- 十一月26日
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最早的切片(Slicing)方式是使用内径切割机。这样的内径切割机的刀片内缘镶有作为切削用途的钻石颗粒,借由它的切削作用,可将硅晶棒一片一片地切成晶片。然而内径切割机的最大缺点是切损太大(由于刀片厚度的关系),比较耗时,而且在切薄片的时候容易造成晶片的破损,所以已被更先进的线切割机取代。
线切割机的原理示意图,线切割机所使用的钢线缠绕在4个主轮上,在主轮上有500~700个平行的沟槽,钢线即由主轮的一侧绕到另一侧。这种安排就像是织布机上的网状织线一般。在线切割机里头的钢线,如果把它伸展开来,可以长达数百千米。在切锯过程中,必须施予钢线适当的张力,并使钢线快速地来回拉动,钢线移动的速度为600~800m/min。钢线本身并没有切削能力,它的作用仅在带动有切削能力的浆料,使其对晶捧进行切片动作。
一般的浆料是由油及碳化硅(SiC)混合而成的,这种浆料不仅是研磨剂,而且可以用来带走切削过程所产生的热。目前也有公司使用水基系列或水溶性的浆料,如聚乙二醇(PEG)。浆料中碳化硅颗粒的大小为5~30μm,它的价格占了整个切片成本的25%~35%。使用油基浆料的最大缺点是晶片容易彼此粘在一起而不易分开,当晶片的厚度越来越薄时,这点会变得更加严重。
一般用在太阳能电池上的晶片厚度为200~280μm,这厚度远低于IC级硅晶片,所以切片制作工艺在太阳能电池产业反而更具挑战性。切损的程度与所使用的钢线直径及碳化硅颗粒大小有关。目前常用的钢线直径为180μm,碳化硅颗粒的大小为5~30μm,这使得切损程度在200~250μm。所以使用直径更小的钢线,可以降低切损及增加切片产出率。
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