金刚线切多晶现状及改善方向-常传波.

金刚线切多晶的现状及改善方向
韩秋生、崔三观、陈世波、常传波
2017.09
金刚线切多晶的发展现状
金刚线切多晶面临的挑战
目录金刚线切多晶改善方向
细线化尝试
金刚线切片的现状
随着金刚线切片 黑硅技术在多晶领域的推广，2017年金刚线切割已迎来爆发，金刚线切多晶目前有专机与改造机两种设备，专机与改造机目前是各有各的优缺点。

专机应用现状
设备型号PV600DT MB288安永TV600大连连城无锡上机高效测控最高线速
（m/Min）
200018001900150013501500轴间距 （mm)375390356420440420专机优势：
1、高线速
2、小轴间距
3、具备细线化工艺开发潜力
目前国内已有多家批量使用金刚线专机切片，各家专机在国内市场的保有量如上图所示NTC最多，其次是连城和MB，汇总目前市场上DW专机有约1200台。

金刚线切多晶的现状
改造机应用现状
目前国内砂浆机有约8000多台，NTC系列及MB系列占85%左右，根据改造难度及改造后使用情况来看NTC及MB砂浆切片机改造更为成功。

目前已改造机型有NTC442、PV600、PV800H MB 等
改造内容
l 降低轴间距l 增加线速度l 优化控制程序
l 减小主辊直径及长度l 更换收放线轮装置l 优化排线装置
NTC 设备机械构造改造
MB 设备机械构造改造
金刚线切多晶的现状
机型工艺条件 （70电镀线）改造机耗时：160Min/刀耗线：1.6m/Pcs 专机
耗时：135Min/刀耗线：1.6m/Pcs
专机机台效率：8~9刀/天改造机机台效率：6~7刀/天
改造机与专机各有千秋，改造机目前断线率稍高，专机机台切割效率稍高，但改造机切割棒长优于专机，后续随着细线化的推进（＜60um 时），改造机预计将逐步失去优势。

目前改造机断线率较高，设备改造商也在尝试更改专机排线与控制系统，使其与专机相同。

相信改造机断线不良问题，也会加快解决
金刚线切多晶的现状
专机与改造机切割品质
切割品质与断线率
工艺条件与机台效率
金刚线切多晶的现状
现状总结
金刚线切多晶随着制绒难题的解决2017年已出现爆发式增长
金刚线切多晶目前专机与改造机各有优势，专机与改造机的优势差异将会随着细线化的进程
逐步体现。

目前70um金刚石线改造机与专机切割品质无明显差异市场上砂浆机的数量较多，在少投资，可快速收回
成本及可实现技术的升级情况下砂浆改造机切多晶也将是目前多数硅片厂商的选择。

断 线 色 差
杂 质 断 线
碳化硅杂质
氮 化 硅 杂 质
相比单晶硅，铸造多晶硅锭较高的碳氮杂质在切割过程中会造成切线痕及TTV、钢线磨损、断线等不良发生，反应到电池端则为低效及漏电等电性能不良。

金刚线切多晶面临的挑战
杂质及杂质断线
金刚线硅片制绒问题
干法黑硅湿法黑硅
金刚线切割多晶硅片的制绒问需进行改善其高反射率的问题，目前黑硅技术可完美解决此问题，目前国内一线电池大厂基本均完成了电池端的改造升级，金刚线切多晶将出现爆发式增长。

细线化进程的障碍
①目前金刚线切多晶70um线工艺已量产，部分厂家也在试验60um线切割，60um线的推广遇到的首要问题将是多晶杂质问题及杂质引起的断线率问题。

②细线化进程中需设备满足高线速工艺的匹配问题（专机目前无障碍），部分改造机还将存在着硬件短板问题，需首先解决高线速升级问题。

③金刚线制线工艺问题（高强度、高切割力。

高耐久性金刚砂的选择及高抗拉强度、高抗扭力、耐热性母线的选择）
挑战总结
杂质及杂质断线问题
制绒工艺的选择及对反射率和效率影响的问题
细线化进程中切割遇到的晶砖自身问题及改造设备 快线速升级推广 问题
降低多晶硅锭杂质
碳头料
大锭喷砂前后对比边皮料打磨前后对比
硅料管控-减少硅料杂质引入
l来料SPEC查验，控制碳头料等降级硅料的使用
l大锭喷砂，去除硅锭表面浅层嵌入氮化硅粉
l循环硅料重点打磨，去除循环硅料深嵌氮化硅杂质
降低多晶硅锭杂质
多晶炉气流结构镀碳化硅盖板、钼板喷涂工艺优化后脱模情况平均长晶速率-硬线率统计
铸锭工艺管控-减少工艺引入，加强排杂
l热场结构优化
l热场材料优化
l喷涂工艺优化
l长晶参数优化
金刚线切多晶制程管控问题
辅材及标准的控制线切细节的管控工艺卫生的管控
l辅材（胶水、树脂板、钢线、冷却液）的标准管控
l生产制程粘棒细节的管控（晶棒杂质，斜面、崩边、空胶、气泡）
降低断线率，降低线痕、跳线 l切割制程细节的管控（高低棒、跳线、分线网标准、切割点检）
l下机工艺卫生的管控（切割室卫生、收放线室卫生、搅拌缸卫生）
金刚线切多晶制降低断线率
l DW专机与改造机断线对切割品质影响均较大，
特别是改造机断线率约高于专机一倍，断线产生的钢线浪费及线痕、色差降级损失均较大，改善多晶断线率目前也是金刚线切多晶的一大事项l加强DW切多晶制程管控
l改善多晶铸锭杂质
l优化金刚线制线工艺
l优化改造机设备张力及排线系统
例如仿照专机结构改造改造机局部结构，降低断线
更改绕线机构及张力控制系统
优化轴承箱结构
金刚线切多晶主辅材（金刚线、冷却液）品质控制
l高抗拉强度--改善线的断线率
l良好的一致性(高圆度)--改善硅片表面质量
l高耐磨---改善金刚石稳定的切割力
l高密度--改善切割力，更多的金刚石参与切割，降低线耗l细线径—降低线损，l良好的润滑性、低摩擦阻力（）
l良好的渗透性（润湿，排出切割粉末）l良好的均一性（低表面张力）
l环保（低COD易分解）
金刚线冷却液
摩擦系数<0.2、硅接触角>5、Ni接触角>5°通过促进钢线制线工艺的进步导入细线化钢线及切割力强的钢线及配合性能良好的适合细线化工艺的冷却液快速降低线耗及切割本是金刚线切多晶持续不断的努力和改善方向。

金刚线切多晶工艺优化—降线耗
l降线耗本身对切割品质无明显波动异常
l降线耗切割过程中工艺的用线与切割台速的匹配性
及为重要，其影响着切割线弓的大小
l极限降低线耗工艺需要考虑到色差的控制。

金刚线切割持续降低切割成本降低钢线用量把握钢线使用参与切割的次数将极为重要，工艺的设计及均匀使用对硅片的外观有较大影响，在持续降低工艺耗线的情况下，反切工艺的导入将会增加硅片外观色差的异常的出现，此需要综合钢线品质，合理优化切割工艺
改善方向总结
多晶通过自身管控及工艺调整降低杂质
生产通过细节把握和管控降低制程不良“切片品质看细节”
降低DW断线率，减少制程不良品的产生
推动改善主辅材线和冷却液的技术升级，进一步改善DW切多晶的短板
优化合理的切割工艺,规避外观不良，降低生产成本
金刚线切多晶细线化尝试
工艺条件：2.5h,工艺耗线：1.7~1.5m/Pcs
本身切割无明显异常，目前主要受制于60um规格钢线的制备稳定性上。

目前60um钢线本身切割多晶无较明显异常，其主要还是受制于金刚线自身品质的稳定性。

60um钢线的推广及大规模应用将随着制线工艺的成熟将很快被应用到多晶切割金刚线当中。

荣德专机试验数据
金刚线切多晶
总结：
金刚线切多晶在杂质方面还需铸锭进行持续的降低杂质
硅片生产企业通过细节管控稳定金刚线切割多晶品质
主辅材（钢线、冷却液）供应材料配合金刚线切割多晶工艺共同进行技术升级，改善金刚线切割
多晶目前的不良。

金刚线切多晶需通过加快细线化进程，快速低生产成本
荣德新能源有扬中和扬州两大生产基地，目前总产能4GW，其中扬州工厂目前产能800MW。

扬州工厂扩产后，荣德总产能将达到9GW，其中扬州基地产能将达到5GW。

高产出G6 200kg/Day 30% more 高转化效率
匹敌半熔工艺
金刚线切片
Total Involvement 全员参与Technical Progress 技术进步Management Control 管理控制Return to No. 1重返第一
Advanced technology Smart factory with 4GW
先进的技术 4GW智能工厂
扬州荣德新工厂将引进当前最先进铸锭炉和金刚线切片机，并引进先进的自动化设备，融合荣德领先的高效多晶技术，打造硅片智造工厂，致力于生产最好的硅片，争做客户的最佳硅片供应商，帮助客户实现连续的价值增长，2017，我们再起航！
Thank you!
立荣德品牌，树行业标杆
谢谢。