摘要：太阳能硅片切割过程中，导轮是很重要的易磨损部件。切片过程中，伴随工作台的缓慢下降，钢线携带砂浆在导轮槽内高速运转，对硅块起到切割作用。导轮的涂层、槽型、槽深及角度等对切割质量起到关键作用。本文主要论述导轮对太阳能晶体硅切割质量的影响。

0、引言

导轮是线锯机床中负责绕线的轮体，内部为钢制，外面敷设一层聚氨酯，其转动靠两端轴承及其中间穿过的丝杠动作。导轮经开槽机开槽后方可使用，这些槽精细且分布均匀。导轮的涂层、槽型、轴瓦及导轮跳动都会对切割质量产生重要影响。

1、导轮涂层

导轮涂层的材料是聚氨酯，不同厂家的涂层硬度、耐磨性都不同，导致导轮使用寿命及切割中导轮槽型变化程度也不一致。

2、槽型

目前线锯机床常使用的导轮槽型为V型槽，角度为40°-80°，槽深为180μm-250μm，但由于V型槽底部尺寸不易控制且形状不规则，开始时钢线不能到达槽底部，而是卡在中间，切割过程中，随着钢线在槽内高速运转，由于摩擦作用，导轮槽底部磨损较快。当钢线在V型槽内运转时，钢线也易在槽内左右晃动，钢线跳动严重时，甚至跳出所在V型槽内到另外一个V型槽内，造成张力不稳，切割出不合格的硅片，例如厚度偏差片、TTV超差片及锯痕不合格片。由于V型槽导轮槽磨损较快，使用寿命较短，需要经常更换导轮，这会影响产能。

目前有一种新槽型是将图1所示的V型槽变为图2所示的U型槽，槽底部圆弧半径值为切割用钢线的半径值，槽的两侧壁仍为V型。由于在切割过程中钢线会磨损，因此在导轮入线口与出线口位置的钢线直径不同（视切割的硅块长度不同，约相差8-15μm，），需根据钢线的磨损情况进行圆弧半径值的补偿，例如，钢线初始直径为130μm，切割至出线口时线损10μm，则出线口导轮直径为120μm，而入线口与出线口之间的导轮槽底部半径值则需要进行分段补偿。这样，导轮槽的底部直径与钢线的直径相吻合，因此钢线在槽内高速运转时较稳定，不会出现钢线左右移动的情况，切出的硅片外观质量良好，不会出现锯痕或TTV超差片，提高了产品质量。与此槽型相匹配的两侧壁夹角范围为45°-60°，槽深为180μm-200μm，角度与槽深的关系为：角度越小则槽深越深。当钢线在新型槽内传动时，导轮槽磨损程度减小，延长了导轮的使用寿命，避免频繁更换导轮，提高了工作效率。

轮廓仪检测的V型槽导轮槽型图

轮廓仪检测的U型槽导轮槽型图

V行槽与U型槽切割质量对比

通过对比可以看出，U型槽导轮使用寿命明显高于V型槽导轮，且切割质量得到了提高和改善。

3、导轮轴瓦

由于导轮在切割过程中高速转动以及在换导轮过程中会造成导轮轴瓦的磨损，这样容易导致导轮转动时震动，导致TTV片的出现。因此导轮轴瓦磨损后需要及时更换。

4、导轮跳动

导轮跳动会影响钢线张力，若导轮跳动大则容易产生TTV超差片和锯痕不合格片，因此每次更换导轮后，需要使用千分表测量导轮跳动情况，使其满足标准规定的要求。

参考文献

[1]王文斌.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2008

[2]李保军.硅单晶锭多线切割中砂浆作用的研究[J].半导体技术，2007,32(6).

[3]郑远谋.爆炸焊接和金属复合材料及其工程应用[M].长沙：中南大学出版社，2002.

原标题:导轮对太阳能晶体硅切割质量的影响（图）