太阳能硅片切割技术七重攻略.doc

.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置等有关。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。MB、HCT、NTC和安永线切割机在太阳能硅片切割中对硅片切割液和砂浆的要求 由于近几年来中国的太阳能硅片切割行业异常火爆，2008年日本的另一个太阳能硅片多线切割机品牌-安永，也开始在国内崭露头脚，并且大打节省成本牌，鼓吹技术有多优越，多先进。但是，从国内用户的使用效果来看，和NTC以及瑞士的MB和HCT比，安永在中国确实存在着明显水土不服的情况。 因为在中国多线切割机最早是用在半导体的切割中，故那时只有瑞士的MB和HCT，由于瑞士线切割机的系统思维特别强调动力与环保，从而使得这类机器在切割过程中对砂浆粘度的要求比较高，最直接的体现就是要用油性的切割液，体现在切割液的原材料上就是必须用聚乙二醇，否则，机器的动力就会形成多余的浪费。而NTC是在太阳能行业兴起之际，日平公司抓住了机会，模仿瑞士的线切割机设计生产的，只是把瑞士机器的精密性改的乱七八糟，无形中适应了追求效率的高速发展的太阳能硅片切割行业，尤其是适应了中国太阳能硅片切割行业的兴起，从而迅速占据了中国市场的老大，份额达到了65%左右。但是，该公司有一点做的比较好，虽然将机器的动力系统和装机功率降低了很多，可对机器在切割液的使用上沿用了瑞士机的标准。油性切割液的切割效率和切出来的片子的表面要普遍好于水性液切割液，但是由于日本线切割机的轻便性能，使得他用油性液会对他的功率造成一种负担，所以日本人开发出了这种水性切割液。无论成本还是在日本机上的使用都比较符合，并且易于回收。这样NTC的机器油性切割液和水性切割液都可以使用。而安永线切割机的切割功率极其的小，不仅不能用油性的切割液，就是目前国内水性的切割液都没办法很好地使用。由于它的砂浆泵功率只有0.75KW，使得它的一系列切割技术数据都必须满足小功率的要求：1、动力系统：安永机器的平均线速只有8.4米/秒，远低于NTC的10.5-11米/秒，更低于MB的13米/秒。这种要求直接导致了安永机器必须用相当低粘度的切割液，切割液本身的粘度低至不到20，砂浆粘度不超过150，大大限制了机器的砂浆流量，降低了切割效率。尤其是这种硅片切割液在国内很少有，即便有也不一定好用；2、装机功率：NTC达到50-85KW;MB135KW；HCT更是达到了208KW.而安永虽然也是75KW，但是将砂浆泵的功率设为0.75KW,根据这一要求，更是将其使用辅料的范围直接限定成了只能用日本的切割液，并且是用日本的“619”配方的硅片切割液，对用户来说带来了很大的麻烦。由于安永机器的装机功率极其的小，如果用国内的太阳能硅片切割液，就会因为液的粘度太大，无法协调硅片切割液和碳化硅微粉的配比比例和砂浆粘度的问题，除非切割液厂家为其专供。 MB、HCT、NTC等机器，要求硅片切割液和碳化硅微粉的配比比例一般控制在1：0.92-0.95，砂浆密度在1.630-1.635就可以切的相当理想。即便出现配比比例更大，甚至砂浆密度达到1.67左右都照样不会有什么问题，只要砂浆粘度控制在200-250就可以。但是安永的机器要求砂浆密度不能高于1.57，就是说只能控制在1.55-1.57.砂浆粘度在150左右，这样国内的硅片切割液液就会出现砂浆密度配在1.57，可能砂浆粘度还不到120，而如果把砂浆粘度调到150，密度就超过了1.57，甚至超过了1.60。砂浆粘度过大，直接的说法是会导致机器报警，其实更深层次的影响还有可能会导致片子洗不干净，出现灼伤片，或者电机发热，对机器本身的轴承有很大的磨损。 所以，就目前国内的太阳能硅片切割液来说，还真没有很适合安永机器的。利好的是，国内的用户已经发现了这一机器的缺陷，开始陆续将该机器的砂浆泵由原来的0.75KW换成了1.5KW的，这样可能会解决这个问题。 总之，这是安永机器对中国市场的不适，也是该公司对中国市场调研的缺失导致的后果。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