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清洗设备培训

目录

? 第一部分:RENA清洗机设备概况 ? 第二部分:单晶清洗机设备概况 ? 第三部分:RENA管路图 ? 第四部分:RENA电路图 ? 第五部分:RENA机械原理 ? 第六部分:西门子 PLC

第一部分 RENA清洗机设备概况

1.1 RENA清洗机的组件 ? ? ?

?
? ? ?
? 1 InTex. / InTex 1 台 ? 2 intermediate transports (input station/output station). /进料台、出料台各1个 ? 1 chiller. /冷却器1个 ? 1 electrical cabinet. /电器柜1个? 1 InOxSide. /InOxSide 1 台 ? 2 intermediate transports (input station/output station). /进料台、出料台各1个 ? 1 chiller. /冷却器1个 ? 1 electrical cabinet. /电器柜1个

1.1.1 RENA整机

1.1.1 RENA整机

注:公司一般会根据需要在RENA前后加装上料台、下料台用来代替人工手工放片。 在下料台也会安装吸片装置,用以挑出损坏,破碎的片子。
6

1.1.2 冷却器

1.1.3 电控柜外部

1.1.4 电控柜内部

1.1.5 化学品输送及排风管道

1.1.6 气、水输送管道
CDA Coolin g water Cooling water City water

DI water

CDA

1.1.7 热风系统

1.2 RENA清洗工艺原理
1.2.1 清洗目的

InTex
目 的 :
a)去除硅片表面的污染物;b)络合硅片表面沾污 的金属离子;c)在硅片表面腐蚀出绒面。

InOxSide
目 的 :
a)去除硅片表面的磷硅玻璃;b)去掉硅片背面及

周边p-n结。

1.2.2 工作流程
Intex
上料台 制绒槽 吹 干
漂洗 1# 碱 洗

下料台

干 燥

漂洗 3#

酸 洗

漂洗 2#

InOxSide
上料台
刻蚀槽 漂洗 1# 碱 洗 漂洗 2#

下料台

干 燥

漂洗 3#

酸 洗

1.2.3 RENA一次清洗工艺
氟硅酸 RENA制绒(HF、HNO3)原理方程:

Si+2HNO3+6HF = H2[SiF6]+2HNO2+2H2O

3Si+4HNO3+18HF = 3H2[SiF6]+4NO+8H2O
3Si+2HNO3+18HF = 3H2[SiF6]+2NO+4H2O+3H2 5Si+6HNO3+30HF=5H2[SiF6]+2NO2+4NO+10H2O+3H2 RENA刻蚀原理方程:3SI+4HNO3+18HF——3H2[SIF6]+4NO2+8H2O
SIO2+HF——H2[SIF6]+H2O

内部和表面绒面

RENA运行时的内部状况图

多晶硅片经过制绒后的绒面形貌

注:需要指明的是RENA清洗制绒过程中片子是全部淹没在溶液内的。而在RENA刻蚀过 程中片子是漂浮在溶液上的。
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制备绒面的目的及机理
减少光的反射率,提高短路电流(Isc),最终提高 电池的光电转换效率。 解释机理: 当光入射到一定角度的斜面或粗糙的表面,光会反射到 另一角度的斜面,形成二次或者多次吸收,从而增加吸收 率。

绒面减少反射的机理
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碱洗(KOH)的目的及机理
多孔硅的反射率是很低的, 但如果不去除,对后道的扩 散和丝网印刷不利,电池效 率受严重影响。 碱洗槽: KOH溶液,主要去除制绒 后形成的多孔硅 反应如下:
多孔

Si+2KOH+H2O



K2SiO3+2H2
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酸洗(HF、HCL)的目的及机理
酸洗槽:
HF去除硅片在清洗过程中形成的很薄的SiO2层,反 应如下:

SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2O

HCl去除硅表面金属杂质,盐酸具有酸和络合剂的双重作 用,氯离子能与 Pt 2+、 Au 3+、 Ag +、 Cu+、 Cd 2+、 Hg 2+等金属离子形成可溶于水的络合物。
19

1.2.4 RENA二次清洗工艺
刻蚀槽(HF、HNO3、H2SO4)刻蚀目的: 1. 去除硅片周边及背面P-N结,减少漏电流。 2. 去除在扩形成的磷硅玻璃,较少光的反射,降低

接触电阻。
扩散中磷硅玻璃的形成: 4 POCl3 + 3 O2 = 2 P2O5 + 6 Cl2 在较高的温度的时候, P2O5作为磷源与Si发生了如下反应: 2 P2O5 +5 Si = 5 SiO2 + 4 P 所以去磷硅玻璃清洗实质上就是去除硅片表面的SiO2。

刻蚀(HF、HNO3、H2SO4)的目的和机理
在刻蚀过程中,HF对二氧化硅的腐蚀发生如 下反应:
SiO2+6HF = H2[SiF6]+2H2O HNO3主要是用来刻蚀硅片边缘处的PN结的,相当于等离子刻蚀。 溶液中加入H2SO4的目的是增大溶液的 黏度及密度,使溶液与硅片更好的接触。

碱洗(KOH)的目的及机理
KOH溶液,主要去除多孔硅和中和硅表面残余的酸。
反应如下:

Si+2KOH+H2O

K2SiO3+2H2

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酸洗(HF)的目的及机理
酸洗槽(去PSG): 氢氟酸能够溶解二氧化硅是因为氢氟酸能与二氧化硅 作用生成易挥发的四氟化硅气体。

SiO

2

? 4HF ? SiF ? ? 2H O
4 2

若氢氟酸过量,反应生成的四氟化硅会进一步与氢氟 酸反应生成可溶性的络和物六氟硅酸。

SiF ? 2HF ? H [SiF ]
4 2 6

总反应式为:

SiO

2

? 6HF ? H [SiF ] ? 2H O
2 6 2

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1.3 RENA操作系统主界面

1.3.1 InTex操作系统主界面
DI water KOH DI water CDA

制绒槽
HF+HNO3+DI

HF+HCI

CDA DI water

DI water

1.3.2 InOxSIde操作系统主界面 HF+HNO3+H2SO4+DI
KOH DI water

蚀刻槽

HF

CDA

DI water

1.3.3 RENA主界面详细说明
程序内 的日期 和时间 模式、与PLC的 连接情况及登陆 的用户名

灯塔状 态

机器名称

厂家名称

报警的详细信息

登陆按扭

1.3.3 RENA主界面详细说明
机器的三种报警:严重的问题、机 器本身的问题和一般的警报

一号传 动的状 态及设 定速度

二号传 动的状 态及设 定速度

传动速度补偿 及刻蚀槽温度 补偿

三号传 动的状 态及设 定速度

1.3.3 RENA主界面详细说明
进口 处统 计归 零 准备上料(自动 模式下才会出现)

三个电机分别控制三段滚轮

出口 处统 计归 零

进口 处硅 片统 计

刻蚀 槽温 度

碱槽温 度

门状态(绿色为关 闭灰色为开启)

出口 处硅 片统 计

1.3.3 RENA主界面详细说明

登陆筐,可输入登陆名密 码后登陆(不同的登陆 名有不同的权限)

记事本

锁定 窗户

正在使用的工 艺文件

机器自动 运行时的 开始和停 止

灯塔测试 (点击后 灯塔全部 亮)

1.3.3 RENA主界面详细说明
关闭模式 手动模式 服务模式(权限最高) 自动模式

切换到初始界面按扭
进入服务模式按扭 进入手动模式按扭 工艺文件 进入手动添加界面

曲线图
进入报警信息界面 取消蜂鸣 取消报警

1.3.3 RENA主界面详细说明
各添加桶状态 冷水机 状态 储液箱 状态

集中供液是 否READY

机器内化学品排 放是否READY

储液箱进口温度 储液箱设定温度

储液箱实际温度
冷水机内自来 水的电导率

1.3.4 RENA手动模式状态详解 1)刻蚀槽界面

RENA刻蚀槽界面介绍
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的自动手动切 换 PT FILLING DI----储液槽加纯水 PT FILLING CHEMIE----储液槽加化学药品 SYSTERM RINSING----整个系统(包括外槽内槽储液槽)用纯水清 洗

SYSTERM DRAINING----整个系统排液
BATH CHANGE----刻蚀槽储液槽排空,再重新配液 START MAIN FUNCTION----在手动模式下单个槽运行工艺 RINSE BATH START----开始用纯水不断清洗(只有在槽内加满纯 水后次按键才有作用) RINSE BATH STOP----纯水清洗结束 FILL BATH----给刻蚀槽加化学药品(如果储液槽内是纯水则加的 是纯水) DRAIN BATH----刻蚀槽排液

RENA刻蚀槽功能
第一次配槽 的设定体积 实际加入的体 积 未加入的体积(点 击上图的REST REMAIN VOL.可 以清零) 流量

2)RENISE1界面

RENISE1功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的 自动手动切换 FILLING DI----给槽内加纯水(RENISE1的水是 RENISE2槽的水溢流过来的) DRAINING----整个槽排液 START PROCESS----在手动模式下单个槽运行工艺 STOP----结束操作

RENISE 1槽的状态

3)RENA碱槽界面

碱槽功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的 自动手动切换 FILLING DI----给槽内加纯水 FILLING CHEMIE----加化学药品(初始配槽) RINSING----用纯水清洗 DRAINING----整个槽排液 START CIRCULATION----开始循环(只有加满纯水 或化学药品后此功能才起作用,此步骤程序内有时 间计算,会自动停止,是整个槽达到READY的基本 条件之一) START ETCHING----在手动模式下单个槽运行工艺

STOP----结束操作
初始配槽时KOH和水的体积

4)RENISE2界面介绍

RENISE2功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的 自动手动切换 FILLING DI----给槽内加纯水(RENISE2的水是 RENISE3槽的水溢流过来的) DRAINING----整个槽排液 START PROCESS----在手动模式下单个槽运行工艺 STOP----结束操作

RENISE 2槽的状态

5)HF槽界面介绍

HF槽功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的 自动手动切换 FILLING DI----给槽内加纯水 FILLING CHEMIE----加化学药品(初始配槽) RINSING----用纯水清洗 DRAINING----整个槽排液 START CIRCULATION----开始循环(只有加满纯水或 化学药品后此功能才起作用,此步骤程序内有时间计 算,会自动停止,是整个槽达到READY的基本条件 之一) START ETCHING----在手动模式下单个槽运行工艺

STOP----结束操作

初始配槽时HF和水的体积

6)RENISE3界面介绍

RENISE3功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单个槽的 自动手动切换 FILLING DI----给槽内加纯水(RENISE2的水是 RENISE3槽的水溢流过来的) DRAINING----整个槽排液 START PROCESS----在手动模式下单个槽运行工艺

STOP----结束操作

RENISE 3槽的状态

7)DRYER2功能

DRYER2功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单 个槽的自动手动切换 AIRKNIFE ON----手动模式开启风刀 AIRKNIFE RESET----风刀复位

风刀状态

8)COOLINGUNIT功能

COOLINGUNIT功能
MODE MAN&MODE AUTO----自动运行时单 个槽的自动手动切换 FILLING----给冷水机加自来水(冷水机上有 液位显示) DRAINING----冷水机排水(自来水)‘

冷水机状态

9)RENA传动功能

RENA传动功能
传动状态(3个)

同时控制3 个传动

10)RENA剂量瓶
下图为刻蚀槽添加桶画面 三个液位传感 器,低于低液位 传感器或高于 高液位传感器 机器都会报警, 低于中液位传 感器并且高于 低液位传感器 系统开始加液, 加液时添加桶 上方的气动阀 打开(颜色变为 绿色)。

RENA剂量瓶
碱槽添加桶 HF槽添加桶

RENA剂量瓶

?

HON3的添加桶下方与其他三个添加桶不同, 只有一个RV880/45,这个限流阀是生产过程中 微量补液用的,而在第一次配槽时HNO3是不 经过剂量瓶,由流量计控制直接进储液箱 的,KOH,HF都是从剂量瓶往槽内添加.所以配 槽时由于HNO3的管路不同,剂量瓶也和其他 三个剂量瓶不同.

第二部分 单晶清洗机设备概况
2.1 制绒机

制绒机整体外形图

2.1 制绒机

制绒机电控柜

制绒机的配液、加热系统

2.2 扩散前酸洗机

中联酸洗机

2.2 扩散前酸洗机

捷佳创酸洗机

2.3 去PSG酸洗机

捷佳创去PSG酸洗机

2.4 电气控制柜

电柜内部

电柜外部

2.5 甩干机

甩干机整体外形图

2.5 甩干机

甩干机触摸屏

第三部分 RENA管路图
3.1 管路图部件标示 3.1.1 阀门
气动阀:气动调节阀就是以压缩空气为动力 源,以气缸为执行器,并借助于电气阀门 定 位器、 转换器、 电磁阀、 保位阀等附件去 驱动阀门, 实现开关量或比例式调节, 接 收工业自动化控制系统的控制信号来完成调 节管道介质的流量、压力、温度等 各种工艺 参数。 球阀:球阀它具有旋转90度的动作,旋塞体 为球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球 阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介 质的流动方向,它只需要用旋转90度的操作 和很小的转动力矩就能关闭严密。 球阀

气动阀

3.1.1 阀门
蝶阀(英文:butterfly valve):蝶阀又叫翻板阀,是一 种结构简单的调节阀,同时也可用于低压管道介质的开 关控制。是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘,围绕阀轴旋 转来达到开启与关闭的一种阀,在管道上主要起切断和 节流用。

蝶阀

溢流阀

溢流阀(RELIEF VALVE ):一种液压压力控制阀。在 液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。 定压溢流作用:在定量泵节流调节系统中,定量泵提供 的是恒定流量。当系统压力增大时,会使流量需求减小 。 安全保护作用:系统正常工作时,阀门关闭。只有负载 超过规定的极限(系统压力超过调定压力)时开启溢流 ,进行过载保护,使系统压力不再增加(通常使溢流阀 的调定压力比系统最高工作压力高10%~20%)。

3.1.1 阀门

常闭隔膜气动阀

常开隔膜气动阀

隔膜手动阀

常闭气动球阀

常开气动球阀

手动球阀

3.1.1 阀门

单向阀

减压阀

减压阀或溢流阀

气动三通球阀

手动三通球阀

手动阀/针型阀/限流阀

3.1.1 阀门

常闭气动蝶阀

常开气动蝶阀

手动蝶阀

带保护功能的溢流阀

3.1.2 流量控制

浮子流量计

浆式流量传感器

通用流量计

筒式液体过滤器

3.1.3 泵

通用泵

薄膜真空泵

双介质泵 离心泵 隔膜泵

3.1.4 传感器及其它

流量计参数显示

压力传感器

电容传感器

加热器 垫片

3.2 RENA各工艺槽管路图(详见RENA电路图)
3.2.1 制绒槽(HF+HNO3)

3.2.1 制绒槽( HF+HNO3)

3.2.1 制绒槽( HF+HNO3)

3.2.2 漂洗1及碱槽(KOH)

3.2.2 漂洗1及碱槽(KOH)

3.2.3 漂洗2

3.2.3 漂洗2

3.2.4 酸槽(HF+HCI)

3.2.4 酸槽(HF+HCI)

3.2.5 漂洗3

3.2.5 漂洗3

3.2.6 热风刀 ACD

3.2.6 热风刀 ACD

第四部分 RENA电路图
4.1 电气控制电路简介 4.1.1 开关

接触开关

急停开关

热继电器主、副触点

第四部分 RENA电路图
4.1 电路图部件标示 4.1.1 开关

接触开关(行程开关 )

急停开关

热继电器主、副触点

4.1.1 开关

继电器(接触器)主触点

马达开关

继电器线圈

压力开关

接近开关

4.1.2 传感器

温度传感器

电容传感器

电感式传感器

光传感器

流量传感器

温度传感器

电导率传感器

4.1.3 电机

三相电机

循环泵电机(热保护)

单相电机

4.1.4 其它常用部件

日光灯

插座

电感(电抗)

现场总线接口

三色灯和蜂鸣器

4.2 气动控制

减压阀

气压表

4.2 气动控制

限流阀

隔膜泵

4.3 RENA高低压控制

请转到RENA电路图(.PDF)

4.4 PID温度控制

应用PID温度控制的甩干机(单晶)

4.4 PID温度控制

PID温度控制原理框图

第五部分 RENA机械原理

滚轮

第五部分 RENA机械原理

涡轮箱

第六部分 西门子 PLC
6.1 西门子SIMATIC S7-300 PLC简介
1、德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程控制器在我 国的应用也相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都 有应用。 2、西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通 信能力,功能更强,可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微 型PLC(如S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300) 和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。 3、SIMATIC S7-300 PLC是模块化型PLC系统,能满足中 等性能要求的应用。 4、S7-300 具备强大的通信功能,S7-300 PLC可通过编程 软件Step 7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常 容易、简单。

6.2 STEP 7编程软件概述
1、STEP 7定义:STEP 7 是一种用于对SIMATIC
可编程逻辑控制器进行组态和编程的标准软件包 。它是SIMATIC 工业软件的一部分。

2、使用的标准:集成在STEP 7中的SIMATIC编
程语言符合EN 61131-3标准。该标准软件包符合面 向图形和对象的Windows操作原则,在MS Windows 2000专业版以及MS Windows XP专业版和MS Windows Server 2003操作系统中运行。

6.2 STEP 7编程软件概述
S7-300 和S7-400 的编程语言梯形图、语句表和功能块图是标准软 件包的一个重要组成部分。
? 梯形图(或LAD)是STEP 7 编程语言的图形表示。其指令 语法与传递梯形图相似:梯形图允许在能流过各种触点、 复杂元件和输出线圈时,跟踪母线之间的能流量。 ? 语句表(或STL)是STEP 7 编程语言的文本表示,与机器代 码相似。如果用语句表书写程序,则每条指令都与CPU 执行 程序的步骤相对应。为便于编程,语句表已经扩展包括一些 高级语言结构(如结构化数据访问和块参数)。 ? 功能块图(FBD)是STEP 7 编程语言的图形表示,使用布 尔代数惯用的逻辑框表示逻辑功能。复杂功能(如算术功能 )可直接结合逻辑框表示。

注:其它编程语言则作为选件包提供。

6.3 PLC梯形图语言

梯形图编辑

6.3 PLC梯形图语言

典型梯形图实例

再见


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