一种玻璃纤维切割丝的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光伏或半导体领域中的切割丝，具体地说是一种玻璃纤维切割丝。
【背景技术】
[0002]线锯也就是所谓的多线切割机(Mult1-Wire-Saw)，它在制作数量较多和直径较大的超薄硅晶片上是非常适合的。目前，国内的光伏或半导体领域材料多线切割都是采用游离磨料多线切割。以太阳能电池的生产为例，近年来太阳能电池的生产以及组件的制造的成本都有了可观的下降，线切割的成本仍然很高，占到硅片生产成本的30%。目前所用切割丝一般是钢丝，即钢丝携带砂浆高速运动，它每一秒运转的速度是10米?20米。砂浆中的游离磨料在钢丝的压力和速度的带动下，对待切割材料进行研磨型加工，从而实现切割。I兆瓦太阳能电池板需要I吨/单晶硅，一顿单晶硅切割需要0.7吨钢丝。高峰时，切割钢丝的人民币单价为9-12元/m，换算成重量约在10万元/吨左右，2013年降低到2.3万元/吨。
[0003]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5。一般情况下，玻璃纤维的直径愈细，抗拉强度越高。玻璃纤维的抗拉强度比同成分的玻璃高几十倍，例如有碱玻璃的抗拉强度只有40-100MPa，而用它拉制的玻璃纤维强度可达2000MPa，其强度提高了 20-50倍。玻璃纤维的拉伸强度比高强合金钢还要高，高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉强度为2800MPa。玻璃纤维的比重不到钢的1/2，抗拉强度一般是钢的5-7倍。按重量计，相同强度下同样重量的玻璃纤维切割丝长度可以达到钢丝的10倍。
[0004]在实现本发明过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题:以生产太阳能硅片为例，由于硅片厚度对太阳能电池的光电转换效率无影响，因此提高硅材料利用率成为降低硅片加工成本的重要途径之一。切割中刀缝(切片材料损失)跟研磨砂颗粒度与切割钢丝直径有着非常重要的关系，如直径为0.140mm的切割钢丝的切片材料损失在200 μ m以下。为减少对待切割材料的损耗，切割丝的直径在不断缩小，只有更细的切割丝才能形成更窄的切割缝隙，减少待切割材料的损耗。同时为了加快切割速度，需要切割丝施加更高的压力和以更快的速度运行。这些都对切割丝的强度提出了新的更高的要求。
【发明内容】
[0005]本实用新型主要是解决现有技术所存在的技术问题:提供一种新型的切割丝，使多线切割机可以在更高的切割速度下运行，或可以施加更高的压力，提高工作效率。在相同的张力大小要求下，切割机可以采用更细的直径的切割丝，提高待切割材料利用率成为降低加工成本。切割机采用带有磨料涂层的切割丝，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]本实用新型提供一种切割丝，所述切割丝为玻璃纤维，其特征在于:所述玻璃纤维外表面上具有保护涂层。
[0008]进一步的，所述玻璃纤维为连续长丝。
[0009]进一步的，所述玻璃纤维的横截面直径为0.001-1.00mm。
[0010]进一步的，所述玻璃纤维的横截面为圆形或近似圆形。
[0011 ] 进一步的，所述玻璃纤维的外表面上的保护涂层为环氧树脂。
[0012]进一步的，所述玻璃纤维的保护涂层外表面有一磨料涂层，所述磨料涂层包括磨料颗粒，所述磨料颗粒采用化学镀或粘结方式固定在玻璃纤维保护涂层上。
[0013]本实用新型同现有技术相比，玻璃纤维可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的玻璃纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。将磨料固着在切割丝表面上，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，并且有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本；另一方面也减少了对环境的污染。此外，本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0015]图1为具有保护层的玻璃纤维切割丝的一种实施例的横截面示意；
[0016]图2为具有磨料的玻璃纤维切割丝的一种实施例的横截面示意；
[0017]图3为具有保护层和磨料层的玻璃纤维切割丝的一种实施例的横截面示意。
【具体实施方式】
[0018]结合附图，对本实用新型做进一步的说明:
[0019]实施例一
[0020]参见图1，本实用新型所采用的切割丝为玻璃纤维1001，玻璃纤维外表面上具有保护涂层1002 ;优选的玻璃纤维1001为连续长丝；玻璃纤维1001的横截面直径为0.001-1.00mm，优选的玻璃纤维1001的横截面直径为.050-0.150mm。玻璃纤维可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的玻璃纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。
[0021]实施例二
[0022]参见图1，【具体实施方式】基本与实施例一相同，相同之处不再赘述，不同点在于玻璃纤维的外表面上的防磨涂层为环氧树脂。玻璃纤维可以采用比相同直径的钢丝具备更高的切割速度，施加更高的压力和以更快的速度运行。在相同的张力大小要求下，可以采用直径更细的玻璃纤维作为切割丝，对待切割材料进行切割。环氧树脂防磨涂层有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本。
[0023]实施例三
[0024]参见图2，【具体实施方式】基本与实施例二相同，相同之处不再赘述，不同点在于玻璃纤维的外表面上的保护涂层还含有磨料颗粒2001。磨料颗粒可以是刚玉、碳化硅、石英、氮化硼等高硬度材料中的一种或几种的组合。环氧树脂防磨涂层有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本。将磨料固着在切割丝表面上，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，减少了对环境的污染。本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。
[0025]实施例四
[0026]参见图3，【具体实施方式】基本与实施例二相同，相同之处不再赘述，不同点在于玻璃纤维的外表面上的保护涂层1002外还有一层磨料涂层3001，环氧树脂防磨涂层有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本。磨料颗粒2001通过化学镀的方法或粘结的方法固定在磨料涂层3001。磨料固着在切割丝表面上，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，减少了对环境的污染。本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。
[0027]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种切割丝，所述切割丝为玻璃纤维，其特征在于:所述玻璃纤维外表面上具有保护涂层。2.如权利要求1所述的一种切割丝，其特征在于:所述玻璃纤维为连续长丝。3.如权利要求1所述的一种切割丝，其特征在于:所述玻璃纤维的横截面直径为0.001-1.0Omm04.如权利要求1所述的一种切割丝，其特征在于:所述玻璃纤维的横截面为圆形或近似圆形。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种切割丝，其特征在于:所述玻璃纤维的外表面上的保护涂层为环氧树脂。6.如权利要求1或2或3或4所述的一种切割丝，其特征在于:所述玻璃纤维的保护涂层外表面有一磨料涂层，所述磨料涂层包括磨料颗粒，所述磨料颗粒采用化学镀或粘结方式固定在玻璃纤维保护涂层上。
【专利摘要】本实用新型提供一种切割丝，使多线切割机可以在更高的切割速度下运行，或可以施加更高的压力，提高工作效率。在相同的张力大小要求下，切割机可以采用更细的直径的切割丝，提高待切割材料利用率成为降低加工成本。将磨料固着在切割丝表面上，切割机采用带有磨料涂层的切割丝，可直接参与切割，不再使用砂浆，其加工效率是传统的游离磨料多线切割的数倍以上，并且有效延长了切割丝的使用寿命，极大地降低了切割成本，另一方面也减少了对环境的污染。此外，本实用新型可以应用到电子工业、光电行业等领域，适用范围非常广，值得推广应用。
【IPC分类】B28D5/04
【公开号】CN204869288
【申请号】CN201520566549
【发明人】车国志
【申请人】车国志
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月31日