(可直接阅读)金钢线切割介绍

断线风险
多晶铸锭晶体中存在的硬质点在切割过程中可 能造成断线。现有红外探伤设备对于1mm以下硬 质点基本无法完全有效判别，将无法在下道工序 中切除。
未来的薄片化
现有多晶铸锭的长晶方式制约了多晶硅片薄片 化的发展。
四、金刚线多晶介绍
为什么从金刚线切割多晶腐蚀过后存在凹坑？
为什么金刚线切割硅片相对较亮那？
2、消化性化学品昂贵 3、金属离子残留，造成炉管污染 风险高 4、低反射率表面，后段扩散技术 难度高
1、干法制绒目前国内设备约为1000万RMB，国外设备加工在1200万-1400万左右，产能 每小时3000片，单片外观漂亮，颜色一致性高，长时间批量生产稳定性目前还在持续验证中。
2、湿法设备以JET为代表，设备价格约为600-700万人民币，目前国内湿法设备积极性都 不是过高。
140um
单晶碎片率
多晶碎片率
130um
120um
这将是金钢线多晶未来几年需要考虑的问题
谢 谢
金刚线切割表面是呈脆性和塑性的混合切割模式。脆性是以裂 纹扩展方式进行，最终导致硅材料的脆性崩脱，形成脆性崩坑。 而塑性模式是以挤压变形的方式进行，在硅片表面产生划痕和划 痕内的表面光滑区，塑性光滑区是金刚石切割硅片与砂浆切割硅 片表面结构特性最主要的区别，塑性切割模式类似于在完成晶体 上通过塑性变形铲起一点硅，但是铲下来的硅与被铲过的硅晶体 表面却造成严重损伤，使得硅晶体难以维持原有的晶体结构，晶 格被打破，产生无序状况，形成非硅晶层。（引自 金刚线线锯切割多
钎焊法是通过 钎焊将钎料合 金、金刚石颗 粒和基体三折 在高温下发生 化学冶金结合。
现国内金刚线使用来说，电镀法金刚线和树脂法金刚线较为常用种类， 而钎焊法和镶嵌法还处于研发阶段。
二、各切割模式的比较
不同切割方式对比
特点 切割方法 硅片表面特征 损伤层(um) 切口消耗(um) 硅片最小厚度(um) TTV(um) 切割速度（平均）
因晶体生产方式的差异，导致在切割端会有一个明显差异。在
未来可能应用薄片上（160um以下）会形成分界线，在加工低于 160um厚度状况下，也将对人工、设备、工艺的要求也同步提高 更多。
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
160um
厚度与碎片率关系图
150um
金刚线切割模式是以金刚线 上固结金刚石进行高速切削 加工，来实现硅材料的去除。
一、切割技术信息对比
游离砂浆切割模式和金刚线模式切割过程
一、切割技术信息对比
金刚线切割优势
效率
低TTV
环保
优点
低损伤
硅耗低
品质受 控
潜在硅 粉回收
一、切割技术信息对比
金刚线的种类区分
金刚线
电镀法金刚线
树脂法金刚线
镶嵌法金刚线
三、各切割模式的比较
电镀金钢线
来自百度文库
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
金刚线切割多晶硅片技术瓶颈
制绒
损伤层浅，硅片亮，传统HF/HN03制绒后效率 降低0.1-0.2%。
砂浆切割 研磨 线痕 11--15 120-150 160 24 0.39mm/min
电镀金刚线 刻削 丝痕 6--8 80-120 120 8 1.35mm/min
此切割模式的最小厚度是以单晶为准。
树脂金刚线 刻削 丝痕 4--7 80-120 120 5 0.9mm/min
二、各切割模式的比较
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
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五、金刚线切割模式在单晶和多晶应用的差距
硅片厚度
硅片加工厚度在160um将会形成一个 明显的分界点。
加工成本
相较金刚线单晶的加工，在多晶金刚 线加工成本上将会提升5-10%。
加工效率
相较金刚线单晶的加工，在多晶金刚 线加工上将降低10-20%的切割效率。
五、金刚线切割中单晶和多晶应用的差距
各种切割模式单晶硅片表面状况
传统砂浆
电镀法金刚线
树脂法金刚线
砂浆表面粗糙，没 有硅片的切割方向 锯痕，碳化硅摩擦 硅片距离较短，差 生随机的凹凸坑。
电镀法表面相对光滑， 可见由于金刚线的摩 擦产生平行的沟槽， 沟槽中有不规则金刚 石摩擦产生的沿着沟 槽方向凹凸坑。
树脂切割表面最为光滑 和平整，区别于电镀法 在切割方向沟槽会产生 的凹凸坑，树脂金刚线 切割速度相对较慢，对 于表面损伤层和TTV值 都属于处于最小值。
钎焊法金刚线
电镀法是通常 是采用是在高 碳钢丝表面沉 积一层Ni和金 刚石磨料。
树脂法是使用 酚醛类树脂的 热固性树脂， 通过加热将树 脂、添加剂和 金刚石混合涂 覆在高碳刚丝 表面。
镶嵌法是将金 刚石磨料通过 滚压方式强行 压入高碳钢丝 体上，形成机 械镶嵌的作用， 从而把金刚石 颗粒固定在钢 丝表面。
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。
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四、金刚线多晶介绍
干法制绒（树脂金钢线硅片）
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四、金刚线多晶介绍（高清大图）
湿法制绒
这些绒面包括：纳米正金字塔、纳米倒金字塔、纳米柱、纳米凹坑
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四、金钢线切割多晶制绒进程
相对刚刚发展起来的黑硅商业化技术而言 1、湿法具有初期投入设备低的优势，而干法设备的一次性投入过高，只有某些大 厂进行了批量生产推广，干法设备才将大面推广。 2、现在湿法相对干法制绒技术要求、门槛相对较高，效率提升还是干法占优，对 于现在的光伏市场来说，应该还是效率至上。 3、干法设备国内有4-5家采用了，湿法设备是一家。 4、至少现阶段制约金钢线多晶的第一难点，制绒问题可以说的是到了一个可以推 广应用的阶段。 5、至于最后的湿法和干法谁将是最后市场使用比例最高的，还是市场来主导。
晶硅片特性与制绒方法研究）
金刚线切割硅片亮度较高？由于金刚石切割硅片表面划痕往往密集 重叠，在硅片表面形成类似光滑带效率，从视觉上增强了视觉效果。 区别于游离砂浆切割模式的随机摩擦产生的凹坑，并对比来看游离 砂浆硅片反而较暗。
四、金刚线多晶介绍
金钢线切割多晶解决之路 主要技术路线
干法制绒（RIE)