摘要：拋光工序作為晶體硅太陽能行業(yè)重要的一個工序，將硅錠經(jīng)過鋼線摩擦切割成硅塊后，硅塊表面變得粗糙不平，必須經(jīng)過表面拋光才能進(jìn)行硅片的切割。硅塊表面的拋光直接影響硅片切割的質(zhì)量。硅塊在拋光過程中依次經(jīng)過粗砂輪、細(xì)砂輪進(jìn)行拋光。粗砂輪的作用，將硅塊表面的損傷層進(jìn)行磨削；細(xì)砂輪的作用，將未完全處理的硅塊表面損傷層和粗砂留下的痕跡進(jìn)行拋光處理。


1、目前現(xiàn)狀

        硅片車間的開方機(jī)由于進(jìn)來的提速切割，操作人員在實際的工作中，只要稍有疏忽就會造成硅塊的切割質(zhì)量不好。主要分為：切割的硅塊表面有鋸痕；硅塊的尺寸出現(xiàn)中間“鼓肚”現(xiàn)象；斷線引起的局部硅塊形狀彎曲。目前車間的毛刷式的砂輪已經(jīng)不能完全去除由于切割造成的鋸痕；對于“鼓肚”問題的硅塊，由于毛刷式的砂輪的拋光能力有限，不能把中間大的尺寸去除。此時急需一種具有更強(qiáng)研磨能力的砂輪。

2、實施方法

        目前車間所使用的拋光機(jī)主要原理，依次通過粗砂輪、細(xì)砂輪對硅塊的表面進(jìn)行拋光。現(xiàn)在通過把拋光機(jī)的粗砂輪更換為金剛石砂輪，細(xì)砂輪使用毛刷式砂輪對硅塊進(jìn)行拋光。

        試驗使用的是金剛石樹脂結(jié)合劑砂輪，天然和人工金剛石都可以用于磨削，金剛石是碳的一種超高硬度形態(tài)，因為它對鐵有親和性而形成快速磨損，結(jié)合劑選用樹脂型結(jié)合劑，它有摩擦中的震動，有一定的阻尼作用。利用金剛石砂輪的較強(qiáng)的研磨能力，可以把開方機(jī)切割造成的一些硅塊表面的問題如：切割的硅塊表面有鋸痕；硅塊的尺寸出現(xiàn)中間“鼓肚”現(xiàn)象；斷線引起的局部硅塊形狀彎曲，進(jìn)行基本的拋光，再使用細(xì)砂輪對硅塊的表面進(jìn)行優(yōu)化，可以取得更好的效果。

3、試驗過程

        為了提高硅塊表面的拋光質(zhì)量，通過金剛石的粗砂和毛刷式的細(xì)砂結(jié)合。粗砂把硅塊表面的“鼓肚”和大鋸痕去除，然后細(xì)砂輪保證剩余的精拋光。在實際操作中必須保證以下幾方面：

        在金剛石的粗砂拋光時，更應(yīng)該給予充足的冷卻水，保證水路暢通

        保證砂輪前端蓋的安裝，使得水更均勻撒開到砂輪上面

        確保機(jī)床研磨臺車下的“V”型槽的精準(zhǔn)性

        拋光時的研磨速度5—10mm/s

4、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

        金剛石砂輪可以解決對于開方機(jī)引起的問題，主要分為兩個：金剛線開方機(jī)引起的硅塊“鼓肚”問題；砂漿切割引起硅塊表面大的鋸痕問題。以下為兩種設(shè)備切割的硅塊的拋光前后的表面粗糙度的對比。

1）對金剛線開方機(jī)的硅塊，拋光前后粗糙度（單位：mm）數(shù)據(jù)對比：


2）對砂漿切割硅塊，拋光前后粗糙度（單位：mm）數(shù)據(jù)對比：


        以下照片是使用普通樹脂砂輪和金剛石砂輪的照片對比圖：



圖（一）、圖（三）是使用普通樹脂砂輪拋光后硅塊表面照片。

圖（二）、圖（四）是使用金剛石砂輪拋光后硅塊表面照片。

拋光檢驗標(biāo)準(zhǔn)：

1）硅塊有效切割長度內(nèi)且目測無可視鋸痕

條件a：普通照明燈環(huán)境下測量

條件b：肉眼距硅塊距離小于0.5m范圍內(nèi)

每班拋光合格率要求在90%以上

5、設(shè)備對拋光的影響

5.1連接砂輪的軸承箱運轉(zhuǎn)不靈活

        砂輪的轉(zhuǎn)動通過由電機(jī)連接的軸承箱帶動，當(dāng)軸承箱出現(xiàn)運轉(zhuǎn)不靈活時，會直接影響砂輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而影響拋光的質(zhì)量。

5.2冷卻水管路不通

        當(dāng)冷卻水管路堵塞時，會直接影響拋光的正常運行，不能進(jìn)行正常冷卻，從而影響拋光質(zhì)量。如果可以保持至少每班一次槽體內(nèi)冷卻水，拋光和冷卻的效果會更好。

結(jié)論

        利用金剛石砂輪的較強(qiáng)的研磨能力，可以把開方機(jī)切割造成的一些硅塊表面的問題如：切割的硅塊表面有鋸痕；硅塊的尺寸出現(xiàn)中間“鼓肚”現(xiàn)象；斷線引起的局部硅塊形狀彎曲，進(jìn)行基本的拋光，再使用細(xì)砂輪對硅塊的表面進(jìn)行優(yōu)化，可以取得更好的效果。