太阳能硅片多线切割技术详解
特种机械加工技术
特种机械加工技术作者：郑轩韩蕾来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：太阳能级多线切割技术是一种特殊的机械加工技术，它是在传统的机械加工的基础上建立起来的。
随着太阳能市场的启动和发展，作为晶体硅太阳能电池制造过程的主要环节，越来越受到人们的重视。
本文介绍了硅片切割的发展史，并从硅片切割的设备、工艺、生产流程和新技术等方面进行了较详细的阐述。
关键词：多线切割技术；硅片生产流程；硅片切割工艺；硅片切割新技术中图分类号： TU74 文献标识码： A太阳能级硅片切割的历史在上世纪80年代以前，人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石粉的内圆切割机进行切割。
然而随着半导体行业的飞速发展，人们对已有的生产效率难以满足，同时由于内圆切割的才来损失非常大，在半导体行业成本的摩尔定律的作用下，人们对于降低切割陈本，提高效率的要求欧越来越高。
多线切割技术因此而逐步发展起来。
多线切割机由于其更高效、更小的切割损失以及更高精度的优势，对于切割贵重、超硬材料有着巨大的优势，近十年来已取代传统的内圆切割成为硅片切割加工的主要方式。
在2003年以前，多线切割主要满足于半导体行业的需求，切割技术主要掌握在欧、美、日、台等国家和地区，国内半导体业务以封装业务为主，上游的晶圆切割技术远远落后于发达国家和地区，相关的设备制造研发也难有进展。
2003年随着太阳能光伏行业的爆发式增长，国内民营企业的硅片切割业务迅速发展起来。
大量引进了瑞士和日本的先进的数控多线切割设备。
这才使切割太阳能级硅片的多线切割机的数量开始在国内爆发式增长，相关的技术交流也开始在国内广泛兴起。
当前国内使用的硅片切割机的种类及特点目前国内各个硅片切割厂家基本使用国际3大多线切割机的设备。
也就是，瑞士的HCT、M+B、日本的NTC，另外近两年日本的TMC(东京制纲)线锯也开始打入国内市场，并取得了不错的销量。
太阳能级硅片制造的工艺流程太阳能级硅片制造目前分为两种：一是多晶硅片的制造流程，一是单晶硅片的制造流程。
硅片切割工艺及设备
硅片切割工艺及设备
硅片切割是太阳能电池制造过程中的一个关键步骤，它将硅锭切割成薄片，用于制造太阳能电池。
以下是硅片切割的工艺及设备的一些基本信息：
1. 工艺流程：
- 硅锭准备：首先，将硅锭固定在切割设备上，并确保硅锭表面干净平整。
- 切割：使用金刚石线或砂轮进行切割。
金刚石线通过高速运动将硅锭切割成硅片，砂轮则通过旋转和进给来切割硅锭。
- 去毛刺：切割后，硅片的边缘可能会有毛刺，需要使用化学或机械方法去除。
- 清洗：对硅片进行清洗，以去除表面的污垢和杂质。
- 检测：对硅片进行外观和尺寸检测，确保符合质量标准。
2. 设备：
- 切片机：用于将硅锭切割成硅片的设备。
切片机通常使用金刚石线或砂轮作为切割工具。
- 线锯：一种使用金刚石线进行切割的设备。
它通过高速运动的金刚石线将硅锭切割成硅片。
- 砂轮切割机：使用砂轮进行切割的设备。
它通过旋转的砂轮和进给系统将硅锭切割成硅片。
- 清洗设备：用于清洗硅片的设备，通常使用化学清洗或超声波清洗技术。
- 检测设备：用于检测硅片的外观和尺寸的设备，如显微镜、卡尺等。
硅片切割的工艺和设备不断在发展和改进，以提高切割效率、降低成本和提高硅片质量。
随着技术的进步，新的工艺和设备可能会不断涌现。
太阳能硅片切割技术的研究、
太阳能硅 片切割技术的研究
徐 香 存
（ 保定 天威 英利 新能源有 限公 司 ）
切缝的金刚砂粒对硅材料进行切磨 ，此操作产生 的切割力会对脆性 硅材料表 面产生冲击作 用， 同时也提 高了大尺寸超薄硅 片切割得 困 难度。 国内外许多学者和研究机构对硅片放 电切割技术为 了进一步降 【 关键词 】 太阳能 ； 硅 片切割技术 ；电火花线 低大尺 寸硅片切割悼 度 ，减少切缝损耗 ，进行 了深入研究 。国外媒 体对 于低速走丝 电火花线切割 （ Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ ） 切割硅片的技术 已经有过报 社会 的稳 定与和 谐发展 现在 已经 离不 开能源 的储备 ，２ １ 世纪的 道，其中 日本冈山大学研制出多线放 电切割原理样机 ，采用的是类 战争也 已经从武 力的争斗转换成能源的争斗 ，谁 能拥有持 续、清洁 似于我 国高速 走丝 电火花 线切割 （ Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ ） 方式的技术， 原理采用 晶 的能源 ，谁 的经 济就 会持 续的发展 ，社会就会更加 的和谐 、稳 定。 体管脉 冲电源并 以高熔点钼丝进行单晶硅棒切割， 以去离子水为工 清洁 、持续可利 用的能源的研究己经 引起 了大家 的重视 。那么太 阳 作介质 的研 究。 依据是 用 Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ加工所获得 的硅片总厚度变化 （ Ｔ Ｔ Ｖ ） 能作为一种取之 不尽 、用之不竭的新型清洁能源 ，它 的开 发与利用 和弯 曲程度 （ Ｗ ａ ｒ ｐ ） 与多线切割的结果有极高的相似度，取向生长法 也 已经 引起全人类 的广泛 关注 。太阳能 电池作为太 阳能 的可利用形 形成 的单晶硅 锭电阻率低 （ ０ ． ０ １ Ｑ・ ｃ ｍ ） ， 使 Ｈ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ用于切割硅锭成 式之一 ，正在投入到大量 的开 发研 究之中 商业化太 阳能 电池就是 为可能 。几年 来， 国内外一些有名大学针对硅片切 割的性质 ， 也做了 清洁能源 的一种 ，采用 的是无 毒的晶硅，其 中的单 晶和多 晶硅 电池 些相关方面 的研 究。比利时鲁汶大学、美国内布拉 斯加大学均开 的特点就是光 电转换 的效率 比较高，使用的寿命较长 ，稳定性 比较 始探索采用 Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ 进 行了硅片切割技术的实验， 结果表明。切缝造 好 ，当然成本也是较 高的。伴 随着 半导体制造技术的不断提升与完 成的硅材料损失大约为 ２ ５ ０ ｜ ｌ ｍ ， 与多线切割法得到的数值 几乎一样 ， 善，虽然硅片制造成本在不 断降低 ，但 是作 为中心材质的太阳能 电 电阻率在 ２ ０ Ｑ・ ｃ ｍ以下的单、多晶硅片具有可加工性。 池所用硅片的切割成本一直居 高不 下，甚至 可以 占到太阳能总制造 由此可 以看 出，Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ 对硅材料 切割 的研究是针对 较低 电阻率 成本的 ３ ０ ％ 。 （ ＜ ０ ． １ Ｑ・ ｃ ｍ ） 进行 的， 因单脉冲耗 电量较高， 同时硅片表 面存在 明显 目前硅片 的生产 已经采用 多线锯 切割 方法，可 以生产 出面积较 的微裂纹与热影响 区， 且切割效 率不 高， 所 以还不具备与硅太 阳能电 大（ ２ ５ ｃ ｍ ￣２ ５ ｃ ｍ ） 而厚度又相对较薄的硅片 ， 但是在此方法的操作过 池制造 工艺兼容 。而 Ｌ Ｓ Ｗ Ｅ Ｄ Ｍ方法 由于不存在 宏观机械切 削力， 与内 程 中，金属丝要受到多种力的激励 ，还要受 到机械 结构的影响 ，就 圆和多线切割相 比， 在硅片最小切割厚度及翘 曲方面 具有较大优势 。 不可避 免的在切割过程 中产生变形与振动 ，瞬间性的冲击 就会 作用 ２太 阳能硅 电火花线切割简析 在切割 的硅 片上 。为 了避免此现象 的发生硅 片的切割 厚度 也从 ３ ０ ０ 太阳能硅片是光伏 电池 的主要 原料 ，电阻率 ｌ １ ０ ｏ・ ｃ ｍ ，电阻 ｍ 左右进 一步降低，争取实现低成本高线切割及减少切 缝损 耗， 率在此范围内的半导体材料 比其他金属材料高 出 ３ ４个数量级 ，有 但是难度是 相当的大。因此实现太阳能 晶硅 电池行业生产 效率 的提 定的导电性，在放 电过程 中由于不利因素的存在 ，钳制 了放 电回 高及生产成 本的降低，对于开展寸超薄硅片切割方法 的开 拓与 创新 路的加 工电流，就 不能直接采用普通 电火花线切割加工的方法 。 研 究是 势 在 必行 的 。 电火花线切割具有超薄 、大厚度切割 的特点 ，且在切割过程中 １太 阳能硅片 目前比较成熟的切割方法 不存在宏观切 削力 ，将会成为太 阳能硅片切割 的重点研究方向。 我 国进入 现代 化的时间相对较晚 ，对于对于硅 片装 备和切割 技 参 考文献 ： 术 的研究 ， 与其它发达 国家 的技术水平相 比较大 的差距还是存在 的， ｆ １ Ｉ刘志东， １ 邱 明波， 汪炜， 田宗军， 史勇， 王振兴． 太阳能硅 片切割技术的 特别是多线切割技术 ，我 们 目前并没有成熟 的产 品面市 ，也难 以满 研 究 Ⅱ 】 ． 电加 工 与 模 具 ， ２ ０ ０ ９ ． 足市场应用 的需求 。太 阳能硅 片常规切割方法主要有 ： 内圆切割 （ Ｉ Ｄ 【 ２ 】 刘 志东， 邱 明波， 汪炜 ， 田 宗军， 黄 因慧． 太 阳能级硅高效放 电电解复 ｓ ｓ ｗ ） 和 多线切割 （ Ｗ ｉ ｒ ｅ ｓ ａ ｗ ） 。内圆切割操作时利用 内圆刃 口边切割 合 切 割 制 绒 一体 化 研 究 ｌ １ １ ．电 加 工 与模 具 。 ２ ０ ０ ９ ． 硅锭 ，圆盘型刀片外 圆张紧。在操作过程中 ，刀片要高速旋转 ，不 【 ３ 】 林峰， 汪建平， 傅 建中． 太阳能硅 片精密切割技术及其特性研究Ⅱ 】 ． 航 可避免产生轴 向振动 ，刀 片与硅 片的摩擦力增加 ，切割时就会产生 空精 密制 造 技 术 ． ２ ０ １ ０ ． 较大的残留切痕和微裂纹 ，结 束时也容易出现硅片蹦片 ，甚至飞边 ［ ４ 】 毕 勇， 刘志 东， 邱 明波， 汪炜， 田宗军， 黄 因慧． 新型 太阳能级硅 片切割 的现象 ，多线切割作为 目前硅 片切割的主流技术 ，其是 以钢丝带入 技 术ｍ． 材料科 学与工程学报 ， ２ ０ １ ０ ． 太 阳能硅 片切割技术 的研 究成 为了热点方向 ，文 中基 于这一背景对 太 阳能硅片 目前 比较成 熟的切割 方法进行 了分析 ，最后 简要探讨 了 太 阳能硅 电火 花 线 切 割 技 术 。
内圆切割和多线切割方法
内圆切割和多线切割
1. 内圆切割和多线切割晶体切割就是利用内圆切片机或者线切割机等专用设备将硅单晶或多晶切割成符合使用要求的薄片过程。
硅晶体的切割主要要有内圆切割和多线切割两种形式。
内圆切割利用内圆刀片为切割刀具，以其内圆作为刀口，其镶上金刚石颗粒，一片一片进行磨销切割。
内圆切割品种变换简单方便，灵活，风险低，但是效率低，原料损耗大，硅片体形变大，加工参数一致性差。
多线切割利用钢丝切割线携带金刚砂浆液进行磨销，整锭同时切割。
其效率高，原料损耗小，硅片体形变小，加工参数一致性好，但是投资大，风险高。
2. 硅片的化学减薄所谓化学减薄就是通过酸或碱与硅片表面在一定条件下产生化学反应，对硅片表面进行一层剥离，为抛光工艺创造条件的工艺过程。
硅片化学减薄的作用与意义硅片化学减薄主要有三个作用，第一是使硅片表面清洁，第二可以提高抛光效率，第三可以消除硅片内应力
3. 硅片抛光方法大体来说，硅片抛光方法可以分为机械抛光，化学抛光和化学机械抛光三大类。
（1）机械抛光机械抛光利用抛光液中的磨液与硅片表面的机械摩擦作用来实现硅片的表面加工，在早期硅片加工中使用较多。
机械抛光的抛光液一般为氧化铝，氧化镁，氧化硅和碳化硅等微细粉末加水而配制成的悬浮液。
( 2 )化学抛光化学抛光就是利用化学试剂与硅片表面的化学腐蚀反应来达到去层与修整的加工目的。
化学抛光包括液相腐蚀，气相腐蚀，固相化学腐蚀和电解抛光等。
(3）化学机械抛光化学机械抛光是将化学作用和机械作用同时结合使用的抛光方法，种类繁多。
铜离子，铬离子，氧化钛，筋性氧化铝，碱性二氧氧化硅都是化学抛光。
硅片(多晶硅)切割工艺及流程
硅片(多晶硅)切割工艺及流程硅片切割是硅片制备和加工过程中非常重要的一环。
多晶硅是制造太阳能电池、集成电路和液晶显示器等高科技产品的主要材料之一，因其具有优异的光电性能和导电性能而广泛应用。
在多晶硅制备过程中，硅棒经过切割工艺分割成薄片，以满足不同尺寸和用途的需求。
切割工艺硅片切割工艺通常分为以下几个步骤：划线、局部破裂、切断和研磨。
划线划线是硅片切割的第一步，也是一个非常重要的步骤。
在这一步骤中，切割者需要根据所需的硅片尺寸和形状，在硅片表面划出一条细线，作为切割的指导线。
通常使用一种称为划线刀的工具来完成这个步骤，划线刀具有极高的硬度，不会对硅片表面造成损伤。
局部破裂局部破裂是硅片切割的关键步骤之一。
在这一步骤中，切割者需要在划线处施加适当的力量，使硅片发生局部破裂。
通常采用的方法是在硅片表面施加脉冲激光或机械震动，使硅片局部发生应力集中，从而导致硅片在划线处断裂。
为了确保切割的精度和质量，切割者需要根据硅片的特性和要求来调整切割参数。
切断切断是硅片切割的下一个步骤，即将硅片切割成所需的尺寸和形状。
在这一步骤中，切割者使用一种称为切割刀的工具，在局部破裂处施加适当的力量，将硅片切割成两部分。
切割刀通常由硬质材料制成，能够在切割过程中保持稳定的切割质量和高度的精度。
研磨研磨是硅片切割的最后一步，也是一个非常重要的步骤。
在这一步骤中，切割者使用研磨机或抛光机将切割得到的硅片进行研磨，以去除切割过程中可能产生的划痕和凸起物，并获得平滑的表面。
研磨过程需要控制研磨厚度和研磨速度，以确保最终得到的硅片满足要求的表面粗糙度和质量。
切割流程硅片切割的流程可以概括为以下几个步骤：准备工作、划线、局部破裂、切断、研磨和检验。
1.准备工作：在进行硅片切割之前，需要对设备和工具进行准备，包括划线刀、切割刀、研磨机等。
同时，需要对切割区域进行清洁处理，以避免切割过程中的污染和损伤。
2.划线：根据所需的硅片尺寸和形状，在硅片表面使用划线刀划出一条细线，作为切割的指导线。
切硅片的原理
切硅片的原理切割硅片是指将硅棒或硅大块切割成薄片或小块的加工过程，是制备半导体器件的基础步骤之一。
切割硅片的原理主要涉及到切割工具、切割方式以及切割操作。
1. 切割工具：切割硅片常用的工具是切割盘和金刚石切割线。
切割盘通常由多晶刚玉等材料制成，具有高硬度和刚性，能够提供足够的切割压力。
金刚石切割线则是由金刚石粉末与金属或陶瓷材料混合压制而成，具有极高的硬度和耐磨性。
2. 切割方式：主要有线切割和盘切割两种方式。
线切割是将硅棒或硅大块固定在两个滚轮之间，通过线切割盘上的金刚石线切割硅材料。
盘切割是将硅大块放置在切割盘上，通过旋转盘切割硅材料。
3. 切割操作：切割硅片的具体操作步骤如下：（1）准备工作：将硅棒或硅大块清洗，去除表面的杂质和氧化层。
将硅材料固定在切割盘上或两个滚轮之间，并调整好切割机的参数。
（2）切割：开启切割机，启动切割盘或滚动线切割设备，硅材料开始被切割。
切割盘或线切割设备的切割方式可以根据需要进行选择和调整。
（3）润滑剂：在切割过程中，为了降低切割盘或线与硅材料的摩擦，防止过热和损伤硅材料，通常会使用润滑剂。
润滑剂可以增加切割效率和保护硅材料的质量。
（4）切割后处理：切割完成后，将切割下来的硅片从切割盘或滚轮上取下，进行清洗和检查。
根据需要，可以将硅片进行进一步的处理，如去除边缘磕碰，修整大小等。
总结：切割硅片的原理主要包括切割工具、切割方式和切割操作。
切割工具包括切割盘和金刚石切割线，能够提供足够的切割压力和硬度。
切割方式主要有线切割和盘切割两种，可以根据需要选择。
切割操作需要将硅材料固定好，调整好切割机的参数，并使用润滑剂降低摩擦，防止过热和损伤硅材料。
切割完成后进行处理，如清洗和修整等。
切割硅片是制备半导体器件的重要步骤，其切割质量和精度对后续工艺和器件性能有重要影响。
NTC442多线切割设备的设计改造
ｄｏｉ:１０.１６５７６/ｊ.ｃｎｋｉ.１００７－４４１４.２０１８.０５.０３６ＮＴＣ４４２多线切割设备的设计改造∗谢燕琴(江西工业工程职业技术学院ꎬ江西萍乡㊀３３７００)摘㊀要:硅片是太阳能电池的核心材料ꎮ制造硅片主要设备是ＮＴＣ４４２多线切割设备ꎮＮＴＣ４４２多线切割设备采用了游离的切削模式ꎬ这种切削模式切削速度慢ꎬ切削质量差ꎮ针对这种情况ꎬ将对ＮＴＣ４４２多线切割设备的游离切削模式改造成金刚石线的切削模式ꎬ改造了切割室ꎬ设计了主轴㊁匹配了轴承ꎮ改造后的设备ꎬ保证了硅片的质量㊁精度ꎬ提高了生产效率ꎬ应用前景十分广阔ꎮ关键词:太阳能硅片ꎻ游离磨料ꎻ多线切割ꎻ切削模式中图分类号:Ｕ４６３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００７－４４１４(２０１８)０５－０１１１－０２ＤｅｓｉｇｎａｎｄＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＴＣ４４２Ｍｕｌｔｉ－ＬｉｎｅＣｕｔｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔＸＩＥＹａｎ－ｑｉｎ(ＪｉａｎｇｘｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＰｉｎｇｘｉａｎｇＪｉａｎｇｘｉ㊀３３７０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＳｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅｍａｔｅｒｉａｌｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌｓꎬａｎｄｔｈｅｍａｉｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｓｉｌｉｃｏｎｉｓｔｈｅＮＴＣ４４２ｍｕｌｔｉ－ｌｉｎｅｃｕｔｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ.ＹｅｔｔｈｅＮＴＣ４４２ｍｕｌｔｉ－ｌｉｎｅｃｕｔｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅａｄｏｐｔｓｆｒｅｅｃｕｔｔｉｎｇｍｏｄｅꎬｗｈｉｃｈｈａｓｓｌｏｗｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄａｎｄｐｏｏｒｃｕｔｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙ.ＦｏｒｔｈｉｓｓｉｔｕａｔｉｏｎꎬｔｈｅｆｒｅｅｃｕｔｔｉｎｇｍｏｄｅｏｆＮＴＣ４４２ｍｕｌｔｉ－ｌｉｎｅｃｕｔｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｃｈａｎｇｅｄｉｎ￣ｔｏｔｈｅｄｉａｍｏｎｄｃｕｔｔｉｎｇｍｏｄｅꎬｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｉｓｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄꎬｔｈｅｍａｉｎｓｈａｆｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄꎬａｎｄｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｉｓｍａｔｃｈｅｄ.Ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｅｎｓｕｒｅｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ.Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａ￣ｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｉｌｌｂｅｖｅｒｙｂｒｏａｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｓｏｌａｒｗａｆｅｒꎻｆｒｅｅａｂｒａｓｉｖｅꎻｍｕｌｔｉ－ｌｉｎｅｃｕｔｔｉｎｇꎻｃｕｔｔｉｎｇｍｏｄｅ０㊀引㊀言绿色制造和绿色加工是现在世界各个国家重点突破的难题ꎮ为了平衡环境和能源问题ꎬ太阳能的开发是越来越被各个国家重视ꎮ硅片是制造晶硅太阳能电池的核心材料ꎬ其品质的好坏将直接影响到后续电池片的制造工艺㊁制造成本及光电转化效率[１]ꎮ未来太阳能电池ꎬ尤其时高效太阳能电池对硅片的表面完整性要求越来越高ꎬ更高的尺寸精度和更好的表面质量将是未来太阳能硅片的发展趋势[２]ꎮ近几十年来ꎬ国内外的专家学者一直对硅片的制造方法和工艺不断研究和改进ꎬ硅片的品质不断提升ꎬ但成本高ꎮ本文将对已有的设备ＮＴＣ４４２多线切割设备进行改造ꎬ改变切削了模式ꎬ改造了切割室ꎬ设计了主轴㊁匹配了轴承ꎮ１㊀游离砂浆切割模式与金刚线切割模式ＮＴＣ４４２多线切割设备是加工太阳能硅片的主流设备ꎬＮＴＣ４４２多线切割设备的工作模式是采用了游离砂浆切割技术ꎮ游离砂浆切割属于 三体(即磨粒㊁硅棒㊁工件) 加工ꎮ在切割过程中ꎬ切割线施加在磨粒上的力带动磨粒沿切削表面做滚动ꎬ同时切割线压挤磨粒嵌入到切削表面ꎬ形成表面裂纹ꎬ从而达到切割的作用[３]ꎬ如图１ꎮ图１㊀游离砂浆切削㊀㊀游离砂浆切割的平均切削速度是０.３９ｍｍ/ｍｉｎꎬ损伤层达到１１~１５μｍꎬ切口损耗１２０~１５０μｍꎬ硅片最小厚度１６０μｍꎬ切出的表面粗糙ꎬ没有硅片的切割方向锯痕ꎬＳｉＣ摩擦硅片距离较短ꎬ易产生随机的凹凸坑ꎮ金刚线切割(如图２)是太阳能硅片加工的另一种模式ꎬ以金刚线上固结金刚石进行高速切削加工来实现硅棒材料的切除ꎬ平均切削速度可达到１.３ｍｍ/ｍｉｎꎬ约为游离砂浆切割速度的４倍ꎬ损伤层６~８μｍꎬ切口损耗８０~１２０μｍꎬ硅片最小厚度１２０μｍꎬ切出的表面光滑[４]ꎮ对于太阳能硅片加工单位要重新购买金刚线切割机大概需要２００－３００万/台ꎬ而将ＮＴＣ４４２多线切割设１１１机械研究与应用 ２０１８年第５期(第３１卷ꎬ总第１５７期)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀设计与开发∗收稿日期:２０１８－０７－３１作者简介:谢燕琴(１９８０－)ꎬ女ꎬ江西抚州人ꎬ副教授ꎬ硕士ꎬ研究方向:机械电子工程ꎮ备的游离砂浆切割模式改造成金刚线切割模式只需４万元/台ꎬ为了减少投资ꎬ降低成本ꎬ解决现有状况ꎬ各单位ＮＴＣ４４２多线切割设备的改造迫在眉睫ꎮ图２㊀金刚线切削２㊀ＮＴＣ４４２多线切割设备的改造ＮＴＣ４４２多线切割设备的游离砂浆切削模式改造成金刚实线切割模式ꎬ要从以下几个方面进行改造:①切割室的改造ꎬ两轴变三轴 增加中心主辊ꎻ②轴承的设计ꎻ③工作台的设计ꎻ④切削液的选择ꎻ⑤接地报警ꎻ⑥过线滑轮等等ꎬ前两方面的改造是关键ꎮ２.１㊀切割室的改造ＮＴＣ４４２多线切割设备的线网支撑面是通过两根主辊(也称为主槽轮ꎬ中心距离为６００ｍｍ)支撑钢线达到切割的目的ꎬ如图３ꎮ由于两主辊的中心距离较远ꎬ钢线线速较快ꎬ而钢线的直径只有１２０μｍꎬ稳定性差ꎬ在主辊之间易产生晃动ꎬ切削的硅片品质难以控制ꎮ因此ꎬ需要在两根主辊之间增加中心主辊ꎬ如图４ꎮ建立的三维模型如图４所示ꎮ图３㊀改造前的切割式㊀㊀㊀图４㊀改造后的切割式２.２㊀中心主辊的设计在加工过程中ꎬ中心主辊起到支撑线网和提供一定的切入角的作用ꎬ受力主要是金刚石线对它的压力(压力是均匀分布ꎬ且有一定的斜度ꎬ即有径向力和轴向力)ꎬ还受到金刚石线的摩擦力ꎬ以及轴承对其的支撑力ꎮ每根金刚石线的张紧力要达到１３Ｎꎬ槽轮上最多可以均匀绕１５００圈金刚石线(切片的数量最多１５００片)ꎬ所以选择的材料为３８ＣｒＭｏＡｌꎬ设计的尺寸如图５ꎮ图５㊀中心主辊的尺寸２.３㊀轴承的选择金刚线在切片的时候ꎬ要求切片精度高ꎬ速度快ꎮ另外ꎬ在水平面上ꎬ金刚线绕线成一定斜度ꎬ要承受轴向力ꎮ在铅垂面上ꎬ中心主辊略高于左右主辊(大约高２ｍｍ)ꎬ承受一定的径向压力ꎮ综上所述ꎬ在选择轴承时候ꎬ后端用来定位并保证一定的加工灵敏度ꎬ选择三个单列的角接触轴承ꎬ型号为ＳＫＦ７２０８Ｃꎬ前端用来承受较大的力ꎬ选择两个圆柱滚柱轴承ꎬ型号为ＳＫＦＮＵ２０８Ｅꎬ安装后的效果ꎬ如图６ꎮ图６㊀轴承安装图３㊀结㊀论ＮＴＣ４４２多线切割设备的游离切削模式改造成金刚石线的切削模式ꎮ改造后的设备ꎬ不仅提高了硅片的质量㊁精度以及企业生产效率ꎬ还节约了原材料和能源消耗ꎬ很大程度地提高经济效益ꎬ更好地满足了企业需求ꎬ为企业赢得了效益ꎮ参考文献:[１]㊀鲍官培ꎬ周㊀翟.太阳能硅片游离磨料电解磨削多线切割表面完整性研究[Ｊ].机械工程学报ꎬ２０１６ꎬ２６(４):８０－８３.[２]㊀邱明波ꎬ黄因慧ꎬ刘志东ꎬ等.太阳能硅片制造方法研究现状[Ｊ].机械科学与技术ꎬ２００８ꎬ２７(８):１０１７－１０２０.[３]㊀靳永吉.线锯切割失效机理的研究[Ｊ].电子工业专用设备ꎬ２００６ꎬ１４２(３):２４－２７.[４]㊀徐㊀伟ꎬ王英民.金刚石多线切割设备在ＳｉＣ晶片加工中的应用[Ｊ].电子工艺技术ꎬ２０１２ꎬ１２(４):６０－６３.２１１ 设计与开发㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年第５期(第３１卷ꎬ总第１５７期) 机械研究与应用。
硅片多线切割机罗拉槽计算
硅片多线切割机罗拉槽计算硅片切割技术在光伏电池材料中具有重要的意义，切割技术长期成为光伏行业研究的热点。
硅片切割技术主要分为内圆切割和多线切割技术。
目前硅片切割技术多采用多线切割技术，相比以前的内圆切割，有切割效率高，成本低，材料损耗少的优点。
因此多线钢线硅片切割技术是未来切割技术的主流，目前硅片能够切出的最薄度在200um左右。
实际太阳能电池的最佳性能厚度是在60-100um.，之所以维持在200um左右是从太阳能电池的机械性考虑，硅片厚度减少不能适应一些电池工艺，如腐蚀，丝网印刷等，硅片厚度的减少带来了很大的电池制备技术难点。
硅片多线切割机罗拉槽计算方法分析：
公式：D=T+F+dw+DS
槽距=硅片厚度+游移量+钢线直径+金刚砂直径
理论切片数量=单晶有效长度/槽距。
硅片切割技术的现状和发展趋势
硅片切割技术的现状和发展趋势作者：李苏杰陈钊来源：《中国科技纵横》2012年第23期摘要:随着半导体行业的发展,硅片的切割成为半导体应用时的一个必要环节,本文简介多线硅片切割和太阳能级硅片切割的机理以及特点,介绍国内外硅片切割技术的研究现状,同时对这一领域的发展趋势作出展望。
关键词:半导体硅片切割太阳能级1、引言随着半导体技术的飞速发展,工业上或是实验室制造的半导体硅片不仅直径不断增大,而且对厚度有着越来越严格的要求。
制造直径大而且超级薄的硅片是工业生产上和实验室研究中追求的目标。
因此对于硅片的切割技术有着越来越严格的要求。
切片是硅片的制备过程中一道至关重要的程序,切割的好坏直接会影响到硅片的表面晶向以及粗糙程度等,而且对于前文以及的硅片的厚度有着至关重要的影响。
因而最终影响到硅片的品质以及成品率。
在这种对于硅片切割的高要求的驱动下,现今切割技术正在不断改进,很多新型的硅片切割技术陆续被提出并得到广泛应用,后文将提及的太阳能级硅片切割技术以及硅片多线切割技术就是应用很广的两种硅片切割重要手段。
2、硅片多线切割技术简介2.1 宏观机理从硅片多线切割设备的宏观机理简图看待切割的晶棒由玻璃板固定于不锈钢的工件上,然后放在切割机的相应部位上,导轮经过开槽工艺来对对精密线槽进行处理,钢线有序的缠绕在四个导轮上形成了上下两个互相平行的线网。
当发动机带动导轮开始旋转时,导轮也带动线网移动,线速一般可达15m/s左右。
当将砂浆均匀喷洒在线网上时,砂浆将随着切割线进入单晶棒,从而进行切割作业。
切割晶棒的最大直径将会受到导轴之间的空间大小的限制,一般的这种切割装置的适用于切割7英寸左右的晶棒。
2.2 微观机理硅片多线切割的微观机理看出碳化硅和砂浆的悬浮液填充于切割线和单晶表面,使得单晶棒向着切割线的方向移动,同时切割线也发生了弯曲,弯曲角度一般在5度以内。
在接触的不同区域,由钢线造成的压力是不相同的,在其正下方可以达到最大值。
太阳能电池片切割方法
太阳能电池片切割方法
嘿，你知道太阳能电池片咋切割不？这可是个技术活呢！先说说步骤哈，那得准备好专业的切割工具，就像大厨准备好锋利的菜刀一样。
然后小心翼翼地固定住太阳能电池片，这一步可重要啦，要是没固定好，那可就像在摇晃的船上切菜，能切好才怪呢！接着，开启切割工具，慢慢地、稳稳地进行切割。
注意啦，速度不能太快，不然就像开车开太快容易出事一样。
切割的时候一定要全神贯注，不能分心，这可不是玩游戏可以三心二意哦。
说到安全性和稳定性，那可不能马虎。
切割过程中要是不小心，很容易受伤，这多吓人呀！所以一定要做好防护措施，戴上手套、护目镜啥的。
而且切割工具得保持稳定，不能乱晃，不然切出来的电池片歪歪扭扭的，还能用吗？稳定性就像是盖房子的地基，要是不稳，那整个房子不就塌了嘛。
太阳能电池片的切割方法在很多场景都能用得上呢。
比如在太阳能发电站的建设中，需要把大尺寸的电池片切成合适的大小，这时候切割技术就派上用场啦。
还有一些小型的太阳能设备，也需要精准切割的电池片。
它的优势可不少呢，能提高太阳能电池的利用率，让更多的阳光转化为电能，这多棒呀！就像把一块大蛋糕切成小块，大家都能吃到，而不是只有一个人能享用。
给你举个实际案例哈。
有个太阳能科技公司，他们采用了先进的切割方法，生产出的电池片质量超棒，效率也高。
他们的产品在市场上可受欢迎了，就像明星一样备受追捧。
这就充分展示了好的切割方法带来的实际应用效果。
太阳能电池片切割方法真的很重要呀！它能让我们更好地利用太阳能，为我们的生活带来更多的绿色能源。
所以，大家一定要重视起来哦。
太阳能硅片多线切割设备的发展
长 ，连硅锭开方机也变得非常紧张。由于开方机使用的钢丝直径较粗 ，
一
般２ ５ ０微米到 ３ ０ ０微米 ，较切片常用的直径 １ ２ ０微米的钢丝不容易发 生断丝 。另外 ，开方完成后 ，一般还要对硅锭打磨 。因此对切割 的精度
பைடு நூலகம்
要求 比硅片大大降低。
国内厂家 中上海 日进首先抓住 了这个机遇 ，目前 已经在 国内市场有 了不错的销售业绩。 另一家大连连城的开方机也于 ２ ０ ０ ９年取得重大突破。 ２ ０ １ ０年更多 国内企业有望在线开方设备制造取得突破 。
备供应商在中国市场产能中差不多是三分天下 ， Ｎ Ｔ Ｃ的份额稍微高一点 。
在上世纪 ８ ０年代 以前 ， 人们在切割超硬材料的时候一般采用涂有金刚石
粉 的内圆切割机进行切割。然而 随着半导体行业 的飞速发展 ，人们对 已 有 的生产效率难以满足 ，同时 由于 内圆切割的材料损失非常大 ， 在半导 体行业成本 的摩尔定律作用下 ，人们对于降低切 割成本 、提高效率 的要 求越来越高。多线切割技术因此而逐步发展起来。 多线切割 由于其更 高效 、更小切割损失以及更高精度的优势 ， 对 于 切割贵重 、超硬材料有着 巨大 的优势 ，近十年来 已取代传统的内圆切割
的金钢线切割技术 引入到硅片切割领域来 。
切割机 ，取得了长足 的进步 。但是该公 司还没有开发 出适应太 阳能硅片
切割的多线切割机。
虽然国内很多厂家在多线切割机的开发上投入 了很大的人力 、 物力 ，
但是实际进展却并不如人意。 在２ ０ ０ ８年 Ｐ Ｖ行业爆发式增长之际，不仅多线切割机交货期大大延
造研发也难有进展 。
湖南宇晶在 ２ ０ ０ ６ 年左右开始研制多线切割机 ， 主要针对水晶切割市
硅片(多晶硅)切割工艺及流程
Xinyu College毕业设计（论文）（ 2010 届）题目硅片（多晶硅）切割工艺及流程学号**********姓名肖吉荣所属系太阳能科学与工程系专业光伏材料加工与应用技术班级08光伏（8）班指导教师陈勇新余高等专科学校教务处制硅片（多晶硅）切割工艺及流程摘要随着能源短缺和环境污染等问题的日益加剧，利用可再生、无污染的能源已成为现代社会的一个趋势，太阳能的开发与利用越来越被人们所重视。
未来太阳的大规模应用主要是用来发电，目前实用太阳能发电方式主要为“光—电转换”。
其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。
太阳能电池是由太阳能电池硅片组件组成的一个系统。
硅片的质量直接影响了太阳电池的光电转换效率。
本文介绍了光伏产业的发展现状及趋势，对多线切割、硅片切割机的工作原理及结构进行了大概的介绍，详细阐述了硅片切割工艺及流程，并对切片切割操作中遇到的问题及解决方案作了详尽的论述。
关键词：多线切割；wafer(polycrystalline) cutting technology andflowAbstract•As the shortage of energy and the pollution of environment, it is a trend use renewable and non-pollution energy nowadays, thedevelopment and use of solar energy is becoming more valued by people .A scale use of the sunshine is main use to generate electricity。
Nowadays the main way to use solar to generate electricity is translate light to electricity . Its basic principle is use photovoltaic effect to solar radiation energy to electric immediate. Its foundation appliance is solar cell. Solar cell is a system make of silicon wafers. The quality of silicon wafer influences the photoelectric conversion efficiency of solar immediate.This passage introduced the current situation and trend ofPhotovoltaic Industry. We have a general introduce of multiwire cutting , the operating principle and the structure of silicon wafer slitter. Also it included the expound silicon wafer cutting and technological process in detail. At last, we have a detail expound of the problems and solve project while cutting silicon wafers and solve project..Keywords: multiwire cutting;目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章光伏产业的发展现状及趋势 (2)1.1国际光伏产业的现状 (1)1.2国内光伏产业的现状 ..................................................... 错误!未定义书签。
太阳能硅片切割钢丝的开发及应用
目前 已探 明 全 球 石 油 储 量 可 开 采 约 ４ ０年 ， 天
然 气 可开 采约 ５ ０年 ． 煤 可开 采 约 ２ ０年 ： 我 国 原 ０ 而 可 采 储量 的原煤 为 ｌ５年 ， 然气 仅 ４ １ 天 ９年 ， 油 仅 原 ２ Ｏ年 。随 着全球 化 石能 源 日益 紧缺 ， 以太 阳能为 主
一
装 机 规模 在 ２ １ ０ １年 、０ ０年 分 别 达 到 ２ ０万 千 瓦 ２２ ０
和 ２０ ０ ０万 千瓦 。２ １ ０ ５年我 国太 阳能发 电装 机 容 量 将 大约 在 １ ０ ０ ０万 千瓦 左右 。
作 为新 能 源产 业 的 主要 代 表 ， 伏产 业 在 我 国 光 发 展 迅速 ， 国光伏 产业 已经 成为 国际新 能 源 市 场 我 上 举 足轻 重 的力 量 。 “ 十二 五 ” 间 ． 期 国家 会 有更 多
与 内 圆切 割 相 比 ．多 线 切 割 表 现 出 了 众 多 优
势 ： １ 切 割 效 率 高 ， 次 可 切 割 数 千 片 ， 小 时 可 （） 一 每
切 割 ３０ ２ ０ ０ ０ ０平 方 英 寸 ：而 内 圆切 割一 次 只可 切
MB、HCT、NTC和安永线切割机在太阳能硅片切割中对硅片切割液和砂浆的要求
MB、HCT、NTC和安永线切割机在太阳能硅片切割中对硅片切割液和砂浆的要求由于近几年来中国的太阳能硅片切割行业异常火爆，2008年日本的另一个太阳能硅片多线切割机品牌--安永，也开始在国内崭露头脚，并且大打节省成本牌，鼓吹技术有多优越，多先进。
但是，从国内用户的使用效果来看，和NTC以及瑞士的MB和HCT比，安永在中国确实存在着明显水土不服的情况。
因为在中国多线切割机最早是用在半导体的切割中，故那时只有瑞士的MB和HCT，由于瑞士线切割机的系统思维特别强调动力与环保，从而使得这类机器在切割过程中对砂浆粘度的要求比较高，最直接的体现就是要用油性的切割液，体现在切割液的原材料上就是必须用聚乙二醇，否则，机器的动力就会形成多余的浪费。
而NTC是在太阳能行业兴起之际，日平公司抓住了机会，模仿瑞士的线切割机设计生产的，只是把瑞士机器的精密性改的乱七八糟，无形中适应了追求效率的高速发展的太阳能硅片切割行业，尤其是适应了中国太阳能硅片切割行业的兴起，从而迅速占据了中国市场的老大，份额达到了65%左右。
但是，该公司有一点做的比较好，虽然将机器的动力系统和装机功率降低了很多，可对机器在切割液的使用上沿用了瑞士机的标准。
油性切割液的切割效率和切出来的片子的表面要普遍好于水性液切割液，但是由于日本线切割机的轻便性能，使得他用油性液会对他的功率造成一种负担，所以日本人开发出了这种水性切割液。
无论成本还是在日本机上的使用都比较符合，并且易于回收。
这样NTC的机器油性切割液和水性切割液都可以使用。
而安永线切割机的切割功率极其的小，不仅不能用油性的切割液，就是目前国内水性的切割液都没办法很好地使用。
由于它的砂浆泵功率只有0.75KW，使得它的一系列切割技术数据都必须满足小功率的要求：1、动力系统：安永机器的平均线速只有8.4米/秒，远低于NTC的10.5-11米/秒，更低于MB的13米/秒。
这种要求直接导致了安永机器必须用相当低粘度的切割液，切割液本身的粘度低至不到20，砂浆粘度不超过150，大大限制了机器的砂浆流量，降低了切割效率。
太阳能电池片切割加工
太阳能电池片切割加工太阳能电池板作为可再生能源的代表，在当今发展的环境保护意识日益提升的现状下，成为了热门的能源之一。
而太阳能电池片切割加工作为太阳能电池板的关键环节，也备受各个领域的关注。
1. 切割加工的原理太阳能电池板主要由硅制成，而硅是一种半导体材料，具有特殊的电导性能和光学特性，因此需要特殊的切割加工来制作成电池片。
而太阳能电池片切割加工主要采用的技术是机器切割和激光切割。
机器切割主要采用磨料切割和金刚石切割两种方式。
其中磨料切割是通过一定的磨料在高速旋转的方式下切割硅片，而金刚石切割则是通过金刚石做的切割刀片切割硅片。
而激光切割主要通过高能量激光束在硅片上进行切割，可以实现高质量、高效率的切割。
2. 切割加工的优势切割加工技术的发展，使得太阳能电池板制作过程变得更加高效、精准，而且还具有以下优势：(1) 制作速度快：机器切割和激光切割技术都可以实现高速切割，大大缩短了制作周期；(2) 制作精度高：机器切割和激光切割技术都具有高精度，可以实现更精准的切割，提高了电池效率；(3) 节约成本：机器切割和激光切割技术的自动化程度高，可以实现工人的省力制作，同时可以减少废料的产生，节省了成本。
3. 切割加工中需要注意的事项切割加工虽然具有很多优势，但是在切割的过程中也需要注意一些事项：(1) 合理选用切割工具：不同硅片需要不同的切割工具，因此需要根据实际情况进行选择；(2) 切割速度不能过快：切割速度过快容易导致硅片裂开或者出现其他问题，需要适当区分速度；(3) 切割精度要求高：太阳能电池片的制作需要切割精度相当高，因此在切割的过程中要特别注意。
4. 切割加工未来发展趋势随着国内外太阳能电池板制作行业的发展，太阳能电池片切割加工技术也在不断的创新和提高。
未来的发展趋势主要是：(1) 自动化生产：由于机器切割和激光切割具有自动化程度高的特点，未来的生产趋势也会向着自动化的方向发展；(2) 应用更广泛的材料：目前太阳能电池板的主要材料为硅片，但是未来随着新材料的开发和应用，太阳能电池板的切割加工技术也会相应的进行创新和提高。
太阳能光伏产业应用的硅材料多线切割技术
的 砂 浆 ，使 其 中的碳 化 硅 微 粉 悬 浮 在钢 线 上 ，在 钢 线 高速 运 动 的 同 时 ，通 过 碳 化 硅 颗 粒 对 硅 进 行 磨 削 ，从 而 使 硅 体 被 切 开 ， 实 现 切 断 、切 方 、切 片
个 环 节 稍有 问题 ，则 导 致硅 片 出现 线 痕 、崩 边 、
连 连 城数 控 机 器股 份 有 限 公 司参 展的 具 有 国际 先进 水平的切方机 （ 图１ 见 ）赢 得 用 户 的 青 睐 ，进 而 带
先 切 方 ，即将 整个 方形 硅 锭切 成 几十 块小 方 ，后 切 去 顶部 和 底部 ，最终 再切 片 。
８：
参 磊
棚工
，
黏度 再 大 ，而 碳 化 硅粉 数 量 不足 ，加 工效 果也 不 会
好。
另 外 ，碳 化 硅粉 的 粒 度 和形 状 ，也是 影 响硅 片 表 面 粗糙 度 值 和切 割 能 力 的关 键 因素 之 一 。形状 规 则 ，切 出的 硅 片表 面 质 量好 ，粒 度均 匀 的 ，可提 高 切 割 能 力 。再者 ，砂 浆 的流 量 也影 响加 工 的效 果 。
机床 的 前景 与 未 来 ，完 全靠 进 口的 局面 已被打 破 。
然而 ，就 国产 的 多线切 割 硅 片 的机 床而 言 ，与 瑞士
刊特 约大 连连 城 数控 机 器股份 有 限 公 司的 高级工 程 师 、 大连 市优 秀 发 明 家张树 礼撰 写此 文 。
和 日本 等先 进 国 家的 同类 产 品有 着很 大 的差 距 ，还
求新能源的领域。如水力发电、风力发 电、太阳能
发 电等 。近 年 来 ，太 阳 能 的应 用越 来 越广 。对 于这
光伏硅片多线切割机技术要求
光伏硅片多线切割机技术要求
以下是 8 条关于光伏硅片多线切割机技术要求：
1. 这机器的切割精度得超高才行啊！就好比射箭要射中靶心一样，不能有丝毫偏差。
你想啊，如果精度不够，那切出来的硅片不就不达标了吗？咱可不能要这样的！
2. 它的稳定性那必须杠杠的呀！就像一个可靠的老伙计，不能关键时刻掉链子。
要是机器不稳定，一会儿好一会儿坏，这不是让人抓狂嘛！
3. 切割速度可不能慢呀！就如同跑步比赛，谁不想快点到终点呢。
速度太慢，那得浪费多少时间和成本啊，这可不行！
4. 这机器的兼容性也得强吧！就像一个全能选手，啥样的材料都能应对。
要是兼容性不好，那好多工作都没法开展，多闹心！
5. 维护是不是得方便简单呀！不能像个娇贵的公主，动不动就出问题还难伺候。
好维护的机器才能让我们用得省心省力呀！
6. 噪音可别太大了呀！不然吵得人脑袋疼。
想想看，要是跟在工地上似的，谁受得了呀！咱得要个安静干活的环境。
7. 能耗要低低低呀！这可关乎着成本呢。
总不能像个电老虎似的，拼命耗电吧。
那我们的钱包可受不了啊！
8. 操作得简单易懂呀！不能搞得跟个复杂的谜题似的。
要是操作太复杂，谁有那么多精力去研究呀。
我觉得光伏硅片多线切割机就得满足这些技术要求，不然真的没法好好干活呀！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。
硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。
在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。
硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。
是目前采用最广泛的硅片切割技术。
多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新，它替代了原有的内圆切割设备，所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度（BOW）、翘曲度（WARP）小，平行度（TAPER）好，总厚度公差（TTA）离散性小，刃口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小等等诸多优点。
太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。
在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。
一、切割液（PEG）的粘度
由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。
由于不同的机器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。
例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。
只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。
2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。
如果粘度不达标，就会导致液的流动性差，不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线，因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。
二、碳化硅微粉的粒型及粒度
太阳能硅片的切割其实是钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光洁程度和切割能力的关键。
激光划片机、粒型规则，切出来的硅片表明就会光洁度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。
三、砂浆的粘度
线切割机对硅片切割能力的强弱，与砂浆的粘度有着不可分割的关系。
而砂浆的粘度又取决于硅片激光划片机切割液的粘度、硅片切割液与碳化硅微粉的适配性、硅片切割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆密度等。
只有达到机器要求标准的砂浆粘度（如NTC机器要求250左右）才能在切割过程中，提高切割效率，提高成品率。
四、砂浆的流量
钢线在高速运动中，要完成对硅料的切割，必须由砂浆泵将砂浆从储料箱中打到喷砂咀，再由喷砂咀喷到钢线上。
砂浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都对切割能力和切割效率起着很关键的作用。
如果流量跟不上，就会出现切割能力严重下降，导致线痕片、断线、甚至是机器报警。
五、钢线的速度
由于线切割机可以根据用户的要求进行单向走线和双向走线，因而两种情况下对线速的要求也不同。
单向走线时，钢线始终保持一个速度运行（MB和HCT可以根据切割情况在不同时间作出手动调整），这样相对来说比较容易控制。
目前单向走线的操作越来越少，仅限于MB和HCT机器。
双向走线时，钢线速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的时间加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。
在双向切割的过程中，线切割机的切割能力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高，但不能低于或超过砂浆的切割能力。
如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等。
目前MB的平均线速可以达到13米/秒，NTC达10.5-11米/秒。
六、钢线的张力
钢线的张力是硅片切割工艺中相当核心的要素之一。
张力控制不好是产生线痕片、崩边、甚至短线的重要原因。
1、钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，带砂能力下降，切割能力降低。
从而出现线痕片等。
2、钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅微粉就会难以进入锯缝，切割效率降低，出现线痕片等，并且断线的几率很大。
3、如果当切到胶条的时候，有时候会因为张力使用时间过长引起偏离零点的变化，出现崩边等情况。
MB、NTC等线切割机一般的张力控制在送线和收线相差不到1，只有安永的相差7.5。
七、工件的进给速度
工件的进给速度与钢线速度、砂浆的切割能力以及工件形状在进给的不同位置等有关。
工件进给速度在整个切割过程中，是由以上的相关因素决定的，也是最没有定量的一个要素。
但控制不好，也可能会出现线痕片等不良效果，影响切割质量和成品率。
总之，太阳能硅片线切割机的操作，是一个经验大于技术流程与标准的精细活。
只有在实际操作中，不断总结与探讨，才能对机器的驾驭游刃有余。