基于有限元分析的硅片切割過(guò)程多參數(shù)工藝優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-08-08 16:43
近年來(lái),作為清潔能源重要組成部分的太陽(yáng)能發(fā)展迅猛,各國(guó)進(jìn)一步加大支持力度,加快了光伏發(fā)展壯大的步伐。例如,美國(guó)光伏協(xié)會(huì)主辦的“太陽(yáng)能試點(diǎn)計(jì)劃”,旨在節(jié)約太陽(yáng)能發(fā)電的資本,并預(yù)測(cè)在2015--2020年間到的規(guī)模和業(yè)務(wù)達(dá)到異常競(jìng)爭(zhēng)的激烈;日本進(jìn)一步提出到2020年光伏太陽(yáng)能發(fā)電的28GW的總實(shí)現(xiàn)。我國(guó)國(guó)務(wù)院提出了一系列促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的鼓勵(lì)性措施,如應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電建筑財(cái)政補(bǔ)貼管理暫行辦法,金太陽(yáng)示范工程重點(diǎn)項(xiàng)目。隨著全球科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)綠色能源的需求逐漸增加,因此,光伏產(chǎn)業(yè)作為一種新的綠色能源正在蓬勃發(fā)展,硅片切割作為光伏產(chǎn)業(yè)的主要工序正變得越來(lái)越重要。基于以上原因,有必要對(duì)硅片切割過(guò)程進(jìn)行分析和優(yōu)化。本文對(duì)多晶硅切割的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:(1)了解國(guó)內(nèi)外硅片加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀,在前人研究的基礎(chǔ)上分析硅片加工技術(shù)的機(jī)理;(2)分析影響多晶硅片切割效果的重要因素,影響進(jìn)行剪切作用效果的主要原因。(3)找出影響硅片多線切割的幾個(gè)主要因素。采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,忽略一些不合理的切削過(guò)程,將一些互相影響的切削因素統(tǒng)一起來(lái)。(4)設(shè)計(jì)多線切割有限元計(jì)算模型,分析有限元計(jì)算模型的...
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
多線切割加工原理圖
在職工程碩士學(xué)位論文10存在,所以難以裂開。同時(shí),多晶硅片切割的厚度也會(huì)隨著粘結(jié)的強(qiáng)度而發(fā)生變化。另外,在清理過(guò)程中,需要花費(fèi)多項(xiàng)工作設(shè)計(jì)程序才能夠?qū)⒍嗑Ч杵謇砀蓛。所以,在未?lái)的發(fā)展進(jìn)程中,水溶性的乙二醇切割液將成為主流。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的鋼線和晶體硅片來(lái)說(shuō),由于兩者交互運(yùn)動(dòng)的方向不一致,導(dǎo)致碳化硅研磨運(yùn)動(dòng)是由多種因素的影響,例如進(jìn)行切割鋼線的線速度、切割鋼線的張力作用大孝切割漿料的原料成本比例關(guān)系等等。本文將切削漿料的結(jié)合度描述為一個(gè)案例研究。切割漿料的粘結(jié)水平由切割漿料的溫度和比例決定。所以切割漿料將改變凝聚力的程度,同時(shí),晶體的持續(xù)性也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)切割過(guò)程中漿料的粘結(jié)度出現(xiàn)發(fā)展變化,那么切割漿料的磨削能力也會(huì)隨之改變。因此,在此晶片處理過(guò)程中,多晶硅片的接縫是由金屬絲的振動(dòng)粒徑和碳化硅顆粒的直接損失來(lái)確定。如果切割絲發(fā)生橫向纏繞,切割絲的張力和切割泥的阻尼效應(yīng)也會(huì)發(fā)生變化。切割絲張力一增加,切割絲的振動(dòng)強(qiáng)度就會(huì)降低,接縫率就會(huì)降低。一般來(lái)說(shuō),每個(gè)多晶硅晶片的焊縫損耗控制范圍在150-200μm之間。2.2.2切割基本理論目前,市場(chǎng)上的硅片都是在加工過(guò)程中通過(guò)切割鋼絲直接實(shí)現(xiàn)多晶硅片的切割。需要注意的是,切割網(wǎng)的弧線是由1-5°多晶硅片的切割絲形成的。另一方面,多晶硅體的切絲產(chǎn)生的壓力在不同區(qū)域也不同,所以如果切絲下方的壓力最大,那么其正下方的壓力也會(huì)逐漸降低。圖2.1多線切割原理圖
在職工程碩士學(xué)位論文11圖2.2多線切割橫截面示意圖還可以通過(guò)顯微鏡技術(shù)來(lái)分析多線切割碳化硅顆粒運(yùn)動(dòng)、多晶硅片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如圖2.3所示。在顯微鏡下的碳化硅顆粒和多晶硅表面呈現(xiàn)出了不同狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,且整個(gè)交互區(qū)域都出現(xiàn)了破壞形態(tài),說(shuō)明了切割過(guò)程中的各個(gè)方向都受到了相關(guān)力的影響。另一方面,在多晶硅晶體的表面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上會(huì)有以下幾個(gè)μm級(jí)的部分劃痕。這些劃痕可以將多晶硅晶體的表面直接研磨到碳化物顆粒上。而這種“滾-磨-削”的方式直接使得多晶硅晶體的表面產(chǎn)生較大的局部壓力。而松散的“劃-磨-削”磨削顆粒切割方式則會(huì)導(dǎo)致多晶硅晶體的表面產(chǎn)生劃痕?梢(jiàn),兩種處理方法存在明顯差異。圖2.3切割縫下方的光學(xué)顯微鏡圖像在切割過(guò)程中,多晶碳化硅晶體顆粒之間的壓力會(huì)逐步增大,在多晶硅的結(jié)晶體切割的塑料區(qū)域與切割線將逐漸變?yōu)橛贊{分離,這個(gè)狀態(tài)下的多晶硅材料晶體結(jié)構(gòu)受到的壓力是最大的。一旦區(qū)域內(nèi)的多晶硅晶體達(dá)到臨界破碎狀態(tài),然后多晶硅晶體表面會(huì)變得不穩(wěn)定,并逐漸擴(kuò)散到內(nèi)部區(qū)域中,直至全部破碎。一旦多晶硅晶體結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力消失,那么在彈塑性變形區(qū)域內(nèi),產(chǎn)生的壓力問(wèn)題就會(huì)通過(guò)直接影響使得多晶硅晶體表面可以產(chǎn)生不同裂縫。所以,需要多光伏多晶
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金剛砂均勻性對(duì)多晶切片質(zhì)量的影響分析[J]. 白楊豐,崔國(guó)瑞,于麗君. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2018(03)
[2]樹脂金剛石切割線切割硅片延時(shí)現(xiàn)象分析[J]. 高偉,董夫?qū)?李騰,馬伯江,王東雪. 金剛石與磨料磨具工程. 2018(02)
[3]金剛線切割硅片制絨返工方法研究[J]. 王森濤,焦朋府,崔龍輝,王森棟. 煤. 2018(04)
[4]硅片切割廢砂漿回收過(guò)程中除鐵研究現(xiàn)狀[J]. 楊明,鄒平博,權(quán)祥. 廣東化工. 2018(03)
[5]太陽(yáng)能硅片多線切割張力控制改進(jìn)研究[J]. 管永強(qiáng),林羅剛,朱陽(yáng). 裝備制造技術(shù). 2018(02)
[6]單晶硅線切割液潤(rùn)滑性能的研究[J]. 宋揚(yáng)揚(yáng),張晨暉,張瑞,吳珉,劉軍. 化學(xué)工程師. 2018(01)
[7]硅片切割廢液的成分分析與分離研究[J]. 楊明,權(quán)祥,鄒平博. 山東化工. 2018(02)
[8]硅片切割新退線工藝研究[J]. 范立峰. 中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(40)
[9]晶體硅片切割厚度控制工藝方法研究[J]. 李建敏. 冶金與材料. 2017(05)
[10]硅片切割處理新工藝的研究[J]. 王道強(qiáng),陳宏胤,韓玖榮. 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
博士論文
[1]冶金法多晶硅及其光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電的生命周期評(píng)價(jià)研究[D]. 于志強(qiáng).昆明理工大學(xué) 2017
[2]多晶硅片酸蒸氣刻蝕制絨技術(shù)研究[D]. 肖志剛.南昌大學(xué) 2016
[3]太陽(yáng)能硅片電磨削多線切割技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 鮑官培.南京航空航天大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于PLC的金剛線切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 陳玉喜.青島大學(xué) 2018
[2]多孔陷光結(jié)構(gòu)的制備研究及應(yīng)用[D]. 劉友博.浙江大學(xué) 2018
[3]樹脂金剛石切割線對(duì)硅晶體切割機(jī)理的研究[D]. 董夫?qū)?青島科技大學(xué) 2018
[4]單晶硅制絨劑的研究[D]. 王晴晴.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[5]多線鋸振動(dòng)輔助裝置開發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭東訓(xùn).浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[6]作業(yè)成本法在XS公司的應(yīng)用研究[D]. 周飛.蘇州大學(xué) 2017
[7]硅晶體定晶向電火花線切割加工損傷層檢測(cè)研究[D]. 葛夢(mèng)醒.南京航空航天大學(xué) 2017
[8]銀銅雙原子金屬輔助化學(xué)腐蝕法制備多晶黑硅太陽(yáng)電池[D]. 鄭超凡.南京航空航天大學(xué) 2017
[9]晶體硅多線鋸水基切削液的研究[D]. 陳仁芳.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[10]磁性磨粒的常壓燒結(jié)法制備及其性能研究[D]. 劉坤.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3330312
【文章來(lái)源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
多線切割加工原理圖
在職工程碩士學(xué)位論文10存在,所以難以裂開。同時(shí),多晶硅片切割的厚度也會(huì)隨著粘結(jié)的強(qiáng)度而發(fā)生變化。另外,在清理過(guò)程中,需要花費(fèi)多項(xiàng)工作設(shè)計(jì)程序才能夠?qū)⒍嗑Ч杵謇砀蓛。所以,在未?lái)的發(fā)展進(jìn)程中,水溶性的乙二醇切割液將成為主流。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中的鋼線和晶體硅片來(lái)說(shuō),由于兩者交互運(yùn)動(dòng)的方向不一致,導(dǎo)致碳化硅研磨運(yùn)動(dòng)是由多種因素的影響,例如進(jìn)行切割鋼線的線速度、切割鋼線的張力作用大孝切割漿料的原料成本比例關(guān)系等等。本文將切削漿料的結(jié)合度描述為一個(gè)案例研究。切割漿料的粘結(jié)水平由切割漿料的溫度和比例決定。所以切割漿料將改變凝聚力的程度,同時(shí),晶體的持續(xù)性也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)切割過(guò)程中漿料的粘結(jié)度出現(xiàn)發(fā)展變化,那么切割漿料的磨削能力也會(huì)隨之改變。因此,在此晶片處理過(guò)程中,多晶硅片的接縫是由金屬絲的振動(dòng)粒徑和碳化硅顆粒的直接損失來(lái)確定。如果切割絲發(fā)生橫向纏繞,切割絲的張力和切割泥的阻尼效應(yīng)也會(huì)發(fā)生變化。切割絲張力一增加,切割絲的振動(dòng)強(qiáng)度就會(huì)降低,接縫率就會(huì)降低。一般來(lái)說(shuō),每個(gè)多晶硅晶片的焊縫損耗控制范圍在150-200μm之間。2.2.2切割基本理論目前,市場(chǎng)上的硅片都是在加工過(guò)程中通過(guò)切割鋼絲直接實(shí)現(xiàn)多晶硅片的切割。需要注意的是,切割網(wǎng)的弧線是由1-5°多晶硅片的切割絲形成的。另一方面,多晶硅體的切絲產(chǎn)生的壓力在不同區(qū)域也不同,所以如果切絲下方的壓力最大,那么其正下方的壓力也會(huì)逐漸降低。圖2.1多線切割原理圖
在職工程碩士學(xué)位論文11圖2.2多線切割橫截面示意圖還可以通過(guò)顯微鏡技術(shù)來(lái)分析多線切割碳化硅顆粒運(yùn)動(dòng)、多晶硅片的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如圖2.3所示。在顯微鏡下的碳化硅顆粒和多晶硅表面呈現(xiàn)出了不同狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,且整個(gè)交互區(qū)域都出現(xiàn)了破壞形態(tài),說(shuō)明了切割過(guò)程中的各個(gè)方向都受到了相關(guān)力的影響。另一方面,在多晶硅晶體的表面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上會(huì)有以下幾個(gè)μm級(jí)的部分劃痕。這些劃痕可以將多晶硅晶體的表面直接研磨到碳化物顆粒上。而這種“滾-磨-削”的方式直接使得多晶硅晶體的表面產(chǎn)生較大的局部壓力。而松散的“劃-磨-削”磨削顆粒切割方式則會(huì)導(dǎo)致多晶硅晶體的表面產(chǎn)生劃痕?梢(jiàn),兩種處理方法存在明顯差異。圖2.3切割縫下方的光學(xué)顯微鏡圖像在切割過(guò)程中,多晶碳化硅晶體顆粒之間的壓力會(huì)逐步增大,在多晶硅的結(jié)晶體切割的塑料區(qū)域與切割線將逐漸變?yōu)橛贊{分離,這個(gè)狀態(tài)下的多晶硅材料晶體結(jié)構(gòu)受到的壓力是最大的。一旦區(qū)域內(nèi)的多晶硅晶體達(dá)到臨界破碎狀態(tài),然后多晶硅晶體表面會(huì)變得不穩(wěn)定,并逐漸擴(kuò)散到內(nèi)部區(qū)域中,直至全部破碎。一旦多晶硅晶體結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力消失,那么在彈塑性變形區(qū)域內(nèi),產(chǎn)生的壓力問(wèn)題就會(huì)通過(guò)直接影響使得多晶硅晶體表面可以產(chǎn)生不同裂縫。所以,需要多光伏多晶
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金剛砂均勻性對(duì)多晶切片質(zhì)量的影響分析[J]. 白楊豐,崔國(guó)瑞,于麗君. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2018(03)
[2]樹脂金剛石切割線切割硅片延時(shí)現(xiàn)象分析[J]. 高偉,董夫?qū)?李騰,馬伯江,王東雪. 金剛石與磨料磨具工程. 2018(02)
[3]金剛線切割硅片制絨返工方法研究[J]. 王森濤,焦朋府,崔龍輝,王森棟. 煤. 2018(04)
[4]硅片切割廢砂漿回收過(guò)程中除鐵研究現(xiàn)狀[J]. 楊明,鄒平博,權(quán)祥. 廣東化工. 2018(03)
[5]太陽(yáng)能硅片多線切割張力控制改進(jìn)研究[J]. 管永強(qiáng),林羅剛,朱陽(yáng). 裝備制造技術(shù). 2018(02)
[6]單晶硅線切割液潤(rùn)滑性能的研究[J]. 宋揚(yáng)揚(yáng),張晨暉,張瑞,吳珉,劉軍. 化學(xué)工程師. 2018(01)
[7]硅片切割廢液的成分分析與分離研究[J]. 楊明,權(quán)祥,鄒平博. 山東化工. 2018(02)
[8]硅片切割新退線工藝研究[J]. 范立峰. 中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(40)
[9]晶體硅片切割厚度控制工藝方法研究[J]. 李建敏. 冶金與材料. 2017(05)
[10]硅片切割處理新工藝的研究[J]. 王道強(qiáng),陳宏胤,韓玖榮. 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
博士論文
[1]冶金法多晶硅及其光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電的生命周期評(píng)價(jià)研究[D]. 于志強(qiáng).昆明理工大學(xué) 2017
[2]多晶硅片酸蒸氣刻蝕制絨技術(shù)研究[D]. 肖志剛.南昌大學(xué) 2016
[3]太陽(yáng)能硅片電磨削多線切割技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 鮑官培.南京航空航天大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于PLC的金剛線切割機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 陳玉喜.青島大學(xué) 2018
[2]多孔陷光結(jié)構(gòu)的制備研究及應(yīng)用[D]. 劉友博.浙江大學(xué) 2018
[3]樹脂金剛石切割線對(duì)硅晶體切割機(jī)理的研究[D]. 董夫?qū)?青島科技大學(xué) 2018
[4]單晶硅制絨劑的研究[D]. 王晴晴.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[5]多線鋸振動(dòng)輔助裝置開發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭東訓(xùn).浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[6]作業(yè)成本法在XS公司的應(yīng)用研究[D]. 周飛.蘇州大學(xué) 2017
[7]硅晶體定晶向電火花線切割加工損傷層檢測(cè)研究[D]. 葛夢(mèng)醒.南京航空航天大學(xué) 2017
[8]銀銅雙原子金屬輔助化學(xué)腐蝕法制備多晶黑硅太陽(yáng)電池[D]. 鄭超凡.南京航空航天大學(xué) 2017
[9]晶體硅多線鋸水基切削液的研究[D]. 陳仁芳.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[10]磁性磨粒的常壓燒結(jié)法制備及其性能研究[D]. 劉坤.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
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