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金剛石線切割設備

金剛石線切割設備成為研究和發(fā)展的主流趨勢，本文介紹國外硅片切割設備研究的新進展以及國內(nèi)發(fā)展狀況，并介紹筆者參與研制的金剛石環(huán)形線鋸機的功能、特點和設計心得體會及金剛石單線和環(huán)線切割機應用前景展望。

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)定的物理和化學性能(如抗腐蝕性、電絕緣性,耐磨損性等)，在電子、光學及其它領域得到廣泛應用、，特別是單晶硅、多晶硅、陶瓷材料被廣泛用于太陽能光伏產(chǎn)業(yè)、半導體、真空電鍍等高精端產(chǎn)業(yè)中。伴隨半導體、光伏材料技術的發(fā)展，需求量不斷增加，切割加工量大幅增長，由于硬脆材料硬度高、脆性大，因此加工難度較大。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。

金剛線切割技術

金剛線切割技術也被稱為固結磨料切割技術。它是利用電鍍或樹脂粘結的方法將金剛石磨料附著在鋼線表面，將金剛線直接作用于硅棒或硅錠表面產(chǎn)生磨削，達到切割的效果。

金剛線切割具有切割速度快，切割精度高，材料損耗低等特點。切割線的技術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。

金鋼線切割專用設備

目前，行業(yè)內(nèi)硅片生產(chǎn)企業(yè)進行金鋼線切割技術升級改造的方案主要有兩種：

1，,即在現(xiàn)有的傳統(tǒng)砂漿線設備基礎上，通過對設備內(nèi)部軟硬件進行升級改造，從而滿足金鋼線切割工藝。

2.改造方案是直接采購金鋼線切割專用設備。

基于金剛線本身性能與普通鋼線的差異，金剛線切割對切片機的設備提出了更高的要求。因此現(xiàn)有的主流砂漿線切割設備在不進行改造的前提下，不能使用金剛線切割。

金剛石線切割機

金剛石線徑的選擇：

金剛石線徑通常根據(jù)材料的特性選擇，一般硬度高、強度大、耐磨損、耐腐蝕的材料不易被切割，因此應選用線徑較粗、金剛石顆粒大的金剛石線，以此來保證金剛石線切割機對材料的切割能力和切割速度。當切割的材料易于切割時不需要很大的摩擦力便能將材料切削，因此一般選用小線徑小顆粒的金剛石線。一些時候?qū)嶒炚邥鶕?jù)個人實驗目的或被切割材料的特性對切割線徑進行具體要求，如要求切割下來的樣品表面平整度Ra在一定范圍內(nèi)或要求盡可能節(jié)約樣品，這時所用金剛石線應按規(guī)定選擇適當?shù)木€徑。2,、樹脂型：樹脂金剛石線是在原有鍍銅超細鋼絲線上噴涂一種增強耐磨合金、特種樹脂和金剛石超微粉的切割線，主要應用于單晶硅、多晶硅、藍寶石、水晶、陶瓷和半導體材料的切割上，能取代目前碳化硅砂漿法，解決了環(huán)境污染。