CN112078040B - 一种单晶硅棒切割自动调整工艺参数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单晶硅棒切割自动调整工艺参数的方法，属于晶硅切割技术领域，包括以下步骤：线弓检测，实时监控每个周期、位置的实时数据，根据检测数据计算出实时线弓的深度；建模；根据模型调整台速，能够有效提高晶硅的良率，减少人工干预，提高晶硅的切割质量，为企业节省成本，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于晶硅切割技术领域，具体地说涉及一种单晶硅棒切割自动调整工艺参数的方法。
背景技术
硅棒切割开始时，由设置与切割辊正上方的硅块控制装置(加工台)将待切割硅块置于两根切割辊正中间的金刚线线网上方，从工艺设定的起始坐标开始，以一定的速度(台速)向下垂直进给硅棒进行切割，切割过程中，切割线的线弓会发生变化，影响晶硅切割质量，以往都是人工检查干预线弓的调整，人为调整效率低，干预不及时极易影响晶硅切割质量，因此，能够发明一种自动调整工艺参数的方法具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的种种不足，现提出一种能够在晶硅的切割过程中自动调整工艺参数的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种单晶硅棒切割自动调整工艺参数的方法，包括以下步骤：
步骤一：线弓检测，实时监控每个周期、不同位置的实时数据，根据检测数据计算出实时线弓的深度；
步骤二：建模；
步骤三：根据模型调整台速。
优选地，步骤一中，线弓＝h1-h2，h1为晶棒下降深度，h2为切割过程中切割线最低点到晶棒底部的深度。
优选地，步骤一包括以下两个步骤：
步骤a：当线弓≥基准值时，则判定线弓过大，程序自动判定异常，需执行自动调教方案；
步骤b：线弓<基准值时，线弓正常，不需要进行调教。
优选地，所述自动调教方案包括降低台速、增大周期、提高线速、增加流量、增大耗线中的一种或几种。
优选地，所述基准值的范围为6～9mm。
优选地，步骤二中，通过设定扭矩采集间隔，将连续的切割过程离散化，按照采集间隔中设定值，记录间隔位置处的扭矩值并保存。
优选地，每次更换工艺，自动清除扭矩模型，并在本刀次切割结束时，生成新的扭矩模型。
优选地，步骤三中，切割过程中，当线网切割到扭矩模型位置处，自动比较当前位置切割扭矩与模型扭矩的差值，进而判断是否对台速进行调节。
优选地，当切割扭矩小于等于模型扭矩时，不需要调节切割台速。
优选地，当切割扭矩大于模型扭矩时，程序自动降低切割台速、降线弓、降扭矩，调整切割效果。
本发明的有益效果是：
采用该发明的方法进行切割，能够有效提高晶硅的良率，减少人工干预，提高晶硅的切割质量，为企业节省成本，实现提质增效的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本方法设备适用于切片的多线切割工艺。多线切割装置包括2个横向分布的左、右切割辊，切割辊上开有线槽且布满线网，线网所用为金钢线。金钢线沿左切割辊进线端进线，沿线槽将2个主辊布满，并从右切割辊的钢线出线端出线。金钢线从进线端进，出线端出来以后，经过小导轮与金钢线收放线控制装置相连，金刚线控制装置用来控制金刚线的进出线，以控制金刚线的线运行速度、加减速和线张力；本方案需具备自动收集切割信息、自动调整工艺参数功能。包括以下步骤：
步骤一：线弓检测：
设备执行切割程序中，采集正常线弓参数作为基准值，并实时记录线弓参数，采集数据为多个点(可自行设定采集间隔)，实时监控每个周期、位置的实时数据，后根据实时反馈数据计算出实时线弓的深度，线弓＝h1-h2，h1为晶棒下降深度，h2为切割过程中切割线最低点到晶棒底部的深度，基准值范围在6～9mm，当线弓<基准值时，则***自动判定扭矩正常，不需要调整工艺参数，当线弓≥基准值时，则判定线弓过大；当线弓过大时，则程序自动判定异常，需立即执行自动调教方案，降低台速、增大周期、提高线速、增加流量，增大耗线等方案，可选择同时进行或分步进行，已尽快消除异常，降低线弓深度，使切割恢复正常状态。本实施例中基准值设定为8mm。
步骤二：建模
设备切割过程中，会对电机产生一定的负载，当负载过大时，则扭矩表现也过大，故通过设定扭矩采集间隔，扭矩采集间隔的范围在4～6mm，本实施例中扭矩设定为5mm，以设定的扭矩采集间隔以上为可调，将连续的切割过程离散化，按照采集间隔中设定值，记录间隔位置处的扭矩值并保存。每次更换工艺，自动清除扭矩模型，并在本刀次切割结束时，生成新的扭矩模型。
步骤三：根据模型调整台速
在切割过程中，当切割到扭矩模型位置处，自动比较当前位置切割扭矩与模型扭矩的差值，进而判断是否对台速进行调节，当切割扭矩小于等于模型扭矩时，不需要调节切割台速，当切割扭矩大于模型扭矩时，程序自动降低切割台速、降线弓、降扭矩，调整切割效果。
实验实施例：
采用自动调节切割工艺设计方案，所用金刚线线径不限。表一是采用本发明的方法进行的切割与普通人工干预的切割数值对照表。
表一
由表一可知：采用本发明较传统人工干预可提升切割良率约1.5％以上，断线率下降1.5％，TTV异常率下降约0.5％以上，切片质量TTV降低约1.5μm以上，其余质量均满足市场需求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种单晶硅棒切割自动调整工艺参数的方法，其特征在于，本方法用于切片的多线切割工艺；应用该方法的切割装置为多线切割装置，所述多线切割装置包括2个横向分布的左、右切割辊，切割辊上开有线槽且布满线网，线网所用为金钢线；金钢线沿左切割辊进线端进线，沿线槽将2个主辊布满，并从右切割辊的钢线出线端出线；金钢线从进线端进，出线端出来以后，经过小导轮与金钢线收放线控制装置相连，金刚线控制装置用来控制金刚线的进出线，以控制金刚线的线运行速度、加减速和线张力；该方法需具备自动收集切割信息、自动调整工艺参数功能；
包括以下步骤：
步骤一：线弓检测，实时监控每个周期、不同位置的实时数据，根据检测数据计算出实时线弓的深度；
步骤二：建模；
步骤三：根据模型调整台速；
步骤一中，线弓＝h1-h2，h1为晶棒下降深度，h2为切割过程中切割线最低点到晶棒底部的深度；
步骤一包括以下两个步骤：
步骤a：当线弓≥基准值时，则判定线弓过大，程序自动判定异常，需执行自动调教方案；
步骤b：线弓<基准值时，判定线弓正常，不需要进行调教；
所述自动调教方案包括降低台速、增大周期、提高线速、增加流量、增大耗线中的一种或几种；
步骤二中，通过设定扭矩采集间隔，将连续的切割过程离散化，按照采集间隔中设定值，记录间隔位置处的扭矩值并保存；
每次更换工艺，自动清除扭矩模型，并在本刀次切割结束时，生成新的扭矩模型；
切割过程中，当线网切割到扭矩模型位置处，自动比较当前位置切割扭矩与模型扭矩的差值，进而判断是否对台速进行调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准值的范围为6～9mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当切割扭矩小于等于模型扭矩时，不需要调节切割台速。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当切割扭矩大于模型扭矩时，程序自动降低切割台速、降线弓、降扭矩，调整切割效果。
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