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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。超硬材料行業(yè)應該為我國半導體產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為減少硅材料消耗,降低制造成本,解決生產(chǎn)中的關鍵,打破當前國外設備的壟斷局面,做出更大的貢獻。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。
國內(nèi)半導體制造和光伏電池上游加工,包括:去頭尾、截斷、開方等的加工,大部分仍然采用金剛石帶鋸設備。加工表面粗糙,浪費材料,金剛石帶鋸價格也不菲。
實際上,應該使用金剛石線鋸機切割加工,能得到更高的質(zhì)量。
元素環(huán)形金剛石線切割機的主要性能:
1. 切割晶體尺寸: 300*300 mm
2. 切割線線速度: 小于60 m/s
3. 工作臺進給速度: 500 mm/s
4. 晶片表面粗糙度: Ra≤ 0.2μm
線切割設備
切割液
金剛線切割設備使用的切割液主要作用是冷卻,所以主要采取冷卻水或油基冷卻。根據(jù)材料特性,一般硬度適中(莫氏硬度<9)的脆性材料切割速度可適當快一些,如硅、石墨、壓電陶瓷、玻璃等。使用水做切割液可以混合部分粘合劑,減輕清洗工序工作強度;另一個作用是切損硅料容易回收。油基冷卻主要是乙二醇做切割液,原理上乙二醇基的切割方法也有助于硅料的回收,但是需要相對復雜的化學方法處理,提高了回收成本。
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金屬線切割
金屬線切割過程中的注意事項
如各類硬質(zhì)合金鋼、氮化硅陶瓷、金屬陶瓷、鈦合金、電機等。元素工具以技術為導向,擁有多項專利技術,其主要產(chǎn)品環(huán)形金剛石線為切割行業(yè)解決了多項切割難題,給光伏,磁材,陶瓷,輪胎等行業(yè)帶來了新的活力和競爭優(yōu)勢。這是因為金屬類的樣品具有粘刀的特性,降低金剛石線的磨削率,若切割速度設置過快會使與樣品接觸處的金剛石線出現(xiàn)一定向上的弧度,兩個導向輪間線的跨距越大,允許的弧度越大,一般跨距是900㎜時允許金剛石線與樣品接觸處出現(xiàn)弧度的至高點與金剛石線的水平位置的距離不超過6㎜