硅片线切割液成分分析,切割液配方生产工艺及技术研究

硅片线切割液成分，配方生产工艺及技术应用
导读：本文详细介绍了硅片线切割液的作用，分类，参考配方及市场等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。

禾川化学引进尖端配方解剖技术，致力于硅片线切割液成分分析，配方还原，研发外包服务，为硅片线切割液相关企业提供一整套配方技术解决方案。

在光伏太阳能硅片切割过程中，硅片切割液作为硅片切割过程中必须使用的一种辅料耗材产品，其用量随着光伏太阳能行业以及中国的硅片加工行业的壮大而扩展。

1 硅片切割液的作用
1）携带：携带研磨颗粒进入加工区域；
2）悬浮分散：悬浮分散研磨粒子；
3）冲洗：冲洗硅锭和金属丝上残留物；
4）降温：带走切割产生的大量热量。

硅片切割液一高悬浮，高润华，高冷却等特性将碳化硅等切割磨料均匀的附着在高速运动的钢丝线上，并通过快速运动来带动磨料实现对多晶硅或者单晶硅的切割加工，是光伏电池产业中必不可少的辅助生产材料。

2 硅片切割液的分类
切割液按成份分类主要包括油性切割液和水性切割液两大类。

第一类切割液产品主要是以矿物油为主要成分的油性切割液，其中含有矿物油，防腐蚀剂，抗挤压机等物质;切割液本身易燃，对环境污染较大，同时清洗硅片时需要含氟的烷烃溶剂。

第二类水性切割液产品可以溶于水或被水分散，清洗硅片用水即可，不用有机溶剂，对人体和环境无损害。

3切割液的主要成分
碳化硅微粉：
太阳能硅片对表面的平整度、洁净度、导电性等指标有严格的要求，所以，太阳能硅片在切割过程中需要使用硬度高，颗粒小且粒径分布集中的碳化硅微粉作用主要的切削介质。

PEG：
为使碳化硅微粉在切割过程中分布均匀，同时及时带走切削过程中的摩擦热，通常将碳化硅微粉按照一定的比例加入到聚乙二醇（PEG）为主要原料的液体当中。

将碳化硅微粉和PEG溶液均匀配置成切割砂浆就可以用于硅片切割了。

硅片切割液配方
禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。

样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。

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4 切割液的市场规模
开方机和切割机的大量使用，相应的配套设备和耗材用量也急剧上升，如切割液和金刚线,碳化硅微粉等。

目前国内有切割机2500台，每台设备每月平均用6吨，则年需切割液15万吨。

奥克公司为国内切割液市场规模最大的一家公司，奥克股份公司切割液单价约为19800元/吨（单价比其他公司切割液要贵10%），按照18000元/吨计算，切割液市场规模约为27亿元！
奥克公司上半年公司太阳能光伏电池用晶硅切割液的销量同比增长59%,市场占有率继续保持在70%的比例，实现销售收入8.5亿元，全年将突破17亿。

5 切割液的回收及再利用
通过对废砂浆的回收利用，可以使切割液和碳化硅微粉的成本降低至少50％，所以未来三到五年，废砂浆回收项目将会受到国内切片企业的大
力追捧，回收液和回收砂的市场份额也将会有大幅度上升，最终回收液的
市场需求量有望达到50000—70000吨．
太阳能硅片切割液废砂浆是切割液（PEG）和砂浆的混合物，目前主要依
靠离心和沉降两种回收技术，对废砂浆进行处理，回收其中的切割液和碳化硅微粉，返回到太阳能线切割机重新使用。

光伏电池对硅片表面质量要求很高，因此对切削液也有着很高的要求，回收再利用的切削液中如果混有不合格的碳化硅微粉，以及一些铁，硅粉，高聚物等杂质，势必会影响硅片质量。

利用沉降离心、化学清洗、絮凝过滤、精馏、萃取、旋风分级等分离原理和方法，将废砂浆中杂质和水分去除，可以得到优质合格的切割液和碳化硅微粉，从而实现二次利用。

液体回收过程主要利用物理作用将其中的固体微粒去除，要求不增加任何可溶性杂质。

这样得到的液体才能够保证原有的化学成分，具有与新切割液相同的表面活性、悬浮力和携带力，可多次重复使用。

在碳化硅微粉回收时，除了利用物理作用将其中的细颗粒去除外，还必须利用多种化学作用将其中的硅粉、铁、胶粒去除，这样才能保证得到的碳化硅微粉具有原砂浆中碳化硅微粉同样的品质。

且回收过程不增加任何微粉颗粒，而切割过程会使大的颗粒变细，因此回收到的微粉没有大颗粒，不会在以后使用过程中产生划伤硅片的现象。

通过对化工产品的配方分析还原，有利于企业了解现有技术的发展水平，实现知己知彼；有利于在现有产品上进行自主创新，获得知识产权；有利于在生产过程中发现问题、解决问题。

通过对化工产品的配方改进，配方研发，可以加快企业产品更新换代的速度，提升市场竞争力，因此，对于化工产品的分析、研发已变得刻不容缓！
6钢线切割的优越性
线切割原理：
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。

线切割优点：
与传统切割方法比较，所切晶片与具有弯曲度（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。

切割线种类：
一种就是主流的切割钢丝+砂浆模式（SiC+PEG）大概占有80%的市场份额，另外一种就是最近出现的金刚石切割线，只有20%的市场份额。

金刚石线的切割速度是普通钢线的2倍左右，切割过程中节水节电30%左右；但是目前主要用在开方环节，用在切片环节中有明显线痕的问题还没有解决。

7 钢线市场规模
传统切割钢丝售价12-16元/千米，金刚线售价2.4元/米。

目前使用传统钢丝线+砂浆的模式下，切割成本大概为2.52元每片，金刚石线的成本达到3.5元，优势并不明显，但是在切割厚度上，切割速度上，以及在切割过程中的辅料（传统钢丝线需要砂浆，而金刚石线只需要水溶性冷却液）和水电成本上优势比较明显。

金刚石切割线有进一步取代传统切割线的趋势。

国内企业有：豫金刚石，恒星科技，江阴贝尔卡特、东京制钢、张家港骏马、江苏威尔新材料股份公司、上海金井特等。