Резка монокристаллических кремниевых пластин является ключевым этапом в производстве полупроводников и фотоэлектрической продукции. С ростом спроса на высокоэффективные, малозатратные и экологически чистые методы обработки, резка алмазной проволокой (Diamond Wire Saw, DWS) постепенно вытеснила традиционную абразивно-шламовую резку и стала отраслевым стандартом.
Монокристаллический кремний (Monocrystalline Silicon) – это основной материал современной полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности. Он отличается высокой чистотой и целостной кристаллической решеткой. Обычно производится методом Чохральского (Czochralski, CZ) или методом зонной плавки (Float Zone, FZ), формируя цилиндрические слитки. Для превращения слитка в функциональные пластины необходим высокоточный процесс резки, и именно технология алмазной проволоки (DWS) стала основным выбором отрасли.
Алмазная проволока (Diamond Wire) – это расходный материал для резки сверхтвердых и хрупких материалов. Она изготавливается на основе высокопрочной металлической проволоки (стальной или вольфрамовой), поверхность которой покрыта или связана с микрочастицами алмаза. Во время работы проволока совершает высокоскоростное возвратно-поступательное движение в резочном станке, контактируя со слитком кремния и обеспечивая эффективную резку.
.jpg)
- Высокая производительность: увеличение выхода пластин и сокращение времени обработки;
- Высокий коэффициент выхода: снижение потерь и повышение использования кремния;
- Высокая точность реза: уменьшение допуска по толщине, соответствие тенденции истончения пластин;
- Минимальные повреждения поверхности: улучшение качества пластин, снижение затрат на последующую полировку;
- Экологичность: отсутствие загрязнений шламом, более чистый процесс резки;
- Снижение себестоимости: уменьшение расхода проволоки и потерь материала.
1. Гальваническая алмазная проволока
Поверхность металлической основы покрыта никелевым слоем с закрепленными алмазными микрочастицами. высокая эффективность резки, надежное удержание зерен.
Применение: массовая резка монокристаллического и поликристаллического кремния.
2. Резиновая (смоляная) алмазная проволока
Алмазные частицы фиксируются с помощью связующего на основе смолы. более гладкая поверхность реза, меньшие повреждения. более низкая скорость резки.
Применение: высокоточная резка кремниевых пластин.
3. Вольфрамовая алмазная проволока
Используется вольфрамовая основа, обладающая высокой прочностью на разрыв. Преимущества: снижение риска обрыва, возможность уменьшения диаметра (<50 мкм).
Применение: резка ультратонких пластин, снижение затрат и повышение выхода годной продукции.
Распространенные параметры: диаметр 50–80 мкм, размер зерна 5–20 мкм. Чем тоньше проволока – тем тоньше пластины можно изготавливать, экономя кремний.
- Фотоэлектрическая промышленность:Производство монокристаллических кремниевых пластин (PERC, TOPCon, HJT-ячейки).
Резка тонких пластин (<150 мкм) для повышения эффективности преобразования энергии.
- Полупроводниковая промышленность:Резка кремниевых пластин для производства микросхем (IC).
Вафельное и передовое корпусирование (Wafer Level Packaging).
- Новые материалы: Резка сапфировых подложек для LED.
Прецизионная резка кварца, керамики и других твердых и хрупких материалов.
Q1: Почему для резки монокристаллического кремния используется алмазная проволока?
A1: Потому что она обеспечивает более высокую эффективность, меньшее повреждение пластин, экологичность и снижение себестоимости.
Q2: Чем отличается гальваническая алмазная проволока от смоляной?
A2: Гальваническая обеспечивает высокую производительность и подходит для массового производства; смоляная – для более точной и чистой резки.
Q3: Для чего применяется вольфрамовая алмазная проволока?
A3: Благодаря высокой прочности на разрыв она подходит для резки ультратонких пластин и снижает риск обрыва.
Q4: Может ли резка алмазной проволокой полностью заменить шламовую?
A4: В производстве фотоэлектрических пластин – да, технология алмазной проволоки уже полностью вытеснила шламовую резку и стала отраслевым стандартом.
Резка монокристаллических кремниевых пластин является ключевым этапом в производстве полупроводников и солнечных элементов. Технология алмазной проволоки благодаря высокой производительности, точности и низким затратам стала основным выбором отрасли. Дальнейшее уменьшение диаметра проволоки и использование новых материалов обеспечат более высокую эффективность, меньшие потери и экологичность в производстве кремниевых пластин.
