基于有限元分析的硅片切割过程多参数工艺优化
发布时间：2021-08-08 16:43
近年来,作为清洁能源重要组成部分的太阳能发展迅猛,各国进一步加大支持力度,加快了光伏发展壮大的步伐。例如,美国光伏协会主办的“太阳能试点计划”,旨在节约太阳能发电的资本,并预测在2015--2020年间到的规模和业务达到异常竞争的激烈;日本进一步提出到2020年光伏太阳能发电的28GW的总实现。我国国务院提出了一系列促进光伏产业发展的鼓励性措施,如应用太阳能光伏发电建筑财政补贴管理暂行办法,金太阳示范工程重点项目。随着全球科学技术的不断发展,人们对绿色能源的需求逐渐增加,因此,光伏产业作为一种新的绿色能源正在蓬勃发展,硅片切割作为光伏产业的主要工序正变得越来越重要。基于以上原因,有必要对硅片切割过程进行分析和优化。本文对多晶硅切割的研究主要集中在以下几个方面:（1）了解国内外硅片加工技术的研究现状,在前人研究的基础上分析硅片加工技术的机理;（2）分析影响多晶硅片切割效果的重要因素,影响进行剪切作用效果的主要原因。（3）找出影响硅片多线切割的几个主要因素。采用实验设计的方法,忽略一些不合理的切削过程,将一些互相影响的切削因素统一起来。（4）设计多线切割有限元计算模型,分析有限元计算模型的...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多线切割加工原理图
在职工程硕士学位论文10存在，所以难以裂开。同时，多晶硅片切割的厚度也会随着粘结的强度而发生变化。另外，在清理过程中，需要花费多项工作设计程序才能够将多晶硅片清理干净。所以，在未来的发展进程中，水溶性的乙二醇切割液将成为主流。对于运动中的钢线和晶体硅片来说，由于两者交互运动的方向不一致，导致碳化硅研磨运动是由多种因素的影响，例如进行切割钢线的线速度、切割钢线的张力作用大孝切割浆料的原料成本比例关系等等。本文将切削浆料的结合度描述为一个案例研究。切割浆料的粘结水平由切割浆料的温度和比例决定。所以切割浆料将改变凝聚力的程度，同时，晶体的持续性也会发生变化。当切割过程中浆料的粘结度出现发展变化，那么切割浆料的磨削能力也会随之改变。因此，在此晶片处理过程中，多晶硅片的接缝是由金属丝的振动粒径和碳化硅颗粒的直接损失来确定。如果切割丝发生横向缠绕，切割丝的张力和切割泥的阻尼效应也会发生变化。切割丝张力一增加，切割丝的振动强度就会降低，接缝率就会降低。一般来说，每个多晶硅晶片的焊缝损耗控制范围在150-200μm之间。2.2.2切割基本理论目前，市场上的硅片都是在加工过程中通过切割钢丝直接实现多晶硅片的切割。需要注意的是，切割网的弧线是由1-5°多晶硅片的切割丝形成的。另一方面，多晶硅体的切丝产生的压力在不同区域也不同，所以如果切丝下方的压力最大，那么其正下方的压力也会逐渐降低。图2.1多线切割原理图
在职工程硕士学位论文11图2.2多线切割横截面示意图还可以通过显微镜技术来分析多线切割碳化硅颗粒运动、多晶硅片的运动状态。如图2.3所示。在显微镜下的碳化硅颗粒和多晶硅表面呈现出了不同状态的运动现象，且整个交互区域都出现了破坏形态，说明了切割过程中的各个方向都受到了相关力的影响。另一方面，在多晶硅晶体的表面进行结构设计上会有以下几个μm级的部分划痕。这些划痕可以将多晶硅晶体的表面直接研磨到碳化物颗粒上。而这种“滚-磨-削”的方式直接使得多晶硅晶体的表面产生较大的局部压力。而松散的“划-磨-削”磨削颗粒切割方式则会导致多晶硅晶体的表面产生划痕。可见，两种处理方法存在明显差异。图2.3切割缝下方的光学显微镜图像在切割过程中，多晶碳化硅晶体颗粒之间的压力会逐步增大，在多晶硅的结晶体切割的塑料区域与切割线将逐渐变为淤浆分离，这个状态下的多晶硅材料晶体结构受到的压力是最大的。一旦区域内的多晶硅晶体达到临界破碎状态，然后多晶硅晶体表面会变得不稳定，并逐渐扩散到内部区域中，直至全部破碎。一旦多晶硅晶体结构受到的应力消失，那么在弹塑性变形区域内，产生的压力问题就会通过直接影响使得多晶硅晶体表面可以产生不同裂缝。所以，需要多光伏多晶
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚砂均匀性对多晶切片质量的影响分析[J]. 白杨丰,崔国瑞,于丽君. 电子工业专用设备. 2018(03)
[2]树脂金刚石切割线切割硅片延时现象分析[J]. 高伟,董夫宁,李腾,马伯江,王东雪. 金刚石与磨料磨具工程. 2018(02)
[3]金刚线切割硅片制绒返工方法研究[J]. 王森涛,焦朋府,崔龙辉,王森栋. 煤. 2018(04)
[4]硅片切割废砂浆回收过程中除铁研究现状[J]. 杨明,邹平博,权祥. 广东化工. 2018(03)
[5]太阳能硅片多线切割张力控制改进研究[J]. 管永强,林罗刚,朱阳. 装备制造技术. 2018(02)
[6]单晶硅线切割液润滑性能的研究[J]. 宋扬扬,张晨晖,张瑞,吴珉,刘军. 化学工程师. 2018(01)
[7]硅片切割废液的成分分析与分离研究[J]. 杨明,权祥,邹平博. 山东化工. 2018(02)
[8]硅片切割新退线工艺研究[J]. 范立峰. 中国战略新兴产业. 2017(40)
[9]晶体硅片切割厚度控制工艺方法研究[J]. 李建敏. 冶金与材料. 2017(05)
[10]硅片切割处理新工艺的研究[J]. 王道强,陈宏胤,韩玖荣. 扬州职业大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]冶金法多晶硅及其光伏系统并网发电的生命周期评价研究[D]. 于志强.昆明理工大学 2017
[2]多晶硅片酸蒸气刻蚀制绒技术研究[D]. 肖志刚.南昌大学 2016
[3]太阳能硅片电磨削多线切割技术基础研究[D]. 鲍官培.南京航空航天大学 2016
硕士论文
[1]基于PLC的金刚线切割机控制系统设计[D]. 陈玉喜.青岛大学 2018
[2]多孔陷光结构的制备研究及应用[D]. 刘友博.浙江大学 2018
[3]树脂金刚石切割线对硅晶体切割机理的研究[D]. 董夫宁.青岛科技大学 2018
[4]单晶硅制绒剂的研究[D]. 王晴晴.天津工业大学 2018
[5]多线锯振动辅助装置开发及实验研究[D]. 郭东训.浙江工业大学 2017
[6]作业成本法在XS公司的应用研究[D]. 周飞.苏州大学 2017
[7]硅晶体定晶向电火花线切割加工损伤层检测研究[D]. 葛梦醒.南京航空航天大学 2017
[8]银铜双原子金属辅助化学腐蚀法制备多晶黑硅太阳电池[D]. 郑超凡.南京航空航天大学 2017
[9]晶体硅多线锯水基切削液的研究[D]. 陈仁芳.天津工业大学 2017
[10]磁性磨粒的常压烧结法制备及其性能研究[D]. 刘坤.浙江工业大学 2016
本文编号：3330312
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多线切割加工原理图
在职工程硕士学位论文10存在，所以难以裂开。同时，多晶硅片切割的厚度也会随着粘结的强度而发生变化。另外，在清理过程中，需要花费多项工作设计程序才能够将多晶硅片清理干净。所以，在未来的发展进程中，水溶性的乙二醇切割液将成为主流。对于运动中的钢线和晶体硅片来说，由于两者交互运动的方向不一致，导致碳化硅研磨运动是由多种因素的影响，例如进行切割钢线的线速度、切割钢线的张力作用大孝切割浆料的原料成本比例关系等等。本文将切削浆料的结合度描述为一个案例研究。切割浆料的粘结水平由切割浆料的温度和比例决定。所以切割浆料将改变凝聚力的程度，同时，晶体的持续性也会发生变化。当切割过程中浆料的粘结度出现发展变化，那么切割浆料的磨削能力也会随之改变。因此，在此晶片处理过程中，多晶硅片的接缝是由金属丝的振动粒径和碳化硅颗粒的直接损失来确定。如果切割丝发生横向缠绕，切割丝的张力和切割泥的阻尼效应也会发生变化。切割丝张力一增加，切割丝的振动强度就会降低，接缝率就会降低。一般来说，每个多晶硅晶片的焊缝损耗控制范围在150-200μm之间。2.2.2切割基本理论目前，市场上的硅片都是在加工过程中通过切割钢丝直接实现多晶硅片的切割。需要注意的是，切割网的弧线是由1-5°多晶硅片的切割丝形成的。另一方面，多晶硅体的切丝产生的压力在不同区域也不同，所以如果切丝下方的压力最大，那么其正下方的压力也会逐渐降低。图2.1多线切割原理图
在职工程硕士学位论文11图2.2多线切割横截面示意图还可以通过显微镜技术来分析多线切割碳化硅颗粒运动、多晶硅片的运动状态。如图2.3所示。在显微镜下的碳化硅颗粒和多晶硅表面呈现出了不同状态的运动现象，且整个交互区域都出现了破坏形态，说明了切割过程中的各个方向都受到了相关力的影响。另一方面，在多晶硅晶体的表面进行结构设计上会有以下几个μm级的部分划痕。这些划痕可以将多晶硅晶体的表面直接研磨到碳化物颗粒上。而这种“滚-磨-削”的方式直接使得多晶硅晶体的表面产生较大的局部压力。而松散的“划-磨-削”磨削颗粒切割方式则会导致多晶硅晶体的表面产生划痕。可见，两种处理方法存在明显差异。图2.3切割缝下方的光学显微镜图像在切割过程中，多晶碳化硅晶体颗粒之间的压力会逐步增大，在多晶硅的结晶体切割的塑料区域与切割线将逐渐变为淤浆分离，这个状态下的多晶硅材料晶体结构受到的压力是最大的。一旦区域内的多晶硅晶体达到临界破碎状态，然后多晶硅晶体表面会变得不稳定，并逐渐扩散到内部区域中，直至全部破碎。一旦多晶硅晶体结构受到的应力消失，那么在弹塑性变形区域内，产生的压力问题就会通过直接影响使得多晶硅晶体表面可以产生不同裂缝。所以，需要多光伏多晶
【参考文献】：
期刊论文
[1]金刚砂均匀性对多晶切片质量的影响分析[J]. 白杨丰,崔国瑞,于丽君. 电子工业专用设备. 2018(03)
[2]树脂金刚石切割线切割硅片延时现象分析[J]. 高伟,董夫宁,李腾,马伯江,王东雪. 金刚石与磨料磨具工程. 2018(02)
[3]金刚线切割硅片制绒返工方法研究[J]. 王森涛,焦朋府,崔龙辉,王森栋. 煤. 2018(04)
[4]硅片切割废砂浆回收过程中除铁研究现状[J]. 杨明,邹平博,权祥. 广东化工. 2018(03)
[5]太阳能硅片多线切割张力控制改进研究[J]. 管永强,林罗刚,朱阳. 装备制造技术. 2018(02)
[6]单晶硅线切割液润滑性能的研究[J]. 宋扬扬,张晨晖,张瑞,吴珉,刘军. 化学工程师. 2018(01)
[7]硅片切割废液的成分分析与分离研究[J]. 杨明,权祥,邹平博. 山东化工. 2018(02)
[8]硅片切割新退线工艺研究[J]. 范立峰. 中国战略新兴产业. 2017(40)
[9]晶体硅片切割厚度控制工艺方法研究[J]. 李建敏. 冶金与材料. 2017(05)
[10]硅片切割处理新工艺的研究[J]. 王道强,陈宏胤,韩玖荣. 扬州职业大学学报. 2017(03)
博士论文
[1]冶金法多晶硅及其光伏系统并网发电的生命周期评价研究[D]. 于志强.昆明理工大学 2017
[2]多晶硅片酸蒸气刻蚀制绒技术研究[D]. 肖志刚.南昌大学 2016
[3]太阳能硅片电磨削多线切割技术基础研究[D]. 鲍官培.南京航空航天大学 2016
硕士论文
[1]基于PLC的金刚线切割机控制系统设计[D]. 陈玉喜.青岛大学 2018
[2]多孔陷光结构的制备研究及应用[D]. 刘友博.浙江大学 2018
[3]树脂金刚石切割线对硅晶体切割机理的研究[D]. 董夫宁.青岛科技大学 2018
[4]单晶硅制绒剂的研究[D]. 王晴晴.天津工业大学 2018
[5]多线锯振动辅助装置开发及实验研究[D]. 郭东训.浙江工业大学 2017
[6]作业成本法在XS公司的应用研究[D]. 周飞.苏州大学 2017
[7]硅晶体定晶向电火花线切割加工损伤层检测研究[D]. 葛梦醒.南京航空航天大学 2017
[8]银铜双原子金属辅助化学腐蚀法制备多晶黑硅太阳电池[D]. 郑超凡.南京航空航天大学 2017
[9]晶体硅多线锯水基切削液的研究[D]. 陈仁芳.天津工业大学 2017
[10]磁性磨粒的常压烧结法制备及其性能研究[D]. 刘坤.浙江工业大学 2016
本文编号：3330312
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