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切割原理硅块/ingot钢线/wire工作台/table浆料/slurryHCT线锯工作示意图浆料由碳化硅与切削液混合组成。碳化硅作用：利用其坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断。切割液的主要作用：1.悬浮特性使碳化硅具有良好的流动性；2.碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散；3.在高速运动中使钢线以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面；4.及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。浆料作用SIC制造方法碳化硅又称金钢砂或耐火砂。分子式为SiC，纯碳化硅是无色透明的晶体。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经2000度以上的高温冶炼而成。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，碳化硅微粉是由炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。粉体材料粒度的检测可采用筛分法、沉降法、电阻法、激光法、电镜法等多种方法。每一种方法都有各自的特点，检测结果也可能会有差异。对于粒度较细或比重较小的颗粒，采用后三种方法的检测结果比较可靠。常用磨料粒度尺寸比较表粒度分布(微米)化学指标物理指标粒度号D3最大值粒度中值D50最小粒径D94SiC≥（%）Fe2O3≤(%)F•C≤(%)PH值堆积密度GC#800≤20.014.0±1.0≥9.099.000.200.26--81.18GC#1000≤18.311.5±1.0≥7.098.500.200.26--81.15GC#1200≤17.59.5±0.8≥5.598.500.200.26--81.13GC#1500≤14.58.0±0.6≥4.598.000.200.26--81.12GC#1800≤13.57.0±0.6≥4.298.000.200.26--81.05GC#2000≤13.06.7±0.6≥4.098.000.200.26--81.00物理机械性能碳化硅理论密度是3.18克/cm3，比重为3.20～3.25，各种碳化硅晶形的颗粒密度十分接近，一般认为是3.20g/mm³，其碳化硅磨料的自然堆积密度在1.2--1.6g/mm³之间，其高低取决于粒度号、粒度组成和颗粒形状。其维氏显微硬度为2840～3320kg/mm2。莫氏硬度仅次于金刚石，在9.2-9.8之间（硅的莫氏硬度为6.5）。磨料中高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，被用于各种耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件，是一种新型的工程陶瓷新材料。1、高纯度、大结晶碳化硅原材料，保证了碳化硅切割微粉优良切割性能和稳定物理状态。2、粒度形状为等积而具刃锋，保证了碳化硅微粉作为切割刃料均衡自锐性，从而保证被切割材料TTV最小化。3、粒度分布集中并且均匀。4、有高热震稳定性和荷重软化温度，这确保了在荷重切割时小线膨胀系数，从而保证切割稳定；并且能够和切割机有很好适配性。5、表面经过特殊处理，微粉具备大比表面积和清洁外表，与聚乙二醇等切削液有很好适配性。碳化硅质量标准切削液的作用水性切削液的主要成分为聚乙二醇。悬浮：使磨料均匀分散，保证钢线的带砂能力。其粘度随温度上升而下降。冷却：性能与流量、流速有关，及时带走大量的切削热。清洗：易于清洗，不易留污。切削液性质聚乙二醇（PEG）：也称聚乙二醇醚,是由环氧乙烷与水或乙二醇为原料通过逐步加成反应而生成，其原材料主要来源于石油制品。物理性质：1、当PEG的分子量200-700时为白色或透明的粘稠液体，1000-2000时为蜡质半硬固体,3000-20000时为坚硬的蜡状固体。聚乙二醇(PEG)为低毒无刺激性聚合物。用于硅片切割过程中的切割液的聚乙二醇（PEG）分子量通常为300-400，这一级别的PEG具有适宜的粘度指标，既有良好的流动性，又对碳化硅微粉具有良好的分散稳定性，带砂能力强。2、相对密度:液体1.127-1.128g/cm2。固体1.17-1.215g/cm2；乙二醇应用：3、溶点：固体60℃以下，液体20℃以下；4、粘度：4.3-10.5x10-6m2/s(98.9℃)；5、闪点为179-252℃（液体），221-228℃（固体）。6、聚乙二醇（PEG）具有很强的吸水性，在常温条件下可从空气中吸收水分，液体可与水任意比例混溶。注意：防潮，要求碳化硅烘干。奥克切削液产品外观（25℃）无色透明液体色号（铂-钴）≤50粘度（mm2/s,40℃)24-28PH值(5%H2O)5.0-8.0水含量（%）≤0.5密度（g/cm3，20℃)1.120-1.130折光率（20℃)1.462-1.468电导率≤100重金属含量，ppm≤5科隆化工切削液检测项目技术指标KLsi-IKLsi-Ⅱ外观无色透明液体无色透明液体粘度(25℃)45-5352-58色泽(APHA)≤50≤50相对密度，g／cm3(20℃)1.120-1.1301.120-1.130水份(％)≤0．3≤0．3PH值(5％水溶液)6-76-7折光率(20℃)1..461-1.4671..461-1.467重金属含量，ppm≤28≤28砂浆配置注意烘砂作用：⑴、增加表面粗糙度，使切削液更好的侵润碳化硅微粉，提高切削能力；⑵、提高碳化硅微粉的流动性，促使砂、液均匀混配；⑶、使得每一批次的水分含量一致，从而提高砂、浆的稳定性；⑷、碳化硅微粉在使用前的烘干十分必要，并建议在碳化硅微粉的温度降低到室温之前加料完毕.碳化硅添加：每15分钟添加一袋，并做好记录。为了控制添加速度，在漏斗内加一个孔径合适的滤网，保证一袋碳化硅在15分钟匀速漏完。切割区域示意图切割微观图砂浆性质避免被切割开的硅片受切割体系温度升高的影响而发生翘曲和其表面被细碎颗粒过度研磨而影响其光洁度，必须设法将切割热及破碎颗粒及时带出切割体系，因此切割液的主要作用是使砂浆具有良好的流动性，碳化硅颗粒能够在切割体系中均匀稳定的分散，在钢线的高速运动中以均匀平稳的切割力场作用于硅棒表面，同时及时带走切割热和破碎颗粒，保证硅片的表面质量。砂浆的流动性有着象血清一样的特性，随着流动会被稀释。换言之，砂浆的黏度会随着流量的增加而变小。影响砂浆黏度的主要有4个参数：流量（flowjrate），温度（temperature），成分含量（abrisivecontent）and切削液（cuttingliquid），切割深度（kerfcontent.）砂浆的粘度会随温度的升高而降低，wiresaw需要粘度不低于25。在切割过程中需要保持砂浆的温度在25摄氏度左右，所以在砂浆回路中装有冷却系统。砂浆最高温度不高于40摄氏度。切削液与砂的成分不同也会对砂浆的黏度有很大的影响。因此应选用合适的切削液。在切割过程中，不断的有切口的杂质（硅粉）混入砂浆中，砂浆的成分组成改变了，因此，粘度也随之改变。SpeedSyT150015501600165017001.6471.6481.6491.651.6511.6521.6531.6541.6551.6561.6571.6581.6591.661.6611.6621.6631.6641.6651.6661.6671.6681.6691.67DensSyTVariabilityChartforSpeedSyTVariabilityGauge浆料配比使用这个Excel电子表格可以计算砂浆的密度，需要多少袋的碳化硅粉，需要多少升的切割液。*在使用任何化学品之前请先阅读相关的MSDS*•实际上，在准备砂浆时，通常使用混合比例这个概念，用R来表示。•例如：将100Kg的碳化硅粉末混入100L的乙二醇液体中可以得到大概130升密度为1.62kg/L的砂浆。可以参考上面的excel表格来计算。•现将体积为Vb的切割液注入砂浆桶中，此砂浆桶需要带有一个搅拌浆来避免产生沉淀；然后将质量为Ma的碳化硅粉末匀速的慢慢的倒入砂浆桶中，15分钟/包/25kg，在此过程中搅拌浆要一直搅拌。•在混合好之后，测量砂浆的密度是否符合要求。•砂浆最好保存在25度的环境中，即使砂浆未在使用，搅拌浆也需要一直搅拌不然就会有沉淀产生。因为乙二醇是亲水性的，所以砂浆桶要用盖子盖好，防止吸收空气中的水汽。为了保证正常生产和产品的良率，砂浆的消耗量应设定在曲线以上的数值。在目前一般的在研磨颗粒的直径在10~15um的情况下，砂浆的消耗量为3~4升/平方米。砂浆混合比例R的变化也会影响砂浆的消耗量，若R1，砂浆的消耗量会增加，R1，砂浆消耗量减少。客户反馈：R=1,SiCF500(直径12~13um），消耗量为3L/m2砂浆消耗回收砂浆砂的回收加工费用可降到10000元/吨，并且回收液和砂的使用比例还可以有大的提升。如果在工艺许可的范围内，对沙浆的使用进行优化，也可以为硅片切割企业节省大额的成本。切削液的过滤净化即将切削液中一定比例、相对较大的固体颗粒，从切削液中去除的过程。经过过滤净化后的切削液能够再用于机械加工中达到循环使用的目的。钢线检验标准标准线径（um）140120每个工字轮内允许的直径偏差（um）33最大椭圆度（um）33线密度（g/km）12189破断拉力（N）58±545±5标准抗拉强度（N/mm2）37504000工艺关注在整个切割过程中，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。