针对回收砂回收液的工艺研究
摘要: 一、项目实施的前提： 目前在一些硅片切割的厂房外边会出现这样一种现
象，废浆料堆积在各个角落，占用大量的储存空间。并且随着产能的增加，废砂浆在公司每个
角落随处可见，给空间合理利用造成了一定的压力， ...

一、项目实施的前提：

目前在一些硅片切割的厂房外边会出现这样一种现象，废浆料堆积在各个角落，
占用大量的储存空间。并且随着产能的增加，废砂浆在公司每个角落随处可见，给
空间合理利用造成了一定的压力，回收砂回收液的推广也是切片行业的趋势。

二、项目实施的意义：
随着回收技术的发展，废砂浆已经实现了固液分离。回收液经过添加新成分后经
过与原液的正确配比，使用合适的切割、清洗工艺可以满足生产的需要。如果我们调
试出针对回收碳化硅/切割液的稳定切割工艺，最大限度应用回收产品。将会产生极
大的经济效益，以现有回收产品价格计算，每吨废浆料回收产品全部使用，节约成本
6000元 / 吨 ，并且回收产品的应用，在资源循环、环境友好方面也起到积极作用。

三、砂浆性能要求
回收液回收砂同新液新砂一样满足性能要求时，才能满足切割工艺要求。
1、切割性能：砂浆是碳化硅等磨料粉与切割液的搅拌混合物，其中起切割、助
切割作用的物质主要为磨料粉，为了使磨料粉具有较好的分散性，必须选择具有对磨
料粉较好分散力的化学介质。

2、冷却性能：线切割浆料的冷却性主要依靠浆料中的化学液体性能实现，所选
择的化学液体通常热传导性良好；还要具有对磨料粉的良好。

3、抱合性能：线切割浆料保持很好的悬浮性，才能将切割浆料均匀附着在切割
钢线上。

4、易清洗性：线切割液浆料，在完成后的硅晶片表面必须易于清洗，这有利于
硅晶片的进一步加工。

四、回收产品缺点
回收液：
1、回收液体中常残余添加剂，硅片切割完毕容易造成花斑现象。
2、回收液粘度随温度变化大，粘温曲线不是趋于线性变化，容易造成泵转速高
及倒片情况。

回收砂：
1、圆形度较大，容易在切割时造成切斜、薄厚片现象。
2、回收砂中超细粉较多，容易造成过滤网堵塞。
3、回收砂参与切割时由于切割能力比新碳化硅弱，导致钢线磨损增大，增加断
线风险。

五、主要技术难题：
问题1： 原料检测问题
如果回收技术不成熟，回收碳化硅中含有硅粉及大颗粒，而且回收碳化硅在回收
后切削能力也有待验证，添加比例如果不合适，很可能会出现切斜、锯痕、断线等质
量问题，所以如何控制来料检测显得至关重要。

解决办法：
（1）依据公司现有设备，碳化硅来料采用扫描电镜进行检测，严格控制回收碳
化硅的圆度及硅粉的存在。

通过长时间经验积累，对超细硅粉、杂质、长条状碳化硅对切割造成什么影
响有了较高认识，并可以根据切割质量情况反过来分析碳化硅有何缺陷。

（2）采用欧美克粒度分析仪对碳化硅颗粒度大小进行检测，严格按照原材
料技术标准中D50的规定值要求，并检测是否存在超细粉及大颗粒的存在。
问题2： 切斜的问题
试验初期对回收砂回收液的应用工艺还是一个摸索的过程，回收
液粘度不稳定，回收砂颗粒度变圆，尤其是回收过几次的碳化硅颗粒
圆形度更大，如果添加配比掌握不好，很容易产生切斜现象。

解决办法：
（1）调整回收产品应用比例，跟踪硅片质量。首次试验应用10-20%回收
砂，使硅片合格率达95%,TV、TTV均符合标准，逐步调试切割工艺使之达到回
收比例至40%的目标。
（2）调整出入刀切割工艺曲线，并配合提高全速切割时的线速度，保证钢
线的磨损量，降低断线的风险。

（3）调整砂浆阀门的角度，保证参与切割的砂浆足量供应。
问题3： 锯痕的问题
新砂与回收砂混合比例不合适、砂浆流量供应不足以及回收砂在搅拌过程中
不充分都会造成切割中的整面锯痕和硅片的局部锯痕。

解决办法：
（1）规范员工操作，并调整加料方法，使碳化硅有更高的分散性，使
之混合均匀，提高砂浆均匀性。

（2）根据硅片切割质量，应用硅片自动分选机观察硅片厚度、TTV
及锯痕情况，适当调整回收砂的使用比例。

（3）适当提高钢线的速度，达到比较高的砂浆承载量，来避免锯痕片
的产生。

问题4： 硅片蓝斑的问题
由于外加工切割液回收技术不成熟，检测手段也不完备，较多厂家如
北京华研和满城回收液进行固液分离时，可能注入一些添加剂，而残余的
添加剂在硅片切割完毕暴露在空气中会发生硅片表面氧化作用，使得硅片
表面出现蓝斑，轻者硅片做降级处理，重者报废。

解决办法：
（1）针对硅片出现蓝斑的这种情况，预清洗后暂时不进行清洗，把硅片放进
泡沫盒中用酸先进行浸泡，中和硅片表面的反应物。

（2）改变传统的清洗工艺，由现在的碱洗加碱洗改为酸洗加碱洗，在清洗机
的前道槽中加入HCL进行清洗，然后在后道槽中再加入传统的碱和高纯清洗剂进行
精洗。

问题5： 过滤网堵塞问题
某些回收厂家对切割液的酸碱性控制不严格，导致PH偏低，如09年8月份
出现的个别切割液PH超低，达到3.5左右，切割过程中容易发生反应生成"果冻状
"絮凝物贴附在过滤网上，造成过滤网堵塞。

问题6： 电压的问题
回收切割液在处理过程，电导率参数控制不严格，虽然符合原材料技术标准的
规定，但是切割过程中对电压影响较大，会出现频繁报警现象，导致不能切割的状
况。

解决办法：
（1）改变上下电压的极限值，解决频繁报警现象，使之能够正常切割，但是
极限值设置不能过低，防止断线时抽空线网的情况。

（2）根据现有检测手段，应用电导率测试仪对进厂回收切割液进行检测，严
格控制电导率范围在标准范围内。

（3）与回收厂家进行技术交流，协助厂家从源头将电导率的值降低。
问题7：倒片的问题
由于各厂家回收液粘度不一样，所以相配套的切割温度也不相同，切割温度设
置过低，导致切割液粘度增大，使机床泵的转速超标，导致报警停机，若设置温度
提高，就会增加倒伏的危险。
解决办法：
1、根据检测的回收液的粘度调整切割工艺中的温度参数。

2、切割后期更改切割工艺，切割到90%时将浆料温度增加一个工艺曲线，降低
切割温度。

3、切割完毕后冷却10分钟再取片。
其它方面知识：
通过对本项目实施，接触了较多新型工艺
（1）高硬度HC1200#碳化硅：
此种碳化硅在原材料冶炼时间上比普通碳化硅长，硬度高，切割时碳化硅棱角
磨损小，可以重复回收利用，极大地降低切割成本，目前试验的回收使用次数两次，
均为100%使用，效果比普通碳化硅40%配比切割质量好。

（2）以PG、DEG为基体的切割液：
PG基体切割液，普通切割液以聚乙二醇（PEG)为主要原料，此种是以丙二醇为
主要原料，优点是润滑性和切粉的分散性好，而且某些发达国家出于环保考虑，普遍
使用PG为基体的切割液，如日本夏普、京瓷厂家都在使用。

DEG基体切割液，此种切割液属低泡型，润滑及防锈效果较好，而且冷却效果
极佳，可以用在配合金刚砂钢线破方及切片方面。

两种型号切割液都有易溶于水、洗涤效果良好的特点，目前两种切割液信越都有
产品，下一步将与信越进一步洽谈，对PG为基体的切割液进行样品试验。