硅片切割技术的现状和发展趋势
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
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。
硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整
性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。
目前，硅片切片较多采用内圆切割和自由磨粒的多丝切割(固定磨粒线锯实质上是一种用线性刀具替代环型刀具的内圆切割)。内圆切割是传统的加工方法（图1.3a），材料的利用率仅为40％～50％左右；同时，由于结构限制，内圆切割无法加工200mm以上的大中直径硅片。
（a）为内圆切割（b）为多丝切割
图1.3 多丝切割与内圆切割原理示意图
多丝切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术，它通过金属丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片（图1.3b）。和传统的内圆切割相比，多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低(日进NWS6X2型6” 多丝切割加工07年较内圆切割每片省15元)、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点(见表1.1)。
特点多丝切割内圆切割
切割方法研磨磨削
硅片表面特征丝痕断裂&碎片
破坏深度(um) 5--15 20--30
生产效率（cm2/hr）110--200 10--30
每次加工硅片数200--400 1
刀损(um) 180--210 300--500
硅片最小厚度(um) 200 350
可加工硅碇直径(mm) >300 Max 200
表1.1：内圆切割与多丝切割的对比
2 切割技术的发展趋势
作为一种先进的切割技术，多丝切割已经逐渐取代传统的内圆切割成为目前硅片切片加工的主要切割方式，目前，瑞士HCT公司，Meyert Burger公司，日本Takatori（高鸟）等少数著名制造厂商先后掌握了该项关键技术，并推出了相应的多丝切割机床产品，尤其是大尺寸的切割设备。
图1.4：线锯切割断面的几何参数
在上游原材料加工产能受限的今天，一方面由于多丝切割的刀损（图1.4）在材料加工损耗中占有较大的比例（有时可达到50%以上），且材料的切屑粒微小、共存于研磨液中，造成切割效率下降。另一方面由于将研磨粒与其分离成本较高，实施较难。故减小晶片的厚度（提高单位材料的产出率），减小切割的刀损（提高原材料的利用率），提高磨粒的利用率（降低加工成本），已成为迫切的要求。EPIA国际委员会统计分析后给出的预言指出，未来的15年内，晶片的厚度和切割丝直径将减少一半（表1.2）。
表1.2：EPIA国际委员会统计分析后给出的预言
如以目前用的切割丝直径d分析（设刀损为2*d，硅碇总长度为L，晶圆厚度为H），可得以下计算公式：
1硅片产出率：
d mm钢丝：切割晶片数=
mm钢丝：切割晶片数=
单一硅锭的产出率变化：
2硅片切削量：λ
dmm钢丝：切削量=切割晶片数
mm钢丝：切削量=切割晶片数
单一硅锭的切削量变化：
3切割钢丝张力：λ
dmm钢丝：钢丝截面积
mm钢丝：钢丝截面积
由于钢丝张力比=钢丝截面积比；
张力变化：
得到结论：钢丝的张力-75%
以NISSIN的NWS6×2型多丝切割机为例，可同时并列一次切割2支6”（Φ152mm x 230mm）的硅晶棒或1支12” 的硅晶棒，采用0.16mm的钢丝，实际加工测得的丝损约为0.02mm，切割晶片厚度为0.2mm共900余片（或450余片）。如将钢丝由0.16mm 减至0.08mm（刀损设定为直径*2），根据上述公式，可得如下结果：
单一硅锭的产出率变化：
单一硅锭的切削量变化：
张力变化：
由此可见，当切割硅碇的钢丝直径减半后（由原来的Φ0.16mm 减至Φ0.08mm），单一硅碇的硅片产量将提高44.4%，切削量将下降－27.8%，切割丝控制张力按要求下降－75％，单位硅材料的损耗将大幅下降，晶圆的产出率大幅提高。因此细丝线锯是众多学者努力的方向，对细丝多丝切割的研究具有迫切与深远的意义。
3 结论
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。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。
多丝切割作为一种先进的切割技术，目前已逐渐取代传统的内圆切割成为硅片切片加工的主要切割方式。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，减小切割丝的直径将使硅材料的损耗大幅下降，使单位材料晶圆的产出率大幅提高。故对细丝多丝切割的研究具有迫切与深远的意义。
科技成果——太阳能硅片电磨削多线切割技术及装备 技术开发单位南京航空航天大学 技术简介 太阳能硅片多线切割机是一种大型、复杂、精密的核心光伏制造装备，长期依赖进口。目前，国外已能采用多线切割的方法生产出面积较大而又较薄的硅片(300mm×300mm)，但由于仍属于非刚性切割，在切割过程中切割线必然产生变形从而不断产生瞬间的冲击作用，要使目前的大尺寸硅片厚度和切割损耗进一步降低，实现低成本高效切割，技术难度相当大。 因此针对现阶段国内外晶硅太阳能电池的制造技术瓶颈，寻求解决降低成本和提高光电转换效率的有效方法和途径，2009年，技术开发单位基于硅片磨削/电解多线切割原理，发明一种低宏观切削力、少机械损伤的太阳能硅片电磨削多线切割新方法。 从太阳能级晶硅表面能带结构、载流子扩散方式及磨料滚动切割特性入手，掌握了硅片的机械磨削复合微区电化学钝化（或腐蚀）材料去除和绒面形成机制，建立了全新的太阳能硅片高效低成本加工体系。采用较低电导率的水性切削液，外加低压连续（或脉冲）直流电源，基于机械磨削和电解复合加工原理，降低宏观切削力，实现大尺寸超薄硅片的磨削/电解复合多线切割，从而满足光伏产业的生产工艺需求。 目前采用该技术较传统游离磨料多线切割效率提高一倍以上，与固结磨料多线切割效率相当，且表面完整性优于单独采用游离（或固
结）磨料的传统多线切割方法；采用常规制作工艺，研制成功的太阳能多晶硅电池片平均光电转换效率达到17.5%。 为应用与推广上述技术，已在现有主流游离磨料多线切割设备上进行工艺验证和参数优化，并与国内外耗材厂家合作，开展相关的耗材如切割线、磨料使用等关键工艺技术的研发，为高效低成本太阳能硅片的规模化生产奠定坚实的基础。 该项目实施后，与现有多线切割技术相比，切割线、磨料及切削液等耗材成本将降低20%以上；此外，将为国产新型多线切割设备的研制及国内现有近8000台进口多线切割设备的升级换代提供借鉴经验。 技术指标 针对太阳能电池市场现状，以8寸多晶硅片（电阻率0.5-5Ω·cm）为例，拟达到的主要技术指标如下： 切片厚度：190±15μm 硅片总厚度误差：＜20μm 切缝宽度：小于180μm 切割速度：大于0.5mm/min 良品率：提高5%以上 光电转换效率：提高0.3-0.5% 技术特点 （1）加工原理的创新 在现有多线切割技术基础上，发明了一种硅片的磨削/电解复合
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
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 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
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。
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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
硅片切割设备的现状和发展趋势 一、光伏产业链 作为硅片上游生产的关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产，切割过程中需要用到刃料（创业板新大新材的产品）、研磨液、切割机床设备等。 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1.1）: 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。 图1.1晶片发展趋势 硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀（钢丝）切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 目前，硅片切片有两种加工方法：1、内圆切割；2、自由磨粒的多丝切割，大连连城的产品属于后者。 内圆切割是传统的加工方法（图 1.2a），材料的利用率仅为40%?50%左右；同时，由于结构限制，内圆切割无法加工200mn以上的大中直径硅片。 图1.2内圆切割与多丝切割原理示意图 多丝切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术，它通过金属丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片（图 1.2b ）。和传统的内圆切割相比，多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低（例如日进NWS6X型6”多丝切割加工07年较内圆切割每片省15元）、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点（见表1.1）o 表1.1 :内圆切割与多丝切割的对比
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。
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 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 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。
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。
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
太阳能硅片线切割设备国产化的现状和趋势 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
硅片切割设备的现状和发展趋势 一、光伏产业链 作为硅片上游生产的关键技术，切割的质量与规模直接影响到整个产业链的后续生产，切割过程中需要用到刃料（创业板新大新材的产品）、研磨液、切割机床设备等。 二、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：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。 图晶片发展趋势 硅片切片作为硅片加工工艺流程的关键工序，其加工效率和加工质量直接关系到整个硅片生产的全局。对于切片工艺技术的原则要求是：①切割精度高、表面平行度高、翘曲度和厚度公差小。②断面完整性好，消除拉丝、刀痕和微裂纹。③提高成品率，缩小刀(钢丝)切缝，降低原材料损耗。④提高切割速度，实现自动化切割。 目前，硅片切片有两种加工方法：1、内圆切割；2、自由磨粒的多丝切割，大连连城的产品属于后者。
内圆切割是传统的加工方法（图1.2a），材料的利用率仅为40％～50％左右；同时，由于结构限制，内圆切割无法加工200mm以上的大中直径硅片。 图内圆切割与多丝切割原理示意图 多丝切割技术是近年来崛起的一项新型硅片切割技术，它通过金属丝带动碳化硅研磨料进行研磨加工来切割硅片（图）。和传统的内圆切割相比，多丝切割具有切割效率高、材料损耗小、成本降低(例如日进NWS6X2型6”多丝切割加工07年较内圆切割每片省15元)、硅片表面质量高、可切割大尺寸材料、方便后续加工等特点(见表。 表：内圆切割与多丝切割的对比 多线切割的基本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，从而将硅棒等硬脆材料一次同时切割为数千片薄片的一种切割加工方法。多线切割由于其更高效、更小切割损失以及更高精度的优势，对于切割贵重、超硬材料有着巨大的优势。 作为一种先进的切割技术，多丝切割已经逐渐取代传统的内圆切割成为目前硅片切片加工的主要切割方式，目前，瑞士HCT公司，Meyert Burger(梅耶博格)