CN103305326A - 一种单晶硅切削液 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定的单晶硅切削液，以解决现有的切削液存在的问题。含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：70-80%、甘油：10-20%、PEG400：5-10%、三乙醇胺：0.005-0.015%、液态苯并三氮唑：0.01-0.03%。本发明的切削液无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定，主要用于单晶硅等半导体材料的多线切割，具有携载能力强、高悬浮、高润滑、易清洗等特点。

Description

一种单晶硅切削液

技术领域

本发明属于切削液，特别涉及一种用于单晶硅等半导体材料的多线切割的切削液。

背景技术

随着光伏产业的迅猛发展，处于光伏产业上有的硅片生产缓解显得越来越重要。半导体和光伏产业特别是太阳能电池行业的高速发展，使硅片吵着大径化、薄片化方向发展，为降低成本，增加单位原料的产出，高密度、高性能、轻薄高效的硅片成为市场“新宠”。对大直径硅片的切割精度、切割质量和成本要求也越来越高。

在切割中，硅料损耗较大造成成品率低和生产的高成本。据统计，在太阳能级硅片的制造过程中，仅硅片的切割成本就占到总成本的30%左右。因此，硅晶体切割技术面临着新的挑战。多线切割过程中，切削液的作用不可小觑，它不仅可以起到润滑作用，带走切割时产生的热量，同事还可以在环保的前提下防腐蚀，增强硅片稳定性并确保安全。切削液凭借其优秀的刃料悬浮特性以及上述种种作用可极大地降低硅料在切割时的损耗，因而市场上对高性能切削液需求的呼声越来越高。高性能切削液不仅需要具备友谊的物理特性，如适当的粘度和极低的含水量等，同事还需要具有卓越的性能，如优秀的刃料悬浮特性、易用性及多功能性，用于各种线锯机械。

目前的切削液主要包括油性切削液和水性切削液两种类型。油性切削液由于依然，对环境污染较大，同事清洗晶片时需要使用对人体有害的含氯溶剂，现在使用越来越少。而水性切削液易溶于水，切削后的晶片可直接用水清洗，不必使用有机溶剂，对人体和环境均无损害，切削效率及成品率均较高，目前普遍使用，但此类产品含水及固体填料对设备腐蚀较为严重，同时需要添加防锈剂等多种不利于晶片应用的添加剂。所以研究一种无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定,主要用于单晶硅等半导体材料的多线切割的切削液是我们急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定的单晶硅切削液，以解决现有的切削液存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

       一种单晶硅切削液，含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：70-80%、甘油：10-20%、PEG400：5-10%、三乙醇胺：0.005-0.015%、液态苯并三氮唑：0.01-0.03%。

本发明的切削液无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定,主要用于单晶硅等半导体材料的多线切割,具有携载能力强、高悬浮、高润滑、易清洗等特点。

产品作用

(1)润滑作用：单晶硅切削加工液(简称切削液)在切削过程中可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。

(2)冷却作用：切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具(或砂轮)、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。

(3)清洗作用：在金属切削过程中，本品有良好的清洗作用。能除去生成的切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污,使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。

(4)其它作用：除了以上3种作用外，本品具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件,对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。

具体实施方式

实施例1

一种单晶硅切削液，含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：70%、甘油： 20%、PEG400：9.975%、三乙醇胺：0.005%、液态苯并三氮唑：0.02%。

产品指标：

外观：无色透明液体；粘度(25℃)：45-53；色泽(APHA)≤50；相对密度：g/cm3(20℃) 1.120-1.130；水份(%) ≤0.3；PH值(5%水溶液)：6-7；折光率(20℃)：1.461-1.467；重金属含量：ppm ≤28。

实施例2

一种单晶硅切削液，含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：79.98%、甘油：10%、PEG400：10%、三乙醇胺：0.01%、液态苯并三氮唑：0.01%。

产品指标：

外观：无色透明液体；粘度(25℃)：52-58；色泽(APHA)≤50；相对密度：g/cm3(20℃)1.120-1.130；水份(%) ≤0.3 ；PH值(5%水溶液) ：6-7； 折光率(20℃)： 1.461-1.467 ；重金属含量：ppm ≤28。

实施例3

一种单晶硅切削液,含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：80%、甘油：14.955%、PEG400：5 %、三乙醇胺：0.015%%、液态苯并三氮唑：0.03%。

产品指标：

外观：无色透明液体；粘度(25℃)：57-63；色泽(APHA) ≤50；相对密度：g/cm3(20℃) 1.120-1.130 ；水份(%) ≤0.3； PH值(5%水溶液) 6-7 ；折光率(20℃)： 1. 461-1.467 ；重金属含量：ppm ≤28。

原料来源：

二乙二醇：采购于张家港化工保税区

甘油：采购于南京国晨化工

PEG400：宜兴多利佳和浙江传化

各成分的作用：

二乙二醇 主要载体 

甘油 消泡剂和增粘剂

PEG400 增粘剂和表面处理剂

后2组合剂为合金丝的抗磨剂

使用方法：

    将本切削悬浮液与线切割专用刃料按一定比例混合后，即可在线切割机内循环使用。

产品特性:

本品无毒无异味、不挥发、不易燃、化学性能稳定，主要用于单晶硅等半导体材料的多线切割，具有携载能力强、高悬浮、高润滑、易清洗等特点，是替代进口，降低成本的理想绿色环保产品。

产品作用：

(1)润滑作用：单晶硅切削加工液在切削过程中可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的切削加工性能。 

(2)冷却作用：切削液的冷却作用是通过它和因切削而发热的刀具(或砂轮)、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和刀具耐用度。 

(3)清洗作用：在金属切削过程中，本品有良好的清洗作用。能除去生成的切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面上分离，随切削液带走，保持切削液清洁。

 (4)其它作用：除了以上3种作用外，本品具备良好的稳定性，在贮存和使用中不产生沉淀或分层、析油、析皂和老化等现象。对细菌和霉菌有一定抵抗能力，不易长霉及生物降解而导致发臭、变质。不损坏涂漆零件，对人体无危害，无刺激性气味。在使用过程中无烟、雾或少烟雾。便于回收，低污染，排放的废液处理简便，经处理后能达到国家规定的工业污水排放标准等。  

Claims (1)

1.一种单晶硅切削液，其特征在于：含有以下重量百分比的组分：二乙二醇：70-80%、甘油：10-20%、PEG400：5-10%、三乙醇胺：0.005-0.015%、液态苯并三氮唑：0.01-0.03%。