随着光伏产业的迅速发展,硅片切割技术成为了这个行业的关键,从以前的内圆切割技术到现在的多线切割技术,硅片切割技术发生了天翻地覆的变化。虽然国内工艺技术不是很成熟,但是国外的设备对中国的光伏产业的发展也做出了一定的贡献,虽然说设备昂贵,但也只能是让中国人仰天长叹了。
现在国外线切割设备生产厂家主要有日本TAKATORI公司,日本安永,不二越机械工业株式会社,NTC(NC系统FANUC)公司以及瑞士的Meyer Burger(NC系统SIEMENS)公司,HCT公司。
从产品技术角度划分,瑞士的两家公司生产的线切割机水平较高。尤其是HCT公司,该公司自1984年成立以来,专攻线切割机技术,如今己成为业界的技术带头人。HCT多线切割机大约2001年进入中国,是最早进入国内的多线切割机。当时每台机器近千万的身价在单晶硅行业轰动一时,也让大部分企业望而却步,只有个别科研单位能买的起。当时单晶硅行业主要以二极管硅片切割为主,所以HCT虽起步很早但没有市场的支持,故01~02年基本上没卖出几台机床。光伏产业2003年突然井喷,带动了原料、设备需求的突然缺口,日本NTC多线切割机以其低廉的价格、小巧灵活的机型、皮实耐用品质适应了当时中国光伏产业的需求,在国内讯速走红。老大哥HCT此时没能及时跟上中国光伏产业的发展步伐,被NTC甩在了后面。
随着中国光伏产业以令全世界震惊的讯速崛起,多线切割设备厂家的设备生产能力远远不能满足中国硅片加工企业的购买需求,此时Meyer Burger、高鸟等多线切割机床也称机打入中国市场。
TAKATORI公司产品主要有MWS-48SD,MWS-610,MWS-610SD三种,可用于100mm~200m之间半导体材料切割。该公司其他一些线切割设备主要用于截面尺寸较小的磁性材料、光电材料的切割。以上三种线切割机产品中都属于三轴(导轮)驱动形式,MWS-610SD采用材料向下运动切割方式。这二种线切割机线丝存线长度不超过150Km。不二越机械工业株式会社线切割机主要有FSW-150型。三轴(导轮)驱动形式,可切割150×150方型材料(主要针对太阳能光电硅材料切割),存线长度不超过150KM。安永公司是专业做多线切割机的一家公司,只是多年来一直致力于宝石、集成电路级单晶硅线切割设备的研制,如今新开发的以太阳能级单晶切割为主要目标的多线切割机TW320进入国内市场,其表现值得期待。。NTC公司(日平外山公司)主要提供300mm晶圆片线切割MNM444B和MWM454B两种。三轴(导轮)驱动形式,存线长度达400Km。现在旧的机型也在不断改进,操控比以前更方便,现在NTC WMW442砂浆缸是230L的,钢线也可以用到0.1,切割更加稳定,而且现在国内有些公司使用的PV600、PV800机子的性能越来越(工艺技术成熟,断线率也降低了。瑞士Meyer Burger公司在原DS260线切割机基础上研制出DS261、DS262、BS800三种机型。其中DS262机型是专为太阳能级硅片切割设计的,该机型一次可切四根单晶棒料。其最大生产效率为一次自动切割过程中能切制出圆片4400片。BS800机型是带锯切割方型材料的设备。Meyer Burger公司线切割机主要用于200mm硅圆片和太阳能级硅片的切割加工,四轴(导轮)驱动形式,大大增强了工作台的承料面积。瑞士的HCT公司成立于1984年,这个时期正是线切割机的酝酿时期。HCT公司生产的线切割机主要有E400SD、E500SD、E500ED-8、E400E-12四种,其中E400SD、E500S两种机型主要适用于太阳能级硅图片加工,最大加工到150mm。E500ED-8,E400E-12适用于半导体圆片加工生产,E500ED-8为200mm设备,E400E-12为300mm设备。HCT公司与Meyer Burger公司线切割机备主要以四轴(导轮)驱动形式设计,这样可以增大工作台的面积,增大切割能力。
目前国内多线切割机市场占有率,NTC约为65%以上,HCT、Meyer Burger加起来约占30%,还有其它少数厂家约占5%。现在各厂家机床性能各有千秋,NTC以灵活耐用著称,HCT的产能和精湛的制造工艺可圈可点,Meyer Burger非富的软件功能先人一步。
国内现在也有厂家如郑州锐驰机器设备有限公司等开始涉足线切割机,但可切割尺寸比较小,同国际先进技术尚有差距。
线切割机所采用的技术可以概括为以下几方向:
(1)高精度三轴或四轴排线导轮驱动装置技术。
(2)线丝张紧力自动控制系统技术。线丝张紧力保持一定张力,是保证切割表面质量的主要因素。
(3)切割进给伺服系统。配合线丝张力自动控制系统的作用,保证在不断丝条件下实现切割的高效性。
(4)排线导轮的制造、翻新及耐用度技术。
(5)磨料的混合供给及分离技术。旨在提高磨料的适用寿命,降低生产成本。
(6)自动排线功能。以节约人工手动布线的时间,减小布线错误,降低劳动强度,提高切割效率。
以上技术的采用,力求使线切割机以合理的结构设计,较高的运动及位置精度,有效的控制及监控功能,较大的适应性,来实现较高的切割效率和效益。
太阳能光伏产业的迅速发展,更多新的技术不断出现,工艺技术的不断成熟,迎接明天的将是一个灿烂的春天。许多技术值得期待和关注。 |