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1、切片工艺 2010-09-20 08:56太阳能硅片的太阳能硅片的线线切割机理就是机器切割机理就是机器导轮导轮在高速运在高速运转转中中带动钢线带动钢线，从而由，从而由钢线钢线将聚将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆浆送到切割区，在送到切割区，在钢线钢线的高速运的高速运转转中与中与压压在在线线网上网上的工件的工件连续发连续发生摩擦完成切割的生摩擦完成切割的过过程。程。在整个切割在整个切割过过程中，程中，对对硅片的硅片的质质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、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、砂碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆浆的粘度、砂的粘度、
2、砂浆浆的流量、的流量、钢线钢线的速度、的速度、钢线钢线的的张张力以力以及工件的及工件的进给进给速度等。速度等。一、切割液（一、切割液（PEG）的粘度）的粘度由于在整个切割由于在整个切割过过程中，碳化硅微粉是程中，碳化硅微粉是悬悬浮在切割液上而通浮在切割液上而通过钢线进过钢线进行切割行切割的，所以切割液主要起的，所以切割液主要起悬悬浮和冷却的作用。浮和冷却的作用。1、切割液的粘度是碳化硅微粉、切割液的粘度是碳化硅微粉悬悬浮的重要保浮的重要保证证。由于不同的机器开。由于不同的机器开发设计发设计的的系系统统思思维维不同，因而不同，因而对对砂砂浆浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞的粘度
3、也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士士线线切割机要求切割液的粘度不低于切割机要求切割液的粘度不低于55，而，而 NTC 要求要求22-25，安永，安永则则低至低至18。只有。只有符合机器要求的切割符合机器要求的切割标标准的粘度，才能在切割的准的粘度，才能在切割的过过程中保程中保证证碳化硅微粉的均匀碳化硅微粉的均匀悬悬浮分布以及砂浮分布以及砂浆稳浆稳定地通定地通过过砂砂浆浆管道随管道随钢线进钢线进入切割区。入切割区。2、由于、由于带带着砂着砂浆浆的的钢线钢线在切割硅料的在切割硅料的过过程中，会因程中，会因为为摩擦摩擦发发生高温，所以切生高温，所以切割液的粘度又割液的粘度又对对冷却起着重要
4、作用。如果粘度不达冷却起着重要作用。如果粘度不达标标，就会，就会导导致液的流致液的流动动性差，不性差，不能将温度降下来而造成灼能将温度降下来而造成灼伤伤片或者出片或者出现现断断线线，因此切割液的粘度又确保了整个，因此切割液的粘度又确保了整个过过程的温度控制。程的温度控制。二、碳化硅微粉的粒型及粒度二、碳化硅微粉的粒型及粒度太阳能硅片的切割其太阳能硅片的切割其实实是是钢线带钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光是硅片表片的光洁洁程度和切割能力的关程度和切割能力的关键键。粒型。粒型规则规则，切出来的硅片表明就会光，切出来的硅片表明就会光洁洁
5、度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。三、砂三、砂浆浆的粘度的粘度线线切割机切割机对对硅片切割能力的硅片切割能力的强强弱，与砂弱，与砂浆浆的粘度有着不可分割的关系。而砂的粘度有着不可分割的关系。而砂浆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、砂割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆浆密度等。只有达到机器要求密度等。只有达到机器要求标标准的砂准的砂浆浆粘度粘度（如（如 NTC 机器要求机器要求250左右）才能在切割左右）才
6、能在切割过过程中，提高切割效率，提高成品率。程中，提高切割效率，提高成品率。四、砂四、砂浆浆的流量的流量钢线钢线在高速运在高速运动动中，要完成中，要完成对对硅料的切割，必硅料的切割，必须须由砂由砂浆泵浆泵将砂将砂浆浆从从储储料箱中打料箱中打到到喷喷砂咀，再由砂咀，再由喷喷砂咀砂咀喷喷到到钢线钢线上。砂上。砂浆浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都求，都对对切割能力和切割效率起着很关切割能力和切割效率起着很关键键的作用。如果流量跟不上，就会出的作用。如果流量跟不上，就会出现现切割切割能力能力严严重下降，重下降，导导致致线线痕片、断痕片、断线线、甚至是机器
7、、甚至是机器报报警。警。五、五、钢线钢线的速度的速度由于由于线线切割机可以根据用切割机可以根据用户户的要求的要求进进行行单单向走向走线线和双向走和双向走线线，因而两种情况，因而两种情况下下对线对线速的要求也不同。速的要求也不同。单单向走向走线时线时， ，钢线钢线始始终终保持一个速度运行（保持一个速度运行（MB 和和 HCT可以根据切割情况在不同可以根据切割情况在不同时间时间作出手作出手动调动调整），整），这样这样相相对对来来说说比比较较容易控制。目前容易控制。目前单单向走向走线线的操作越来越少，的操作越来越少，仅仅限于限于 MB 和和 HCT 机器。机器。双向走双向走线时线时， ，钢线钢线速度
8、开始由零点沿一个方向用速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的秒的时间时间加速到加速到规规定速度，定速度，运行一段运行一段时间时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿顿0.2秒后再慢慢地反向秒后再慢慢地反向加速到加速到规规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过过程。在双向切割的程。在双向切割的过过程中，程中，线线切割机的切割能力在一定范切割机的切割能力在一定范围围内随着内随着钢线钢线的速度提高而提高，但不能的速度提高而提高，但不能低于或超低于或超过过砂砂浆浆的切割能力。如果低于砂的切割能力。如果低于砂浆浆
9、的切割能力，就会出的切割能力，就会出现线现线痕片甚至断痕片甚至断线线；反之，如果超出砂；反之，如果超出砂浆浆的切割能力，就可能的切割能力，就可能导导致砂致砂浆浆流量跟不上，从而出流量跟不上，从而出现现厚薄厚薄片甚至片甚至线线痕片等。痕片等。目前目前 MB 的平均的平均线线速可以达到速可以达到13米米/秒，秒，NTC 达达10.5-11米米/秒。秒。六、六、钢线钢线的的张张力力钢线钢线的的张张力是硅片切割工力是硅片切割工艺艺中相当核心的要素之一。中相当核心的要素之一。张张力控制不好是力控制不好是产产生生线线痕片、崩痕片、崩边边、甚至短、甚至短线线的重要原因。的重要原因。1、 、钢线钢线的的张张力
10、力过过小，将会小，将会导导致致钢线钢线弯曲度增大，弯曲度增大，带带砂能力下降，切割能力降砂能力下降，切割能力降低。从而出低。从而出现线现线痕片等。痕片等。2、 、钢线张钢线张力力过过大，大，悬悬浮在浮在钢线钢线上的碳化硅微粉就会上的碳化硅微粉就会难难以以进进入入锯缝锯缝，切割效率，切割效率降低，出降低，出现线现线痕片等，并且断痕片等，并且断线线的几率很大。的几率很大。3、如果当切到胶条的、如果当切到胶条的时时候，有候，有时时候会因候会因为张为张力使用力使用时间过长时间过长引起偏离零点的引起偏离零点的变变化，出化，出现现崩崩边边等情况。等情况。MB、 、NTC 等等线线切割机一般的切割机一般的张
11、张力控制在送力控制在送线线和收和收线线相差不到相差不到1，只有安永的，只有安永的相差相差7.5。 。七、工件的七、工件的进给进给速度速度工件的工件的进给进给速度与速度与钢线钢线速度、砂速度、砂浆浆的切割能力以及工件形状在的切割能力以及工件形状在进给进给的不同位的不同位置等有关。工件置等有关。工件进给进给速度在整个切割速度在整个切割过过程中，是由以上的相关因素决定的，也是最程中，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，也可能会出没有定量的一个要素。但控制不好，也可能会出现线现线痕片等不良效果，影响切割痕片等不良效果，影响切割质质量和成品率。量和成品率。总总之，太阳能硅片之
12、，太阳能硅片线线切割机的操作，是一个切割机的操作，是一个经验经验大于技大于技术术流程与流程与标标准的精准的精细细活。活。只有在只有在实际实际操作中，不断操作中，不断总结总结与探与探讨讨，才能，才能对对机器的机器的驾驭驾驭游刃有余。游刃有余。太阳能硅片切割液太阳能硅片切割液废废砂砂浆浆是切割液（是切割液（PEG）和砂）和砂浆浆的混合物，目前主要依靠离心和的混合物，目前主要依靠离心和沉降两种回收技沉降两种回收技术术， ，对废对废砂砂浆进浆进行行处处理，回收其中的切割液和碳化硅微粉，返回到理，回收其中的切割液和碳化硅微粉，返回到太阳能太阳能线线切割机重新使用。切割机重新使用。由于太阳能行由于太阳能行
13、业业的特殊性，硅片加工的特殊性，硅片加工对对于切割力和硅片表面都有很高的技于切割力和硅片表面都有很高的技术术要求，要求，因此因此对对切割液和碳化硅微粉的要求相切割液和碳化硅微粉的要求相应应也很高，也很高，质质量要量要稳稳定可靠。目前，国内使用定可靠。目前，国内使用的切割液和碳化硅微粉在的切割液和碳化硅微粉在线线切割切割过过程中，砂程中，砂浆浆中不可避免的会混入硅粉、中不可避免的会混入硅粉、铁铁、高聚、高聚物等物等杂质杂质，部分碳化硅微粉也会因切割作用而出，部分碳化硅微粉也会因切割作用而出现现破破损损， ，产产生的生的废废砂砂浆浆很很难继续难继续使用。使用。利用沉降离心、化学清洗、絮凝利用沉降离
14、心、化学清洗、絮凝过滤过滤、精、精馏馏、萃取、旋、萃取、旋风风分分级级等分离原理和方法，将等分离原理和方法，将废废砂砂浆浆中中杂质杂质和水分去除，可以得到和水分去除，可以得到优质优质合格的切割液和碳化硅微粉，从而合格的切割液和碳化硅微粉，从而实现实现二次利用。二次利用。液体回收液体回收过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杂质。 。这样这样得到的液体才能得到的液体才能够够保保证证原有的化学成分，具有与新切割液相同的表面原有的化学成分，具有与新切割液相同的表面活性、活性、悬悬浮力和携浮力和携带带力，可多次重
15、复使用。力，可多次重复使用。但是由于使用回收料的成本但是由于使用回收料的成本较较低，国内从低，国内从2007年开始，年开始，对对回收液的使用越来越回收液的使用越来越多，尤其是一些大厂多，尤其是一些大厂为为了了节约节约成本，回收液的使用比例占到成本，回收液的使用比例占到总总的切割液使用量的的切割液使用量的50%左右。国内目前从事回收的厂家有无左右。国内目前从事回收的厂家有无锡赛锡赛夕、无夕、无锡锡佳宇、青佳宇、青岛岛海科林、常州盈海科林、常州盈天等。碳化硅微粉和切割液的回收率分天等。碳化硅微粉和切割液的回收率分别别占占废废砂砂浆浆的的30%和和35%以上。以上。国内的回收利用起步国内的回收利用起
16、步较较晚，回收技晚，回收技术术参差不参差不齐齐，所以在使用回收液和回收砂的，所以在使用回收液和回收砂的过过程中，程中，经经常会由于回收物料的常会由于回收物料的质质量量问题问题而引起而引起脏脏片、片、线线痕片等情况。由于在痕片等情况。由于在这类这类回回收物料的使用工收物料的使用工艺艺中，所涉及物料如：切割液（回收液）、碳化硅（回收的碳化硅）、中，所涉及物料如：切割液（回收液）、碳化硅（回收的碳化硅）、清洗清洗剂剂、水、水 等，从而可能引起等，从而可能引起污污片的情况有：片的情况有： 1、回收液回收、回收液回收质质量差；量差；2、回收的碳、回收的碳化硅中含有游离碳；化硅中含有游离碳；3、清洗、清洗剂剂效果不好；效果不好；4、清洗工序、清洗工序时间时间安排不合理等。安排不合理等。总总之，随着工之，随着工艺艺的不断成熟，太阳能硅片切割液的不断成熟，太阳能硅片切割液废废砂砂浆浆的回收利用逐的回收利用逐渐渐成成为为太阳太阳能能辅辅料市料市场场的主流，在未来的两年内将占到的主流，在未来的两年内将占到该该市市场场的的50%。 。
