專利名稱：太陽能電池芯片專用劃切載臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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芯片專用劃切載 臺，適用于太陽能電池生產(chǎn)的劃片工序。
背景技術(shù)：
在太陽能的有效利用當(dāng)中，大陽能光電利用是近些年來發(fā)展最快，最具活力的研 究領(lǐng)域，是其中最受矚目的項目之一。在太陽能電池生產(chǎn)中有一道工序叫劃片，而劃片機(jī)是 劃片工序中必備的關(guān)鍵設(shè)備之一。通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350 450 μ m的高質(zhì)量硅片上制成的，在現(xiàn)有 劃切太陽能電池的過程中，劃片刀在高速旋轉(zhuǎn)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(jìn)行鏟挖，由于這些機(jī)械力是直接作用在晶圓表面并在晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力損 傷，故而容易產(chǎn)生硅片背面崩裂問題。通常，我們把背面崩裂控制在50 ym以下，超過50 μ m就被認(rèn)為存在潛在的風(fēng)險。當(dāng)背面崩裂尺寸超過100 μ m時，芯片存在可靠性問題。更 嚴(yán)重的崩裂會造成芯片缺損，這樣的芯片則直接報廢，增加生產(chǎn)成本。為了將硅片背面崩裂 的程度控制在50 ym以下，不影響芯片的加工質(zhì)量，本行業(yè)要求嚴(yán)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?zhí)枮?00710149164.0的“加工裝置和吸盤工作臺”專利申請中公開了一 種吸盤工作臺，該吸盤工作臺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(shè)有吸附面，框體背面設(shè)有抽吸孔、連通槽、抽吸槽，均用于抽吸載臺上的晶 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臺上表面的基準(zhǔn)位置，不 會出現(xiàn)吸盤工作臺因溫度變化而彎曲、或者抽吸部發(fā)生破裂、或者抽吸部從框體脫離的情 況，該抽吸部由線膨脹系數(shù)與形成框體的金屬的線膨脹系數(shù)大致相同的多孔陶瓷形成，這 種吸盤工作臺的改進(jìn)在一定程度上實現(xiàn)了對切片刀切入深度的精度控制，但仍沒有從根本 上解決硅片背面崩裂的問題。即，其與以往的劃切工藝相同其采用的工作載臺表面(吸盤 表面)-一吸咐面只設(shè)置一種氣體回路(如圖4、6所示)，該氣體回路的設(shè)置也只是為了形成 負(fù)壓帶進(jìn)而固定住工件。在劃切過程中，并不劃斷芯片，預(yù)留4一5絲的厚度，然后再進(jìn)行二 次裂片，采用機(jī)械方式把邊角料去掉。這樣做的結(jié)果往往會導(dǎo)致芯片在載臺上出現(xiàn)破裂，破 裂的芯片有可能會傷到刀片，而且由于破裂造成芯片缺損，形成廢片，廢品率提高，增大生 產(chǎn)成本。本申請人在不斷研究、生產(chǎn)的過程中發(fā)現(xiàn)，在劃切過程中會產(chǎn)生背崩的一個主要 原因就是晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力不能及時的釋放，也就是在劃切過程中現(xiàn)有的載臺不能滿足晶 體內(nèi)部應(yīng)力的釋放要求?；诖耍旧暾埲苏J(rèn)為現(xiàn)有的劃切載臺仍需改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，能夠滿足晶體內(nèi)部應(yīng)力釋放要 求的太陽能電池芯片專用劃切載臺，從根本上解決現(xiàn)有劃切設(shè)備劃片時易出現(xiàn)硅片背面崩裂的問題，本發(fā)明在有效減少背崩、提高劃切成品率的同時，還能固定切割后的邊角料，避 免了邊角料損傷刀片。本發(fā)明的技術(shù)方案是該太陽能電池芯片專用劃切載臺，包括固定太陽能電池芯 片的吸盤、裝配有切片刀的主軸、進(jìn)給電機(jī)，其技術(shù)要點是所述吸盤上表面按芯片成形尺 寸開設(shè)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芯片成形區(qū)和若干邊角 料固定區(qū)，所述芯片成形區(qū)和邊角料固定區(qū)上表面分別設(shè)置若干V型氣體回路，所述劃切 軌道的槽體寬度大于所述V型氣體回路的槽體寬度，且可使所述切片刀劃切過程中刀片外 圓最低點低于所述吸盤上表面，完全貫穿芯片。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大于所述切片刀的刀 片厚度s，深度H大于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，所述芯片成形區(qū)偏心設(shè)置于所述吸盤上方，所述劃切軌道分為 橫向劃切路、縱向劃切路和倒角劃切路，所述芯片成形區(qū)的兩相鄰邊分別與所述吸盤兩相 鄰邊重合，所述芯片成形區(qū)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。所述芯片成形區(qū)的倒角由所述劃切軌道的倒角劃切路形成。所述V型氣體回路通過其上設(shè)置的抽吸孔與所述吸盤內(nèi)部設(shè)置的氣體流通回路 連通，所述氣體流通回路利用所述吸盤下表面設(shè)置的抽吸孔與外部真空源連通。所述吸盤由耐腐蝕材料制成。本發(fā)明的優(yōu)點及積極的技術(shù)效果由于本發(fā)明載臺表面回路有兩種，一種是淺的 V型氣體回路，可利用該V型氣體回路使其在加工前形成負(fù)壓帶固定住工件，同時也可以利 用其在加工完成后固定住邊角料，切割后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于V型氣體回路，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芯片劃切的表面光滑，省略了二次裂片的工 序。由于加大了劃切軌道槽體的寬度、深度，不僅能夠通過刀片，還使得芯片在劃切時內(nèi)部 產(chǎn)生的應(yīng)力及時得到釋放，有效的減少了硅片背崩的情況發(fā)生，提高了劃切成品率。另外，本發(fā)明的芯片成形區(qū)可偏心設(shè)置于吸盤一角，改變了設(shè)于吸盤中心位置的 設(shè)置方式，具體是芯片成形區(qū)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；而芯片成形區(qū)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 劃切形成被加工芯片的另兩邊；并利用劃切軌道的倒角劃切路軌跡形成芯片成形區(qū)的三個 倒角。則整個芯片成形只需要劃切刀沿劃切軌道劃切5刀，就可形成成形芯片的4邊4倒 角，而以往的芯片成形則需要劃切8刀，顯著提高了芯片加工的工作效率。


結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意簡圖； 圖2是圖1的仰視圖3是本發(fā)明劃切軌道槽體的橫截面示意圖4是本發(fā)明V型氣體回路的橫截面示意圖，也是原氣體回路截面示意圖；圖5是利用本發(fā)明劃切芯片的截面示意圖； 圖6是普通劃切載臺劃切芯片的截面示意圖； 圖7是本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)示意簡圖中序號說明1芯片成形區(qū)、2\201\202\203\204\205\206\207邊角料固定區(qū)、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型氣體回路、5抽吸孔、6氣體流通回路、7刀片、8芯片。
具體實施例方式根據(jù)圖1-7對本發(fā)明作詳細(xì)描述。本發(fā)明為了有效的滿足晶體內(nèi)部應(yīng)力的釋放要 求，對現(xiàn)有工作載臺上的吸盤進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)構(gòu)中改進(jìn)的關(guān)鍵在于使得主軸上裝載的刀片在 劃切的過程中完全貫穿晶片，并且不損傷吸盤的工作面。該太陽能電池芯片專用劃切載臺，由固定太陽能電池芯片的吸盤、裝配有切片刀 的主軸、進(jìn)給電機(jī)等組成。其中吸盤由耐腐蝕材料制成，如不銹鋼材料，呈方形。利用本發(fā) 明的吸盤切割太陽能電池可以根據(jù)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(jìn)型結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠節(jié)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、吸盤上表面按芯片成形尺寸開設(shè)劃切軌道，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分 隔成一個芯片成形區(qū)1和若干邊角料固定區(qū)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。因成形芯片同為方形，如 圖1所示，芯片成形區(qū)1可偏心設(shè)置于吸盤上方一角，芯片成形區(qū)1的兩相鄰邊分別與吸盤 兩相鄰邊重合，則成形芯片的其中兩邊和一個倒角不需要加工。而芯片成形區(qū)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，成形芯片的另兩邊利用橫 向劃切路302和縱向劃切路301劃切而成。芯片成形區(qū)的余下三個倒角分別由劃切軌道的 倒角劃切路303、304、305形成。芯片成形區(qū)1和邊角料固定區(qū)201、202、203、204、205、206、 207上表面分別設(shè)置若干V型氣體回路401、402、403、404、405、406、407、408，如圖1或7所 示，V型氣體回路采用簡略畫法，圖中所示實際上是V型氣體回路的軌跡。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于V型 氣體回路的槽體深度和寬度，其寬度L大于切片刀的刀片厚度s，深度H大于切片刀刀片探 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外圓最低點低于吸盤上表面， 完全貫穿芯片8。V型氣體回路401、402、403、404、405、406、407、408分別通過其上設(shè)置的 抽吸孔5與吸盤內(nèi)部設(shè)置的氣體流通回路6連通，氣體流通回路6利用吸盤下表面設(shè)置的 抽吸孔與外部真空源(圖中未示出)連通，氣體流通回路6如圖1或7中所示的虛線部分。實施例二、如圖7所示，芯片成形區(qū)1也可設(shè)置于吸盤上方中心位置。吸盤上表面 按芯片成形尺寸開設(shè)劃切軌道301、302、303，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分隔成一個芯片 成形區(qū)1、芯片成形區(qū)1的周邊劃分成若干邊角料固定區(qū)2。芯片成形區(qū)1和邊角料固定區(qū) 2上表面均分別設(shè)置若干V型氣體回路4，劃切軌道301、302、303和V型氣體回路的深度、 寬度設(shè)置同實施例一。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池芯片專用劃切載臺，包括固定太陽能電池芯片的吸盤、裝配有切片 刀的主軸、進(jìn)給電機(jī)，其特征在于所述吸盤上表面按芯片成形尺寸開設(shè)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芯片成形區(qū)和若干邊角料固定區(qū)，所述芯片成形 區(qū)和邊角料固定區(qū)上表面分別設(shè)置若干V型氣體回路，所述劃切軌道的槽體寬度大于所述 V型氣體回路的槽體寬度，且可使所述切片刀劃切過程中刀片外圓最低點低于所述吸盤上 表面，完全貫穿芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池芯片專用劃切載臺，其特征在于所述劃切軌道 槽體的橫截面為矩形或梯形或弧形，其寬度L大于所述切片刀的刀片厚度s，深度H大于所 述切片刀刀片探入所述劃切軌道的深度h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能電池芯片專用劃切載臺，其特征在于所述吸盤 為方形，所述芯片成形區(qū)偏心設(shè)置于所述吸盤上方，所述劃切軌道分為橫向劃切路、縱向劃 切路和倒角劃切路，所述芯片成形區(qū)的兩相鄰邊分別與所述吸盤兩相鄰邊重合，所述芯片 成形區(qū)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(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能電池芯片專用劃切載臺，其特征在于所述芯片成形 區(qū)的倒角由所述劃切軌道的倒角劃切路形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池芯片專用劃切載臺，其特征在于所述V型氣體 回路通過其上設(shè)置的抽吸孔與所述吸盤內(nèi)部設(shè)置的氣體流通回路連通，所述氣體流通回路 利用所述吸盤下表面設(shè)置的抽吸孔與外部真空源連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能電池芯片專用劃切載臺，其特征在于所述吸盤由耐 腐蝕材料制成。
全文摘要
一種太陽能電池芯片專用劃切載臺，從根本上解決現(xiàn)有劃切設(shè)備劃片時易出現(xiàn)硅片背面崩裂的問題。它包括固定太陽能電池芯片的吸盤、裝配有切片刀的主軸、進(jìn)給電機(jī)，其技術(shù)要點是吸盤上表面按芯片成形尺寸開設(shè)劃切軌道，劃切軌道的劃切軌跡將吸盤分隔成一個芯片成形區(qū)和若干邊角料固定區(qū)，芯片成形區(qū)和邊角料固定區(qū)上表面分別設(shè)置若干V型氣體回路，劃切軌道的槽體寬度大于V型氣體回路的槽體寬度，且可使切片刀劃切過程中刀片外圓最低點低于吸盤上表面，完全貫穿芯片。本發(fā)明在有效減少背崩、提高劃切成品率的同時，還能固定切割后的邊角料，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(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)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:沈陽儀表科學(xué)研究院