多线切割机

多线切割机制造技术难度大,其核心技术长期被瑞士、日本等国家的极少数公司所垄断,严重制约了我国半导体照明、光伏、集成电路制造等产业的发展。开发具有自主知识产权的多线切割技术及装备,已成为突破国外技术封锁和国内产业瓶颈的关键举措。

线切割机是用于切割石英晶体、硅晶体、陶瓷、稀土磁性材料等脆硬材料的高性能、高精度加工设备。各种晶片的切割精度要求到微米,因为晶片的表面缺陷、切角、尺寸、表面粗糙度等对器件的性能起着决定性的作用。例如石英晶片在切割后要达到的厚度尺寸一般为0.12mm～0.2 mm,其片片之间厚薄误差要求≤10μm,单片晶片的形位精度要求包括弯曲度≤6μm,平行度≤6μm等。多线切割机要保证切出的晶片的精度达到以上要求,其罗拉主轴系统的设计和制造技术是关键。

多线切割机切片技术多线切割是一种通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入半导体加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片的一种新型切割加工方法。数控多线切割机已逐渐取代了传统的内圆切割，成为硅片切割加工的主要方式。

基于高精度高速低耗切割控制关键技术研发的高精度数控多线高速切割机床，可全面实现对半导体材料及各种硬脆材料的高精度、高速度、低损耗切割，填补了国内空白；成果具有多项自主知识产权，整体技术达到国际先进水平，其中切割线的张力控制技术、收放线电机和主电机的同步技术居于国际领先水平。

硅片是半导体和光伏领域的主要生产材料。硅片多线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它不同于传统的刀锯片、砂轮片等切割方式，也不同于先进的激光切割和内圆切割，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对硅棒进行摩擦，从而达到切割效果。在整个过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工工件通过工作台的下降实现工件的进给。硅片多线切割技术与其他技术相比有：效率高，产能高，精度高等优点。是目前采用广泛的硅片切割技术。

多线切割技术（MWS: Multi-Wire-Slicen）是进行脆硬材料（如硅锭等）切割的一种创新性工艺。在该工艺中，切割线被缠绕在一个导向轴上，可以同时进行几百个切割，获得几百个切片。

MWS工艺可进一步分为两个过程分支，一方面是传统的、已被广泛使用的切割抛光工艺，另一个是新的切割磨削工艺。在切割抛光工艺中使用的是没有涂层的切割线，在切割过程中，切割线涂上抛光液。切割磨削工艺使用的是附有金刚砂涂层的切割线以切削的方式进行，可获得理想的分割效果，大大提高生产效率。

多线切割技术可被用于切割脆硬材料，如硅锭等，此外也可用于分割难切削的材料。该工艺具有以下的优点：

　　（1）经济效益高，一次可切割几百个晶片

　　（2）可切割直径至300mm的硅锭

　　（3）晶体缺陷深度小

　　（4）几何缺陷少（TTV，弓曲，偏差等）

　　（5）适合于分割硬脆或难以切削的材料

　　（6）损耗率低，分割误差小