線切割放電加工應用於太陽能晶邊加工之研究

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彭康豐(Kang-Feng Peng) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

線切割放電加工應用於太陽能晶邊加工之研究

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摘要(中)

太陽能發電雖說是光電轉換的綠色產業，但是在製造過程中其實消耗了許多資源，近年來有相關文獻有提到以線切割放電加工作做矽晶圓的切割，利用放電切割的原理延伸至太陽能電池的晶邊絕緣，相較於目前使用之化學晶邊絕緣，省略了製程上所使用的化學藥液的使用及其廢液的處理，同時也減少了晶片邊緣的裂縫。
本文主要分兩大部分，第一是以純水為加工液，探討太陽能電池在完成磷擴散(P-type矽晶圓鍍上負極)製程後，以線切割放電加工作晶邊絕緣的製程，過程中，以加工電壓、加工速度作探討，並以高解析電子能譜儀檢測加工後的絕緣效果，第二則是觀察加工面的表面粗糙度，傳統的晶圓切片是利用琴綱線作切割，過程中所產生的加工應力會破壞晶片邊緣而產生裂縫，此種現象可利用放電加工改善琴鋼線加工的缺點，進而減少晶片邊緣裂縫。
實驗發現，利用線切割放電加工的負極切割方式，以每分鐘12cc以上的純水滴定量，電壓30V的條件下，可有效移除N層，且表面粗糙度由0.6µm降至0.365µm，即40%的改善效益，以每公升純水放電加工液添加0.6g的碳化矽，表面粗糙度可降至0.304µm，與純水當放電加工液比較有15%的改善效益。

摘要(英)

Solar energy generation is a green industry, but it consumes a lot of resources in the manufacturing process. The literatures has mentioned to cut silicon wafers by using Wire EDM in recent years. Compared to the chemical insulation of the edge of silicon, the edge of silicon by using Wire cut Electrical Discharge Machining. It reduces chemical liquid of the manufacturing process and the cracks of wafer edge.
This paper is divided into two parts . The first section is after the completion of phosphorus diffusion process of Solar cell, the pure water as processing liquid, the implementation of the edge of silicon by using Wire cut Electrical Discharge Machining (Negative plating on P-type silicon wafer).Machining voltage, processing speed as the machining parameters, and the high-resolution electron spectrometer is used to detect the insulating effect after processing. The second is to observe the surface of the machined surface roughness. The traditional wafer dicing using piano wire for cutting. Stress generated during processing of the wafer will destroy the edge of cracks. WEDM can improve the shortcomings of processing, Thereby reducing the edge cracks of wafer
Experiments results show that used the negative electrode EDM cutting mode, upper titration of 12cc per minute and machining voltage,30V, the N layer can be removed effectively.

Surface roughness decreased from 0.6μm to 0.365μm. Improve efficiency of 40% achieved. Compared to the pure water, add 0.6g per liter of pure water silicon carbide as a Machining fluid, the surface roughness can be reduced to 0.304μm and 15% improvement efficiency.
Keyword：Wire cut Electrical Discharge Machining、Polysilicon、Crystal edge insulation、Silicon carbide

關鍵字(中)

★ 線切割放電加工
★ 多晶矽
★ 晶邊絕緣

關鍵字(英)

★ Wire cut Electrical Discharge Machining
★ Polysilicon
★ Crystal edge insulation

論文目次

中文摘要---i
英文摘要---ii
謝誌---iv
第一章緒論---1
1-1 前言---1
1-2研究動機與目的---7
1-3文獻回顧---8
1-4 論文架構---12
第二章實驗原理---13
2-1 線切割放電加工原理---13
2-2 線切割放電加工材料移除機制---15
2-3 線切割放電加工參數及影響---18
2-4 放電加工優缺點---22
2-5 表面粗糙度---23
第三章實驗設備與材料---25
3-1 實驗流程---25
3-2 實驗設備---27
3-2-1 線切割放電加工機---27
3-2-2 超音波洗淨機---28
3-2-3 去離子水系統---29
3-2-4 乾燥烘箱---30
3-2-5 電源供應器---30
3-2-6 示波器---31
3-2-7 掃描式電子顯微鏡---32
3-2-8 3D輪廓量測儀---32
3-2-9 蠕動泵浦---33
3-2-10 光電子能譜儀(XPS)---34
3-3實驗材料---35
3-3-1 放電加工線材料---35
3-3-2 放電加工液---35
3-3-3 P-type 多晶矽---36
3-3-4 三氯氧磷---37
3-3-5 輔助電極---38
3-3-6 碳化矽---38
3-4實驗試片製作---39
3-4-1粗糙化蝕刻(Etching)---39
3-4-2磷擴散(Diffusion)---41
3-4-3雷射切割---43
第四章結果與討論---44
4.1 實驗參數---44
4-2 結果與討論---45
4-2-1 放電加工對磷元素移除的討論---45
4-2-2 液滴量對表面粗糙度之影響---46
4-2-3加工深度對表面粗糙度的影響---48
4-2-4放電間隙對表面粗糙度之影響---50
4-2-5 進給速度對表面粗糙度之影響---53
4-2-5 放電加工液加入碳化矽對表粗的影響---57
第五章結論---61
參考文獻---62

參考文獻

[1] M.T. Yan, Y.S. Liao, “Adaptive control of the WEDM process using the fuzzy control strategyJournal of Manufacturing Systems”, Journal of Manufacturing Systems, Volume 17, Issue 4, 1998, Pages 263–274
[2] Masanori Kuniedaa, , Satoyuki Ojimaa, “Improvement of EDM efficiency of silicon single crystal through ohmic contact”, Precision Engineering, Volume 24, Issue 3, July 2000, Pages 185–190
[3]Y.S Liaoa, Y.P Yub, “Study of specific discharge energy in WEDM and its application” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 44, Issues 12–13, October 2004, Pages 1373–1380
[4] W.Y Peng, Y.S Liao, “Study of electrical discharge machining technology for slicing silicon ingots” Journal of Materials Processing Technology, Volume 140, Issues 1–3, 22 September 2003, Pages 274–279
[5] Hideo Takinoa, Toshimitsu Ichinohea, Katsunori Tanimotoa, Syuichi Yamaguchia, Kazushi Nomuraa, Masanori Kuniedab, “High-quality cutting of polished single-crystal silicon by wire electrical discharge machining”, Precision Engineering, Volume 29, Issue 4, October 2005, Pages 423–430
[6] Eberhard Bamberga, Dinesh Rakwalb, “Experimental investigation of wire electrical discharge machining of gallium-doped germanium”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 197, Issues 1–3, 1 February 2008, Pages 419–427
[7] W. Wang, Z.D. Liu, Z.J. Tian, Y.H. Huang, Z.X. Liu, “High efficiency slicing of low resistance silicon ingot by wire electrolytic-spark hybrid machining”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 209, Issue 7, 1 April 2009, Pages 3149–3155
[8] A. Kimuraa, Y. Okamotoa, A. Okadaa, J. Ohyab, T. Yamauchic, “Fundamental Study on Multi-wire EDM Slicing of SiC by Wire Electrode with Track-shaped Section”, Procedia CIRP, Volume 6, 2013, Pages 232–237
[9] 李嘉鴻, “含磷加工液應用於多晶矽線切割放電之表面特性研究”, 國立中央大學碩士論文 (2009)。
[10] 秦仕杰, “多晶矽之線切割放電加工特性研究”, 國立中央大學碩士論文 (2009)。
[11] 簡綱佑, “超音波振動輔助線切割放電及電解加工多晶矽材料之研究”, 國立中央大學碩士論文 (2009)。
[12] 游博淮, “多晶矽材料之線切割放電加工特性及其表面品質改善之研究”, 國立中央大學碩士論文 (2011)。
[13] 何嘉哲, “在電解液中添加粉末對電化學放電線切割加工特性的影響”, 國立中央大學博士論文 (2013)。
[14] 王仕偉, “應用KOH、NaOH電解液滴定方式於WECDM加工石英玻璃之研究”, 國立中央大學碩士論文 (2013)。
[15] 林宏彥, “絕緣液中添加鋁粉對線切割放電加工之影響”, 國立中央大學，碩士論文 (2004)。
[16] 丁純乾, “添加界面活性劑對放電加工特性的影響”,國立中央大學，碩士論文 (2004)。
[17] 鄭志平, “微電化學放電加工法應用於硼矽玻璃的精微加工技術之研究”, 國立中央大學，碩士論文 (2007)。
[18] Hideo Takinoa, Toshimitsu Ichinohea, Katsunori Tanimotoa, Syuichi Yamaguchia, Kazushi Nomuraa, Masanori Kuniedab, “Cutting of polished single-crystal silicon by wire electrical discharge machining” , Journal of the International Societies for Precision Engineering, Volume 28, Issue 3, July 2004, Pages 314–319
[19] Dominiek Reynaerts, Wim Meeusen, Hendrik Van Brussel, “Machining of three-dimensional microstructures in silicon by electro-discharge machining” , Sensors and Actuators A: Physical, Volume 67, Issues 1–3, 15 May 1998, Pages 159–165
[20] William A. Arnold, David Matthiesen, Robert J. Bennett, Douglas T. Jayne, “An innovative method for preparing semiconductor charges used in crystal growth and shear cell diffusion experiments” , Journal of Crystal Growth,Volume 172, Issues 3–4, 1 March 1997, Pages 450–454
[21] Dinesh Rakwal, Eberhard Bamberg, “Slicing, cleaning and kerf analysis of germanium wafers machined by wire electrical discharge machining” , Journal of Materials Processing Technology, Volume 209, Issue 8, 21 April 2009, Pages 3740–3751
[22] Sangju Leea, Michael A. Scarpullab, Eberhard Bamberga, “Effect of metal coating on machinability of high purity germanium using wire electrical discharge machining” , Journal of Materials Processing Technology, Volume 213, Issue 6, June 2013, Pages 811–817
[23] Bernd M Schumacher, “After 60 years of EDM the discharge process remains still disputed” , Journal of Materials Processing Technology, Volume 149, Issues 1–3, 10 June 2004, Pages 376–381
[24] A. Kimuraa, Y. Okamotoa, A. Okadaa, J. Ohyab, T. Yamauchic, “Fundamental Study on Multi-wire EDM Slicing of SiC by Wire Electrode with Track-shaped Section” , Procedia CIRP, Volume 6, 2013, Pages 232–237
[25] Y.F. Luo, “An energy-distribution strategy in fast-cutting wire EDM” , Journal of Materials Processing Technology , Volume 55, Issues 3–4, December 1995, Pages 380–390
[26] K.H Ho, S.T Newman, S Rahimifard, R.D Allen, “State of the art in wire electrical discharge machining (WEDM)” , International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 44, Issues 12–13, October 2004, Pages 1247–1259
[27] Jerzy Kozaka, Kamlakar P. Rajurkarb, Niraj Chandaranab, “Machining of low electrical conductive materials by wire electrical discharge machining (WEDM) )” , Journal of Materials Processing Technology, Volume 149, Issues 1–3, 10 June 2004, Pages 266–271

指導教授

顏炳華(Biing-hwa Yan)

審核日期

2015-7-17

推文