微粉生产与切割应用

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1、 目录 1.企业简介 2.磨料的定义 3.碳化硅的冶炼 4.微粉的定义及生产 5.微粉的存放 6.切割应用烘砂 7.微粉切割特性 8.悬浮液的粘度 9.砂浆的更换公司简介河南新大新材料股份有限公司成立于1997年 ，位于开封市精细化工产业园区，是一家专业从 事太阳能晶硅片、半导体线切割刃料研发、生产 、销售的高新技术企业。同时公司提供晶硅片切 割废砂浆的回收再利用服务，是河南省第一批资 源综合利用新型企业。公司主导产品太阳能晶硅 片切割刃料、半导体晶圆片切割刃料是太阳能光 伏产业、半导体芯片制备产业的专用切割材料， 同时还广泛应用于工程陶瓷、研磨材料等领域。改进与革新公司自主研发的“一种干式球

2、磨分级设备”项目通过鉴定并获得了 “实用新型专利证书”。设备采用干法球磨机与气流分级机相结合，对 物体进行粉碎和预分级，使用其粉碎后的微粉颗粒形状独特，既没有 气流磨粉碎的那么圆形尖角，也不同于雷蒙磨粉碎后的长条状片状， 针状，而是等积形有尖角，非常适合于研磨和切割。此形状适合于做 为切割晶圆电池片使用的专用刃料。2009年1月，新大新自主研发的“一种微粉湿法分级设备”项目亦 通过中华人民共和国国家知识产权局鉴定并颁发了“实用新型专利证 书”。设备增加了内溢流锥，其分级效率大大提高，可分级粒度范围 窄的产品分选时料浆浓度提高到，同时缩短分级周期。作为一 种机械设备，该设备解决了现有传统的微粉溢

3、流设备普遍采用外溢流 法生产而导致的分级效率低，分级的产品粒度范围较宽，以及分级周 期长，分选溢流出的料浆浓度低等缺陷。产能与扩产线切割微粉是一种高耗能的不可再生资源，同 时污染也较为严重。我司一直在努力为提高线切割 微粉的重复使用率进行不断的研究和创新。为此我 们也投入大量的资金，兴建了高纯度的冶炼厂，扩 建回收生产线，研发新型破碎设备，使线切割微粉 赶超其它发达国家，成为线切割微粉行业的领军企 业。为在发展中不断的创新，更好的为贵司提供技 术服务，我司联合河南大学为提供更优质线切割产 品研究试验也在同步进行。磨料的定义 在磨削、研磨和抛光中起切削作用的颗粒状材料 。磨料主要用于制造磨具，也

4、可以直接用于某些 研磨和抛光工作。 磨料应具有以下基本性质：较高的硬度适当的强度高温稳定性化学惰性磨料的分类 磨料分为:天然磨料与人造磨料。天然磨料分为超硬 磨料与普通磨料；天然超硬磨料：金刚石是目前 已知最硬的物质，摩氏硬度为10；普通磨料包括 ：石英砂、天然刚玉、石榴石、珍珠岩等其它磨 料。 人造磨料分为人造超硬磨料与人造普通磨料；人造 超硬磨料：人造金刚石、立方氮化硼；普通人造 磨料分为刚玉类和碳化物类，刚玉：棕刚玉、白 刚玉、黑刚玉；碳化物类：绿碳化硅、黑碳化硅 、碳化硼。碳化硅的冶炼 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿 色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温 冶炼

5、而成。目前我国工业生产 的碳化硅分为黑色 碳化硅和绿色碳化硅两种。 碳化硅分子式为SiC ，碳化硅是典型的共价键结合的化合物，它有和 两种晶型，即立方型和六方型。立方型称为 SiC，它是在18002000形成，属低温产物 ，主要用于微型轴承的超精研磨。六方型称为 SiC，它是在2000以上形成的。碳化硅在一个 大气压下的分解温度为2400，无熔点。冶炼生产线微粉的概念 粒径小于63微米的磨料称为微粉。一般根据 在水或气流中沉降的方法分级。微粉通常以众 多磨粒组成的“粒群”为产品，磨料粒度粗细， 对被磨工件的表面质量和加工效率有很大影响 。当工件的加工余量大，要求提高加工效率而 不要求高的表面质

6、量时，可选用较粗粒度；反 之，应选用较细粒度。 微粉生产流程破碎加 工化学处理粒度 砂精破 碎提纯水力 分级单粒 度号干燥筛 菘精 筛 菘包装发货1.球磨2.气流磨3.雷蒙磨4.搅拌介质磨碳化硅微粉的制粒粒度分选1.水选虹吸 溢流 2.分选干式分级产品特色 公司拥有自主研发的国内外领先的生产设备、工艺技术， 生产规模化、专业化，产品性能稳定，形成竞争优势。 1.颗粒高效磨削切断力： 粉碎方法特制 圆形度良好提高切断加工性能回收利用效果良好，并增加回收次数 2.质量稳定 以水力分级技术，不添加其它化学分散剂，维持碳化硅粒 度分布合理。 3.颗粒分散性能高利用军工技术，超声波分散，提高分体与切削液

7、良好混 配，砂浆流动性、悬浮性明显增强。碳化硅微粉的存放根据碳化硅的特点以及线切割的要求，在碳化硅 微粉的存放上我们建议：（1）存放日期：线切割用的碳化硅微粉最佳使 用期 为4个月以内；（2）存放的环境应干燥、通风；（3）存放、搅拌、使用的环境温度不能相差太大， 否则会影响砂浆的料性；（4）存放的环境应该清洁，地面不能有杂物，尤其 不能有建筑用河沙等坚硬的颗粒物存在；（5）使用时应遵循先进先出的原则用料，应避免长 时间放置。下面就结合我售后服务时积累了相关资料和切 割刃料自身独有的特性，和各位工程师探讨 一下“欲使切割刃料发挥其最大的优势”应注意 的一些问题，这些内容与贵公司现行的操作 工艺或

8、许有些出路，所以仅供贵公司参考， 旨为共同探索优化我们的操作工艺。烘干注意事项 （1）操作人员穿好工装，打开烘箱门；（2）把切割微粉打开包装 口，口向上放入烘箱，在打开切割微粉袋子时谨防有异物混入；（ 3）要有专人定时对烘箱的温度进行观测和记录；（4）把烘干好的 切割微粉一次性均匀投入到搅拌机内进行搅拌。根据具体工艺一次 不能搅拌完，剩余的切割微粉应该放置在烘箱内，与下批料一起重 新烘干再使用。严禁把烘干后的原料不加任何防护措施，裸放于空 气中； 其它注意事项 （1）特别注意在打开切割微粉袋子时不能有异物混入； （2）在从烘干箱取料时注意操作规程，小心烫伤； （3）烘干温度不能超过120度，注

9、意纸袋包装的理论燃点；碳化硅微粉不要过早的打开其防水包装收缩膜的缠绕、上下纸垫 、纸袋等。 给料方式 -在向搅拌桶投料时最好用螺旋给料装置，或者用真空 泵抽取装置；如果采用人工直接投料工艺，要确保每袋碳化硅 微粉都是均匀的投入到料桶当中去，严禁把整袋碳化硅微粉一 下子全部投入。保持包装清洁- 在投料时，不能把装有碳化硅微粉的纸袋直接放 在地面上，不能直接用脚踩踏碳化硅微粉的包装，以免刃料被 污染。- 投料环境尽可能为密封，不要把已经打开包装的刃料长时间 的裸放于空气当中。造成空气中杂质的侵入。- 烂包装的刃料尽量不使用，烂包装后可能已经混入杂质，影 响切割效果，造成不必要的损失。- 料浆使用中

10、应控制好使用工具，禁止交叉使用而造成二次污 染。碳化硅微粉的投料；碳化硅微粉使用 在使用过过程中要防止二次污污染： （1） 投料车间车间 温度控制在25度，相对对湿度40以下； （2）投料环环境为为密封的，这样这样 不易随空气流动动落入大 的 颗颗粒物。 （3）烂烂包装的刃料不使用，烂烂包装后可能已经经混入其 它异物。 （4）料浆浆使用中应应控制好使用工具，防止交叉使用污污 染。 （5）备备投料浆浆避免存放时间过长时间过长 ，过长过长 会产产生团结团结 物，也会形成假性颗颗粒，会给线给线 切割带带来影响。晶硅片切割应用 碳化硅微粉是最主要用于多线切割机上的磨料之一 ，适合于切割比较硬而且脆的材

11、料。线切割是由 导轮带动细钢线高速运转，由钢线带动砂浆形成 研磨的切割方式。在线切割机的切割过程中，悬 浮液夹裹着碳化硅磨料喷落在细钢线组成的线网 上，依赖于细钢线的高速运动，把研磨液运送到 切割区，对紧压在线网上的工件进行研磨式切割 ，随着碳化硅磨料对工件的一次次刻划，逐渐把 多余的材料带走，是一种类似于研磨的滚动刻划 的方法，这种机制也被称为：自由研磨切割加工 。 切削的主要因素由悬浮液以及碳化硅组成的砂浆中碳化硅的切割能力 、细钢线的张力、细钢线运行速度和工件进给速度（ 工件紧压在细钢线上的下降速度）是影响刻划的主要 因素。细钢线的高速运动促使悬浮液携带着带有棱角 的碳化硅颗粒以不断滚动

12、的方式进入切割区，从而产 生很强切削能力，而且由于细钢线上加有一定的张力 ，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件 进行一次次刻划，使工件沿细钢线的缝隙被切成一个 个薄片，碳化硅磨料对细钢线侧向影响很小，所以薄 片表面并看不到切割痕迹。碳化硅微粉的切割性 碳化硅微粉是自由研磨切割加工。Si的摩氏硬度 6.5，SiC的摩氏硬度9.29.5，钢丝的摩氏硬度5砂浆切割能力因为线切割是研磨式切割，因此砂浆的切割能力 是决定切割质量的主要因素。砂浆是由悬浮液和 碳化硅按一定比例配制而成的混合物，衡量砂浆 切割能力的条件主要包括砂浆的配比、砂浆的粘 度、碳化硅的粒度分布、碳化硅的粒型等因素， 而且这

13、些因素都不是容易量化的，大部分只能靠 经验来判断。悬浮液的粘度 粘度是悬浮液的流变特性的衡量指标，它显示了悬浮 液的流动特性，在线切割过程中碳化硅磨料是以与悬 浮液组成的砂浆混合物的形态传输，悬浮液是碳化硅 跟随钢线进入切割区的主要载体。粘度是切割液的流变特性，它显示抗流动性，在线切 割中磨料是以切割液的形态传输。所以，切割液的流变力 在切割中起主要作用。1. 切割液阻止磨料在储料箱中沉淀；2.在被泵抽到切割机上的时候沉淀；3.能够使切割液轻易地被抽到金属线上，粘度要低切割液 在切割区和泵抽系统，应该有一个低粘度从而提高剪切率 。降低粘度，提高线速，细磨料的切割效率会提高。可以通过测量粘度来监

14、测适当的磨料分散和混合。粘 度在不断的下降直到所有的磨料分散好。因为，成团的颗 粒和大颗粒一样会引起擦伤，通过粘度来控制沙浆是否分 散均匀。更换砂浆及注意点 更换砂浆时一定要使用过滤袋，根据切割后砂浆的比重确定砂浆的 更换量，一般在更换5次以下砂浆时要求的更换量在130-140Kg 左右，5次以上砂浆时要求的更换量在150Kg左右，以控制砂浆 中杂质的比例和SiC 的含量。 注意点：1、砂浆的洁净度对于硅片切割的质量有很大的影响，如 果砂浆中有较多杂质，最直观的就是硅片会有线痕或轻线痕，因 此在整个操作过程中保持砂浆的洁净度是非常重要的。2、砂浆 的比重对于切割的效率和切片质量有至关重要的影响，所以一定 要配制比重准确的砂浆。切割的原理是用钢丝带动SiC进行切割 ，一般切割完一次，砂浆中就会有硅粉、胶条、钢屑、切割过的 SiC，玻璃等，所有这些杂质在下次切割过程中都对正常的切割 有不良影响。3、配制不同种类的砂浆（SiC和切割液厂家不同） 时，一定要将搅拌罐清洗干净并吹干，配浆的所有步骤不允许引 入水杂质。4、以上有要求记录数据的必须记录而且要保证全面 ，及时，准确。非常高兴和大家一起交流！祝大家工作愉快！谢谢 ！