CN102021070A - 水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液 - Google Patents

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Abstract

水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，涉及一种用于光伏材料单晶硅或多晶硅的水溶性切削液的生产技术领域。本发明主要由分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物、氟碳表面活性剂或氟硅表面活性剂、润湿分散剂、极性溶剂及抗菌剂组成，本发明可在极低的浓度大幅度降低切削液的表面张力，可极大改善切削液对磨料的润湿性，避免磨料团聚造成硅片表面损伤或破裂，有利于切割精度及切割成品率的提高；本发明还降低了硅片的清洗难度。可同时适用于对单晶硅和多晶硅的切削加工，切割成品率可达97%。

Description

水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液
技术领域
本发明涉及切削液，尤其涉及一种用于光伏材料单晶硅或多晶硅的水溶性切削液的生产技术领域。
背景技术
随着光伏产业的迅猛发展，对其上游硅晶片的尺寸及表面精度都提出了更高的要求。大尺寸、高精度的单/多晶硅片已成为太阳能硅片材料的发展趋势。另一方面，随着竞争日益激烈，在保证硅片产品质量的同时，提高线切割的成品率，是增强企业市场竞争力的有效手段。
目前国产的切削液，虽然具有较好的润滑和导热性质；但存在磨料分散性差、切割成品率低、硅片不易清洗、废水量大且处理难度高等问题，严重影响了企业的生产效率和经济效益年活动。因此，开发一种高磨料分散性、高切割成品率、易清洗的切削液具有重要的社会意义和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高磨料分散性、高切割成品率、易清洗的单晶硅和多晶硅半导体水溶性切削液。
本发明主要由分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物、氟碳表面活性剂或氟硅表面活性剂、润湿分散剂、极性溶剂及抗菌剂组成，各浓度质量分数分别为85~95％、0.5~1.5％、1~5％、3~7％和0.5~1.5％。
由于本发明中氟碳表面活性剂或氟硅表面活性剂的特殊化学结构，可在极低的浓度大幅度降低切削液的表面张力。在润湿分散剂及极性溶剂的共同作用下，可极大改善切削液对磨料的润湿性，避免磨料团聚造成硅片表面损伤或破裂，有利于切割精度及切割成品率的提高。氟碳或氟硅表面活性剂可在硅片表面定向排布形成一层疏水疏油膜，故而降低了硅片的清洗难度。本发明可同时适用于对单晶硅和多晶硅的切削加工，切割成品率可达97%。
本发明所述分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物为聚乙二醇，或聚丙二醇，或由环氧乙烷、环氧丙烷和乙二醇组成的嵌段共聚物。
所述氟碳表面活性剂为FC-4430或FC-16，或两种的混合。
所述氟硅表面活性剂为DC-7。
所述润湿分散剂为TX-10，或TX-12或吐温-80，或任意的两种或三种的混合。
所述极性溶剂为三甘醇，或乙二醇，或乙二醇单甲醚，或任意的两种或三种的混合。
所述抗菌剂为异噻唑啉酮。
具体实施方式
实施例1 
取分子量为200的聚乙二醇（PEG）：95%；FC-4430：0.5%；TX-10：1%；三甘醇：3%；异噻唑啉酮：0.5%。在20~120℃下，将各原料混合后，搅拌10~60min即得所述水溶性切削液。
将此切削液与商品SiC磨料混合(切削液：SiC=1:1)，进行多晶硅8英寸的切割，当批次共处理硅片3000片，硅片易清洗，切割成品率95.5%。
实施例2 
取分子量为800的聚丙二醇（PPG）：90%；DC-7：1%；TX-12：3%；乙二醇：5%；异噻唑啉酮：1%。在20~120℃下，将各原料混合后，搅拌10~60min即得所述水溶性切削液。
将此切削液与商品SiC磨料混合(切削液：SiC=1:1)，进行多晶硅8英寸的切割，当批次共处理硅片4000片，硅片易清洗，切割成品率97.3%。
实施例3 
取聚丙二醇聚烷二醇嵌段共聚物(分子量600)：85%；FC-16：1.5%；吐温-80：5%；乙二醇单甲醚：7%；异噻唑啉酮：1.5%。在20~120℃下，将各原料混合后，搅拌10~60min即得所述水溶性切削液。
将此切削液与商品SiC磨料混合(切削液：SiC=1:1)，进行多晶硅8英寸的切割，当批次共处理硅片3000片，硅片易清洗，切割成品率94.6%。
实施例4至9的具体配比（质量百分比）及效果见下表：

Claims (7)

1.水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于主要由分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物、氟碳表面活性剂或氟硅表面活性剂、润湿分散剂、极性溶剂及抗菌剂组成；所述分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物、氟碳表面活性剂或氟硅表面活性剂、润湿分散剂、极性溶剂及抗菌剂的各浓度质量分数分别为：85~95％、0.5~1.5％、1~5％、3~7％和0.5~1.5％。
2.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述分子量为200~800的聚烷二醇嵌段共聚物为聚乙二醇，或聚丙二醇，或由环氧乙烷、环氧丙烷和乙二醇组成的嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述氟碳表面活性剂为FC-4430或FC-16中的至少一种。
4.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述氟硅表面活性剂为DC-7。
5.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述润湿分散剂为TX-10，或TX-12或吐温-80中的至少一种。
6.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述极性溶剂为三甘醇，或乙二醇，或乙二醇单甲醚中的至少一种。
7.根据权利要求1所述水溶性单晶硅片或多晶硅片切削液，其特征在于所述抗菌剂为异噻唑啉酮。
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