硅片切割技术说明

太阳能硅片切割技术七重攻略说明

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。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臵等有关。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。

太阳能电池及硅切片技术

太阳能电池简介 太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。 （1）硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转化效率最高，技术也最为成熟，理想转化效率略大于30%，在实验室最高的转化效率为23%，最近实验室转化效率可以达到24.7%，常规地面用商业用直拉单晶硅太阳能电池转化效率可达到18%，期望不久可以达到20%以上。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，弱光特性较差，生产工艺复杂，大幅度降低其成本很困难，为了降低成本，发展多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为16%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。

非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。（2）多元化合物薄膜太阳能电池 多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓III-V族化合物、硫化镉、硫化镉及铜锢硒薄膜电池等。 硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高，成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染，因此，并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产品。 砷化镓（GaAs）III-V化合物电池的转换效率可达28%，GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感，适合于制造高效单结电池。但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs 电池的普及。 铜铟硒薄膜电池（简称CIS）适合光电转换，不存在光致衰退问题，转换效率和多晶硅一样。具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。唯一的问题是材料的来源，由于铟和硒都是比较稀有的元素，因此，这类电池的发展又必然受到限制。 （3）聚合物多层修饰电极型太阳能电池

太阳能硅片多线切割技术详解

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。

硅片多线切割技术详解

硅片多线切割技术详解 太阳能光伏网 2012-4-9 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

论金刚线切割硅片技术的前景

论金刚线切割硅片技术的前景

5 金钢线的优势 （1）切割效率高：切割效率高降低了设备厂房及一切折旧、单片人工加工成本； （2）单片成本低：金钢线替代了传统砂浆的切割的碳化硅、悬浮液、钢线，对比三项来说，根据砂浆使用结构线加线回收砂浆系统的单片控制在0.65元算比较前沿的，但不是每一家都可以达到这个程度，金钢线的电镀线切割基本持平，树脂金钢线还可以下潜1毛钱； （3）品质受控：A、从品质管控来说，砂、线、液是是必须分三家供应商，如果在加上二级、三级供应商的话，三项辅材需要设置要达到6-12家，相对金钢线将砂、线综合了，供应商的减少也减少辅料波动性，只需管控一家即可；B、切割过程中的断线，是影响良品率的一大杀手。金刚线的母线采购单价是高于普通直拉钢线几倍的价格，对于直拉钢线的品质要求也要更高，需要经过多次上砂和清洗和修磨工艺；C、金钢线的制造过程，需要经过多道金钢线拉力机的测试，并设立三道品质检验，分别从母线检测、一次成品检测、二次成品检测、需对每卷线都会有一份相应可追溯性检测报告，对表面镀层上砂颗粒数量、破断拉力、突出量等一系列数据进行检测；D、金钢线品质的性能，另外还需要是大量建立实际切割数据基础上，在提供给客户应用之前，现具有规模的金钢线厂家都会添加1台或者多台金钢线多线切割。建议一个具有可示范性、可复制的前沿技术推广应用的生产测试部门，对每批次钢线进行切割和前沿技术的摸索，经过了品质检验和实际生产的测试双向检测；E、金钢线的生产是完全建立数据跟踪系统，对于每卷线数据做到具有可追溯性，这也将品质把控更提高了一步； （4）硅耗降低：因以固结的方式可以参与有效切割的金刚石较多，镀层要比砂浆的混合体要小，刀缝损失也更少，生产加工过程成本的降低； （5）环保：在现中国的时代，工厂对于环保的认知还是太低了，砂浆的COD达到几十万，而金钢线切割液经过纯水稀释加切割液COD在200-1000，对于污水的处理也将大大提升； （6）潜在利于硅粉的回收再利用、回炉再利用，现在还在探索阶段。

硅片切割技术

太阳能硅片切割技术 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。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

太阳能硅片切割技术

优化太阳能硅片切割成本 当太阳能硅片切割行业的利润逐渐趣于稳定，行业内的竞争逐步升温的2009 年到来时,对太阳能硅片切割企业，尤其是中小型切割企业来说，在提高硅片质量的同时进行成本优化已成为一种必然。 由于行业的竞争，使得产品在销售过程中已不可能像经济危机之前那样坐等采购上门来买，并且对硅片的质量提出来极高的要求，因此,尽管太阳能硅片是按张数来卖,但只为增加张数的生产时光已一去不复返了。按常理来讲，要提高并且保持太阳能硅片的质量，就必须在生产环节层层把关，这样,带来的最直接的影响就是生产成本的上升.。对于硅片切割这样的加工型经营模式来讲，在保证质量的前提下,最直接的降低成本的方式莫过于实现规模化生产，但这种成本优化的方式只属于资金以及经营理念超前的赛维LDK、昱辉等大型硅片切割企业。因而，中小型硅片切割企业的成本优化方式，必须是结合生产工艺改进条件下的对切割液、碳化硅微粉、以及钢线等的优化使用。 沙浆的优化使用：在整个硅片切割过程中，最容易做到的首先是对沙浆的优 化使用 由于废沙浆的回收使用已经比较成熟，所以对大多数中小型硅片切割企业来说讲，在保证质量的前提下，降低沙浆的使用成本已经成为一种可能。我们以四台NTC442D线切割机为例，以液砂配比比例1 : 0.95计算，一台机一个月的用量液6吨，砂5.7吨，按市场价液16000元/吨，砂30000元/吨计算，那么四台机一个月的使用成本是1068000 元。如果用回收液和回收砂，为保证回收液和砂的质量，用塞矽做回收，回收比例可以达到液70%，砂50%。液按8000元/吨，砂15000元/吨计算，为保险起见，我们在使用过程中回收液，砂都参50%，那么四台机一个月的使用成本为802000，这样一个月可节省成本266000 元，即一年节省成本3192000 元。 如果技术改进，砂的回收加工费用可降到10000元/吨，并且回收液和砂的 使用比例还可以有大的提升。 可见，如果在工艺许可的范围内，对沙浆的使用进行优化，也可以为硅片切割企业节省大额的成本。 太阳能硅片切割液 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。

硅片切割技术说明

太阳能硅片切割技术七重攻略说明 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。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。

结构线对硅片切割的影响

结构线对硅片切割的影响 摘要：本文使用结构线替代传统的硅片多线切割用线直钢丝方法，在切割硅块过程中，会增大碳化硅颗粒的附着力，不容易从钢线表面脱落，使钢线携带比较多的砂浆参与硅块的切割。也大大提高了钢线的切割能力。通过使用结构线对硅块进行切割并对试验数据进行跟踪，硅片表面的碳化硅磨削痕迹在3-4um，硅片整体厚度良好保持在180um±10um且TTV<15um。 关键词： 硅片切割、结构线、合格率 0、前言 当前随着社会的发展，太阳能光伏产业逐步成为新的主导产业。在太阳能硅片切割过程中，主要是由钢线带动浆料（浆料由碳化硅粉末和悬浮液按照一定比例进行配置而成），在一定张力的作用下，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅块切割成尺寸合格的硅片。钢线在参与整个切割过程中作为一个载体，同时也被高速运动的碳化硅颗粒磨损，线径的变化可能会影响硅片表面的切割质量。 砂浆中的碳化硅莫氏硬度为9.5级，而晶体硅的莫氏硬度为7级，切割过程中主要依靠碳化硅对晶体硅进行磨削切割。钢线携带砂浆的多少直接影响硅块切割的效果。目前太阳能行业普遍使用的切割硅片的钢线主要是横截面为圆形或椭圆形的普通钢线。在切割硅块过程中，碳化硅颗粒由于缺少附着力，容易从钢线表面脱落，钢线在硅块入线口会引起浆料的飞溅，进而携带比较少的砂浆参与硅块的切割。这使得钢线在切割硅片过程中容易磨损，引起断线，也大大降低了钢线的切割能力。本文的结构线可以提高对砂浆的携带能力，从而有助于硅片合格率的提升。 1、目前现状 目前在光伏行业中结构线的主要应用为多晶硅开方使用，在硅片切割中的多线切割中应用较少，主要原因是结构线本身的造价要高于普通的直钢丝，这就使得在钢线耗用量较大的多线切割中成本较高。 整体切片环节成本的主要消耗为碳化硅、悬浮液、钢线，现在整个原材料价格下滑，切割钢线在砂、线、液成本中所占的比例为20%，其中碳化硅和切割液占了主要的部分。实验的主题思路为通过将结构线代替普通直钢丝，提高切割线在纱线液中所在比例，降低碳化硅和切割液的消耗，从而降低纱线液的整体成本。目前0.12*500km型号的结构线价钱现在比普通直钢丝高30%，通过降低砂浆的用量，提高加工设备的工作台速度，提高设备的开机率，最终达到原材料和设备费用的共同降低。

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 中国新能源网| 2008-7-30 9:31:00 | 新能源论坛| 我要供稿 特别推荐：《生物质能源技术国际会议论文集》征订 摘要：随着全球各国绿色能源的推广和近年来半导体产业的超常规发展，硅片市场的供需已极度不平衡，切割加工能力的落后和产能的严重不足已构成了产业链的瓶颈。作为硅片(晶圆) 上游生产的关键技术，近年来崛起的新型硅片多丝切割技术具有切割表面质量高、切割效率高和可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点。由于驱动研磨液的切割丝在加工中起重要作用，与刀损和硅片产出率密切关联，故对细丝多丝切割的研究具有迫切与深远的意义。 关键词：晶圆，多丝切割，细丝，产出率，切削量 0 引言： 硅片切割是电子工业主要原材料一硅片(晶圆)生产的上游关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产。在电子工业中，对硅片的需求主要表现在太阳能光伏发电和集成电路等半导体产业上。 光伏发电是利用半导体材料光生伏打效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术。资料显示，太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍。随着全球矿物资源的迅速消耗，人们环保意识的不断增强，充分利用太阳的绿色能源被高度重视（图1.1为近年来全球太阳能电池产量），发展势头及其迅猛。

晶体硅片是制作光伏太阳能电池的主要材料，每生产1MW的太阳能电池组件需要17 吨左右的原料。Clean Edge 预计，全球太阳能发电市场的规模将从2005年的110亿美元猛进增到2015年的510亿美元，以芯片著名的“硅谷”将被“太阳谷”所取代。显然太阳能产业的迅猛发展需要更多的硅原料及切割设备来支撑。 除太阳能电池外，硅片的巨大需求同样表现在集成电路等半导体产业上。硅占整个半导体材料的95%以上，单晶硅片是半导体器件生产的关键性基材，是当之无愧的电子产业的基础支撑材料。2005年我国集成电路产业消耗的电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池多晶硅约1400吨；2006年，我国集成电路产业消耗的电子级多晶硅约1200吨，太阳能电池多晶硅约3640吨。预计到2010年，电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。随着全球各国能源结构的调整，绿色能源的推广和近年来半导体产业的超常规发展，硅片市场的供需已极度不平衡。硅原料的供不应求，切割加工能力的落后和严重不足构成了产业链的瓶颈，严重阻碍了我国太阳能和半导体产业的发展。因此，未来的3至5年间，将是中国晶硅产业快速发展的黄金时期。 1硅片切割的常用方法： 硅片加工工艺流程一般经过晶体生长、切断、外径滚磨、平边、切片、倒角、研磨、腐蚀、抛光、清洗、包装等阶段。近年来光伏发电和半导体行业的迅速发展对硅片的加工提出了更高的要求(图1.2)：一方面为了降低制造成本，硅片趋向大直径化。另一方面要求硅片有极高的平面度精度和极小的表面粗糙度。所有这些要求极大的提高了硅片的加工难度，由于硅材料具有脆、硬等特点，直径增大造成加工中的翘曲变形，加工精度不易保证。厚度增大、芯片厚度减薄造成了材料磨削量大、效率下降等。

太阳能光伏电池硅片切割技术

本文由哈哈5790902贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 太阳能光伏电池硅片切割技术 硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分。该工艺用于处理单晶硅或者多晶硅的固体硅锭。线锯首先把硅锭切成方块，然后切成很薄的硅片。（图 1）这些硅片就是制造光伏电池的基板。 图 1.硅片切割的 3 个步骤：切料, 切方和切片 硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。本文将对硅片切片工艺、制造业的挑战和新一代线锯技术如何降低切片成本做一个概述。 线锯的发展史 第一台实用的光伏切片机台诞生于 1980 年代，它源于 Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。Charles Hauser 博士是瑞士 HCT 切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司 PWS 精确硅片处理系统事业部的前身。这些机台使用切割线配以研磨浆来完成切割动作。今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于 Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显著的提高。 切割工艺 现代线锯的核心是在研磨浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。最多可达1000 条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网“。马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒 5 到 25 米的速度移动。切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨浆。 图 2. 硅块通过切割线组成的切割网. 硅块被固定于切割台上，通常一次 4 块。切割台垂通过运动的切割线切割网，使硅块被切割成硅片（图 2）。切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。 减少硅料消耗 对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。降低截口损失可以达到这个效果，截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。切割线直径已经从原来的 180-160μm 降低到了目前普遍使用的 140-100μm 。降低切割线直径还可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量。 让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。在过去的十多年中，光伏硅片的厚度从原来的 330μm 降低到现在普遍的 180-220μm 范围内。这个趋势还将继续，硅片厚度将变成100μm. 减少硅片厚度带来的效益是惊人的， 330μm 从到 130μm，光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达 60%。 制造业的挑战 在硅片切割工艺中我们需要面对多项挑战，主要聚焦于线锯的生产力，也就是单位时间内生产的硅片数量。生产力取决于以下几个因素： 1) 切割线直径–更细的切割线意味着更低的截口损失，也就是说同一个硅块可以生产更多的硅片。然而，切割线更细更容易断裂。 2) 荷载–每次切割的总面积，等于硅片面积 X 每次切割的硅块数量 X 每个硅块所切割成的硅片数量。

硅片切割线痕的起因与降低方法

硅片切割线痕的起因与降低方法 摘要线痕的存在会影响电池片的生产工艺。是太阳能硅片生产中比较重要的一个问题。本文分析了多晶太阳能级硅片产生线痕的原因.并针对各不同成因。对降低和避免硅片线痕的措施进行了探讨。 关键词硅片线痕起因降低方法 前言 硅棒的切割不管是在半导体行业还是太阳能光伏行业都是必不可少的一道工序，硅片质量的好坏直接关系到后续工序的制造和加工。线痕是影响硅片表面质量的一个比较重要因索。半导体行业对硅片表面质量要求较高，但其线痕并不是一个大问题，因为相对而言其硅片较厚，切割过后有一抛光研磨过程可以去除线痕;而光伏行业的硅片非常薄（160-220um），因此研磨工艺在太阳能行业是不适用的。线痕的存在还会影响电池片的生产工艺，易造成破片。 1.线痕的分类 线痕按照形状分有单一线痕，密集性线痕和硬点线痕。硅片表面的单一线痕，有深有浅，一般线痕较小还是可以接受为合格片;密集性线痕体现为整个或者部分硅片表面出现多条由深至浅状的线痕;而硬点线痕出现的毫无规律，但是其形状似单一线痕。但是线痕上可以明显看到有硬点的存在。对于单晶来说，线痕主要有密集性线痕和单一线痕;对于多晶来说，三种都存在，即比单晶增加一种由于硬点造成的线痕。 2.单一线痕 单一线痕主要产生的原因和处理措施为: 1）跳线。跳线造成的线痕一般会集中在晶棒的某一段，但有时也会整根棒跳线，从而导致切割后整根棒几乎都有线痕片。造成跳线的主要原因为: a，杂质(碎硅片，砂浆中的杂质)进入线槽或者粘附于线网，若上一次切割完毕后线网未清理干净或者砂浆过滤袋质量出现问题，则很容易发生这种情况; b, 导轮磨损过大，导轮使用寿命有限制，超过一定时间则需要更换导轮; c，钢线张力太小，线弓过大产生滑移，一般在工艺稳定的情况下，这种情况不易发生，如为此种情况，须适当调整工艺; d，硅棒对接位置不好也易引起跳线。 为了尽量避免跳线，每次切割完毕后清理工作要做到位，确保线网上的杂质都被气枪吹尽，切割前砂浆循环足够时间，使砂浆中携带的杂质都被有效过滤，每次切割前确认导轮使用时间是否超出限制，如果超出及时更换。 2) 断线。断线后的晶棒即使能够挽救回来，或多或少会产生线痕片。影响断线的主要因素为： a,钢丝本身缺陷，如①钢丝强度偏底;②钢丝内含夹杂物，钢丝的断面照片可以明显看到成不相容相的颗粒;③钢丝存在表面缺陷，当切割受力时这些杂质和缺陷成为应力承受的薄弱部位，易于断裂。

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 0810028061 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 and flow Abstract As the shortage of energy and the pollution of environment, it is a trend use renewable and non-pollution energy nowadays, the development 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 of Photovoltaic 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;

太阳能电池板硅片切割工艺(经验积累)

关节镜术护理 外三科 随着电子，光学和机械科学的发展，医用器械设备不断更行，关节镜设备日益精良，关节镜技术在临床诊断、治疗等方面日益取得进展，关节镜是内镜的一种，但它是一种特殊的内镜。由于关节本身的结构复杂，而且种类繁多，在关节镜外壳，发展最快的是膝关节镜。 一，适应症 1.肩关节镜检查诊断个治疗。肩关节是由3个关节综合组成的复杂关节，包括盂肱关节，肩锁关节和胸锁关节。 （1）滑膜关节病变的诊断和活检或镜下行滑膜切除术。 （2）肩关节游离的镜下切除。 （3）观察肱二头肌，肩袖的损伤部位， ( 4 )强直性脊柱炎须滑膜创削清理的病例。 （5 ）对髋关节软骨瘤，髋关节感染的明确诊断等。 3.膝关节镜检查诊断和治疗 ( 1 )关节镜下半月切除术. ( 2 ) 游离体得镜下手术. ( 3 ) 滑膜炎的镜下手术，主要是去除原发病灶。 （4）膝关节骨关节炎的镜下手术。 （5 )交叉韧带重建术，外侧支持带松解术。 （6 ）软骨成形术。 二关节镜设备及器械 （一）设备 采用Smith+Nephew DYONICS关节镜系列，包括直径4.——3540mm 30 广角关节镜，冷光源，摄像成像系统，监视器，手动器械和电动切割刨削系统。计算机视频成像和捕捉采集系统，手收集图资料。术中用C型臂X线机等。 （二）器械 基本器械，关节镜器械。关节镜成型器械 （三）关节镜手术的配合 （一）肩关节镜手术 1，基础操作 (1）麻醉；一般采用全麻。 (2 )体位：平卧垫高位，上臂外展35°~ 70°。前屈15°。为维持上臂

位置可进行悬吊牵引，其方向与肱骨纵轴保持平行，但牵引力不宜过大，以免臂丛神经牵拉损伤。采用本法牵引，可使关节间隙宽而便于观察和变现病变。 （3 )切口：用皮肤标志笔将进位口（后方进位，前方进位，上方进位）做标志。 2，手术方法 （1）用1枚18号穿刺针(25MM),用过后方软点朝着缘突方向将阵向前向内防插入，当阵达到理想部位后，用注射器注入60Ml含有肾上腺素的生理盐水止血扩张关节朖。当注射器丛针头取下，有灌注夜回流，说明此阵的位置是正确的。 （2）拔出针头，在针的插入处用11号尖刀片做一个皮肤切口，先用带套管的锐性穿刺锥沿掾突的方向，指向前内朝突方向插入。到达关节朖后，再用钝性穿刺锥，将鞘和穿刺锥一并插入关节内，然后拔出穿刺锥芯，插入直径4MM 30°关节镜和进水管，观察整个盂肱关机。在关节镜的直视下，根据手术要求，进行其他穿刺孔的穿刺，进行器械操作。 （二）髋关节镜手术 1，基础操作 （1）麻醉：采用硬脊莫外腔滞麻醉，全身情况较差的患者采用全麻。 （2）体位：仰卧位，患者仰卧于牵引床上。双球管X线机活C臂X 线机透视。 ( 3 )切口：术前将髋关节骨性标志，血管神经走行的入口用记号笔标出。在大转子顶点，大转子前后各4cm处分别标出，作为关节镜入口和手术器械入口。 2，手术方法 采用外侧和前外侧入口，首先下肢在中立位进行牵引，以便关节间隙牵开，用18号长穿刺针(2mm）在股骨大转子顶点想腹股沟韧带的向外2cm进行关节穿刺，由于关节内为负压，注射器内的液体可自动吸入关节腔，如果穿刺确有困难或经验不足者，可在X线透视下进行关节腔穿刺，注射含有肾上腺素的审理盐水30~50ML以便止血和扩张关节腔，有利于穿刺锥进入，炎注射针旁1cm切开皮肤5cm,将钝性穿刺锥感和关节镜套管人关节腔内，其方向与刺锥一致，与身体纵轴呈30°~45°，穿透关节郎后退出钝性穿刺锥，连接关节镜和进水管，在关节镜直视下降另一个穿刺锥在前外侧或后外侧置入，其夹角呈45°，以便镜下操作。 （三）膝关节镜手术 1，基础操作 （1 )麻醉：患者局麻或硬脊膜外腔阻滞麻醉。 （2 )体位;患者平卧与手术台上，健肢用截石位固定架固定，换着自然下垂于台边。

硅片切割工艺调研

硅片加工发展调研 科技发展对硅片的新的要求 1）从成本造价上考虑，目前在太阳电池成本中硅片几乎占了的成本,为提高光电转换效率,降低生产成本提高原材料利用率,太阳能级硅片必然向超薄 方向,大直径方向发展,而且急需准方形硅片。 2）从加工精准度考虑，90%以上的半导体器件和电路,尤其是大规模集成电路、超大规模集成电路和甚大规模集成电路都是制作在高纯优质的硅单晶抛光片和外延片上的。而硅片的加工是作为此技术中最基本的工序,它对 以后的工序(外延、氧化、扩散、腐蚀、钝化、光刻等)有至关重要的作用。 在硅片加工的过程中,必须达到以后工序所要求的平坦度、平行度、弯曲 度、翘曲度等要求,必须最大限度地减少杂质微粒,为以后工序的进行打下 基础。人们越来越多认识到硅衬底加工过程中消除损伤和应力,去除微粒、边沿和表面的完美性及表面状态等已成为微电子进一步发展的十分重要 的因素。为了提高生产线的生产效率,降低生产成本,生产线所需硅圆片直 径不断增大。为了满足硅圆片加工的需要,硅片切割设备一方面向大片径 化方向发展,另一方面向高精度、高自动化及高智能化方向发展。 1、硅片加工工艺总论 1）传统型工艺：切片（内圆金刚石锯片切割）——倒角——研磨——腐蚀——清洗——抛光 切片参数：TTV :<1μm Warp : 40μm TV :<1μm TIR : <1μm 损伤层厚度：4~8μm 传统型工艺缺陷：传统加工工艺过程是通过研磨、腐蚀、抛光完成硅片的平整化加工,由于游离磨料研磨的加工效率较低且会产生较大的表面损伤层,腐蚀去

除损伤层的过程中腐蚀率难以稳定控制,会影响研磨后硅片的面型精度,这势必增加最终超精密抛光的加工时间,因此应用传统工艺进行硅片的批量生产时,存在难以保证高精度面型、加工效率低、控制难度很大,不易实现自动化等公认的缺点,此外腐蚀和清洗还存在污染环境问题。随着硅片尺寸的加大,传统加工工艺在面型精度和生产效率方面的缺点更加突出 2）目前硅片加工工艺 区分传统型加工工艺的核心部分就是硅片切割工序，切割质量不仅影响到后续的研磨、抛光、刻蚀等工序,而且还会影响到半导体器件制成品的最终质量和太阳电池的转换效率。因此,研究硅片切割工艺,对提高硅片的成品率、质量、提高加工效率、降低加工成本有着重要的指导意义。 3）硅片切割技术 晶片切割常用的方法有:外圆切割、内圆切割和线切割。外圆切割因为其加工精度差，损伤程度大，加工成本高等缺点已经逐渐被取代，现在主流的为内圆切割和线切割 一、内圆切割技术 内圆切割主要由个运动组成主轴带动刀环高速旋转;同时做径向进给运动;工件固定在溜板箱上,由步进电机带动做前后进给运动。依照主轴方向不同,内圆锯切机可分为立式和卧式两种。卧式切片机便于取片,但是大质量的主轴为悬臂结

太阳能硅片切割技术七重攻略

太阳能硅片切割技术七重攻略 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。 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 段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿 度,再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。 力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高， 砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线； 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、 2-3秒的时间加速到规定速度，运行一 0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速 在双向切割的过程中，线切割机的切割能 但不能低于或超过砂浆的切割能力。 如果低于 反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致

硅片切割技术现状及发展趋势

硅片切割技术现状及发展趋势 硅片切割是太阳能光伏电池制造工艺中的关键部分，该工艺用于将开方后的单晶硅块或者多晶硅块利用线锯切割成很薄的硅片。这些硅片就是制造光伏电池的基板。 硅片是晶体硅光伏电池技术中最昂贵的部分，所以降低这部分的制造成本对于提高太阳能对传统能源的竞争力至关重要。 一、国内外硅片切割技术现状 第一台光伏用硅片切片机诞生于80年代，它源于Charles Hauser 博士前沿性的研究和工作。Charles Hauser 博士是瑞士HCT切片系统的创办人，也就是现在的应用材料公司精确硅片处理系统事业部(PWS)的前身。这些机台使用切割钢线配以研磨砂浆来完成切割动作。今天，主流的用于硅锭和硅片切割的机台的基本结构仍然源于Charles Hauser 博士最初的机台，不过在处理载荷和切割速度上已经有了显着的提高。 现代线锯的核心是在研磨砂浆配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线。最多可达2000条切割线相互平行的缠绕在导线轮上形成一个水平的切割线“网”。马达驱动导线轮使整个切割线网以每秒5到25米的速度移动。切割线的速度、直线运动或来回运动都会在整个切割过程中根据硅锭的形状进行调整。在切割线运动过程中，喷嘴会持续向切割线喷射含有悬浮碳化硅颗粒的研磨砂浆。硅块被固定于切割台上，通常一次2块或4块。切割工作台垂直通过运动的切割线组成的切割线网，使硅块被切割成硅片。切割原理看似非常简单，但是实际操作过程中有很多挑战。线锯必须精确平衡和控制切割线直径、切割速度和总的切割面积，从而在硅片不破碎的情况下，取得一致的硅片厚度，并缩短切割时间。 对于以硅片为基底的光伏电池来说，晶体硅原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。光伏硅片生产可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。降低截口损失可以达到这个效果，截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。切割线直径已经从原来的180-160μm 降低到了目前普遍使用的140-100μm 。降低切割线直径还可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量。

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 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。在钢线的横向震动中,会使得晶棒受到来自钢线的横向压力,这将最终影响硅片切割好坏,因此,采取有效的方法来控制钢线张力,减小钢线震动是硅片的多线切割的一项重要指标。 2.3 工艺过程分析 硅片多线切割设备的控制方式主要有工业控制计算机、运动控制卡、控制放线电机、放线收线导向移动电机、启动和停止运转以及工作台驱动电机调节等。工作时,首先从张力传感器取样,之后进行测试和计算后得到输出指令用于控制各路的电机运转。设定切割模式,检测切割的条件并且调节各路电机的运转情况以及砂浆流量和温度。理论上计算切割过程主要涉及到槽距以及理论切片的数量,其公式为: 式中:D代表槽距,为钢线直径,表示金刚砂的直径,T为硅片的厚度,f是游移量。 从而得到理论切片数量: 其中L表示单位质量的单晶有效长度,D与上式相同,表示槽距。