摘要：太陽能硅片切割過程中，導輪是很重要的易磨損部件。切片過程中，伴隨工作臺的緩慢下降，鋼線攜帶砂漿在導輪槽內高速運轉，對硅塊起到切割作用。導輪的涂層、槽型、槽深及角度等對切割質量起到關鍵作用。本文主要論述導輪對太陽能晶體硅切割質量的影響。

　　0 引言

　　導輪是線鋸機床中負責繞線的輪體，內部為鋼制，外面敷設一層聚氨酯，其轉動靠兩端軸承及其中間穿過的絲杠動作。導輪經開槽機開槽后方可使用，這些槽精細且分布均勻。導輪的涂層、槽型、軸瓦及導輪跳動都會對切割質量產生重要影響。

　　1 導輪涂層

　　導輪涂層的材料是聚氨酯，不同廠家的涂層硬度、耐磨性都不同，導致導輪使用壽命及切割中導輪槽型變化程度也不一致。

　　2 槽型

　　目前線鋸機床常使用的導輪槽型為V型槽，角度為40°- 80°，槽深為180μm-250μm，但由于V型槽底部尺寸不易控制且形狀不規(guī)則，開始時鋼線不能到達槽底部，而是卡在中間，切割過程中，隨著鋼線在槽內高速運轉，由于摩擦作用，導輪槽底部磨損較快。當鋼線在V型槽內運轉時，鋼線也易在槽內左右晃動，鋼線跳動嚴重時，甚至跳出所在V型槽內到另外一個V型槽內，造成張力不穩(wěn)，切割出不合格的硅片，例如厚度偏差片、TTV超差片及鋸痕不合格片。由于V型槽導輪槽磨損較快，使用壽命較短，需要經常更換導輪，這會影響產能。

　　目前有一種新槽型是將圖1所示的V型槽變?yōu)閳D2所示的U型槽，槽底部圓弧半徑值為切割用鋼線的半徑值，槽的兩側壁仍為V型。由于在切割過程中鋼線會磨損，因此在導輪入線口與出線口位置的鋼線直徑不同（視切割的硅塊長度不同，約相差8-15μm，），需根據(jù)鋼線的磨損情況進行圓弧半徑值的補償，例如，鋼線初始直徑為130μm，切割至出線口時線損10μm，則出線口導輪直徑為120μm，而入線口與出線口之間的導輪槽底部半徑值則需要進行分段補償。這樣，導輪槽的底部直徑與鋼線的直徑相吻合，因此鋼線在槽內高速運轉時較穩(wěn)定，不會出現(xiàn)鋼線左右移動的情況，切出的硅片外觀質量良好，不會出現(xiàn)鋸痕或TTV超差片，提高了產品質量。與此槽型相匹配的兩側壁夾角范圍為45°-60°，槽深為180μm-200μm，角度與槽深的關系為：角度越小則槽深越深。當鋼線在新型槽內傳動時，導輪槽磨損程度減小，延長了導輪的使用壽命，避免頻繁更換導輪，提高了工作效率。

　　輪廓儀檢測的V型槽導輪槽型圖

　　輪廓儀檢測的U型槽導輪槽型圖

　　V行槽與U型槽切割質量對比

　　通過對比可以看出，U型槽導輪使用壽命明顯高于V型槽導輪，且切割質量得到了提高和改善。

　　3 導輪軸瓦

　　由于導輪在切割過程中高速轉動以及在換導輪過程中會造成導輪軸瓦的磨損，這樣容易導致導輪轉動時震動，導致TTV片的出現(xiàn)。因此導輪軸瓦磨損后需要及時更換。

　　4 導輪跳動

　　導輪跳動會影響鋼線張力，若導輪跳動大則容易產生TTV超差片和鋸痕不合格片，因此每次更換導輪后，需要使用千分表測量導輪跳動情況，使其滿足標準規(guī)定的要求。

　　參考文獻

　　[1] 王文斌.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008

　　[2] 李保軍.硅單晶錠多線切割中砂漿作用的研究[J].半導體技術，2007,32(6).

　　[3] 鄭遠謀.爆炸焊接和金屬復合材料及其工程應用[M].長沙：中南大學出版社，2002.