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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。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(shù)

金剛線切割技術(shù)也被稱為固結(jié)磨料切割技術(shù)。它是利用電鍍或樹脂粘結(jié)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(dá)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(diǎn)。切割線的技術(shù)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(shè)備

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

1，,即在現(xiàn)有的傳統(tǒng)砂漿線設(shè)備基礎(chǔ)上，通過對(duì)設(shè)備內(nèi)部軟硬件進(jìn)行升級(jí)改造，從而滿足金鋼線切割工藝。

2.改造方案是直接采購(gòu)金鋼線切割專用設(shè)備。

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

金剛石線切割機(jī)

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(qiáng)度大、耐磨損、耐腐蝕的材料不易被切割，因此應(yīng)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(jī)對(duì)材料的切割能力和切割速度。當(dāng)切割的材料易于切割時(shí)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(shí)候?qū)嶒?yàn)者會(huì)根據(jù)個(gè)人實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕虮磺懈畈牧系奶匦詫?duì)切割線徑進(jìn)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(shí)所用金剛石線應(yīng)按規(guī)定選擇適當(dāng)?shù)木€徑。2,、樹脂型：樹脂金剛石線是在原有鍍銅超細(xì)鋼絲線上噴涂一種增強(qiáng)耐磨合金、特種樹脂和金剛石超微粉的切割線，主要應(yīng)用于單晶硅、多晶硅、藍(lán)寶石、水晶、陶瓷和半導(dǎo)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。