切割液的主要成分是什么？

由于在应用上对太阳能硅片表面的平整度、洁净度、导电性等性能指标有着极其严格的要求，故太阳能硅片的切割过程中，需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质。为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化微粉按照一定比例加入到以聚乙二醇（PEG）基或油类为主要原料合成的水溶性或油性太阳能硅片切割液中并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅片切割。 使用碳化硅微粉作为介质在太阳能硅片线切割过程中，整个机理是使碳化硅微粉颗粒持续快速冲击硅棒表面，利用碳化硅颗粒的坚硬特性和锋利菱角将硅棒逐步截断，这一过程会伴随着较大的摩擦热释放，同时由于碳化硅颗粒与硅棒之间的碰撞和摩擦而产生的破碎碳化硅颗粒和硅颗粒也将混入切割体系中。为了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。

整个切割过程对太阳能硅片切割液的质量提出了极高的要求和技术标准。由于太阳能硅片切割液是用浸润性好，排削能力强且对碳化硅类磨料具有优良的分散特性的聚乙二醇（PEG）基或油基为主要成份生成的化合物，因而聚乙二醇(PEG)的性能特点对硅片切割液本身以及硅片的加工过程起着无可替代的作用。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.2、相对密度:液体1.127-1.128g/cm2。固体1.17-1.215 g/cm2；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，当温度升高后，任何级分的固体聚乙二醇均能与水任意比例互溶，当温度高至水的沸点时，聚合物会沉淀出来，析出温度取决于聚合物的分子量和浓度。化学性质聚乙二醇（PEG）属非离子型聚合物，在正常条件下是稳定的，在120℃或更高温度下能与空气中的氧发生氧化作用，用二氧化碳或氮等惰性气体保护，在200-240℃也不发生变化，当升至300℃左右，分子链节发生断裂而降解。应用：1、聚乙二醇系列产品可用于药剂；相对分子量较低的聚乙二醇可用作溶剂、助溶剂、O/W型乳化剂和稳定剂，用于制作水泥悬剂、乳剂、注射剂等；也用作水溶性软膏基质和栓剂基质。2、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。 油基的油性切割液与聚乙二醇基的水性切割液具有相似的理化性能，与碳化硅微粉有良好的相容性，具有与PEG300/400相近的粘度指标，带砂能力好等，与PEG300/400相比，油性切割液具有更强的排屑能力，因此使用油性切割液配制成的砂浆在切割硅棒时往往能够切出表面质量非常好的硅片。如日本的油基切割液PS-LP-500D，其密度为0.826 g/cm3 ,粘度96mmPa.s左右，闪点112℃，在-10℃时仍具有良好的流动性，还有辽宁奥克、辽宁科隆等都有油性切割液，被广泛地用于半导体、太阳能硅片、水晶等切割加工领域。

线切割设备有瑞典、日本、和国内的设备；

瑞典的MB和HCT设备要好一点；

B、HCT、NTC和安永线切割机在太阳能硅片切割中对硅片切割液和砂浆的要求

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由于近几年来中国的太阳能硅片切割行业异常火爆，2008年日本的另一个太阳能硅片多线切割机品牌--安永，也开始在国内崭露头脚，并且大打节省成本牌，鼓吹技术有多优越，多先进。但是，从国内用户的使用效果来看，和NTC以及瑞士的MB和HCT比，安永在中国确实存在着明显水土不服的情况。

因为在中国多线切割机最早是用在半导体的切割中，故那时只有瑞士的MB和HCT，由于瑞士线切割机的系统思维特别强调动力与环保，从而使得这类机器在切割过程中对砂浆粘度的要求比较高，最直接的体现就是要用油性的切割液，体现在切割液的原材料上就是必须用聚乙二醇，否则，机器的动力就会形成多余的浪费。而NTC是在太阳能行业兴起之际，日平公司抓住了机会，模仿瑞士的线切割机设计生产的，只是把瑞士机器的精密性改的乱七八糟，无形中适应了追求效率的高速发展的太阳能硅片切割行业，尤其是适应了中国太阳能硅片切割行业的兴起，从而迅速占据了中国市场的老大，份额达到了65%左右。但是，该公司有一点做的比较好，虽然将机器的动力系统和装机功率降低了很多，可对机器在切割液的使用上沿用了瑞士机的标准。油性切割液的切割效率和切出来的片子的表面要普遍好于水性液切割液，但是由于日本线切割机的轻便性能，使得他用油性液会对他的功率造成一种负担，所以日本人开发出了这种水性切割液。无论成本还是在日本机上的使用都比较符合，并且易于回收。这样NTC的机器油性切割液和水性切割液都可以使用。

而安永线切割机的切割功率极其的小，不仅不能用油性的切割液，就是目前国内水性的切割液都没办法很好地使用。由于它的砂浆泵功率只有0.75KW，使得它的一系列切割技术数据都必须满足小功率的要求：1、动力系统：安永机器的平均线速只有8.4米/秒，远低于NTC的10.5-11米/秒，更低于MB的13米/秒。这种要求直接导致了安永机器必须用相当低粘度的切割液，切割液本身的粘度低至不到20，砂浆粘度不超过150，大大限制了机器的砂浆流量，降低了切割效率。尤其是这种硅片切割液在国内很少有，即便有也不一定好用；2、装机功率：NTC达到50-85KWMB135KW；HCT更是达到了208KW.而安永虽然也是75KW，但是将砂浆泵的功率设为0.75KW,根据这一要求，更是将其使用辅料的范围直接限定成了只能用日本的切割液，并且是用日本的“619”配方的硅片切割液，对用户来说带来了很大的麻烦。由于安永机器的装机功率极其的小，如果用国内的太阳能硅片切割液，就会因为液的粘度太大，无法协调硅片切割液和碳化硅微粉的配比比例和砂浆粘度的问题，除非切割液厂家为其专供。

MB、HCT、NTC等机器，要求硅片切割液和碳化硅微粉的配比比例一般控制在1：0.92-0.95，砂浆密度在1.630-1.635就可以切的相当理想。即便出现配比比例更大，甚至砂浆密度达到1.67左右都照样不会有什么问题，只要砂浆粘度控制在200--250就可以。但是安永的机器要求砂浆密度不能高于1.57，就是说只能控制在1.55-1.57.砂浆粘度在150左右，这样国内的硅片切割液液就会出现砂浆密度配在1.57，可能砂浆粘度还不到120，而如果把砂浆粘度调到150，密度就超过了1.57，甚至超过了1.60。砂浆粘度过大，直接的说法是会导致机器报警，其实更深层次的影响还有可能会导致片子洗不干净，出现灼伤片，或者电机发热，对机器本身的轴承有很大的磨损。

所以，就目前国内的太阳能硅片切割液来说，还真没有很适合安永机器的。利好的是，国内的用户已经发现了这一机器的缺陷，开始陆续将该机器的砂浆泵由原来的0.75KW换成了1.5KW的，这样可能会解决这个问题。

总之，这是安永机器对中国市场的不适，也是该公司对中国市场调研的缺失导致的后果。

金刚砂线切割液和砂浆切割液在出片率、效率、环保以及切割精度上不同，金刚砂线切割液有润滑、冷却、防腐、防锈、抑氢等方面的优势。

一、金刚砂线切割液和砂浆切割液的区别

出片率分析表明。金刚线的锯切损耗大于砂浆切割液，最终芯片良率大于砂浆切割液SIC材料是一种极高的半导体材料，因此砂浆切割液仍然是SIC加工的主流工艺。效率方面。金刚砂线的切割效率是砂浆切割液的10倍左右，这是金刚砂线工艺的一大优势。从环保的角度来说。油砂船上的砂浆是危险废物，很难处理，金刚石船的切削液也容易得多。从切割精度来看。主要来自TTV和WARP，BOW的精度主要与晶体内应力有关，砂浆切割液的切割精度优于金刚线。

二、金刚砂线切割液

该发明涉及一种用于切割单晶硅、多晶硅等非金属脆硬材料的切削液，由金刚砂线发明，现有的使用碳化硅切削液的硅面电视，是为了解决尺寸大、有线标记、清洁度低的问题而发明的。金刚砂线切削液由脂肪醇、聚丙二醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯醚和硅消泡剂组成。将混合后的物料泵入白色钢网，加压粉碎过滤，即得产品。其优点是切割后的硅片表面TTV小，无线痕迹少，切割后的硅片表面清洁度高。

二、金刚砂线切割液的优势

独特专利技术抑制切割过程中，硅粉粒径过细，与水反应释放氢气，防止长期生产积累带来的安全风险。由于良好的润滑，可以在切割过程中防止硅中的脆性裂纹或划痕，并且可以减少硅的表面粗糙度和表面翘曲，从而最小化加工硅的整体厚度偏差。良好的防腐防锈性能，保护设备免受酸性环境的腐蚀。优秀的添加剂，确保金刚砂系列能延长其寿命；对回收性、离心力和沉降性较好的废硅粉和切削液进行简单处理和重复使用，可有效降低生产成本。

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