硅片是半導體和光伏領(lǐng)域的主要生產(chǎn)材料。硅片多線(xiàn)切割技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的硅片加工技術(shù)，它不同于傳統的刀鋸片、砂輪片等切割方式，也不同于先進(jìn)的激光切割和內圓切割，它的原理是通過(guò)一根高速運動(dòng)的鋼線(xiàn)帶動(dòng)附著(zhù)在鋼絲上的切割刃料對硅棒進(jìn)行摩擦，從而達到切割效果。在整個(gè)過(guò)程中，鋼線(xiàn)通過(guò)十幾個(gè)導線(xiàn)輪的引導，在主線(xiàn)輥上形成一張線(xiàn)網(wǎng)，而待加工工件通過(guò)工作臺的下降實(shí)現工件的進(jìn)給。硅片多線(xiàn)切割技術(shù)與其他技術(shù)相比有：效率高，產(chǎn)能高，精度高等優(yōu)點(diǎn)。是目前采用最廣泛的硅片切割技術(shù)。
多線(xiàn)切割技術(shù)是硅加工行業(yè)、太陽(yáng)能光伏行業(yè)內的標志性革新，它替代了原有的內圓切割設備，所切晶片與內圓切片工藝相比具有彎曲度(BOW)、翹曲度(WARP)小，平行度(TAPER)好，總厚度公差(TTA)離散性小，刃口切割損耗小，表面損傷層淺，晶片表面粗糙度小等等諸多優(yōu)點(diǎn)。
太陽(yáng)能硅片的線(xiàn)切割機理就是機器導輪在高速運轉中帶動(dòng)鋼線(xiàn)，從而由鋼線(xiàn)將聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂漿送到切割區，在鋼線(xiàn)的高速運轉中與壓在線(xiàn)網(wǎng)上的工件連續發(fā)生摩擦完成切割的過(guò)程。
在整個(gè)切割過(guò)程中，對硅片的質(zhì)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、砂漿的粘度、砂漿的流量、鋼線(xiàn)的速度、鋼線(xiàn)的張力以及工件的進(jìn)給速度等。
一、切割液(PEG)的粘度
由于在整個(gè)切割過(guò)程中，碳化硅微粉是懸浮在切割液上而通過(guò)鋼線(xiàn)進(jìn)行切割的，所以切割液主要起懸浮和冷卻的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉懸浮的重要保證。由于不同的機器開(kāi)發(fā)設計的系統思維不同，因而對砂漿的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士線(xiàn)切割機要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永則低至18。只有符合機器要求的切割標準的粘度，才能在切割的過(guò)程中保證碳化硅微粉的均勻懸浮分布以及砂漿穩定地通過(guò)砂漿管道隨鋼線(xiàn)進(jìn)入切割區。
2、由于帶著(zhù)砂漿的鋼線(xiàn)在切割硅料的過(guò)程中，會(huì )因為摩擦發(fā)生高溫，所以切割液的粘度又對冷卻起著(zhù)重要作用。如果粘度不達標，就會(huì )導致液的流動(dòng)性差，不能將溫度降下來(lái)而造成灼傷片或者出現斷線(xiàn)，因此切割液的粘度又確保了整個(gè)過(guò)程的溫度控制。
二、碳化硅微粉的粒型及粒度
太陽(yáng)能硅片的切割其實(shí)是鋼線(xiàn)帶著(zhù)碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光潔程度和切割能力的關(guān)鍵。激光劃片機、粒型規則，切出來(lái)的硅片表明就會(huì )光潔度很好;粒度分布均勻，就會(huì )提高硅片的切割能力。
三、砂漿的粘度
線(xiàn)切割機對硅片切割能力的強弱，與砂漿的粘度有著(zhù)不可分割的關(guān)系。而砂漿的粘度又取決于硅片激光劃片機切割液的粘度、硅片切割液與碳化硅微粉的適配性、硅片切割液與碳化硅微粉的配比比例、砂漿密度等。只有達到機器要求標準的砂漿粘度(如NTC機器要求250左右)才能在切割過(guò)程中，提高切割效率，提高成品率。
四、砂漿的流量
鋼線(xiàn)在高速運動(dòng)中，要完成對硅料的切割，必須由砂漿泵將砂漿從儲料箱中打到噴砂咀，再由噴砂咀噴到鋼線(xiàn)上。砂漿的流量是否均勻、流量能否達到切割的要求，都對切割能力和切割效率起著(zhù)很關(guān)鍵的作用。如果流量跟不上，就會(huì )出現切割能力嚴重下降，導致線(xiàn)痕片、斷線(xiàn)、甚至是機器報警。
五、鋼線(xiàn)的速度
由于線(xiàn)切割機可以根據用戶(hù)的要求進(jìn)行單向走線(xiàn)和雙向走線(xiàn)，因而兩種情況下對線(xiàn)速的要求也不同。單向走線(xiàn)時(shí)，鋼線(xiàn)始終保持一個(gè)速度運行(MB和HCT可以根據切割情況在不同時(shí)間作出手動(dòng)調整)，這樣相對來(lái)說(shuō)比較容易控制。目前單向走線(xiàn)的操作越來(lái)越少，僅限于MB和HCT機器。
雙向走線(xiàn)時(shí)，鋼線(xiàn)速度開(kāi)始由零點(diǎn)沿一個(gè)方向用2-3秒的時(shí)間加速到規定速度，運行一段時(shí)間后，再沿原方向慢慢降低到零點(diǎn)，在零點(diǎn)停頓0.2秒后再慢慢地反向加速到規定的速度，再沿反方向慢慢降低到零點(diǎn)的周期切割過(guò)程。在雙向切割的過(guò)程中，線(xiàn)切割機的切割能力在一定范圍內隨著(zhù)鋼線(xiàn)的速度提高而提高，但不能低于或超過(guò)砂漿的切割能力。如果低于砂漿的切割能力，就會(huì )出現線(xiàn)痕片甚至斷線(xiàn);反之，如果超出砂漿的切割能力，就可能導致砂漿流量跟不上，從而出現厚薄片甚至線(xiàn)痕片等。
目前MB的平均線(xiàn)速可以達到13米/秒，NTC達10.5-11米/秒。
六、鋼線(xiàn)的張力
鋼線(xiàn)的張力是硅片切割工藝中相當核心的要素之一。張力控制不好是產(chǎn)生線(xiàn)痕片、崩邊、甚至短線(xiàn)的重要原因。
1、鋼線(xiàn)的張力過(guò)小，將會(huì )導致鋼線(xiàn)彎曲度增大，帶砂能力下降，切割能力降低。從而出現線(xiàn)痕片等。
2、鋼線(xiàn)張力過(guò)大，懸浮在鋼線(xiàn)上的碳化硅微粉就會(huì )難以進(jìn)入鋸縫，切割效率降低，出現線(xiàn)痕片等，并且斷線(xiàn)的幾率很大。
3、如果當切到膠條的時(shí)候，有時(shí)候會(huì )因為張力使用時(shí)間過(guò)長(cháng)引起偏離零點(diǎn)的變化，出現崩邊等情況。
MB、NTC等線(xiàn)切割機一般的張力控制在送線(xiàn)和收線(xiàn)相差不到1，只有安永的相差7.5。
七、工件的進(jìn)給速度
工件的進(jìn)給速度與鋼線(xiàn)速度、砂漿的切割能力以及工件形狀在進(jìn)給的不同位置等有關(guān)。工件進(jìn)給速度在整個(gè)切割過(guò)程中，是由以上的相關(guān)因素決定的，也是最沒(méi)有定量的一個(gè)要素。但控制不好，也可能會(huì )出現線(xiàn)痕片等不良效果，影響切割質(zhì)量和成品率。
總之，太陽(yáng)能硅片線(xiàn)切割機的操作，是一個(gè)經(jīng)驗大于技術(shù)流程與標準的精細活。只有在實(shí)際操作中，不斷總結與探討，才能對機器的駕馭游刃有余。
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