CN109439425A - 一种金刚线冷却切割液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种金刚线冷却切割液及其制备方法，冷却切割液包括聚醚、表面活性剂、渗透剂、螯合剂、防锈剂、pH值稳定剂、消泡剂和水，通过将各原料混合均匀得到本发明的金刚线冷却切割液；本发明的切割液能够有效沉降切割过程中产生的硅粉，避免硅粉因高温粘附在硅片表面，通过本发明中各组分的相互结合，提高金刚线的切割速率，提高硅片的良率，硅片表面残留物大大减少，降低了金刚线的磨损率。

Description

一种金刚线冷却切割液及其制备方法
技术领域
本发明涉及金刚石线切割技术领域，尤其涉及一种金刚线冷却切割液及其制备方法。
背景技术
随着全球太阳能和微电子行业的飞速发展，对硅片的需求快速增长。切片是硅片加工的第一道工序，同时也是造成硅片应力、表层及亚表层损伤及崩边的主要工序之一，而切割液的性能是影响硅片切割效率及质量的关键因素之一。
目前的硅片切割工艺主要采用游离砂浆切割悬浮液和金刚石砂线切割，而金刚石砂线切割是一种更为新型的切割工艺，利用砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦来进行切割，切割液就不再需要悬浮碳化硅颗粒，也不再需要具备较高的粘度，不需要在溶液中混入碳化硅刃料，其切割速度是砂浆切割工艺中钢线的2～3倍，出片率也比砂浆切割方式高，且其消耗的水电比砂浆切割技术减少了三分之二，切割后产生的硅粉可以全部回收使用，因此在单位产量的折旧、人工和能源成本将大大降低，可谓既节能又环保。
但是，由于金刚石砂线切割工艺中，砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦，而且金刚石砂线产生的摩擦力远比砂浆悬浮液要高，切割时产生瞬间更强的高温，而切屑硅粉由于粒度太细，比表面积大大增加，这导致了切割后的硅片表面会存在不易清洗的固体硅细粉末，从而使产品光滑度下降、良率低、易翘曲。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够使切割液在高速往复运行的金刚线上铺展润湿快，能有效发挥保护、冷却和润滑作用的金刚线冷却切割液及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种金刚线冷却切割液，按质量百分比为100％计，包括：
在以上技术方案的基础上，优选的，所述聚醚为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为醇类非离子表面活性剂。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为失水山梨醇酯。
更进一步优选的，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述螯合剂为乙二胺四乙酸。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述防锈剂为油酸三乙醇胺或磺化油。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述pH值稳定剂为胺万达。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述消泡剂为二甲基硅油。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述水为去离子水。
本发明还提供了一种金刚线冷却切割液的制备方法，其特征在于，步骤包括：向水中加入聚醚、表面活性剂、渗透剂、螯合剂、消泡剂、防锈剂和pH值稳定剂，再搅拌均匀即得金刚线冷却切割液。
本发明的金刚线冷却切割液及其制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的冷却切割液不仅具有优异的冷却和润滑性能，同时还能够有效沉降切割过程中产生的硅粉，避免硅粉因高温粘附在硅片表面，通过本发明中各组分的相互结合，提高金刚线的切割速率，提高硅片的良率，硅片表面残留物大大减少，降低了金刚线的磨损率；
(2)本发明的冷却切割液的制备方法简单，条件易控，适用于大规模工业生产和应用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
按质量百分比计，将200g支链脂肪醇聚氧乙烯醚、50g支链脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、200g失水山梨醇酯、5g脂肪醇聚氧乙烯醚、20g乙二胺四乙酸、2g油酸三乙醇胺、1g胺万达、50g二甲基硅油和490g去离子水常温下混合搅拌10min，得到金刚线冷却切割液。
实施例2
按质量百分比计，将150g支链脂肪醇聚氧乙烯醚、100g支链脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、250g失水山梨醇酯、10g烷基酚聚氧乙烯醚、1g乙二胺四乙酸、1g油酸三乙醇胺、1g胺万达、40g二甲基硅油和447g去离子水在常温下混合搅拌10min，得到金刚线冷却切割液。
实施例3
按质量百分比计，将50g支链脂肪醇聚氧乙烯醚、50g支链脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、100g失水山梨醇酯、5g脂肪醇聚氧乙烯醚、1g乙二胺四乙酸、1g油酸三乙醇胺、1g胺万达、20g二甲基硅油和772g去离子水常温下混合搅拌10min，得到金刚线冷却切割液。
实施例4
按质量百分比计，将150g支链脂肪醇聚氧乙烯醚、150g支链脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、300g失水山梨醇酯、50g烷基酚聚氧乙烯醚、20g乙二胺四乙酸、20g油酸三乙醇胺、20g胺万达、100g二甲基硅油和190g去离子水常温下混合搅拌10min，得到金刚线冷却切割液。
对比例
采用君合JH-2521的切割液作为对比例。
分别将上述实施例制备的金刚线冷却切割液用去离子水稀释400倍，对同样规格的硅棒进行多线切割，对切割完毕的硅片进行测试，结果如下：
组别 硅片翘曲度 损伤层厚度 切割损耗 总厚度变化量
实施例1 轻微 21μm 162μm ±13μm
实施例2 轻微 25μm 168μm ±12μm
实施例3 轻微 27μm 170μm ±14μm
实施例4 轻微 20μm 157μm ±13μm
对比例 轻微 32μm 181μm ±21μm
通过上述测试结果不难看出，采用本发明的切割液所得到的硅片的质量在各方面均得到了一定的提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金刚线冷却切割液，其特征在于，按质量百分比为100％计，包括：
余量的水。
2.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述聚醚为聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。
3.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述表面活性剂为醇类非离子表面活性剂。
4.如权利要求3所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述表面活性剂为失水山梨醇酯。
5.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
6.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸。
7.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述防锈剂为油酸三乙醇胺或磺化油。
8.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述pH值稳定剂为胺万达。
9.如权利要求1所述的金刚线冷却切割液，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油。
10.一种金刚线冷却切割液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：向水中加入聚醚、表面活性剂、渗透剂、螯合剂、消泡剂、防锈剂和pH值稳定剂，搅拌均匀即得金刚线冷却切割液。
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