硅片切割液的作用

　　1）攜帶：攜帶研磨顆粒進(jìn)入加工區域；

　　2）懸浮分散：懸浮分散研磨粒子；

　　3）沖洗：沖洗硅錠和金屬絲上殘留物；

　　4）降溫：帶走切割產(chǎn)生的大量熱量。

　　硅片切割液一高懸浮，高潤華，高冷卻等特性將碳化硅等切割磨料均勻的附著(zhù)在高速運動(dòng)的鋼絲線(xiàn)上，并通過(guò)快速運動(dòng)來(lái)帶動(dòng)磨料實(shí)現對多晶硅或者單晶硅的切割加工，是光伏電池產(chǎn)業(yè)中必不可少的輔助生產(chǎn)材料。

　　硅片切割液的分類(lèi)

　　切割液按成份分類(lèi)主要包括油性切割液和水性切割液兩大類(lèi)。

　　第一類(lèi)切割液產(chǎn)品主要是以礦物油為主要成分的油性切割液，其中含有礦物油，防腐蝕劑，抗擠壓機等物質(zhì);切割液本身易燃，對環(huán)境污染較大，同時(shí)清洗硅片時(shí)需要含氟的烷烴溶劑。

　　第二類(lèi)水性切割液產(chǎn)品可以溶于水或被水分散，清洗硅片用水即可，不用有機溶劑，對人體和環(huán)境無(wú)損害。

　　切割液的主要成分

　　碳化硅微粉：

　　太陽(yáng)能硅片對表面的平整度、潔凈度、導電性等指標有嚴格的要求，所以，太陽(yáng)能硅片在切割過(guò)程中需要使用硬度高，顆粒小且粒徑分布集中的碳化硅微粉作用主要的切削介質(zhì)。

　　PEG：

　　為使碳化硅微粉在切割過(guò)程中分布均勻，同時(shí)及時(shí)帶走切削過(guò)程中的摩擦熱，通常將碳化硅微粉按照一定的比例加入到聚乙二醇（PEG）為主要原料的液體當中。

　　將碳化硅微粉和PEG溶液均勻配置成切割砂漿就可以用于硅片切割了。

　　著(zhù)重解決企業(yè)哪些技術(shù)需求？

　　01如何開(kāi)發(fā)出新型復配型表面活性劑，進(jìn)一步提高分散能力、使整個(gè)體系高懸浮，提高切割能力？

　　02如何提高水基硅片切割液的極壓潤滑性？

　　03如何建立科學(xué)的回收工藝，有效回收硅片切削液，降低成本、減少對環(huán)境的傷害？

　　硅片切割液配方(參考)

　　圖片

　　切割液的市場(chǎng)規模

　　開(kāi)方機和切割機的大量使用，相應的配套設備和耗材用量也急劇上升，如切割液和金剛線(xiàn),碳化硅微粉等。目前國內有切割機2500臺，每臺設備每月平均用6噸，則年需切割液15萬(wàn)噸。奧克公司為國內切割液市場(chǎng)規模最大的一家公司，奧克股份公司切割液?jiǎn)蝺r(jià)約為19800元/噸（單價(jià)比其他公司切割液要貴10%），按照18000元/噸計算，切割液市場(chǎng)規模約為27億元！

　　奧克公司上半年公司太陽(yáng)能光伏電池用晶硅切割液的銷(xiāo)量同比增長(cháng)59%,市場(chǎng)占有率繼續保持在70%的比例，實(shí)現銷(xiāo)售收入8.5億元，全年將突破17億。

　　切割液的回收及再利用

　　a. 通過(guò)對廢砂漿的回收利用，可以使切割液和碳化硅微粉的成本降低至少50％，所以未來(lái)三到五年，廢砂漿回收項目將會(huì )受到國內切片企業(yè)的大力追捧，回收液和回收砂的市場(chǎng)份額也將會(huì )有大幅度上升，最終回收液的市場(chǎng)需求量有望達到50000—70000噸。

　　b. 太陽(yáng)能硅片切割液廢砂漿是切割液（PEG）和砂漿的混合物，目前主要依靠離心和沉降兩種回收技術(shù)，對廢砂漿進(jìn)行處理，回收其中的切割液和碳化硅微粉，返回到太陽(yáng)能線(xiàn)切割機重新使用。  

　　c. 光伏電池對硅片表面質(zhì)量要求很高，因此對切削液也有著(zhù)很高的要求，回收再利用的切削液中如果混有不合格的碳化硅微粉，以及一些鐵，硅粉，高聚物等雜質(zhì)，勢必會(huì )影響硅片質(zhì)量。

　　d. 利用沉降離心、化學(xué)清洗、絮凝過(guò)濾、精餾、萃取、旋風(fēng)分級等分離原理和方法，將廢砂漿中雜質(zhì)和水分去除，可以得到優(yōu)質(zhì)合格的切割液和碳化硅微粉，從而實(shí)現二次利用。

　　e. 液體回收過(guò)程主要利用物理作用將其中的固體微粒去除，要求不增加任何可溶性雜質(zhì)。這樣得到的液體才能夠保證原有的化學(xué)成分，具有與新切割液相同的表面活性、懸浮力和攜帶力，可多次重復使用。

　　f. 在碳化硅微粉回收時(shí)，除了利用物理作用將其中的細顆粒去除外，還必須利用多種化學(xué)作用將其中的硅粉、鐵、膠粒去除，這樣才能保證得到的碳化硅微粉具有原砂漿中碳化硅微粉同樣的品質(zhì)。且回收過(guò)程不增加任何微粉顆粒，而切割過(guò)程會(huì )使大的顆粒變細，因此回收到的微粉沒(méi)有大顆粒，不會(huì )在以后使用過(guò)程中產(chǎn)生劃傷硅片的現象。

　　鋼線(xiàn)切割的優(yōu)越性

　　線(xiàn)切割原理：

　　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。

　　線(xiàn)切割優(yōu)點(diǎn)：

　　與傳統切割方法比較，所切晶片與具有彎曲度（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)。

　　切割線(xiàn)種類(lèi)：

　　一種就是主流的切割鋼絲+砂漿模式（SiC+PEG）大概占有80%的市場(chǎng)份額，另外一種就是最近出現的金剛石切割線(xiàn)，只有20%的市場(chǎng)份額。金剛石線(xiàn)的切割速度是普通鋼線(xiàn)的2倍左右，切割過(guò)程中節水節電30%左右；但是目前主要用在開(kāi)方環(huán)節，用在切片環(huán)節中有明顯線(xiàn)痕的問(wèn)題還沒(méi)有解決。

　　鋼線(xiàn)市場(chǎng)規模

　　傳統切割鋼絲售價(jià)12-16元/千米，金剛線(xiàn)售價(jià)2.4元/米。目前使用傳統鋼絲線(xiàn)+砂漿的模式下，切割成本大概為2.52元每片，金剛石線(xiàn)的成本達到3.5元，優(yōu)勢并不明顯，但是在切割厚度上，切割速度上，以及在切割過(guò)程中的輔料（傳統鋼絲線(xiàn)需要砂漿，而金剛石線(xiàn)只需要水溶性冷卻液）和水電成本上優(yōu)勢比較明顯。金剛石切割線(xiàn)有進(jìn)一步取代傳統切割線(xiàn)的趨勢。

　　國內企業(yè)有：豫金剛石，恒星科技，江陰貝爾卡特、東京制鋼、張家港駿馬、江蘇威爾新材料股份公司、上海金井特等。

　　提醒：客戶(hù)在挑選分析機構時(shí)，若有意向請實(shí)地調研分析機構。國內同類(lèi)分析機構眾多，建議客戶(hù)務(wù)必在有充足考察的基礎上再做判斷，切勿輕信！