專利名稱：金剛石線專用切割液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅晶片切割液，尤其涉及專用于金剛石線切割的硅晶片切割液。
背景技術(shù)：
硅晶片是半導(dǎo)體、太陽(yáng)能、液晶顯示燈行業(yè)的基礎(chǔ)材料，分為單晶硅片和多晶硅片，其原材料為單體單晶硅或多晶硅錠，再加工成硅棒，使用線切割機(jī)加工成需求厚度規(guī)格的硅片。在傳統(tǒng)游離磨料線切割方式加工硅片的過程中，切割液通過懸浮、潤(rùn)滑、分散、冷卻等特性將碳化硅等切割磨料均勻的附著在高速運(yùn)動(dòng)的鋼絲線上，并通過快速運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)磨料對(duì)硅棒進(jìn)行切割。隨著太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新的多線切割方式——金剛石線切割，使用固定在鋼線上的金剛石顆粒進(jìn)行切割的技術(shù)。此種金剛石線切割技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能硅片切割液產(chǎn)生了更高的要求1、滿足金剛石線高速切割要求，其切割速度是傳統(tǒng)技術(shù)的2. 5倍；2、更好的分散硅粉的能力；3、TTV和厚度的勻一性要求更高；4、低廉的價(jià)格。針對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的傳統(tǒng)切割液，因其都是與傳統(tǒng)游離磨料切割工藝配套，其所具備的性能或是無(wú)法滿足金剛 石線切割要求，或是為金剛石線切割技術(shù)所不需要的性能，且制備成本較高。而從國(guó)外進(jìn)口的滿足金剛石線切割要求的切割液，購(gòu)買成本高，阻礙了金剛石線切割技術(shù)運(yùn)用的產(chǎn)業(yè)化步伐。傳統(tǒng)切割液在切割過程中主要存在以下問題
(1)成本高，目前市場(chǎng)價(jià)格約為1.6萬(wàn)元/噸；
(2)經(jīng)過切削后的砂漿中含有以下固體切削硅棒時(shí)產(chǎn)生的硅粉，破碎的碳化硅顆粒、 較大的碳化硅顆粒、鋼絲經(jīng)過磨削后產(chǎn)生的鐵微粉及部分氧化鐵都對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大污染， 須進(jìn)行回收處理后才能排放，而碳化硅的回收成本比較高；難以達(dá)到對(duì)環(huán)境零污染的要求；
(3)在切割過程中，約有40%的硅粉的浪費(fèi)，這些切割過程中損失的硅粉分布在切削后的砂漿中，由于砂漿粘度比較高、單次切割使用量大，現(xiàn)有廢液回收技術(shù)難以進(jìn)行有效的分離，并且分離的成本也非常高；
(4)由于傳統(tǒng)切削液在使用時(shí)加入了用來切割硅片的碳化硅，為使碳化硅分布均勻，便于切割和提高切割質(zhì)量，傳統(tǒng)切割液粘度應(yīng)高、流動(dòng)性較低，因而不利于高速切割，傳統(tǒng)游離式砂漿切割速度慢，切割效率不高，
(5)由于線切割切削液適用性不強(qiáng)，使金剛石線切割硅晶片受到了限制，目前金剛石線切割大都僅僅應(yīng)于硅晶棒開方加工。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種新型的能滿足金剛石線切割技術(shù)要求，保證切割硅片性能，并能大大降低生產(chǎn)成本的金剛石線專用切割液。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是所述金剛石線專用切割液由19 59%wt的聚乙二醇、40. 5 80. 5%wt的純水、0. 05 0. 2%wt的防銹劑、0. 05 0. 2%wt 的乳化劑和0. 3 0. 5%wt的消泡劑組成。 本發(fā)明按比例將上述原料加入低速攪拌缸中均勻攪拌混合而成。所述防銹劑為苯并三氮唑(C6H5N3)、苯甲酸銨、三乙醇銨一種或兩種以上；所述乳化劑為辛基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯醚一種或兩種；所述的消泡劑為聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚丙基硅氧烷、聚丁基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷和/或聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上。所述聚乙二醇的分子量為100-600，它可由一種分子量的聚乙二醇組成，也可由兩種不同分子量的聚乙二醇混合組成；所述聚乙二醇作為非離子型聚合物的聚乙二醇，可以與水進(jìn)行任意比例互溶，是硅片切割液的主體，在硅片加工過程中起了非常重要的作用。所述純水是指以符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為原水，通過電滲析器法、離子交換器法、反滲透法、蒸餾法及其他適當(dāng)?shù)募庸し椒?，制得的密封于容器?nèi)，且不含任何添加物，無(wú)色透明，可直接飲用的水。本發(fā)明中各組分的作用分別為
聚乙二醇作為粘度適當(dāng)?shù)姆稚?，可以吸附于固體顆粒表面而產(chǎn)生足夠高的位壘和電壘，不僅阻礙顆?；ハ嘟咏?、聚結(jié)，也能促使固體顆粒團(tuán)開裂散開，可保證線切割液的懸浮性能。同時(shí)，該分散劑在固體顆粒團(tuán)受機(jī)械力作用出現(xiàn)微裂縫時(shí)，能滲入到微細(xì)裂縫中去定向排列于固體顆粒表面而形成化學(xué)能的劈裂作用，分散劑繼續(xù)沿裂縫向深處擴(kuò)展而有利于切割效率的提高；純水可溶解聚乙二醇，并降低切割液制備成本；防銹劑是起保護(hù)切割體系的作用；乳化劑分散不同液體間的界面張力，阻止分散的小液滴、微粒互相凝結(jié)；消泡劑可消除切割液制備、硅片加工過程中的泡沫，提高切割液的滲透能力。本發(fā)明所述專用切割液主要性能指標(biāo)__
權(quán)利要求
1.金剛石線專用切割液，其特征在于它由19 59%wt的聚乙二醇、40.5 80. 5%wt 的純水，0. 05 0. 2%wt的防銹劑，0. 05 0. 2%wt的乳化劑和0. 3 0. 5%wt的消泡劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石線專用切割液，其特征在于所述防銹劑為苯并三氮唑、苯甲酸銨、三乙醇銨中的一種或兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石線專用切割液，其特征在于所述乳化劑為辛基酚聚氧乙烯(10)醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石線專用切割液，其特征在于所述消泡劑為聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚丙基硅氧烷、聚丁基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷和/或聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的金剛石線專用切割液，其特征在于所述聚乙二醇分子量為100-600，它可由一種分子量的聚乙二醇組成或由兩種不同分子量的聚乙二醇組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了金剛石線專用切割液，它由19～59%wt的聚乙二醇、40.5～80.5%wt的純水，0.05～0.2%wt的防銹劑，0.05～0.2%wt的乳化劑和0.3～0.5%wt的消泡劑組成。本發(fā)明所述切割液密度與黏度均小于傳統(tǒng)切割液，不僅具有良好的流動(dòng)性，而且具有良好的易清洗性，切割后依照正常硅晶片清洗工藝進(jìn)行清洗，無(wú)異?，F(xiàn)象產(chǎn)生；用于金剛石線切割的硅晶片厚度、TTV、WARP均滿足要求，電池片制絨后亦無(wú)異常；本發(fā)明切割制備成本低，切割液成本不超過傳統(tǒng)切割液的60%，有利于取代進(jìn)口切割液。
文檔編號(hào)C10M173/02GK102352278SQ20111023203
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者于景 申請(qǐng)人:江西金葵能源科技有限公司