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工艺异常及常规解决办法ppt


发布日期:2022-04-14 23:10   来源:未知   阅读:

  制绒段常见异常及常规解决方法 制绒小组 2009.11.12 制绒不良树状结构图 片源异常及解决方法 1、指纹及划痕 片源异常及解决方法 更多照片: 片源异常及解决方法 2、脱胶不良 片源异常及解决方法 片源异常及解决方法 3、切割后未及时清洗,清洗剂残留(清洗不良,硅片表面油污未得以完全去除) 片源异常及解决方法 片源异常及解决方法 4、线痕 线痕片大幅存在,线痕片存在的隐患为:深线痕可能导致更高碎片率,多线线痕可能影响外观并对效率有轻微影响。 线痕表现形式:线痕可从外观直接看出,一般为一根或数根直且细的沟壑(缺照片)。 对单晶而言,线痕分为单线线痕及多线线痕,单线线痕一般因切割断线引起,多线线痕一般为切割浆料异常引起(如回收液的大量使用)。 对多晶而言,线痕除上述单线线痕及多线线痕外,还存在一种与单线线痕类似的硬点线痕,硬点线痕产生的方式为多晶铸锭过程,涂层破损或其他因素引起碳原子扩散进入硅熔体而形成局部碳化硅杂质,碳化硅的存在导致硅片切割时产生断线,引起硬点线痕。 对于线痕片,其引起的影响相对较小,但由于其更属于隐性干扰,难以估量。因此,在制绒段发现线痕片时,除非有质量部门的明确标识:线痕片,让步接收,才可正常进行统一生产。否则,在有线痕片存在时,一律先搁置一边,待得到采购、质量确认后,才统一进行正常生产。 黑名单:当前因各厂家自身控制以及我们采购、质量的严格把关,线痕片出现极少。 设备异常及解决办法 设备引起的制绒异常主要有如下几个特征: 1、独立性。由于设备的损坏,尤其是制绒设备的损坏,并不会同时产生,因此,因设备引起的异常往往仅表现为某一个槽或某一条线、异常硅片的规律性。设备异常,如鼓泡管堵塞,加热器损坏,其制绒出来的硅片往往呈现一致的特征,并且在位置方面也有规律性。 根据以上两条,可以将制绒异常怀疑点引致设备方面。 设备异常及解决办法 鼓泡管堵塞引起制绒异常: 设备异常及解决办法 设备异常常规解决流程: 当将问题引致设备异常方面,对设备异常的考证其实相对简单,当前设备异常主要为含以下四个方面: 1、槽体洁净度 槽体洁净度考察:可采取亲自跟踪的方式,现场要求员工按作业指导书进行正常的槽体清洁,在有需要的时候,可以要求员工取出槽体底部多孔板,以进行更细致的槽体清洁; 2、鼓泡的考察 鼓泡的考察:由于我们线上多个槽体气体流量计的标准并不统一,因此,对鼓泡的考察必须通过肉眼观察予以实现。鼓泡均匀性:鼓泡管上小孔的排布在槽体内均匀,且占有很大面积比,鼓泡正常时,槽体各处均有大小较为一致的鼓泡;鼓泡大小的确定:鼓泡大小可由流量计的调节予以实现,具体大小的判定可以要求线上工段长一起予以确认; 3、加热器的考察 加热器的考察:加热器损坏对制绒有极大影响。考察方法如下:1、采用温度计(煤油温度计或热电偶温度探测仪)进行温度测定;2、取出槽体多孔板,观察加热器是否有明显损坏;3、要求设备对加热器加热状体进行测控,以查证是否确实有异常;(最近案例:一厂6#槽); 4、热电偶考察 热电偶显示的考察:热电偶显示异常会导致实际制绒温度产生较大偏差,考察方法为:通过温度计对溶液进行测温,根据其与显示温度的差异判定其是否合格,在温度偏差较小,且加热器无异常时,可以采取温度补偿的方法进行正常生产;(最近案例:二厂1线槽)。 工艺异常及常规解决办法 尽管存在片源异常、设备异常等因素干扰,但工艺本身才是制绒段异常的最主要因素。 工艺异常可由预清洗及制绒共同引起: 预清洗:预清洗引起的异常主要包括如下几个方面:1、制绒后硅片未及时清洗,硅片自然风干引起表面出绒不均;2、预清洗酒精使用时间过长,硅片表面有机物残留;3、初抛槽中IPA不足引起硅片跳动,消泡不良引起局部挂碱;4、初抛后漂洗槽温度过低引起挂碱印残留;4、初抛后漂洗槽IPA不足引起硅片发生跳动。 制绒异常:制绒异常可直接归总于工艺条件的偏离或与所生产硅片的匹配性存在较大差异。因制绒条件偏离或与待制绒硅片匹配性差异,制绒后的硅片表面将产生一系列不良,主要包括局部发亮、整体发亮、整体发白、边角发白、大面积水纹印、表面白点、小雨点等。 工艺异常及常规解决办法 预清洗异常及解决办法: 1、酒精使用时间过长导致硅片制绒后局部白斑: 该案例发生在刚引入酒精进行预清洗的验证阶段。当酒精清洗时间过长,在硅片与花篮接触区域,硅片的清洁将难以保证。因该处残余油污的存在,硅片经制绒后,在硅片与花篮接触处会形成月牙状发白。如下图所示: 工艺异常及常规解决办法 预清洗异常及解决办法: 2、在初抛槽(2#槽)或初抛后漂洗槽(3#槽)发生跳片: 表现方式:硅片在预清洗过程中发生跳片一般都因IPA不足,导致清洗过程不能有效消泡而使硅片跳动。 跳片后果:硅片发生跳动除引起碎片外,即便未破碎的硅片也将因硅片间的相互接触而导致表面清洗不良,进而引起制绒表面出绒不均而产生明显色差。 解决方法:硅片跳动主要因IPA不足引起,当硅片在有跳片预兆时,就应及时往相应槽体一定量IPA(2#或3#槽),一般以2L为单位。对于已发生较严重跳片的情形,尽量将硅片提至请水槽,并对硅片进行相应处理(漂洗,硅片分离重新插入花篮等)。 工艺异常及常规解决办法 预清洗异常及解决办法: 3、硅片清洗后未及时制绒,表面自然风干引起硅片局部脏污导致制绒不良: 风干后硅片表面局部差异的存在,导致硅片制绒后局部白斑,如下图所示: 工艺异常及常规解决办法 预清洗异常及解决办法: 4、硅片预清洗过程挂碱或清洗工艺不匹配导致硅片表面脏污未能去除: 挂碱:挂碱仅在初抛预清洗工艺中出现,产生原因有二:1、初抛液中IPA不足,或者初抛液使用至后期,初抛液中硅酸钠含量大幅升高导致溶液粘度增大;2、初抛后的漂洗槽(3#)温度过低,硅片清洗后的表面残留物未完全去除。 挂碱现象:初抛挂碱,将导致硅片经制绒后表面有较明显的挂碱印记,如下图所示: 工艺异常及常规解决办法 制绒异常及解决办法: 1、小雨点 小雨点因制绒过程IPA不足引起,IPA不足除引起小雨点外,也使跳片的概率上升,因此,需予以及时解决。 工艺异常及常规解决办法 制绒异常及解决办法: 2、花篮印 产生花篮印的原因有两种,一为花篮本身洁净度问题;二为制绒工艺有偏差,硅片花篮接触区制绒差异显示,产生花篮印。 工艺异常及常规解决办法 制绒异常及解决办法: 3、发亮(发亮分大面积发亮及局部发亮) 大面积发亮: 工艺异常及常规解决办法 制绒异常及解决办法: 3、发亮(发亮分大面积发亮及局部发亮) 局部发亮: 工艺异常及常规解决办法 制绒异常及解决办法: 4、发白:硅片制绒发白一般因硅片腐蚀不足引起(需注意发白片与白斑片的区别,发白片颜色较白斑片浅,在金相显微镜下,白斑片几乎不出绒,发白片会有连续性较差的绒面。发白片一般为正面发白或边角发白,白斑则区域地分布于硅片内)。 工艺异常及常规解决办法 5、水纹印:水纹印主要发生在156M上,在125M上出现比例极少。当前产生机理尚未完全查明,在继续查证中。 工艺异常及常规解决办法 6、白亮点:硅片表面制绒后,表面存在极小的白点,完成电池制备后,在电池终检处会发现电池片表面有相应的白点或亮点。 多晶制绒异常常规解决 当前多晶制绒尚处于起步阶段,制绒水平整体不高。既有能力下,制绒段默认的不良主要分为如下三种:1、制绒去重偏大或去重偏小;2、制绒后表面产生较严重暗纹;3、过程酸液泄露导致硅片表面局部未出绒或出绒不完全。 多晶制绒异常常规解决 1、制绒去重偏大或偏小异常解决 多晶制绒SPC控制限为0.45-0.70g(规格限为0.45-0.90g),当硅片制绒去重小于0.45g或者去重大于0.70g,默认为制绒去重异常。 多晶制绒异常常规解决 2、制绒后表面产生较严重暗纹 硅片表面暗纹对电池片的转换效率有重要影响,因此,当硅片表面产生较严重暗纹时,必须予以及时解决。 多晶制绒异常常规解决 3、 过程酸液泄露导致硅片表面局部未出绒或出绒不完全。 指纹片源于:硅片厂家在硅片清洗过程时进行裸手插片,或者插片时所穿戴的手套不能满足隔汗要求(自身来料检有时也会引入); 划痕源于:硅片厂家在插片过程的摩擦,同时也来源于硅片厂家的硅片检验以及我们公司自身的来料检验。 指纹区 划伤区 表现形式:指纹或划伤经制绒后均清晰显现,制绒后,指纹或划伤区的颜色较正常区域浅,从而显得该区域略显发白; 解决方法:指纹与划伤在制绒良好时,均不会导致B2片产生,对B1片贡献也相对较小。在上述问题产生时,可维持正常生产时,同时,收集好指纹及划伤片的实例照片,并进行指纹及划伤片数目大致汇总。 通过问题反馈及供应商自身改善,指纹及划伤出现的概率较之前大幅下降,但仍有部分厂家硅片存在较多指纹及划伤。 历史黑名单:晶科、天元、聚能、东泰、芯能、顺大 当前:合格供应商中,天元硅片指纹及划伤出现的概率仍相对较高 脱胶不良产生原因:硅片厂家在进行硅片脱胶处理时,硅片粘棒一侧的粘胶(一般为AB胶)没有去除完全,未去除完全的胶带在后续清洗过程中部分溶解并附于硅片表面。 脱胶不良的表现形式:脱胶不良的硅片经制绒后,在硅片有机物残留区,硅片出绒不全或出绒较小导致该区域较其他区域发白。脱胶不良产生时,位置固定且一般整体连续出现。 脱胶不良解决方法: 脱胶不良在轻微时,脱胶不良区域硅片仍可正常出绒,但其绒面相对较小而较其余区域颜色浅而显发白,仅对B1类有所贡献,不会造成B2片。对该情况,可维持正常生产,同时,做好不良硅片数目的大致统计及实例照片的拍摄。 脱胶不良在严重时,脱胶不良区将难以出绒而导致该区域明显发白。此时,脱胶不良将对B2片产生贡献。对该种情况,对制绒后的硅片可按正常返工工艺进行返工处理;对后续待制绒硅片,可以通过适当增加氢氧化钠浓度的方式来加快硅片的腐蚀速率,从而减小脱胶不良带来的负面影响。对该情况,也同样需要做好不良硅片数目的大致统计及实例照片的拍摄。 历史黑名单:脱胶不良出现概率极低,但仍需保持警惕,已发生过脱胶不良的厂家有两家:LDK(125M),比例较高,KMDK(156M),比例较小。 硅片切割后未及时清洗(图1);清洗剂残留(或清洗过程未彻底去除硅片表面油污)(图2、3) 硅片切割后未及时清洗的表现形式:硅片切割后未及时清洗,硅片四周会因风干而导致表面脏污难以去除,经制绒,表面脏污未去除区的出绒会较正常区域差而导致发白产生。其重要特征为:周边一圈发白,且具有良好的重复性。 硅片表面脏污未得以完全去除(或硅片表面有机无残留):硅片表面油污的存在导致硅片在制绒过程根本难以出绒,硅片的腐蚀变得缓慢,相同条件下的硅片去重较正常情况明显减少。 解决方法:当出现硅片切割后未及时清洗或硅片表面脏污残留(有机洗剂残留)时,硅片的制绒将难以持续。正常解决流程为:先申请停线,同时,开始进行在线调整,制绒:可通过加大氢氧化钠浓度,提高制绒温度等方法来加快制绒过程的硅片反应速率;预清洗:采取可去有机的溶液配制进行硅片表面清洗;若上述方向的调整没有明显改善,可直接停线等待,并与供应商进行积极沟通。 历史黑名单:芯能、顺大 当前黑名单:阳光硅谷 (出现比例极少,上面第四幅图) 一厂因鼓泡管堵塞引起的制绒异常(发生时段:2009年5月) 判定方法:因酒精清洗不良引起的月牙状白斑与片源脏污引起的白斑并不相同。因片源自身引起的白斑一般表现为发白严重,并且区域较大,位置固定性较差。因酒精清洗异常引起的白斑主要集中在齿位附近,并且相对轻微。 解决方法:因酒精清洗异常引起清洗不良而导致的制绒月牙状白斑,轻微的形成B1片,严重的则产生B2片。因此,在出现上述问题时,需及时对酒精清洗槽进行换液处理。排净废液,并洗槽后,再次配入新液。 已完成验证:正常24小时内未发现异常。 酒精清洗不良引起的制绒后月牙状白斑 预清洗风干引起的局部白斑 预清洗后,硅片表面未及时制绒导致硅片表面出现局部白斑的概率将大幅上升。制绒白斑的产生将引起B1、甚至是B2色差。 解决方法:降低硅片预清洗后到制绒的等待时间,注意保持预清洗与制绒的连续匹配性,预清洗后的等待时间尽量控制在半个小时内。 挂碱印的危害:挂碱印的存在会导致B1甚至B2类不良片的出现。 挂碱印的解决:1、首先观察各槽温度是否均在工艺控制范围内;2、在各槽实际温度均在控制范围内的前提下,对2#初抛槽及3#漂洗槽内各补入2L IPA,完成IPA补加后,对后续清洗第一篮硅片进行跟踪观察,查看问题是否得到解决;3、若上述调整无效,对初抛预清洗段进行换液处理。 制绒小雨点 制绒小雨点表现形式:硅片表面分布有很细小白点,并且小白点形状呈现为从上而下逐渐变大,与雨点形状相似,故称为小雨点。小雨点产生原因为IPA不足导致的消泡不良,根据消泡不良程度,表面小雨点含量发生相应改变。 解决方法:小雨点一般不会导致B2片,轻微的连B1片也不会产生,因此,对于已产生的小雨点片可以正常释放。对产生小雨点的制绒液进行下一篮生产时,IPA的补加需较正常工艺多0.5L。完成该调整后,若后续制绒良好,即可恢复正常连续生产。 花篮印示意图 花篮印:花篮印既可为一两个齿位,也为全部六个齿位。花篮印的存在会造成B1片,对已制绒的片子可正常释放,并做不良统计。 花篮自身引起的花篮印一般出现在新花篮,以及旧花篮很长一段时间闲置未用。因花篮自身引起的花篮印,硅片的绒面一般均良好。对该情形,需按花篮清洗工艺进行花篮清洗,清洗完后先做小批量验证,验证合格即可正常生产。 因制绒不良导致的花篮印,硅片表面除花篮印外,伴有其他异常,需根据其他相应异常进行工艺调整。 大面积发亮 硅片大面积发亮:硅片大面积发亮将会造成大规模B类片,发亮严重硅片将造成大量B2片产生。在短时间不能解决时,需马上申请停线,或申请工程调试。 产生原因:硅片大面积发亮产生的原因为硅片腐蚀过量。硅片表面大面积发亮,硅片的去重将较正常值明显上升,硅片去重可作为判断发亮是否因腐蚀过量引起的重要依据。 解决办法:主旨为降低硅片腐蚀速率,按当前制绒调整原则:1、适当降低氢氧化钠;2、适当降低制绒温度。 局部发亮 硅片局部发亮:在制绒正常时,硅片局部发亮一般因硅片去重偏小引起(进行该方面判断时,可结合硅片制绒去重数据)。当出现硅片局部发亮时,轻微时将产生B1片,严重时将产生B2片。 解决方法:1、当硅片局部发亮严重,且硅片去重相对较小时,按正常返工工艺进行返工处理,返工后去重偏大,做好超薄标识,并在PE后暂停;2、当硅片局部发亮主要发生在多篮制绒后,如大于5篮,直接换液进行再生产;3、当硅片制绒连续发亮,申请停线,或申请工程调试。 调试主旨:适当增加硅片制绒去重。增加氢氧化钠浓度,或者适当降低IPA浓度。 整体发白片 发白片:发白片为制绒不足引起,因不同硅片厂家表面状况略有不同,同一配比下,某些厂家硅片会出现整体或者边角发白。发白片一般均会造成B2片。因此,对于发白片,一般均需采用返工工艺进行返工处理。 调试方法:发白(整体或边角)主要为腐蚀不足引起,调试主旨为加快硅片腐蚀速率,增加硅片腐蚀量。具体做法为:1、逐步增加初配液中氢氧化钠浓度,在制绒过程中可通过增加过程补加实现;2、适当提高制绒温度。 水纹印 水纹印:水纹印主要出现在156M硅片上,且在多篮后更易产生。通过IPA调整实验,增加IPA,水纹印将由大面积变为小面积,但水纹印仍然会继续存在。 解决方法:水纹印一般不会造成B类片,但在水纹严重的情况下仍可能造成B1类色差片,因此需要注意跟踪观察。在水纹产生的情况下,可通过适当多增加点IPA予以缓解。 终检白亮点 白亮点:出现概率相对较低,并且白亮点一般仅造成B1片(注意与制绒后水珠残留对色差的影响,水珠残留引起的白点一般为空心圆,且颜色较浅) 。 白亮点的产生机理仍在查证中,但制绒液的均匀性及洁净程度也会造成白亮点硅片产生。 解决方法:当仅为单批次出现少量白斑,后续未产生情况下,只需统计白点数目,并继续正常生产。若单槽连续出现多篮白点,对该槽溶液进行更换,并要求产生加强溶液搅拌。 去重偏小:硅片制绒去重小于0.45g。硅片制绒去重偏小可能造成的危害为:硅片经制绒处理,硅片表面损伤去除未完全,导致加工制得的电池片低效。 解决方法:当硅片制绒去重小于0.45但大于等于0.40g时,超级释放该批硅片,同时对该批硅片不需做任何特殊处理,同时要求制绒段操作员工适当增加制绒时间,一般以20sec为单位进行。当硅片制绒去重小于0.40g,进行制绒返工,返工时间为120sec。 去重偏大:硅片制绒去重大于0.70g。硅片制绒去重偏大可能造成的危害为:硅片变薄,导致硅片经后续加工,硅片碎片率较正常硅片增加。 解决方法:硅片制绒去重偏大一般均发生在制绒初配液后前几篮。对于硅片制绒去重偏大的解决一般仅通过调整制绒时间就可以。调整方法为:根据制绒实际去重,适当降低制绒时间,一般以20sec为单位进行。对于已完成制绒的硅片,当制绒去重小于等于1.1g,均可进行直接释放处理。 硅片制绒后表面暗纹的产生原因为:制绒后硅片表面产生了长而深的腐蚀坑,通过车间金相显微镜可以观测出。随制绒液使用时间的延长,硅片制绒后表面出现暗纹的几率将会大幅上升。 解决办法:溶液使用大于8小时,当连续较多篮硅片制绒后表面出现较严重暗纹时,可要求车间进行换液处理。当制绒时间小于8小时,同时表面又产生较多暗纹时,可在补加过程适当降低氢氟酸的过程补加,如将正常的氢氟酸:硝酸=8L:8L,调整为0L:8L。

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