太陽能電池晶片專用劃切載臺的製作方法

2023-10-04 11:42:39 3

專利名稱：太陽能電池晶片專用劃切載臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及對晶片實施加工的加工裝置，特別是一種太陽能電池晶片專用劃切載 臺，適用於太陽能電池生產的劃片工序。
背景技術：
在太陽能的有效利用當中，大陽能光電利用是近些年來發展最快，最具活力的研 究領域，是其中最受矚目的項目之一。在太陽能電池生產中有一道工序叫劃片，而劃片機是 劃片工序中必備的關鍵設備之一。通常的晶體矽太陽能電池是在厚度350 450 μ m的高質量矽片上製成的，在現有 劃切太陽能電池的過程中，劃片刀在高速旋轉切割時，其表面突起的鋒利的高硬度金剛砂 顆粒對切割部進行鏟挖，由於這些機械力是直接作用在晶圓表面並在晶體內部產生應力損 傷，故而容易產生矽片背面崩裂問題。通常，我們把背面崩裂控制在50 ym以下，超過50 μ m就被認為存在潛在的風險。當背面崩裂尺寸超過100 μ m時，晶片存在可靠性問題。更 嚴重的崩裂會造成晶片缺損，這樣的晶片則直接報廢，增加生產成本。為了將矽片背面崩裂 的程度控制在50 ym以下，不影響晶片的加工質量，本行業要求嚴格控制切片刀的切入深 度，所以切片刀切入深度的精度控制就顯得尤其重要。如申請號為200710149164.0的「加工裝置和吸盤工作檯」專利申請中公開了一 種吸盤工作檯，該吸盤工作檯具有抽吸保持晶片的抽吸部，圍繞該抽吸部的由金屬形成的 框體，該抽吸部設有吸附面，框體背面設有抽吸孔、連通槽、抽吸槽，均用於抽吸載臺上的晶 片，為了保證切片刀的切入深度的精度，即保持切片刀和吸盤工作檯上表面的基準位置，不 會出現吸盤工作檯因溫度變化而彎曲、或者抽吸部發生破裂、或者抽吸部從框體脫離的情 況，該抽吸部由線膨脹係數與形成框體的金屬的線膨脹係數大致相同的多孔陶瓷形成，這 種吸盤工作檯的改進在一定程度上實現了對切片刀切入深度的精度控制，但仍沒有從根本 上解決矽片背面崩裂的問題。即，其與以往的劃切工藝相同其採用的工作載臺表面(吸盤 表面)-一吸咐面只設置一種氣體迴路(如圖4、6所示)，該氣體迴路的設置也只是為了形成 負壓帶進而固定住工件。在劃切過程中，並不劃斷晶片，預留4一5絲的厚度，然後再進行二 次裂片，採用機械方式把邊角料去掉。這樣做的結果往往會導致晶片在載臺上出現破裂，破 裂的晶片有可能會傷到刀片，而且由於破裂造成晶片缺損，形成廢片，廢品率提高，增大生 產成本。本申請人在不斷研究、生產的過程中發現，在劃切過程中會產生背崩的一個主要 原因就是晶體內部產生應力不能及時的釋放，也就是在劃切過程中現有的載臺不能滿足晶 體內部應力的釋放要求。基於此，本申請人認為現有的劃切載臺仍需改進。

發明內容
本發明的目的是為了提供一種結構設計更為合理，能夠滿足晶體內部應力釋放要 求的太陽能電池晶片專用劃切載臺，從根本上解決現有劃切設備劃片時易出現矽片背面崩裂的問題，本發明在有效減少背崩、提高劃切成品率的同時，還能固定切割後的邊角料，避 免了邊角料損傷刀片。本發明的技術方案是該太陽能電池晶片專用劃切載臺，包括固定太陽能電池芯 片的吸盤、裝配有切片刀的主軸、進給電機，其技術要點是所述吸盤上表面按晶片成形尺 寸開設劃切軌道，所述劃切軌道的劃切軌跡將所述吸盤分隔成一個晶片成形區和若干邊角 料固定區，所述晶片成形區和邊角料固定區上表面分別設置若干V型氣體迴路，所述劃切 軌道的槽體寬度大於所述V型氣體迴路的槽體寬度，且可使所述切片刀劃切過程中刀片外 圓最低點低於所述吸盤上表面，完全貫穿晶片。所述劃切軌道槽體的橫截面為矩形或梯形或弧形，其寬度L大於所述切片刀的刀 片厚度s，深度H大於所述切片刀刀片探入所述劃切軌道的深度h。所述吸盤為方形，所述晶片成形區偏心設置於所述吸盤上方，所述劃切軌道分為 橫向劃切路、縱向劃切路和倒角劃切路，所述晶片成形區的兩相鄰邊分別與所述吸盤兩相 鄰邊重合，所述晶片成形區的另兩邊分別由所述劃切軌道的橫向劃切路和縱向劃切路分隔 而成。所述晶片成形區的倒角由所述劃切軌道的倒角劃切路形成。所述V型氣體迴路通過其上設置的抽吸孔與所述吸盤內部設置的氣體流通迴路 連通，所述氣體流通迴路利用所述吸盤下表面設置的抽吸孔與外部真空源連通。所述吸盤由耐腐蝕材料製成。本發明的優點及積極的技術效果由於本發明載臺表面迴路有兩種，一種是淺的 V型氣體迴路，可利用該V型氣體迴路使其在加工前形成負壓帶固定住工件，同時也可以利 用其在加工完成後固定住邊角料，切割後的邊角料不會從工作載臺掉落。另一種是深的劃 切軌道，該劃切軌道的寬度和深度均大於V型氣體迴路，能夠讓主軸上裝載的刀片在劃切 的過程中完全貫穿晶片，這樣做的目的就是使晶片劃切的表面光滑，省略了二次裂片的工 序。由於加大了劃切軌道槽體的寬度、深度，不僅能夠通過刀片，還使得晶片在劃切時內部 產生的應力及時得到釋放，有效的減少了矽片背崩的情況發生，提高了劃切成品率。另外，本發明的晶片成形區可偏心設置於吸盤一角，改變了設於吸盤中心位置的 設置方式，具體是晶片成形區的兩相鄰邊分別與吸盤兩相鄰邊在同一直線上，則被加工芯 片的這兩邊和一個倒角就不需要劃切加工；而晶片成形區的另兩邊分別由劃切軌道的橫向 劃切路和縱向劃切路分隔而成，只需要利用劃切刀沿橫向劃切路和縱向劃切路的劃切軌跡 劃切形成被加工晶片的另兩邊；並利用劃切軌道的倒角劃切路軌跡形成晶片成形區的三個 倒角。則整個晶片成形只需要劃切刀沿劃切軌道劃切5刀，就可形成成形晶片的4邊4倒 角，而以往的晶片成形則需要劃切8刀，顯著提高了晶片加工的工作效率。


結合附圖對本發明作進一步說明 圖1是本發明的一種結構示意簡圖； 圖2是圖1的仰視圖3是本發明劃切軌道槽體的橫截面示意圖4是本發明V型氣體迴路的橫截面示意圖，也是原氣體迴路截面示意圖；圖5是利用本發明劃切晶片的截面示意圖； 圖6是普通劃切載臺劃切晶片的截面示意圖； 圖7是本發明的另一結構示意簡圖中序號說明1晶片成形區、2\201\202\203\204\205\206\207邊角料固定區、301縱 向劃切路、302 橫向劃切路、303\304\305 倒角劃切路、4\401\402\403\404\405\406\ 407\408V型氣體迴路、5抽吸孔、6氣體流通迴路、7刀片、8晶片。
具體實施例方式根據圖1-7對本發明作詳細描述。本發明為了有效的滿足晶體內部應力的釋放要 求，對現有工作載臺上的吸盤進行改進，結構中改進的關鍵在於使得主軸上裝載的刀片在 劃切的過程中完全貫穿晶片，並且不損傷吸盤的工作面。該太陽能電池晶片專用劃切載臺，由固定太陽能電池晶片的吸盤、裝配有切片刀 的主軸、進給電機等組成。其中吸盤由耐腐蝕材料製成，如不鏽鋼材料，呈方形。利用本發 明的吸盤切割太陽能電池可以根據圖1和圖7所示劃切軌道的不同分為5刀完成切割和8 刀完成切割。圖1是圖7的改進型結構設置，能夠節省3刀的時間，顯著提高工作效率和劃 切效果。具體如下
實施例一、吸盤上表面按晶片成形尺寸開設劃切軌道，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分 隔成一個晶片成形區1和若干邊角料固定區201、202、203、204、205、206、207。劃切軌道分 為橫向劃切路302、縱向劃切路301和倒角劃切路303、304、305。因成形晶片同為方形，如 圖1所示，晶片成形區1可偏心設置於吸盤上方一角，晶片成形區1的兩相鄰邊分別與吸盤 兩相鄰邊重合，則成形晶片的其中兩邊和一個倒角不需要加工。而晶片成形區1的另兩邊 分別由劃切軌道的橫向劃切路302和縱向劃切路301分隔而成，成形晶片的另兩邊利用橫 向劃切路302和縱向劃切路301劃切而成。晶片成形區的餘下三個倒角分別由劃切軌道的 倒角劃切路303、304、305形成。晶片成形區1和邊角料固定區201、202、203、204、205、206、 207上表面分別設置若干V型氣體迴路401、402、403、404、405、406、407、408，如圖1或7所 示，V型氣體迴路採用簡略畫法，圖中所示實際上是V型氣體迴路的軌跡。如圖3、5所示， 劃切軌道槽體的橫截面為矩形或梯形或弧形，劃切軌道的槽體深度和寬度均分別大於V型 氣體迴路的槽體深度和寬度，其寬度L大於切片刀的刀片厚度s，深度H大於切片刀刀片探 入劃切軌道的深度h，劃切軌道可使切片刀劃切過程中刀片7外圓最低點低於吸盤上表面， 完全貫穿晶片8。V型氣體迴路401、402、403、404、405、406、407、408分別通過其上設置的 抽吸孔5與吸盤內部設置的氣體流通迴路6連通，氣體流通迴路6利用吸盤下表面設置的 抽吸孔與外部真空源(圖中未示出)連通，氣體流通迴路6如圖1或7中所示的虛線部分。實施例二、如圖7所示，晶片成形區1也可設置於吸盤上方中心位置。吸盤上表面 按晶片成形尺寸開設劃切軌道301、302、303，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分隔成一個晶片 成形區1、晶片成形區1的周邊劃分成若干邊角料固定區2。晶片成形區1和邊角料固定區 2上表面均分別設置若干V型氣體迴路4，劃切軌道301、302、303和V型氣體迴路的深度、 寬度設置同實施例一。
權利要求
1.一種太陽能電池晶片專用劃切載臺，包括固定太陽能電池晶片的吸盤、裝配有切片 刀的主軸、進給電機，其特徵在於所述吸盤上表面按晶片成形尺寸開設劃切軌道，所述劃 切軌道的劃切軌跡將所述吸盤分隔成一個晶片成形區和若干邊角料固定區，所述晶片成形 區和邊角料固定區上表面分別設置若干V型氣體迴路，所述劃切軌道的槽體寬度大於所述 V型氣體迴路的槽體寬度，且可使所述切片刀劃切過程中刀片外圓最低點低於所述吸盤上 表面，完全貫穿晶片。
2.根據權利要求1所述的太陽能電池晶片專用劃切載臺，其特徵在於所述劃切軌道 槽體的橫截面為矩形或梯形或弧形，其寬度L大於所述切片刀的刀片厚度s，深度H大於所 述切片刀刀片探入所述劃切軌道的深度h。
3.根據權利要求1或2所述的太陽能電池晶片專用劃切載臺，其特徵在於所述吸盤 為方形，所述晶片成形區偏心設置於所述吸盤上方，所述劃切軌道分為橫向劃切路、縱向劃 切路和倒角劃切路，所述晶片成形區的兩相鄰邊分別與所述吸盤兩相鄰邊重合，所述晶片 成形區的另兩邊分別由所述劃切軌道的橫向劃切路和縱向劃切路分隔而成。
4.根據權利要求3所述的太陽能電池晶片專用劃切載臺，其特徵在於所述晶片成形 區的倒角由所述劃切軌道的倒角劃切路形成。
5.根據權利要求1所述的太陽能電池晶片專用劃切載臺，其特徵在於所述V型氣體 迴路通過其上設置的抽吸孔與所述吸盤內部設置的氣體流通迴路連通，所述氣體流通迴路 利用所述吸盤下表面設置的抽吸孔與外部真空源連通。
6.根據權利要求1所述的太陽能電池晶片專用劃切載臺，其特徵在於所述吸盤由耐 腐蝕材料製成。
全文摘要
一種太陽能電池晶片專用劃切載臺，從根本上解決現有劃切設備劃片時易出現矽片背面崩裂的問題。它包括固定太陽能電池晶片的吸盤、裝配有切片刀的主軸、進給電機，其技術要點是吸盤上表面按晶片成形尺寸開設劃切軌道，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分隔成一個晶片成形區和若干邊角料固定區，晶片成形區和邊角料固定區上表面分別設置若干V型氣體迴路，劃切軌道的槽體寬度大於V型氣體迴路的槽體寬度，且可使切片刀劃切過程中刀片外圓最低點低於吸盤上表面，完全貫穿晶片。本發明在有效減少背崩、提高劃切成品率的同時，還能固定切割後的邊角料，避免了刀片損傷邊角料。
文檔編號H01L31/18GK102082206SQ20101058829
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者張錫廣, 徐秋玲, 李建寧, 白雪峰, 袁慧珠, 鞠仁忠, 馬巖 申請人:瀋陽儀表科學研究院