内圆切割和多线切割方法
太阳能硅片多线切割技术详解
硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。
硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。
在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。
硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。
是目前采用最广泛的硅片切割技术。
多线切割技术是硅加工行业、太阳能光伏行业内的标志性革新，它替代了原有的内圆切割设备，所切晶片与内圆切片工艺相比具有弯曲度（BOW）、翘曲度（WARP）小，平行度（TAPER）好，总厚度公差（TTA）离散性小，刃口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小等等诸多优点。
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。
切片专项培训(一)
1.2多线切割微观机理
多线切割过程微观机理如图2所示，在切割线和单晶表面充满了SiC颗粒 和砂浆悬浮液的混合物，推动晶棒向线网方向移动，导致切割线弯曲。 弯曲角度通常在1°~5°之间[1]。由钢线造成的压力在不同接触区域并不 相同。在钢线正下方达到最大值。由于钢线横向震动会将压力施加到侧 面，而侧面的切割质量会直接影响Si片最终表面质量，有效控制钢线张 力，减小钢线震动就成为多线切割技术的一项重要指标。
济的切割技术解决这一难题，多线切割技术应运而生。多线切割方 式已经取代了内圆切割方式成为主流的Si片加工方式。
多线切割的机理及影响因素
1.1多线切割宏观机理 如图1所示，将开方处理后的晶棒料通过玻璃板
固定在不锈钢工件上，然后放置到切割机的相应区域 。导轮经过开槽工艺处理在轮体上刻有与所使用切割 线直径相适合的精密线槽，钢线通过来回顺序缠绕在 4个导轮的线槽上而形成上下两个平行线网。如图1所 示，发动机带动导轮旋转，导轮带动切割钢线高速走 动，线速一般为10~20 m/s。在工作台两侧的砂嘴将 砂浆均匀地喷在线网上，砂浆(主要成分为SiC和 PEG)随着切割线进入晶棒进行切割作业。同时晶棒 随工作台缓慢向下推进，一般经过5~10 h的切割，晶 棒完全通过线网，上千的晶片便切割完成。钢线张力 (一般设定在20~30N之间)在先进的闭环反馈控制下保 持不变。放线轮放出新的钢线，同时收线轮收集已用 过的钢线。切割晶棒最大直径是由导轮轴之间的空间 大小和工作台垂直行程决定的，常见的是6、8英寸晶 棒料。
2主流多线切割技术状况
2.1 国外多线切割设备的发展现状
多线切割机床属于大型精密数控机床，具有精度高、控制系统复杂、技 术难度大等特点，目前国际上比较知名的生产企业主要有瑞士Meyer Burger公司、HCT公司、日本Takatori公司、NTC公司等。 Meyer Burger公司生产的多线切割设备主要包括DS261, DS264, DS265, DS271, Brick Master这几个系列产品。一流的Si片表面质量和低的TTV 使DS261在半导体多线切割界有着重要地位，主要应用领域为12英寸 (300 mm ) Si片。具有快速高效，表面质量良好，完整的工件导向等特点。 DS264是一款高产量低成本的机型。由于使用了超细的切割线，大大 提高了切割效率和产量，另外模块化的设计使得操作更加方便。DS265 在高效率高质量，操作方便的基础上，增加了可供用户选择的功能;用户 可根据需要选择金刚石线锯或者切割用砂浆，而且该机型可快速转换至 小批量生产。DS271是DS系列的顶峰产品，它的装载长度达到了1020 mm，可以同时处理4根长度为250 mm的单晶，大大提高了产量，适应 光伏产业对Si片的高质、高量的要求。
应用几何图形的切割问题
应用几何图形的切割问题在数学中，有一类常见的问题是几何图形的切割问题。
这类问题要求将给定的几何图形切割成若干部分，使得每个部分具有特定的形状或性质。
通过切割，我们可以得到具有特定要求的图形，从而解决各种实际问题。
本文将介绍几种常见的应用几何图形的切割问题，并给出相应的解决方法。
一、正方形的切割问题正方形是最简单的几何图形之一，它具有许多特殊性质。
在正方形的切割问题中，常见的要求是将正方形切割成若干个完全相同的小正方形，或者将正方形切割成若干形状不同但面积相等的小正方形。
这类问题可以通过以下方法来解决：1. 将正方形划分成网格。
将正方形沿着水平和垂直方向划分为n×n 个小正方形网格，其中n为正整数。
此时，可以将正方形切割成n^2个完全相同的小正方形。
2. 使用对角线切割法。
通过从正方形的一个顶点开始，沿着对角线连续地切割，直到达到正方形的另一个顶点。
这样可以得到两个相等的直角三角形，它们的面积相等。
二、三角形的切割问题三角形是另一类常见的几何图形，它的形状复杂多样。
在三角形的切割问题中，常见的要求是将三角形切割成若干个特定形状的小三角形，或者将三角形切割成若干形状相似但尺寸不同的小三角形。
以下是一些解决方法：1. 使用平行线切割法。
在三角形内部选择一条直线，将三角形切割成两个小三角形。
这时，我们可以通过选择不同的直线位置和方向，得到各种形状和尺寸不同的小三角形。
2. 使用高度切割法。
在三角形内部选择一个顶点，并通过该顶点引一条垂直于底边的线段，将三角形切割成两个小三角形。
这样，我们可以得到两个面积相等但形状不同的小三角形。
三、圆形的切割问题圆形是一种具有无限对称性的几何图形，其切割问题具有一定的特殊性。
在圆形的切割问题中，常见的要求是将圆形切割成若干个具有特定形状或尺寸的扇形、弓形或圆环等。
以下是一些解决方法：1. 使用扇形切割法。
选择圆心为起点，画一条与圆周相切或相交的线段，将圆切割成两个扇形。
多线切割阿
多线切割机在切割半导体材料时，锯丝由于高压和强烈的摩擦，以及可能的高温作用，碳化硅微粒的运动切割以及大的拉力和循环往复运动使锯丝产生拉断和疲劳断裂，降低了锯丝的使用寿命，碳化硅微粒的磨损和刃口便钝决定了锯切效果，因此，研究多线切割机磨损机理具有很现实的意义。
线锯切割的失效形式:线锯锯丝的失效形式可归结为两类，宏观失效和微观失效，宏观的失效主要表现为：锯丝的拉断和疲劳断裂：微观的失效形式主要有砂浆磨料的磨损、破碎、变钝等失去切削功能。
多线切割机在工作时，只要控制工作台压力即工作台进给速度，锯丝就不会直接被打断，但由于导轮的往复运动，锯丝在长期的交变应力作用下，很容易产生疲劳断裂，转速越高，应力交变频率越大，疲劳断裂增加，锯丝寿命越短，在保持工作台进给速度不变的情况下，尽可能增大导轮直径，或降低锯切速度，从而提高疲劳寿命，当然导轮直径会受到所切晶体直径，最低切割速度及整体尺寸多线切割机切割失效形式有（1）锯丝的拉断和锯丝的疲劳断裂，（2）碳化硅颗粒的磨损和破碎，刃口变钝，失去锯切能力在切片过程中硅片因机械作用造成的刀痕、损伤、破损会导致产生，包括机械应力和热应力在内的应力，进而产生滑移位错，当机械应力和热应力在高温处理过程中的作用超过晶体滑移临界应力时，会产生硅片的破碎[1]。
对于翘曲度、弯曲度、总厚度误差、中心厚度误差等方面的质量控制，可以通过调整线张力进给速度，冷却剂流量等一系列工艺操作来达到目的及要求，它大大降低了生产成本，提高了生产效率，实验证明，线切割机切出的硅片的厚度和质量都很好的满足了下一道工艺的要求[2]。
在硅片加工的过程中，人们越来越多认识到ULSI硅衬底加工过程中消除损伤和应力，去除微粒、边沿和表面的完美性及表面状态等已成为微电子进一步发展的十分重要的因素[3]。
随着改革开放和经济建设的发展，以及竞争激烈的国际市场的需求状况，对硅片加工实现科学控制、确保硅片质量，提高成品率，降低生产成本，增强竞争能力，提高经济效益。
CAD中常用的切割快捷键
CAD中常用的切割快捷键在CAD设计软件中，快捷键是提高工作效率的重要工具。
掌握常用的切割快捷键能够帮助设计师更加便捷地进行CAD切割操作。
本文将介绍一些在CAD中常用的切割快捷键，以助于读者在设计工作中的高效操作。
1. 使用快捷键实现线段切割在CAD中，切割线段是一项常见的操作。
设计师可以使用快捷键来实现线段的快速切割。
具体操作如下：a. 选择切割线段的起点和终点。
b. 按下"Ctrl"键并同时按下"X"键，实现线段的切割。
c. 根据需要的切割位置进行鼠标点击，完成线段的切割。
2. 使用快捷键实现多段线切割多段线的切割在某些情况下也是非常实用的。
以下是使用快捷键实现多段线切割的步骤：a. 选择需要进行切割的多段线。
b. 按下"Ctrl"键并同时按下"Shift"键，再按下"M"键，进入多段线切割模式。
c. 根据需要的切割位置进行鼠标点击，完成多段线的切割。
3. 使用快捷键实现圆形切割在CAD中，对圆形进行切割也是一种经常使用的操作。
以下是使用快捷键实现圆形切割的步骤：a. 选择需要进行切割的圆形。
b. 按下"Ctrl"键并同时按下"Shift"键，再按下"C"键，进入圆形切割模式。
c. 根据需要的切割位置进行鼠标点击，完成圆形的切割。
4. 使用快捷键实现矩形切割矩形的切割在CAD设计中也是非常常见的操作。
以下是使用快捷键实现矩形切割的步骤：a. 选择需要进行切割的矩形。
b. 按下"Ctrl"键并同时按下"Shift"键，再按下"R"键，进入矩形切割模式。
c. 根据需要的切割位置进行鼠标点击，完成矩形的切割。
5. 使用快捷键实现自定义形状切割除了常见的几何形状，CAD软件还允许设计师进行自定义形状的切割。
线切割操作基本步骤
一、基本觀念二、原理三、加工程式︰1.程式的基本結構2.常用程式的組成和優化3.特殊的指令代碼4.路徑程式的編寫原則四、加工工藝參數1.電極絲的選擇2.常用電極絲的性能3.常用加工條件的說明4.各項加工參數的說明優化原則五、機床的常規保養和設定六、線切割的常見錯誤和解決方式七、IC模的加工步驟和常見錯誤的預防线切割操作基本步骤：一.加工前：1.工件与图纸是否相符;2.检查工件的尖角抛光是否有划伤或碰伤，是否有尺角要求，外形尺寸是否有按标准留料;3.仔细检查所需要加工的部位，确认加工，装夹方式和穿线的合适位置;4.测量上流程最准确的到位尺寸;5.准备塞规，块规和加工程序;二.加工中：A.装夹1.装夹的方向是否与图纸相符，是否有镜像或旋转，并做好记号;2.夹持力度是否得当，太松或者太紧都会导致工件松动或者变形，尽量使工件保持原来的状态，不要用力压平，否则会导致工件加工后回弹致使工件尺寸超差;3.夹具的选择是否合适，是否会干涉到上机头或者下机头在加工过程中的动作，是否对找边有干涉，防止在加工中切割到夹具;4.注意工件防锈，到位的工件要特别注意防锈和夹持部位的力伤，到位工件可以在上机前抹上油性笔或者防锈济以免在加工过程中产生锈蚀或者形成黑斑;B.工件校正1.一般校正较大的面或者公差最准的面;C.寻边1.注意上流程的尺寸;2.图纸是否对称或是中心偏移;D.检查程序1.程序是否有带放电补偿2.角度扭转，切割锥度，或者上下异型时要注意基准面的设定是否准确;3.较小的槽加工斜度时是否会切割到对边;三.加工时注意事项1.注意是否有废料的脱落成，如有脱落要及时清理;2.小工件是否被水冲动，或产生拌动导致影响加工精度;3.注意加工工件的垂直度，精度较高的工件精修---刀，测量其垂直度。
如有偏差，可进行适当的调整;4.精修水的调整;5.做好加工记录四加工后1.在机床上测量好所有的形状尺寸2.检测形位尺寸3.做好去锈、防锈工作;4.认真、如实填写自检报告;影响线切割加工精度的原因：1机床本身的精度：a.影响工件割槽的间距如何避免：采取镜像或路径正反加工b.四面齿工件的左右错位c.开口难以控制2.温度对工件的影响以及对水温、丝杆造形的热胀冷缩，会较大的影响到间距。
硅片多线切割机罗拉槽计算
硅片多线切割机罗拉槽计算硅片切割技术在光伏电池材料中具有重要的意义，切割技术长期成为光伏行业研究的热点。
硅片切割技术主要分为内圆切割和多线切割技术。
目前硅片切割技术多采用多线切割技术，相比以前的内圆切割，有切割效率高，成本低，材料损耗少的优点。
因此多线钢线硅片切割技术是未来切割技术的主流，目前硅片能够切出的最薄度在200um左右。
实际太阳能电池的最佳性能厚度是在60-100um.，之所以维持在200um左右是从太阳能电池的机械性考虑，硅片厚度减少不能适应一些电池工艺，如腐蚀，丝网印刷等，硅片厚度的减少带来了很大的电池制备技术难点。
硅片多线切割机罗拉槽计算方法分析：
公式：D=T+F+dw+DS
槽距=硅片厚度+游移量+钢线直径+金刚砂直径
理论切片数量=单晶有效长度/槽距。
硅片切割技术
1. 多线切割技术概述太阳能硅片目前常规的切割方法主要有：内圆切割和多线切割。
内圆切割：利用内圆刃口边切割硅锭。
但由于刀片高速旋转会产生轴向振动。
刀片与硅片的摩擦力增加，切割时会产生较大的残留切痕和微裂纹，切割结束时易出现硅片崩边甚至飞边的现象。
多线切割技术是目前世界上比较先进的加工技术，它的原理是通过金属丝的高速往复运动把磨料带入加工区域对工件进行研磨，将棒料或锭件一次同时切割为数百片甚至数千片薄片的一种新型切割加工方法。
多线切割技术与传统加工技术相比有效率高、产能高、精度高等优点，目前被广泛应用于单（多）晶硅、石英、水晶、陶瓷、人造宝石、磁性材料、化合物、氧化物等硬脆材料的切割加工。
晶体硅原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。
光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。
降低截口损失可以达到这个效果。
截口损失主要和切割线直径有关，是切割过程本身所产生的原料损失。
切割线直径已经从原来的180-160μm 降低到了目前普遍使用的140-100μm 。
降低切割线直径可以在同样的硅块长度下切割出更多的硅片，提升机台产量。
让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。
光伏硅片的厚度从原来的330μm降低到现在普遍的180-220μm 范围内。
这个趋势还将继续，硅片厚度将变成100μm.减少硅片厚度带来的效益是惊人的，从330μm 到130μm，光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达60%。
多线切割内圆切割切割原理磨料研碎金刚石沉积刀片表面结构切痕剥落酸碎损伤层厚度∕um 25～35 35～40切割效率30～50（单片）20～40硅片最小厚度∕um 250 350适合硅片尺寸200 300刀损度轻微严重2. 多线切割原理将开方处理后的单晶棒料通过玻璃板固定在不锈钢工件上,然后放置到切割机的相应区域。
导轮经过开槽工艺处理在轮体上刻有与所使用切割线直径相适合的精密线槽,钢线通过来回顺序缠绕在个导轮的线槽上而形成上下两个平行线网。
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内圆切割和多线切割
1. 内圆切割和多线切割晶体切割就是利用内圆切片机或者线切割机等专用设备将硅单晶或多晶切割成符合使用要求的薄片过程。
硅晶体的切割主要要有内圆切割和多线切割两种形式。
内圆切割利用内圆刀片为切割刀具，以其内圆作为刀口，其镶上金刚石颗粒，一片一片进行磨销切割。
内圆切割品种变换简单方便，灵活，风险低，但是效率低，原料损耗大，硅片体形变大，加工参数一致性差。
多线切割利用钢丝切割线携带金刚砂浆液进行磨销，整锭同时切割。
其效率高，原料损耗小，硅片体形变小，加工参数一致性好，但是投资大，风险高。
2. 硅片的化学减薄所谓化学减薄就是通过酸或碱与硅片表面在一定条件下产生化学反应，对硅片表面进行一层剥离，为抛光工艺创造条件的工艺过程。
硅片化学减薄的作用与意义硅片化学减薄主要有三个作用，第一是使硅片表面清洁，第二可以提高抛光效率，第三可以消除硅片内应力
3. 硅片抛光方法大体来说，硅片抛光方法可以分为机械抛光，化学抛光和化学机械抛光三大类。
（1）机械抛光机械抛光利用抛光液中的磨液与硅片表面的机械摩擦作用来实现硅片的表面加工，在早期硅片加工中使用较多。
机械抛光的抛光液一般为氧化铝，氧化镁，氧化硅和碳化硅等微细粉末加水而配制成的悬浮液。
( 2 )化学抛光化学抛光就是利用化学试剂与硅片表面的化学腐蚀反应来达到去层与修整的加工目的。
化学抛光包括液相腐蚀，气相腐蚀，固相化学腐蚀和电解抛光等。
(3）化学机械抛光化学机械抛光是将化学作用和机械作用同时结合使用的抛光方法，种类繁多。
铜离子，铬离子，氧化钛，筋性氧化铝，碱性二氧氧化硅都是化学抛光。