、生产成本高，硅棒损耗大，且切割得到的籽晶质量较差等问题。
有鉴于此，本发明提供一种线锯切割方法，此种线锯切割方法可以在减少加工时间，降低生产成本和硅棒损耗的同时，改善籽晶的质量。为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案:—种线锯切割方法在线锯切割机的导轮上进行布线，使导轮的布线区内的相邻两根钢线的间距等于目标籽晶的厚度；进行线锯切割。优选的，所述线锯切割机的导轮的布线区的槽距大于导轮的入线口和出线口的槽距，且导轮的布线区内的槽距是均匀的。优选的，所述入线口和所述出线口的宽度为15mm。优选的，所述入线口和出线口的槽距沿导轮的布线区到导轮两侧的方向逐渐减小。优选的，所述布线区的槽距为5mm，所述入线口和出线口靠近导轮边缘的最小槽距为 345 μ m。优选的，所述入线口和出线口的槽距是均匀的。优选的，所述布线区的槽距为5mm，所述入线口和出线口的槽距为345 μ m。优选的，在线锯切割机的导轮上进行布线的过程为:在导轮的入线口和出线口每一个槽布一根线，在导轮的中间布线区每四个槽布一根线。优选的，所述线锯切割过程采用往复切割方法。优选的，所述往复切割方法的回线率为80%。优选的,所述线锯切割过程的线锯切割机的工作台下降速度为0.3mm/mirT0.5mm/min,包括端点值。优选的，当所述线锯切割的钢线直径为0.13mm时，所述线锯切割的钢线运行速度为13m/s，入线口侧的钢线张力为24N，出线口侧钢线张力为22N，工作台下降速度为0.5mm/min，浆料流量为150kg/min。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:本发明提供的线锯切割方法，通过改变线锯切割机的导轮的线网的布线方式，使线锯切割机可以用于切割籽晶。由于线锯切割机的切割质量稳定，因此应用线锯切割机切割得到的籽晶的端面平整度较好，改善了籽晶的质量。线锯切割机是采用钢线带动砂浆进行切割，且钢线的直径较小，故应用线锯切割机切割籽晶可以使锯缝损失较小，减小了硅棒的损失，提高硅棒的利用率，降低了籽晶的生产成本。此外，由于线锯切割机是采用线网切害I]，提闻了每次切割广生的杆晶数量，因此提闻了切割杆晶的生广效率。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1是本发明提供的线锯切割方法的流程图；图2是本发明提供的一种线锯切割机的导轮槽距及布线方法；图3是本发明提供的另一种线锯切割机的导轮槽距及布线方法。
由于线锯切割机是采用直径较小的钢线带动砂浆进行切割，且切割质量稳定，因此应用线锯切割机切割籽晶锯缝损失小，硅棒的利用率高，籽晶的生产成本低，切割得到的籽晶的端面平整度较好，籽晶合格率高，而且线锯切割机丝网布线的切割方式还可以增加每次切割产生的籽晶数量，提高切割籽晶的生产效率。此外，相对破锭机切割导轮电机超负荷工作的缺点来说，线锯的设计切割负载远远大于切割籽晶块的要求，设备可以更安全更稳定的运行。通过改变线锯切割机的导轮上的布线方式，将线锯切割机用于切割籽晶，无需对线锯切割机进行改造，只需在切割前对导轮的布线方式进行调整就可以实现将线锯切割机应用于切割籽晶，实现方式简单方便。步骤S102:进行线锯切割。在线锯切割机的导轮上的布线完成后，进行线锯切割。在进行线锯切割的过程中，所述线锯切割过程优选采用往复切割方法，往复切割方法的回线率优选为80%，也即在往复切割方法下进行线锯切割时，每切割一锯仅使用20km的钢线，并且钢线在往复切割时采用的是切片的旧砂浆，因此采用往复切割方法可以很大程度上降低原材料的消耗，进一步降低了籽晶的生产成本。在进行线锯切割的过程中还需要注意，由于现有的线锯切割机是应用于切割硅片，因此将其用于切割籽晶时，还需要相应的调整线锯切割机的各项工作参数，特别需要增大线锯切割机的工作台下降参数，优选的，所述线锯切割机的工作台下降参数为0.3mm/mirT0.5mm/min,包括端点值。在此条件下，当线锯切割机采用直径为0.13mm的钢线切割籽晶时，所述线锯切割的钢线运行速度为13m/s，入线口侧的钢线张力为24N，出线口侧钢线张力为22N，工作台下降速度为0.5mm/min，浆料流量为150kg/min。类单晶技术虽然是一种极具发展潜力的项目，但是其所需的过高的生产成本限制了这种技术的推广，由于籽晶成本占类单晶技术成本的一大部分，因此如何用更薄的籽晶生产出更好的类单晶成为现在急需解决的课题，故本发明应用线锯切割籽晶的方法为以后切割厚度更薄的籽晶块提供了更大的发展空间。以上所述实施例，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

本发明公开了一种线锯切割方法，包括在线锯切割机的导轮上进行布线，使导轮的布线区内的相邻两根钢线的间距等于目标籽晶的厚度；进行线锯切割。应用本发明提供的线锯切割方法切割籽晶时，锯缝损失小，硅棒的利用率高，籽晶的生产成本低，切割得到的籽晶的端面平整度较好，籽晶合格率高，而且此种切割方法可以增加每次切割产生的籽晶数量，提高切割籽晶的生产效率。

查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利