[实用新型]一种用于多线切割的金刚线

说明书

本实用新型提供了一种用于多线切割的金刚线，所述金刚线包括芯线，预镀层，至少两层加厚层，金刚石颗粒，金刚石颗粒预镀层，金刚石颗粒加厚层，金刚石颗粒密度为200‑350颗/mm，金刚石颗粒直径为7.5‑8.5um，金刚石出刃高度方差小于0.5。本实用新型的金刚线单位长度金刚石颗粒数高且分布均匀，金刚石颗粒直径、形状一致性好，金刚石颗粒出刃高度方差小，二次加厚增强了金刚石颗粒附着力，提高加工效率；本实用新型的金刚线在同规格产品下具有更小包络外径，提高硅料利用率，从而能够增加出片率，实现对8.4inch，长650‑700mm晶棒加工时间达到1.6h。

技术领域

本实用新型涉及金刚线技术领域，尤其是一种用于多线切割的金刚线，更进一步是一种用于切割硬脆材料的金刚线，广泛应用于太阳能级单晶硅、多晶硅、半导体晶圆、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料的切割。

背景技术

硬脆材料应用日益广泛，其主要包括硅晶体、蓝宝石、玻璃、石材、石英、陶瓷、硬质合金、稀土磁性材料等。由于大多数硬脆材料价格昂贵，因此，对硬脆材料加工的一般要求为损耗低、效率高、成本低、污染小等，而切割加工是目前硬脆材料加工方法中最常用的一种，常见切割方式有激光切割、机械切割，机械切割分为刚性切割与柔性切割。随着太阳能光伏产业的逐渐扩大，硅晶体的加工越来越受到重视。硅晶体的切割加工主要是采用机械切割中的柔性切割来完成。柔性切割是采用一种高碳钢丝结合磨粒对硅晶体进行切割，柔性切割按照磨粒存在形式分为游离磨粒切割和固结磨粒切割，游离磨粒切割是用细丝母线带动直径为8-20um的SiC浆液，实现对晶体硅的磨削切割，又称砂线切割；固结磨粒切割是先给细丝母线周围电镀上微小颗粒的金刚石，然后用电镀好的细丝切割晶体棒，又称金刚线切割。游离磨粒切割是基于细丝母线的高速运动将磨粒带到切割区域，并通过磨粒的滚动-压痕作用实现材料的去除，由于进入切割区域的磨粒数目受到磨削液粘度及其行为的影响，因此对切割效率产生一定的影响。随着技术的改进，市场需求越来越大，由于效率低，油雾对环境造成很大的污染，砂线切割已经逐渐被淘汰。金刚线切割由于具有效率高，成本低，环保压力小而迅速受到市场青睐。

然而，采用现有的金刚线切割，每切割一个工件，所需要的时间为3-4h，无论是从企业自身盈利方向，还是从市场需求来看，效率不能满足要求。引起现有金刚线切割效率低的原因主要有：金刚石颗粒直径分布不均匀、母线抗拉强度稳定性差、金刚石出刃高度分布不均、金刚石颗粒分布密度低、团聚现象明显等，其中金刚石颗粒密度、颗粒直径、颗粒椭圆度、出刃高度一致性是决定金刚线品质的关键因素。

实用新型内容

为解决现有技术中金刚石颗粒直径分布不均匀、母线抗拉强度稳定性差、金刚石出刃高度分布不均、金刚石微粉分布密度低、团聚现象的技术问题，本实用新型提供了一种用于多线切割的金刚线。

本实用新型的金刚线，主要包含芯线、镍层、金刚石颗粒三部分，结构包括芯线，预镀层，一次加厚层，二次加厚层，金刚石颗粒，金刚石预镀层，金刚石加厚层，本实用新型的金刚线单位长度金刚石颗粒数高且分布均匀，金刚石颗粒直径、形状一致性好，金刚石颗粒出刃高度方差小，二次加厚增强了金刚石颗粒附着力，提高加工效率；本实用新型的金刚线在同规格产品下具有更小包络外径，提高硅料利用率，从而能够增加出片率，实现对8.4inch，长 650-700mm晶棒加工时间达到1.6h。

术语解释：

椭圆度：金刚石颗粒外轮廓最大直径与最小直径差值。

包络外径：指线锯产品包络最高出刃磨粒的直径。

TTV：Total Thickness Variation缩写，单张硅片上各个测试点厚度的最大厚度值与最小厚度值的差值。

线痕值：在金刚线切割过程中，金刚石在硅片表面划过的凹陷或者凸起的痕迹高度差。

成品率：按目前行业硅片标准检测方法检测一批硅片，通过检测的数量与总检测数量的比值。