切割丝基础知识(一)
发布时间:2011年10月19日 点击数:
1、切割钢丝用途
切割钢丝是直径Φ0.07-0.25mm的镀黄铜高碳钢丝,因具有直径小、强度高,切口损耗小、切割精度高等优点,可充当多线锯的磨料载体,在光伏产业得到大量应用,主要用来切割太阳能电池的多晶硅、单晶硅以得到半导体晶片。
太阳能硅片多线切割技术与其他切割技术相比有效率高、产能高、精度高等优点,是目前采用最广泛的硅片切割技术。该技术是通过Φ0.10mm左右金属丝的高速运动,把10~15μm的SiC或金刚石磨料带入加工区域进行研磨,将硅棒等硬脆材料同时切割为数百个薄片的一种新型切割加工方法。
切割钢丝的质量直接影响到硅片的光洁度、产出率和质量,对硅片的加工成本影响较大。
2、市场需求
近年来世界新能源产业飞速发展,促成了太阳能光伏产业的崛起。国际能源署在地中海太阳能计划会议中预测,到2050年太阳能的发电量将占到全球发电量的20~25%。
我国地域辽阔,太阳能资源丰富,太阳能光伏产业在中国有着广阔前景。2008年全球金融危机后,海外光伏产业开始布局中国市场。2009年,中国政府制定了太阳能屋顶计划和金太阳工程以刺激国内太阳能需求。2009年7~9月,财政部批准了1500亿元以上的光伏项目,容量为10GW。到2020年,中国太阳能发电能力计划达到20GW,而上海交通大学太阳能研究所预测有望达到200~500GW。
3、 质量要求
在硅片切割过程中,切割钢丝始终承受轴向拉力、径向压力、表面摩擦力,因此要求切割钢丝具有高强度和高耐磨性。另外,为了提高切割硅片的表面光洁度,还要求钢丝具有极高的表面质量和均匀一致的尺寸。
为了提高硅片切割效率,降低切损,在保证切割质量的情况下,钢丝的直径不断减小。以切割6”(Φ152mm x 230mm)的硅晶棒为例,钢丝直径Φ0.16mm时切割硅片数量约为450片,如果钢丝直径减至Φ0.08mm,则硅片产量将提高44.4%,达到650片,产出效率大幅提高。因此,随着市场的发展,切割钢丝的直径逐渐减小,目前使用量最大的是Φ0.12mm的钢丝。
但对于切割钢丝向细规格变化的趋势存在如下观点:随着规格减小,在切割过程中增加了断丝的风险;另外强度虽然增加了,但切割过程中所能承受的力会降低,导致切割效率降低。因此在一定时间内规格范围会维持在Φ0.10~0.14mm之间。我公司的产品将以Φ0.08-0.12mm为主。
4、 工艺流程
Ф5.5mm 盘条→预处理→粗拉→中丝热处理(奥氏体化→索氏体化)→表面处理→中拉→成品前热处理(奥氏体化→索氏体化)→表面处理→电镀→热扩散→湿拉→检验→包装入库。
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