随着光伏技术的飞速发展,单晶硅等半导体材料的应用越来越广泛,单晶硅的广泛应用促进了单晶硅片的切片技术向高效率、高表面质量、低成本、环境污染小等趋势发展,进而对切片加工设备的性能要求越来越高。本文针对现有高质量多线切割设备在切割过程中因主系统振动引起的断线和硅片表面翘曲度、划痕等问题,进行了金刚石线切割机主系统结构参数优化,并且对金刚石线切割机加工过程中整体结构性能的稳定性进行了较为深入的研究。其主要研究内容如下:首先,根据光伏硅片的加工要求,分析了金刚石多线切割机的加工工艺和设计参数的设定,确定高质量多线切割设备价格的组成和布局;并对多线切割机的进给系统、绕线系统、切割系统、电气系统以及冷却循环装置以及相关部附件进行详细的设计研究;通过对各子系统的设计研究,找出影响系统稳定性的主要因素,对装配精度进行详细分析,得出主系统装配尺寸误差的结构组成。其次,为了减小装配精度带来的误差影响,保证硅片的切割质量,减小整体结构振动,需要分析金刚石线切割

在上世纪80年代以前，人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石粉的内圈切割机进行切侧。然而随粉半导体行业的飞速发展，人们对已有的生产效率难以满足，同时由于内圆切侧的材料摄失非常大，在半导体行业成本的摩尔定律作用下，人们对于降低切捌成本、提高效率的要求越来越高。高质量多线切割设备因此而逐步发展起来。在2003年以前，多线切剖主要润足于半导体行业的需求，切创技术主要掌握在欧、美、日、台等国家和地区，国内半导体业务以封装业务为主，上游的晶圆切荆技术远远落后于发达国家和地区，相关的设备制造研发也难有进展。高质量多线切割设备事业还没有发展起来、

河北高质量多线切割设备以其效率高、工艺好、成本低的优点将成为半导体材料切割行业的主导设备。但是,多线切割机在加工过程中各电机之间协调同步的复杂性对控制系统提出了很高的要求。现今国内市场的多线切割机还主要依靠进口,国产的多线切割机的控制技术还不完善,因此在高速下对多线切割机的控制系统进行研究时很有意义的。 本文分析了多线切割机的工作原理、组成结构以及工作过程,提出了对机床控制系统的要求。建立了控制系统的运动学和动力学的基础模型,并根据伺服电机的结构原理建立了伺服电机的理论模型。在此基础上,分析现有的速度同步控制方案的问题,设计了一种PID速度同步跟随控制方案,通过对控制系统的仿真,得到了很好的控制效果。 针对多线切割机切割线张力波动过大的问题,不仅在现有设备的基础上改进了速度换向方式和张力张紧方式,而且设计了一套张力反馈控制方案,大大降低了切割线上的张力波动。Z后对多线切割机的控制系统进行了各种扰动分析并进行了样机调试。结果证明控制系统运行良好,显著提高了多线切割设备价格的工作转速和系统稳定性。

太阳能硅片多线切割机是太阳能光伏产业链硅片生产流程中的关键设备,硅片加工质量的好坏将直接影响到后续的加工效率和成品率。高质量多线切割设备以其高精度、高效率、低损耗的特点逐渐取代了传统的外圆和内圆切割成为硅棒切割加工的主要方式。多线切割是通过一根钢丝线的高速往复运动把磨料带入硅棒加工区域进行研磨切割,将待切割硅棒一次性同时切割成数百或数千片薄片的新型方法。太阳能硅片多线切割机的张力控制是关系到加上能否顺利进行和加工质量好坏的关键技术。钢丝线在切割过程中不允许断线,否则昂贵的硅棒将报废；钢丝线在切割过程中的抖动幅度和频度直接决定了硅片加工的质量；多线切割设备价格的工艺要求对于同一硅棒加工的不同阶段所要求的钢丝线张力也不相同。本文针对太阳能硅片多线切割机产品开发中的张力控制关键技术进行了深入全面的研究。