金剛石線切割設(shè)備

金剛石線切割設(shè)備成為研究和發(fā)展的主流趨勢(shì)，本文介紹國(guó)外硅片切割設(shè)備研究的新進(jìn)展以及國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r，并介紹筆者參與研制的金剛石環(huán)形線鋸機(jī)的功能、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)心得體會(huì)及金剛石單線和環(huán)線切割機(jī)應(yīng)用前景展望。

目前，硬脆性材料，如單晶硅、多晶硅、寶石、玻璃、陶瓷等，具有優(yōu)良、穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能(如抗腐蝕性、電絕緣性,耐磨損性等)，在電子、光學(xué)及其它領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用、，特別是單晶硅、多晶硅、陶瓷材料被廣泛用于太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)、半導(dǎo)體、真空電鍍等高精端產(chǎn)業(yè)中。伴隨半導(dǎo)體、光伏材料技術(shù)的發(fā)展，需求量不斷增加，切割加工量大幅增長(zhǎng)，由于硬脆材料硬度高、脆性大，因此加工難度較大。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造和光伏電池上游加工，包括：去頭尾、截?cái)唷㈤_方等的加工，大部分仍然采用金剛石帶鋸設(shè)備。

金剛石線切割

金剛線切割技術(shù)的突破是硅片加工成本下降的重要途徑。金剛石線切割速度是普通鋼線的2 倍，因此單位產(chǎn)量的折舊、人工和能源成本將降低一半。金剛線的價(jià)格已大幅下降，應(yīng)用前景大大增強(qiáng)。硅片是晶體硅光伏電池技術(shù)中昂貴的部分， 所以降低這部分的制造成本對(duì)于提高太陽(yáng)能對(duì)傳統(tǒng)能源的競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。因此在硅片切割工藝中我們需要面對(duì)多項(xiàng)挑戰(zhàn)，主要聚焦于光伏產(chǎn)業(yè)金剛線切割的生產(chǎn)效率，也就是單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的硅片數(shù)量。切割大尺寸坯料時(shí)磨料難以進(jìn)入到長(zhǎng)而深的切縫，磨漿的處理和回收成本較高。

金剛線切割

在光伏領(lǐng)域，為了滿足市場(chǎng)對(duì)于更低成本和更高生產(chǎn)效率的要求，金剛線技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化，將進(jìn)一步縮小硅片厚度并降低了切割過(guò)程中的材料損耗，從而減少了太陽(yáng)能電力的硅材料消耗量。

（1） 采用金剛線切割，輔材單片成本可下降0.3-0.4元/片；

（2） 金剛線切割出片率較砂漿線切割出片率每公斤多出10片，硅料成本下降；

（3） 采用金剛線切割每刀用時(shí)3-3.5h，較砂漿線切割效率可提升至少一倍；能耗成本亦大幅縮減；

精密切割機(jī)

金剛石線切割機(jī)的選擇：

當(dāng)切割樣品較小，切割深度較小時(shí)通?？蛇x用小型金剛石線切割機(jī)。

市場(chǎng)上有專為材料研究人員而設(shè)計(jì)，用于脆性材料樣品的精密切割機(jī)?？捎糜诟鞣N不同硬度材料的切割，特別是適用于脆性、易解理的晶體切割；操作簡(jiǎn)便，加工質(zhì)量?jī)?yōu)良；設(shè)備小巧，無(wú)需占用大面積位置。

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