摘要:太陽能硅片切割過程中，導(dǎo)輪是很重要的易磨損部件。切片過程中，伴隨工作臺的緩慢下降，鋼線攜帶砂漿在導(dǎo)輪槽內(nèi)高速運轉(zhuǎn)，對硅塊起到切割作用。導(dǎo)輪的涂層、槽型、槽深及角度等對切割質(zhì)量起到關(guān)鍵作用。本文主要論述導(dǎo)輪對太陽能晶體硅切割質(zhì)量的影響。

0 引言

導(dǎo)輪是線鋸機床中負(fù)責(zé)繞線的輪體，內(nèi)部為鋼制，外面敷設(shè)一層聚氨酯，其轉(zhuǎn)動靠兩端軸承及其中間穿過的絲杠動作。導(dǎo)輪經(jīng)開槽機開槽后方可使用，這些槽精細(xì)且分布均勻。導(dǎo)輪的涂層、槽型、軸瓦及導(dǎo)輪跳動都會對切割質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

1 導(dǎo)輪涂層

導(dǎo)輪涂層的材料是聚氨酯，不同廠家的涂層硬度、耐磨性都不同，導(dǎo)致導(dǎo)輪使用壽命及切割中導(dǎo)輪槽型變化程度也不一致。

2 槽型

目前線鋸機床常使用的導(dǎo)輪槽型為V型槽，角度為40°- 80°，槽深為180μm-250μm，但由于V型槽底部尺寸不易控制且形狀不規(guī)則，開始時鋼線不能到達(dá)槽底部，而是卡在中間，切割過程中，隨著鋼線在槽內(nèi)高速運轉(zhuǎn)，由于摩擦作用，導(dǎo)輪槽底部磨損較快。當(dāng)鋼線在V型槽內(nèi)運轉(zhuǎn)時，鋼線也易在槽內(nèi)左右晃動，鋼線跳動嚴(yán)重時，甚至跳出所在V型槽內(nèi)到另外一個V型槽內(nèi)，造成張力不穩(wěn)，切割出不合格的硅片，例如厚度偏差片、TTV超差片及鋸痕不合格片。由于V型槽導(dǎo)輪槽磨損較快，使用壽命較短，需要經(jīng)常更換導(dǎo)輪，這會影響產(chǎn)能。

目前有一種新槽型是將圖1所示的V型槽變?yōu)閳D2所示的U型槽，槽底部圓弧半徑值為切割用鋼線的半徑值，槽的兩側(cè)壁仍為V型。由于在切割過程中鋼線會磨損，因此在導(dǎo)輪入線口與出線口位置的鋼線直徑不同（視切割的硅塊長度不同，約相差8-15μm，），需根據(jù)鋼線的磨損情況進行圓弧半徑值的補償，例如，鋼線初始直徑為130μm，切割至出線口時線損10μm，則出線口導(dǎo)輪直徑為120μm，而入線口與出線口之間的導(dǎo)輪槽底部半徑值則需要進行分段補償。這樣，導(dǎo)輪槽的底部直徑與鋼線的直徑相吻合，因此鋼線在槽內(nèi)高速運轉(zhuǎn)時較穩(wěn)定，不會出現(xiàn)鋼線左右移動的情況，切出的硅片外觀質(zhì)量良好，不會出現(xiàn)鋸痕或TTV超差片，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。與此槽型相匹配的兩側(cè)壁夾角范圍為45°-60°，槽深為180μm-200μm，角度與槽深的關(guān)系為：角度越小則槽深越深。當(dāng)鋼線在新型槽內(nèi)傳動時，導(dǎo)輪槽磨損程度減小，延長了導(dǎo)輪的使用壽命，避免頻繁更換導(dǎo)輪，提高了工作效率。

通過對比可以看出，U型槽導(dǎo)輪使用壽命明顯高于V型槽導(dǎo)輪，且切割質(zhì)量得到了提高和改善。

3 導(dǎo)輪軸瓦

由于導(dǎo)輪在切割過程中高速轉(zhuǎn)動以及在換導(dǎo)輪過程中會造成導(dǎo)輪軸瓦的磨損，這樣容易導(dǎo)致導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動時震動，導(dǎo)致TTV片的出現(xiàn)。因此導(dǎo)輪軸瓦磨損后需要及時更換。

4 導(dǎo)輪跳動

導(dǎo)輪跳動會影響鋼線張力，若導(dǎo)輪跳動大則容易產(chǎn)生TTV超差片和鋸痕不合格片，因此每次更換導(dǎo)輪后，需要使用千分表測量導(dǎo)輪跳動情況，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。