硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能
金刚石线锯超声切割SiC的研究
金刚石线锯超声切割SiC的研究摘要：本文分析了一些传统的SiC切割方法的一些优缺点，介绍了一种新的SiC切割方法——金刚石线锯超声横向振动切割及其特点，研究了磨粒度、线往复运动频率、侧向压力等工艺参数对SiC材料去除率的影响。
相同的条件下,施加超声振动的切割比未施加超声振动的直线往复切割的材料去除率要高。
关键词：超声波加工硬脆材料金刚石线锯材料去除率Abstract：This article analyzes some advantages and disadvantages about the traditional method of cutting SiC。
Introduced a new method of cutting SiC——diamond wire saw cutting with ultrasonic vibration characteristics，grinding grain, line frequency of reciprocating motion, the lateral pressure parameters study on the impact of SiC material removal rate and surface roughness。
Under the same conditions，Ultrasonic vibration cutting Material removal rate is higher than Not a straight line reciprocating ultrasonic vibration cutting。
Key words：Ultrasonic machining Hard and brittle materials Diamond1 前言作为一种半导体材料，SiC以其特有的大禁带宽度、高临界击穿场强、高电子迁移率、高热导率等特性，成为制造高温、高频、大功率、抗辐照及光电集成器件的理想材料，在微电子、光电子领域起到独特作用。
金刚石多线切割工艺对高纯4H-SiC晶片翘曲度的影响
在 加工工序中占有很重要的地位 ， 如果切片几何 参数质量好 ，
则可减少 后续的磨抛 工作量 以及生产成本 ，提高最终 Ｓ ｉ Ｃ抛 并且后续加 工时间很长 ，所 以在切割 工艺过程 中需 严格控制 光片的 几何参数 加工质 量。因此 ，目前主 体 Ｓ ｉ Ｃ晶体线切 割 ＷＡＲ Ｐ 。通过 工艺实验观 察 ，工作 台受力的变 化同 ＷＡＲ Ｐ值 工序均 采用金 刚石多线切割 工艺进行 Ｓ ｉ Ｃ晶体的切 割。晶体 的变化有很 大相 关性 ，变化最大部分 造成 的 ＷＡＲ Ｐ值 占到 整 切割过 程中的工艺 参数控制对 晶片翘曲度 的影响最 大 ，主要 个 ＷＡＲ Ｐ值 的 ６ ０ ％ 一８ ０ ％ ，对 于 １ ０ ０ｍｍ（ ４英 寸 ） 晶体来说 ，
｜ 亡翌墨 ｌ ： —Ｉ●●瞳 ●哪— —帕—●——啊
。 ●． 。 ●Ｉ 。・ ｌ ｓ
ｌ
Ｉ Ｉ
碳化硅 （ Ｓ ｉ Ｃ ） 具有高功率密度 、 低热损 耗、 强抗辐射能力 ，
因此 ，这种 半导 体被认 为是当前最有研 究价值且最 适宜产业
ｌ ！ 堕！ 苎 量曼曼曼曼舅舅舅粤笪舅
翘 曲度的高纯 Ｓ ｉ Ｃ晶片 ，满足下游 客户的要求 ，采用 Ｔ Ｒ ＯＰ Ｅ Ｌ Ｆ Ｍ一
１ ∞ 平坦度测试仪分析各种切割 工艺 条件 下的高纯 １ ０ ０ ｍｍ ４ Ｈ — Ｓ ｉ Ｃ
切割 片 表 面 形 貌 。
关键词 ：金刚石线 ；高纯 ４ Ｈ －Ｓ ｉ Ｃ晶片 ；翘曲度 中图分类号 ：Ｔ Ｇ４ ８ 文献标识码 ：Ａ
■
■ ｌ
（ ｂ ）
ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｉ ｃ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ Ｓ ｉ Ｃ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｌ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ Ｉ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ａ ｍｏ ｎ ｄ ｓ ｌ ｉ ｃ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｉ Ｃ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ １ ． Ｔ ｅ ｓ ｆ
金刚石线切割单晶碳化硅锯切力的实验研究
金刚石线切割单晶碳化硅锯切力的实验研究张玉兴;黄辉;徐西鹏【摘要】从锯切力的角度对金刚石线锯锯切单晶SiC材料的加工过程进行了研究.得出了线速度、进给速度、线锯张紧力对锯切力的影响规律.从单位长度线锯材料去除量、锯切比能的角度讨论了锯切工艺对锯切力的影响机理.在金刚石线锯锯切单晶SiC过程中,锯切力随着线速度的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,线速度与进给速度对锯切力的综合影响表现为:单位长度线锯材料去除量的增加会增大锯切力.单位长度线锯材料去除量对于金刚石线锯锯切单晶SiC材料的锯切比能具有显著的影响.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2014(034)001【总页数】5页(P6-9,14)【关键词】金刚石线锯;单晶SiC;锯切力;单位长度线锯材料去除量;比能【作者】张玉兴;黄辉;徐西鹏【作者单位】华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心,厦门361021;华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心,厦门361021;华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心,厦门361021【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TG74单晶SiC是一种宽禁带的半导体材料，在设备制造领域具有许多特殊的应用。
例如在制备激光发射器、逆变器、功率二极管等高温高功率器件方面有广泛的应用。
SiC器件能够在高温、高功率、高辐射的恶劣环境中工作，这使得它成为制备极端环境中工作的传感器的理想材料。
然而，单晶SiC具有极高的硬度和耐磨性，其硬度仅次于金刚石以及CBN材料，莫氏硬度为9.5，这使得单晶SiC材料的加工一直是一个难点。
在SiC材料切割的研究中，许多学者在不同的线速度范围内对SiC材料进行了实验研究。
高玉飞[1]在1～2 m/s的线速度范围内研究了线速度与进给速度对硅片的表面质量的影响规律。
Wang Xiaoye[2]在1.9 m/s的线速度下研究了线锯锯切SiC材料的去除率及表面质量。
Craig W. Hardin[3]等在8.1～11.3 m/s的速度范围内，研究了金刚石线锯锯切SiC的锯切力随工艺参数变化的规律和表面加工质量。
金刚石线切割工艺在太阳能硅晶片切割领域的优势
金刚石线切割工艺在太阳能硅晶片切割领域的优势
文字质量要求高
金刚石线切割技术在太阳能硅晶片切割领域具有优势。
太阳能硅晶片能将太阳光转换为可以发电的电能，是当今世界绿色能源技术革命的重要组成部分。
因此，国际社会加大了研发太阳能硅晶片的力度，并针对广阔的市场需求而对其开展研究。
金刚石工具切割技术，由于其切削力强，加工功率高，体积小，适合于太阳能硅晶片的切割。
金刚石线切割技术已被广泛应用于太阳能硅晶片的切割。
首先，金刚石线切割技术具有切削速度快和切口精度高的特点，因而适用于太阳能硅晶片的切割。
切削速度快的原因在于，金刚石切削工具的切削速度可以达到每分钟2米以上，高于普通钢刀切削速度的3-4倍。
相对而言，金刚石切削刃可以有效改善硅晶片的切削加工精度，可以减轻硅晶片的分削力，保证切削精度的稳定性，降低硅晶片的制造成本。
晶体硅的金刚石线锯切割性能研究
晶体硅的金刚石线锯切割性能研究金刚石线锯系为通过电镀的方式将金刚石颗粒固结镶嵌在钢丝表面的镀层上制成的一种线锯,以它切割硅片相比于传统的砂浆线锯切割有切割效率高,切割硅屑更容易回收,综合成本低等优势,有大规模应用的广阔前景,但业界对其切割硅片的表面质量与表层机械损伤情况尚存疑问。
我们针对这一问题对晶体硅的金刚石线锯切割性能开展了研究。
对金刚石刻划单晶硅片的机理及模式进行了实验研究。
金刚石在较大压力下刻划时,主要以脆性模式加工晶体硅,划痕呈破碎崩坑状；而在较小的压力下,主要以塑性模式加工晶体硅,划痕相对平直光滑。
金刚石线锯切割硅片表明,硅片表面呈现大量由脆性破碎崩落留下的不规则凹坑,但同时亦出现较长的光滑划痕。
其原因可能是线锯正下方的压力较大,以脆性模式进行反复刻划；而与此同时,线锯侧面金刚石颗粒以小得多的侧向压力对切割暴露出的硅表面进行蹭磨刻划,形成呈塑性特征的切割纹；最终在硅片表面呈现脆性与塑性混合切割模式。
在一台单线切割机上进行了单晶硅片切割实验。
设计并自制了线张力测试装置,研究了进给速度的变化对金刚石线锯线张力,硅片表面形貌及损伤层的影响。
发现随着进给速度的增大,硅片表面宏观的线痕间距及起伏周期增大,而表面形貌和粗糙度值差异不大。
通过逐层腐蚀去除硅片的损伤层,碘酒钝化,测试其少子寿命的方法,测试硅片的损伤层厚度。
测试结果表明：在本实验工艺下,金刚石线锯切割硅片的损伤层厚度基本位于12μm左右；随着进给速度的增大,硅片损伤层厚度有增加的趋势,但增加幅度不大。
对企业试生产的金刚石线锯和普通商业化生产的砂浆线锯切割硅片的表面形貌进行了观察,金刚石线锯切割硅片的表面有规则平直的深浅划痕和破碎凹坑；而砂浆线锯切割的硅片表面无明显划痕,但有较多的破碎凹坑和孔洞。
两种硅片表面整体上都比较平整,而金刚石线锯切割硅片的表面粗糙度值更大。
实验测得砂浆线锯和金刚石线锯切割硅片的损伤层厚度分别为10μm和6μm。
金刚石线锯切割单晶硅表面缺陷与锯丝磨损分析
2011年2月 第1期第31卷 总第181期金刚石与磨料磨具工程D ia m ond&A brasives Eng i nee ri ngFeb.2011N o.1 V o.l31 Seria.l181文章编号:1006-852X(2011)01-0053-05金刚石线锯切割单晶硅表面缺陷与锯丝磨损分析*黄 波1,2 高玉飞1,2 葛培琪1,2(1.山东大学机械工程学院,济南250061)(2.高效洁净机械制造教育部重点实验室,济南250061)摘要 采用电镀金刚石线锯对单晶硅进行了锯切实验,使用扫描电子显微镜对单晶硅锯切的表面缺陷与锯丝失效机理进行了研究,分析了走丝速度和工件进给速度对锯切单晶硅表面缺陷特征的影响。
分析发现:线锯锯切的硅片表面缺陷主要有较长较深的沟槽、较浅的断续划痕、材料脆性去除留下的表面破碎及个别较大较深的凹坑。
走丝速度增大,工件进给速度降低,锯切材料的表面缺陷逐渐由以脆性破碎凹坑为主转,变为以材料微切削去除留下的塑性域剪切沟槽为主。
锯丝的主要失效形式为金刚石磨粒的脱落,脱落的磨粒在锯切过程中被挤压嵌入加工表面造成较大尺寸较深的凹坑,对材料表面和亚表面质量的损害更为严重。
关键词 金刚石线锯;单晶硅;表面缺陷;磨损中图分类号 TQ164;TG74 文献标识码 A DO I编码 10.3969/.j issn.1006-852X.2011.01.013Study on surface defect and w ire wear m echanism duri ng si ngle crystal silicon slici ng w ith electropl ated di a m ond w ire sawH uang Bo1,2 Gao Yuf e i1,2 Ge Pei q i1,2(1.S chool of M echanical Engineering,Shandong Universit y,J inan250061,China)(2.K ey Laboratory o f H igh Efficiency and C lean M echanicalM anufacture(Shangdong Universitg),M inistr y of Education,J inan250061,China)Abstract Based on the experi m ents o f slicing si n g l e crystal silicon w it h e lectrop lated dia m ond w ire sa w,the surface defects of sa w ed silicon crystal and w ire fa il u re m echanis m w ere ana l y zed using the scann i n g electron m icroscope(SE M).The i n fl u ences of w ire speed and workp iece feed speed on surface defect features w ere discussed.The analysis results sho w t h at the surface defects inc l u de so m e obvious grooves,inter m ittent scratch m arks,brittle fracture or brittle crash,and so m e relati v e l y larger and deeper pits.W hen w ire speed i n creases and w or kpiece feed speed decreases,the surface de fect features change fro m brittle fracture p its to ductile sheared m icrog r ooves i n duced by d i a m ond ductile cutting acti o n.The m ain w ear m echanis m o f electroplated dia m ond w ire is pullout of abrasi v e grits.These pu lled out grits are like l y to be then i n l a yed i n to the surface o f sili c on to generate large and deep pits and affect the quality of surface and subsurface.Keywords dia m ond w ire sa w;si n g l e cr ystal silicon;surface defec;t w ear*济南市科技计划资助项目(项目编号:200906031)金刚石与磨料磨具工程总第181期0 引言单晶硅材料广泛地应用于各种微电子领域,如计算机系统、通讯设备、汽车、消费电子系统和工业自动控制系统等。
金刚石线切割技术简析
金刚石线切割技术简析技术简介以生产工艺划分，金刚石线可以分为电镀金刚石线和树脂金刚石线。
金刚石切割线是通过一定的方法，将金刚石镀覆在钢线上制成，通过金刚石切割机，金刚石切割线可以与物件间形成相对的磨削运动，从而实现切割的目的。
金刚石线是用复合电镀的方法将高硬，高耐磨性的金刚石微粉固结在钢丝基体上，而制成固结磨料金刚石锯线。
在切割过程中90%的抗拉强度来自钢丝线，因此钢丝线对金刚石线至关重要。
在自由磨料线锯切割过程中，研磨液由喷嘴直接喷到钢丝线与硅晶体上，由线网的钢丝线带动游离磨料对硅晶体进行切割。
与游离磨料不同，金刚石线将金刚石微分固结到钢丝线上，钢丝线往复移动对硅晶体进行切割。
图：金刚石线构成轴剖面图技术优势传统砂浆的利用钢丝的快速运动将含磨料的液体带入到工件切缝中，产生切削作用。
在切割过程中，碳化硅被冲刷下来，唯有持续进行滚动磨削，而减少切割效率。
碳化硅的硬度9.5（莫氏），而金刚石硬度在10（莫氏）。
金钢线切割线速度基本在15m/s，正常切割的砂浆线速度基本在9-11.5m/s。
而若金钢线再做突破的话，就应该是要更硬，同时兼有更好的自锐性（多晶金刚石），更稳定的固结方式，更快的线速度。
金刚石切割线相比传统工艺有三大优势：1）金刚石线切割漏损少，寿命长，切割速度快，切割效率高，提升产能；2）品质受控，单片成本低，金刚石线切割造成的损伤层小于砂浆线切割，有利于切割更薄的硅片；3）环保，金刚石线使用水基磨削液（主要是水），有利于改善作业环境，同时简化洗净等后道加工程序。
添加剂原理随着金刚石线切割技术的发展及单多晶竞争的日益激烈，多晶硅片将全部由砂浆线切割转变为金刚石线切割。
不过由于金刚石线切割多晶硅片的损伤层浅、线痕明显等问题，常规砂浆线的酸制绒难以在其表面刻蚀出有效的减反射绒面。
目前，针对金刚石线多晶硅片制绒的难题，主要解决办法包括：金刚石线直接添加剂法、干法黑硅(RIE)及湿法黑硅(MCCE)等，由于RIE和MCCE成本及工艺等原因，目前大多数企业以金刚石线直接添加剂法制备金刚石线切割多晶硅片的减反射绒面，当然由于添加剂法制备的电池转换效率低等因素，决定其只是金刚石线切割多晶硅片全面推广的一个过渡阶段。
试分析金刚石多线切割设备运用在SiC晶片加工中的研究
试分析金刚石多线切割设备运用在 SiC晶片加工中的研究摘要：针对金刚石多线切割设备的运行原理进行简单的介绍，并且使用直径为250微米的金刚石线进行现场切割工艺的实验。
收集实验的数据和实验的结果，分析不同的工艺参数，对晶体整体厚度偏差（TTV）产生的影响。
通过改变相关的工艺参数，整体提高碳化硅晶片加工的效果。
关键词：金刚石线；线切割；碳化硅碳化硅本身就具有热损耗低，抗辐射能力强以及高功率密度的特点，它与氮化镓的晶格适配率相对较小，所以在多种类型的半导体材料当中，碳化硅的应用范围相对较广，而且也属于最有前途的一种半导体衬底材料。
对碳化硅晶片进行切割，可运用多种不同类型的切割方案，最早的多线切割设备是由钢线和砂浆组成。
在进行切割的过程当中，工作人员需要将砂浆喷在钢线和加工的晶体之间。
这种切割的方式可以在一定程度上减少切割的时间，并且能够对硬度更高的蓝宝石或者其他类型的碳化硅材料进行切割，新的多线切割设备得到了不断的优化以及发展，这使得金刚石切割的效率得到明显的提升。
一、设备的控制过程及原理1.控制过程使用金刚石多线切割机进行碳化硅晶体的切割工作，在加工生产过程中，因为收放线轮和位于两者之间传动轮与切割线之间存在摩擦力，这样就形成了切割线的张力。
设备在运行期间，现场工作人员需要将线速控制在每分钟300米到580米之间。
金刚石线的张力则需要控制在15N到50N之间。
在进行现场切割工作一天，工作人员需要对收放线轮的力矩电机控制线的张力程度进行深入的了解，并且当线速控制为零时，反方向的速度也要控制为零，此时收放线轮的两个力矩电机就需要对金刚实现的张紧力产生维持作用，那么切割状态下的摇摆式共轭轴进给切割待切割晶体时，进给的速度可以在60~0.33mm/min之间。
共轭轴通过一个步进电机控制其绕中心固定轴来产生摇摆运动，摇摆速度可以设定为:不摇摆、低速(0.014 rad/s)、中速( 0.052 rad/s)、高速(0.105 rad/s)。
用于硅晶圆切割的金刚石线锯金刚石
用于硅晶圆切割的金刚石线锯金刚石王光祖郑州磨料磨工具磨削研究所1、引言目前，硬脆材料切割技术主要有外圆切割、内圆切割和线锯切割。
外圆切割虽然操作简便，但锯片刚性差，切割过程中锯片易跑偏，导致被切割工件的平行度差；而内圆切割只能进行直线切割，无法进行曲面切割。
线锯切割技术具有切缝窄、效率高、切片质量好、可进行曲线切割等优点成为目前广泛采用的切割技术。
内圆切割时晶片表面损伤层大，给CMP 带来很大磨削抛光工作量;刃口宽，材料损失大，晶片出率低;成本高，生产率低；每次只能切割一片。
当晶圆直径达到300mm时，内圆刀片外径将达到1.18m，内径为410mm，在制造、安装与调试上带来很多困难，故后期主要发展线切割为主的晶圆片切割技术。
金刚石线锯是近十几年来获得快速发展的硬脆材料切割技术，包括自由磨料线锯和固结磨料线锯两类。
根据锯丝的运动方式和机床结构，又可分为往复式和单向（环形）线锯。
目前在光电子工业中使用最为广泛的是往复多线锯，如图1所示。
2、金刚石线锯的制造方法到目前为止，硅晶体等半导体硬脆材料切割主要采用游离磨料线切割技术，但是这种技术存在明显的不足，线锯走丝速度低，锯丝使用寿命短，切割大尺寸坯料时一磨料难以进入到长而深的切缝，磨浆的处理和回收成本较高[8]。
固结磨料的金刚石线锯在很大程度上克服了以上问题。
目前固结磨料金刚石线锯固结技术主要有：机械碾压法、钎焊法、树脂结合粘结法、电镀法。
机械碾压法是直接将金刚石磨粒通过机械作用滚压或者冲压到钢丝基体中。
这种方法成本低，但由于金刚石颗粒直接冲压进入钢丝线的表面，降低了钢丝的强度，而且金刚石磨粒容易脱落，因此在工业生产中并不常用。
钎焊法是通过钎焊实现金刚石、钎焊合金材料和基体三者之间的化学冶金结合，具有较高的结合强度。
这种金刚石线锯具有切削效率高，使用寿命长的特点，但是，由于钎焊温度较高，容易造成基体变质而降低其刚性甚至造成基体断裂。
于是，本文将着重讲讲树脂结合剂粘结法和电镀法固结磨料金刚石线锯的制造方法。
电镀金刚石线锯切割单晶硅技术及机理研究
电镀金刚石线锯切割单晶硅技术及机理研究目前,半导体材料广泛地应用于各种微电子领域,如计算机系统、电子通讯设备、汽车、消费电子系统和工业自动控制系统等,而绝大多数的半导体材料是采用硅晶片。
切片是把单晶硅由硅棒变成硅片的一个重要工序,切片质量的好坏直接影响着后续工序的工作量和成本。
固结磨料线锯切片技术以其锯切效率高、锯口损耗小、面形精度高和切割环境清洁等优点,有望成为单晶硅等硬脆材料切片的未来发展方向。
本文对电镀金刚石线锯切割单晶硅技术进行了深入的试验研究与理论分析,以期为电镀金刚石线锯切片技术的进一步应用提供试验和理论依据。
在理论上探讨了单晶硅各向异性材料特性对电镀金刚石线锯切割硅晶片过程影响。
分析了锯丝沿不同的晶面、晶向锯切对晶片质量的影响规律,并推荐了首选的锯丝切入方向。
研究发现,在确定的工艺参数下,当锯丝切入方向使锯切两边材料的弹性模量分布关于锯丝切入方向呈对称性时,可有效地提高晶片面形质量。
锯丝切入方向与被锯切晶面内的易开裂方向一致时,可有效减少晶片表面破碎。
综合锯丝切入方向对晶片面形质量和表面破碎两方面影响的分析结果,锯切（100）晶面时,首选锯丝切入方向为[001]、[010]、[00（?）]和[0（?）0];锯切（110）晶面时,首选锯丝切入方向为[1（?）0]和[（?）10];锯切（111）晶面,[1（?）0],[（?）10],[01（?）],[0（?）1],[（?）01]和[10（?）]为首选的锯丝切入方向。
通过往复式电镀金刚石线锯加工单晶硅的试验,研究了锯丝速度,工件进给速度和切削液对锯切硅片表面形貌、表面粗糙度（SR）、翘曲度（Warp）、总厚度偏差（TTV）和亚表面损伤层厚度（SSD）的影响规律,并研究了锯丝磨损的形态和机理。
在试验采用的工艺参数范围内,硅片的SR与SSD值随锯丝速度提高和工件进给速度降低而减小;硅片的Warp随锯丝速度和工件进给速度降低而减小;而综合考虑锯丝速度与进给速度的合理匹配关系是获得硅片低TTV值的原则。
金刚石线锯切割晶体硅模式研究
第 ２期
蔡 二辉 ， ： 等 金刚石线 锯切 割晶体硅模式研究
制 和模 型及 实验 的研 究进 一 步确定 。 金 刚石 对脆 性材 料 的压 痕 、 痕实 验和 机制 ， 刻 已 有 学者 进行 了较 多 的研 究 Ｊ 。宗 文俊 等 在金 刚
的刻划 实 验 。切 割 设 备 为 沈 阳科 晶 ＳＸ 一６ １ Ｌ ０ Ａ型 往 复式 单线 切割 机 ， 大 的线 速 度 为 ２ｍ ｓ依靠 砝 最 ／， 码 的重 量和液 压 系统 控 制 工 件 的进 给速 度 ， 割 过 切
Ａｂｓｒ ｃ ： ｉｍｏ ｄ ｗｉｅ ｓ ｗ ｓ ａ ｐ ｏ ｓｎ ｕ ｔｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒｓｌｃ ｎ ｓ ｌ ｒｗａｅ ｒ ｄ ｃｉ ｎ． ｐ ｒ— ｔ ａ ｔ Ｔｈｅ ｄ ａ ｎ ｒ ａ ｗａ ｒ ｍｉｉ ｇ ｃ ｔｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｉ ｏ ｏａ ｆ ｒｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｏ Ｅｘ ｅ ｉ ｍｅ ｔ ｆｓｎ ｌ ａ ｎ ｃ ｒｎ ｆｃ ｙ ｔｌｉ ｅ ｓｌｃ ｎ ａ ｄ ｄ ａ ｎ ｒ ａ ｓｉｉ ｇ ｏ ｒ ｓａｌｎ ｉｉｏ ａ ｅ ｂ ｅ ｎ ｓ ｏ ｉ ｇｅ ｄｉｍｏ ｄ ｓ ｏ ｉ ｇ ｏ ｒ ｓａｌｎ ｉｉｏ ｎ ｉ ｍｏ ｄ ｗｉｅ ｓ ｗ ｌ ｎ ｆｃ ｔｌｉ ｅ ｓｌｃ ｎ ｈ ｖ ｅ ｎ ｃ ｙ
ｓ ｒ ｃ ｓａｌｎ ｉｉｏ ｓｃ ｔｂ ｉ ｍｏ ｄ ｗｉｅ ｓ ｗ ｎ ｂ ｔｌ ｄｅ ， ｔ ｒ ｋ ｎ ｐ ｔ ｎ ｃ ｔｓ ｒａ ｅ ａ ｒｔｌ ｕ ｅ， ｒ ｔｌｉ ｅ ｓｌｃ ｎ ｗａ ｕ ｙ ｄ ａ ｎ ｒ ａ ｉ ｒ ｔｅ ｍｏ ｌ ｗｉｈ ｂ ｏ ｅ ｉｓ ｏ ｕ ｕ ｆ ｃ ｓ， ｎｄ ｂ ｔｅ ｙ ｉ ｉ
ＣＡＩＥｒｈ ｉ Ｔ — ｕ ， ＡＮＧ ｎ ｂ ｎ ＺＨＯＵ ａ ｇ Ｂｉ — ｉ ｇ， Ｌｎ
往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片特性研究
第38卷第2期 人 工 晶 体 学 报 Vol .38 No .2 2009年4月 JOURNAL OF SY NTHETI C CRYST ALS Ap ril,2009往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片特性研究高玉飞,葛培琪,李绍杰(山东大学机械工程学院,济南250061)摘要:通过往复式电镀金刚石线锯切割单晶硅片实验,分析了切片表面的微观形貌特点,研究了锯丝速度与进给速度对硅片的表面粗糙度、总厚度偏差(TT V )、翘曲度与亚表面损伤层厚度(SS D )的影响规律。
结果表明:线锯锯切时材料以脆性模式去除,锯切表面的微观形貌呈现部分沟槽与断续划痕,并存在大量凹坑;锯丝速度增大,进给速度减小,表面粗糙度与SS D 减小;锯丝速度增大,进给速度增大,硅片的翘曲度也随之增大;硅片TT V 值与锯丝速度和进给速度的匹配关系相关。
关键词:金刚石线锯;单晶硅;晶片;加工质量中图分类号:TG58 文献标识码:A 文章编号:10002985X (2009)022*******Study on the M ach i n i n g Performance of S i n gle Cryst a l S ili conW afer Cut by Usi n g Rec i proca ti n g Electropl a tedD i a m ond W i re SawG AO Yu 2fei,GE Pei 2qi,L I Shao 2jie(School of Mechanical Engineering,Shandong University,J inan 250061,China )(Received 4June 2008,accepted 25June 2008)Abstract:W ire sa w s peed and ingot feed s peed have significant effects on the wire sa w machining p r ocess .Based on reci p r ocating electr op lated dia mond wire sa w slicing monocrystalline silicon wafers experi m ents,the silicon wafer surface t opography was analyzed,and the influences of wire sa w s peed and feed s peed on wafers surface r oughness,t otal thickness variati on (TT V ),war page and subsurface da mage layer thickness (SS D )were studied .The results indicate that the materials re moval is in a brittle regi m e in wiresa w slicing,and there are s ome gr ooves,inter m ittent scratch marks and l ots of p its on cutting surface .The surface r oughness and SS D decrease with the wire sa w s peed increase and feed s peed decrease,the waferwar page increases with the increase of wire sa w and feed s peed .The wafer TT V value is cl osely related with the matching relati ons bet w een wire sa w s peed and ingot feed s peed .Key words:dia mond wire sa w;monocrystalline silicon;wafer;machining quality 收稿日期:2008206204;修订日期:2008206225 基金项目:国家自然科学基金(No .50475132) 作者简介:高玉飞(19812),男,山东省人,博士研究生。
金刚线细线切割单晶硅片崩边分析
金刚线细线切割单晶硅片崩边分析发表时间：2020-06-02T09:54:27.811Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第2期作者：杜皓月吴科楠[导读] 本文主要从金刚线切割单晶硅片所需原辅材料、生产工艺、过程控制、设备等方面进行分析，总结。
黄河水电西宁太阳能电力有限公司青海西宁 810000硅片生产由金刚线切割取代传统的砂浆切割，为了不断降低生产成本，金刚线从80μm不断降低至行业研发的48μm，细线化切割已成为金刚线切片主流技术，同时细线化切割带来众多切割质量异常，其中最常见的异常为崩边，本文主要从金刚线切割单晶硅片所需原辅材料、生产工艺、过程控制、设备等方面进行分析，总结。
一、金刚线细线切割单晶硅片崩边产生点国标中崩边的定义为，“崩边为晶体表面或边缘非有意造成脱落材料的区域，某些崩边是在晶片加工、测量或检验时，因传送或放置样品等操作引起的。
崩边的尺寸由样品外形的的正投影图上测量的最大径向深度和圆周弦长确定”。
实际产生崩边因素很多，不仅是机械碰撞、人为磕碰，更多的是原辅材料异常和工艺失控导致。
1.原辅材料金刚线切割所需原辅材料主要有，单晶硅棒、胶水、树脂板/塑料板、切割液、脱胶剂和清洗剂，其中能直接导致单晶硅片崩边的辅材有胶水和切割液，胶水能够导致单晶硅棒粘接面不规则崩边，切割液能够导致粘接面均匀崩边或亮边。
2.工艺管控点2.载片盒防撞垫损坏。
二、金刚线细线切割单晶硅片崩边原因分析及改善方向单晶硅片切割过程中，原辅材料异常、工艺点失控及设备碰撞等产生各种性状崩边，对于以上因素导致的崩边总体可划分为两类，粘胶面崩边和切割崩边。
1.粘胶面崩边1)长条状线状崩边，这种崩边最为常见，大部分集中在粘胶面中间部位，也是比较难以避免和解决的崩边类型，如图1、图2所示：2)胶面掉渣，由于胶层脱落造成胶面许多亮点，且亮点处容易掉渣，收到轻微的摩擦力即有硅落产生，此时很容易形成缺口或者裂纹，成为不合格硅片，因此在对硅片分选、包装时要尤其注意；如图3、图4所示：3)胶面倒角处崩边，崩边位置在倒角中间位置或胶面与倒角的接触位置，若受到挤压力作用容易造成倒角处形成缺口。
(可直接阅读)金钢线切割介绍
金刚线切割介绍
开封恒锐新金刚石制品有限公司 马进东
目录
一、切割技术对比 二、各切割模式的比较 三、金刚线切割单晶介绍 四、金刚线切割多晶介绍 五、金刚线切割模式在单晶和多晶应用的差距
一、切割技术信息对比
游离砂浆切割技术与金刚线切割技术
碳化硅
切割液
钢线
金刚线
切割液
砂浆的切割模式是碳化硅颗粒在硅棒 和钢线之间进行“滚动-压痕”作用 下，实现硅材料的去除。属于三体磨 损。
湿法制绒(WET)
优点
1、低化学品耗用 2、外观与传统电池片一致 3、观察市场消息平均效率提升在 0.5-0.8%
1、设备投资较低 2、与传统酸制绒制程差异不大， 容易整合 3、根据阿特斯报告判断提升约 0.24-0.4%
缺点
1、设备昂贵 2、清洗制程掌握度低 3、设备量产均匀性不确定性高
1、外观金花纹现象存在与后续工 序匹配问题
三、各切割模式的比较
电镀金钢线
树脂金钢线
河南易成新能源股份有限公司
三、金刚线切割单晶介绍
腐蚀时间增加
短时间内，两种硅表面差异很明显。 在随更长时间之后，腐蚀长时间金字塔尺寸将变的相同。
四、金刚线多晶介绍
金刚石线切割的原理、特点及其在精密超精密加工领域的应用
1金刚石线切割20世纪90年代，国际上为了解决大尺寸硅片的加工问题，采用了线锯加工技术将硅棒切割成片。
早期的线锯加工技术是采用裸露的金属线和游离的磨料，在加工过程中，将磨料以第三者加入到金属线和加工件之间产生切削作用[1]。
这种技术被成功地用于对硅和碳化硅的加工。
为了进一步缩短加工时间，以及对其它坚硬物质和难以加工的陶瓷进行加工，人们将金刚石磨料以一定的方式固定到金属线上，从而产生了固定金刚石线锯。
3.1金刚石线切割的原理图3.1金刚石线切割原理图如图3.1高速往复运动的切割线带动砂浆到切割区，使砂浆中的研磨颗粒(SiC颗粒)与硅棒表面高速磨削，由于研磨颗粒有非常锐利的棱角，并且硬度远大于硅棒的硬度，所以硅棒与线锯接触的区域逐渐被砂浆磨削掉，进而达到切割的效果，同时砂浆也可以带走磨削中产生的大量热[2]。
在对金刚石线锯切割机理的认识过程中，许多研究者认为，金刚石磨粒的微观切削运动是一个滚动、嵌入过程，提出了“滚动 -嵌入”模型。
Li 等人提出锯丝施加在磨粒上的力带动磨粒沿切削表面滚动，同时压挤磨粒嵌入切削表面，从而形成剥落片屑和表面裂缝，形成宏观的切割作用。
重点研究了磨粒嵌入工件时的应力分布和作用，发现磨粒对材料的最大剪切应力发生在微观切削表面之下，据此对磨料的选择进行优化。
Kao 等人指出在“滚动 - 嵌入”模型中，磨粒的运动除滚动和嵌入外，还包括刮擦，三者共同形成切削作用。
Bhagavat等人则在这个模型中考虑了磨浆的作用并认为，在锯丝带动游离磨料切割硅锭的小区域内，锯丝与磨浆的运动构成了一个弹性流体动力学环境，用有限元方法分析锯丝与硅锭间的磨浆弹性流体动力学模型，得到磨浆薄膜厚度和压力分布关于走丝速度、磨浆粘度和切割条件的函数，还得出结论：磨浆薄膜厚度大于平均磨粒尺寸，是磨粒的流动产生了切削[3]。
3.2 金刚石线切割的导线轮根据切割材料直径不同和设备制造厂家的技术考虑导线轮有2轮、3轮、4轮不等，安装方法有2轮平行、等边三角形或梯形，如图3.2所示。
硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能
硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能摘要：分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能，并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。
金刚石线切割具有表面粗糙度低，硅片厚度均匀等优点，但却存在断裂强度各项异性。
与切割划痕垂直方向的力学性能很高，然而与划痕平行方向的力学性能较低，这种性能差异是由表面单方向裂纹引起的，其裂纹的产生又与切割机理密切有关。
金刚石线切割属于二体磨料磨损，其切割方式通常为塑性划痕，加之有少量脆性剥落。
由于切割线的柔性，以及金刚石磨粒大小、形态、及分布的差异，切割过程则会出现切割的不连续性和不稳定性，并由此引起一些较大的表面裂纹。
此外，划痕沟槽局部还会出现非晶态结构。
提高金刚石线切割性能应从切割线磨粒角度来考虑。
关键词：金刚石线切割；表面形貌；断裂强度；切割机一、引言金刚石线切割是一种新型替代型切割技术。
金刚石线切割不仅切割速度快、切割线使用寿命长、环境污染小，同时还可回收硅废料，因而受到极大重视。
许多研究公司都在开发相关配套设备和技术。
比如，日本旭金刚石工业株式会、美国DMT公司、比利时贝卡尔特正在开发金刚石切割线，瑞士的梅耶博格、美国的应用材料公司和德国的RENA研发金刚石线切割设备，中国的昱辉和美国MEMC从事金刚石线切割应用方面的工作。
金刚石线切割现已初步应用于单晶硅材料的切割，但尚未用于类单晶和多晶切割。
由于硅晶材料和切割加工约占太阳能光伏电池总成本的35%左右，人们希望一方面进一步减小硅晶片厚度，另一方面提高切割效率和质量，以达到降低成本的目的。
金刚石线切割技术是一种新技术，在开发应用方面还面临很多挑战。
文中在分析金刚石线切割晶片的形貌和力学性能的基础上，提出并探讨了切割机理及相关的核心技术问题。
二、硅片厚度均匀度由于硅片厚度变化很小，总体尺寸在185-195微米之间，只在硅片边缘相对较厚（约200微米）。
金刚石线切割不存在游离磨料切割的厚度渐进变化现象，但会出现硅片厚度局部侧移或变细的情况。
金刚石线对硅晶片锯切加工中线速度对表面损伤的影响
金刚石线对硅晶片锯切加工中线速度对表面损伤的影响在光伏行业利用金刚石线对硅晶片进行锯切的工艺还有待进一步发展完善。
该技术切割速率高，水冷却液成本低，因而整体成本较低，应用前景可观;但还有待于和现有的工艺生产链特别是多晶硅的锯切工艺整合在一起。
其中，工业需求较高的工艺便是硅晶片的表面质量，例如光学外观、总厚度偏差(TTV)、蚀刻特性、亚表面和表面损伤等质量属性，这些因素都影响着晶片的机械稳定性。
1、引言基于固结磨粒的金刚石线锯技术可以替代基于自由磨粒的标准泥浆，应用前景十分可观。
利用金刚石线锯切技术的硅晶片生产工艺具有切割速率高、水冷却液成本低的优势，同时也保持了较好的晶片表面质量。
但硅晶片表面和亚表面质量性能的进一步提高则需要更高性能的金刚石线锯切技术。
锯切损伤的程度对于晶片稳定性有重要影响，要想提高晶片质量稳定性，就需要最大程度地降低晶片的表面损伤。
在锯切过程中，金刚石线引起的机械应力作用于晶片表面。
表面损伤的程度受锯切工艺参数的影响，其中就有金刚石线的速度。
此外，由于晶体取向对裂纹深度的依赖性，硅的结晶化对表面损伤会有影响。
本研究在不同线速度下对硅晶片进行锯切，然后对其进行拉曼光谱分析，对材料应力的分布和表面可能存在的相变进行了详细研究。
建立了一种计算晶片表面上非晶-结晶硅比例r的系统方法，以此来收集延展切割硅锭的一些信息。
还分析研究了清洁处理工艺对硅表面的影响;利用CLSM求得从硅晶片上抛光蚀刻斜切下来的试样表面粗糙度和微裂缝的深度分布。
特别是线速度参数对表面质量的影响进行了详细分析。
2、试样为研究工业金刚石线锯切割出的晶片表面，研究利用三种不同的线速度：低速5m/s，中速10m/s和高速15m/s制备出标准清洁处理工艺处理的多晶硅晶片。
以等量于锯切速度的恒定进给速度将硅锭推入金刚石线网中。
在加速、减速过程中，进给速度按比例适应于线速度。
较高的线速度在锯切方向上引起了较低的切削力，如图一所示。
金刚石线锯简介
金刚石线锯晶片切割简介传统砂浆切割设备在2010年的快速发展，由于砂浆中使用的主要原料聚乙二醇（PEG）其COD值较高，对于水体环境影响较大，环保政策逐步严苛。
国外金刚线的推广程度较快，从2010年开始，瑞士MB的DW288、日本NTC 的PV500D、东洋的T-8252B、安永的TW-320C、高鸟的MWS-4450DD等均推出了不同型号的金刚石线多线切割机。
例如日本有超过90% 金刚线切片如东洋、美国的MEMC、Sunpower ；金刚线加工主要是静压使晶硅破碎，往复走线过程在晶硅表面形成刮擦状的非晶硅；形成脆性+塑性的独特的加工方式。
国内2012年随着环保政策的要求及金刚石线成本的降低，以及切割技术的进步，硅片厚度已经逐步从超过200um的水平逐步下降至180、160um的水平，硅片实验室切割水平硅片厚度已经可以达到140um，甚至更低的水平。
P型单晶普通电池和P型多晶PERC电池成本相当，单晶电池竞争力回升，多晶市场主导地位受到挑战。
多晶硅光伏产品行业目前也在加速推进金刚线切割多晶硅及制绒技术的研究与应用。
伴随电池技术进步，硅片薄片化是未来必然的发展趋势，通过薄片化可以降低硅片硅耗，提高硅片产量，进而降低硅片切割的硅成本。
金刚线切片技术在单晶加工领域获得了巨大的推广。
在成本和环保的双重压力下，国内多家单晶硅片生产公司如西安隆基、内蒙古中环、锦州阳光、卡姆丹克、申和热磁、晶龙等行金刚线切片。
多晶金刚线方面上海卡姆丹克、浙江昱辉、保利协鑫、晶科等公司进行传统砂浆切割设备的改造，有改造成功案例。
金刚线简介：目前日本厂商凭借先发优势，并依靠在金刚石工具制造行业积累的技术优势，在高端市场占据较大份额，代表企业包括旭金刚石（AsahiDiamond）、中村超硬（nakamura）等。
日本的旭金刚石（AsahiDiamond）2007年6月就推出了成熟产品；美国Diamond Wire Technology (Meyer Burger AG)主要和梅耶博格公司合作。
- 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)。
硅晶片金刚石线切割的表面特征及其力学性能
发表时间：2016-11-30T16:41:09.943Z 来源：《基层建设》2016年19期作者：邢玉军
[导读] 摘要：分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能，并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。
内蒙古中环光伏材料有限公司
摘要：分析了金刚石线切割硅晶片的表面形貌和断裂性能，并在此基础上探讨金刚石线切割原理以及一些技术挑战。
金刚石线切割具有表面粗糙度低，硅片厚度均匀等优点，但却存在断裂强度各项异性。
与切割划痕垂直方向的力学性能很高，然而与划痕平行方向的力学性能较低，这种性能差异是由表面单方向裂纹引起的，其裂纹的产生又与切割机理密切有关。
金刚石线切割属于二体磨料磨损，其切割方式通常为塑性划痕，加之有少量脆性剥落。
由于切割线的柔性，以及金刚石磨粒大小、形态、及分布的差异，切割过程则会出现切割的不连续性和不稳定性，并由此引起一些较大的表面裂纹。
此外，划痕沟槽局部还会出现非晶态结构。
提高金刚石线切割性能应从切割线磨粒角度来考虑。
关键词：金刚石线切割；表面形貌；断裂强度；切割机
一、引言
金刚石线切割是一种新型替代型切割技术。
金刚石线切割不仅切割速度快、切割线使用寿命长、环境污染小，同时还可回收硅废料，因而受到极大重视。
许多研究公司都在开发相关配套设备和技术。
比如，日本旭金刚石工业株式会、美国DMT公司、比利时贝卡尔特正在开发金刚石切割线，瑞士的梅耶博格、美国的应用材料公司和德国的RENA研发金刚石线切割设备，中国的昱辉和美国MEMC从事金刚石线切割应用方面的工作。
金刚石线切割现已初步应用于单晶硅材料的切割，但尚未用于类单晶和多晶切割。
由于硅晶材料和切割加工约占太阳能光伏电池总成本的35%左右，人们希望一方面进一步减小硅晶片厚度，另一方面提高切割效率和质量，以达到降低成本的目的。
金刚石线切割技术是一种新技术，在开发应用方面还面临很多挑战。
文中在分析金刚石线切割晶片的形貌和力学性能的基础上，提出并探讨了切割机理及相关的核心技术问题。
二、硅片厚度均匀度
由于硅片厚度变化很小，总体尺寸在185-195微米之间，只在硅片边缘相对较厚（约200微米）。
金刚石线切割不存在游离磨料切割的厚度渐进变化现象，但会出现硅片厚度局部侧移或变细的情况。
2种厚度变化的原因均与切割线振动有关，相邻切割线的对移和反相移动可分别导致硅片厚度的侧移和变细。
一般而言，前者通常对硅片性能影响较小，后者则会降低硅片的断裂强度。
向垂直时，硅片呈现出很高的断裂强度，约在200-300ＭＰａ之间。
但当弯曲方向与沟槽平行时，硅片的断裂强度较低，约在80-180 ＭＰａ之间。
2种方向的断裂强度约相差1倍，呈明显各向异性。
图1
三、硅晶片的断裂性能研究
断裂强度是硅片的重要力学性能指标，它直接涉及到光伏电池产品的成功率和可靠性。
图1中显示金刚石切割硅晶片的断裂强度韦伯分布曲线。
由于晶体硅为脆性材料，硅片断裂强度分布较分散；同时由于切割的原因，硅片断裂强度随弯曲方向的变化也很大。
当弯曲方向与切割沟槽。
观察表明，硅片断裂强度的各向异性与切割形貌，尤其是表面裂纹密切有关。
金刚石线切割会导致硅片表面裂纹，这种通常呈单方向性、与划痕方向平行，且裂纹尺寸较大。
在划痕沟槽和裂纹的共同影响下，硅片断裂强度在裂纹平行方向显著降低。
这种现象表明，硅片的断裂强度受表面因素的影响很大。
若要提高硅片性能，在减少体缺陷的同时，更需减少表面缺陷。
金刚石切割线的设计主要涉及磨粒的制备。
尽管磨粒固定在金刚石线上，切割过程中磨粒与工件直接接触，但这种接触方式不同于传统的刚体接触。
因切割线的弹性，它实际上是一种半柔性接触方式，因此，切割过程中的进给量和切削深度都会随弹性的改变而变化。
此外，金刚石磨粒还存在形状、大小、及分布的差别，每个磨粒的切割深度也会不一样。
图７显示金刚石切割线的电子显微镜形貌，微小的金刚石磨料以电镀方式涂覆在金属线表面，颗粒的不均匀性显而易见。
四、硅晶体表面形貌对其它工艺及电性能的影响
硅晶片表面形貌对后续工艺的影响在于制绒效果。
为了提高硅片表面的光学吸附率，硅晶片需进一步制绒处理。
对单晶硅晶片而言，这种处理常是碱性刻蚀，以形成微小金字塔结构；对多晶而言，则用各向同性的酸性刻蚀。
然而，由于金刚石线切割会导致高压塑性变形，有时甚至还会形成非晶态结构。
这种结构的差异则会带来腐蚀速度的变化，出现局部刻蚀滞后，形成硅片表面条纹状结构，如图８所示。
显然，这种情况对硅片性能不利，还有待从刻蚀角度改善。
切割工艺对光伏电池电学性能的影响在于金属杂志的污染，特别是电镀镍的污染。
微量金属镍及铁都属于有害元素，它们会降低电子载流体寿命，减少发电效率。
金属元素的污染与切割线的磨损有关，因而应提高切割线的耐磨性。
除金属污染外，光伏电池的电学性能还受表面裂纹的影响。
这是因为金刚石线切割所引起的深裂纹难以用化学腐蚀的方法消除，裂缝对硅片掺杂和表面钝化处理均不利，尤其可引起高漏电流，故降低电池效率。
五、金刚石线切割新技术的研究表明
金刚石线切割是一种很有前途的新技术，但仍存在许多亟待解决的问题。
与此同时，金刚石线还需考虑价格因素。
由于金刚石线价格高，需重复多次使用才能弥补价格差别。
重复或往返使用则会引起磨粒的磨损及脱落，由此带来的切割效应还不清楚，尚须进一步深入研
究。
由于切割过程中线速很大，每个磨粒的切割情况也会变化。
这种变化对单个磨粒而言并不明显，但对整个系统而言，则会有强烈变化。
从切削力来看，单个磨粒的切割力常较小，仅数微牛顿，但多磨粒叠加形成的切割力则很大，整个切割系统的纵向载荷甚至高达数吨。
切割力的变化则会导致系统震动，从而引起脆性剥落和较大的裂纹。
由此可见，金刚石切割线对切割系统的影响很大。
若要提高线切割性能，应合理设计和制备金刚石切割线。
六、结论
金刚石线切割具有表面粗糙度低（0.2微米），硅片厚度均匀等优点，但却存在断裂强度各项异性。
沿切割沟槽平行方向的断裂强度仅在80-180ＭＰａ之间，但与垂直方向的强度却在200-300ＭＰａ之间，二者相差约一倍。
力学性能的差异与表面形貌及裂纹有关。
金刚石切割以塑性加工为主，但由于磨粒大小、形态、及分布的不均匀性和切割线的柔性，切割表面会出现较大的单方向裂纹。
鉴于磨粒的关键作用，金刚石线切割应从切割线的设计和制备来考虑提高切削性能。
参考文献：
[1]张凤林，袁惠等.硅片精密切割多线锯研究进展[J].金刚石与多晶硅片工程.2015.第三版，25-29.
[2]周玉梅.硅片与金刚石的研究实验作用[M].2009.第一版，556-589.。