CN110480530A - 一种切割硅片用自锐性金刚线及其制造方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光伏产品用金刚线领域内的一种切割硅片用自锐性金刚线及其制造方法和使用方法，金刚线包括钢母线，钢母线的外表面镀覆有第一预生长层、第二复合定位层和第三加固层，各镀层将金刚石颗粒固定；制造方法包括步骤：表面预处理；预镀镍；一次镀镍；二次镀镍；三次镀锌和镀后处理；使用方法包括如下步骤：切割使用后的金刚线浸没到侵蚀液下方，侵蚀液为质量浓度为15%~20%的NaOH溶液，侵蚀液将第三加固层腐蚀掉，使得金刚石颗粒裸露在第二复合定位层外面，形成切割刃。本发明通过三层镀层固定金刚石颗粒，降低金刚石颗粒的脱落风险，通过处理使得金刚线保持切割力。

Description

一种切割硅片用自锐性金刚线及其制造方法和使用方法

技术领域

本发明属于光伏产品用金刚线技术领域，特别涉及一种切割硅片用自锐性金刚线及其制造方法和使用方法。

背景技术

现有技术中，光伏发电是解决全球能源危机的一种绿色方案，在光伏产业链中硅片加工是重要的一环，当前硅片加工技术由原来的游离磨料切割逐步转变为金刚石固结磨料切割，金刚石切割已经成为当前硅片加工的常用模式，金刚线上的金刚石颗粒赋予了金刚线切割力。在当前大环境下金刚线细线切割会进一步降低硅料成本，对金刚线细线化切割进行研究开发成为切片企业科技研发的重要环节。

目前金刚线的线径细化经历了180um到50um的跳水式发展，由于线径越来越细其金刚线本身携带的金刚石颗粒较少，切割能力也随之下降；通过在切割过程中对金刚石颗粒进行电镜SEM检测分析，加以理论和数学模型的分析计算，有针对性的金刚线线径细化后，金刚线容易产生金刚石颗粒失效的性能薄弱点。现有技术中的金刚线存在如下不足之处：其一、金刚线在切割硅片过程中，金刚线表面的金刚石颗粒的磨损方式不规则，整个大块金刚石颗粒容易脱落或者断裂面横贯整个金刚石颗粒，导致失去切割力；金刚石颗粒的切割磨损程度大、时间长，导致金刚石颗粒的切割刃被磨削成圆形或弧形，附着在金刚线表面的金刚石颗粒与金刚线表面平齐，金刚石颗粒不再突出在外面，金刚线会丧失切割力。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种切割硅片用自锐性金刚线，能够通过第二复合定位层和第三加固层固定金刚石颗粒，降低金刚石颗粒的脱落风险，从而提高切割能力；在金刚线切割使用一段时间后，通过处理使得被磨平的切割刃再次露出新的切割刃，始终保持金刚线具有锋利的切割力。

本发明的目的是这样实现的：一种切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线，所述钢母线的外表面镀覆有第一预生长层，所述第一预生长层的材质为镍，第一预生长层的厚度为0.5~1.5μm，第一预生长层上附着固定有若干金刚石颗粒，金刚石颗粒的粒径为6~10mm，所述第一预生长层的外表面镀覆有第二复合定位层，所述第二复合定位层的材质为镍，第二复合定位层的厚度为1~2μm，所述第二复合定位层的外表面镀覆有第三加固层，所述第三加固层的材质为锌，第三加固层的厚度为2~3μm，各所述金刚石颗粒通过第二复合定位层和第三加固层固定在第一预生长层上，所述金刚石颗粒的外侧裸露在第三加固层外面，金刚石颗粒的裸露部分形成切割刃。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 本发明包括钢母线、第一预生长层、第二复合定位层和第三加固层，在第一预生长层、第二复合定位层和第三加固层内嵌固有金刚石颗粒，金刚颗粒突出在第三加固层的外表面，参与切割硅片，第二复合定位层和第三加固层可以有效的固定金刚石颗粒，在金刚线的切割过程中，降低金刚石颗粒的脱落风险，从而提高切割能力；在金刚线切割使用一段时间后，金刚石颗粒露出第三加固层外面的切割刃部分被磨平了，通过处理使得第三加固层消失，金刚石颗粒裸露在第二复合定位层外面的部分再次形成切割刃，始终保持金刚线具有锋利的切割力。

作为本发明的进一步改进，所述金刚石颗粒的裸露部分高度为3~4μm。本技术方案的3~4μm的切割刃裸露部分高度保证金刚线具有足够的切割力。

作为本发明的进一步改进，所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒的分布密度为320~430颗/mm。320~430颗/mm的金刚石颗粒的分布密度保证金刚线具有足够的切割力。

本发明的目的之二是提供一种切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，能够实现生产制造出上述切割硅片用自锐性金刚线。

本发明的目的是这样实现的：一种切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线放线，将钢母线放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为30~40g/L，在50~60℃的环境下超声波处理钢母线10~15S，除去钢母线上的油污；再将钢母线用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线2~4S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线并烘干；

将金刚石颗粒在60~70℃的环境，先在质量浓度为10%~20%的KOH溶液中超声波处理1~2min ，再将金刚石颗粒在质量浓度为16%~19%的HCl溶液中超声波处理2~3min；再将金刚石颗粒用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀20~30min，再将金刚石颗粒漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒和钢母线上预镀上一层镍，金刚石颗粒上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以60~90r/min的速度将混入金刚石颗粒的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为220~260L，电镀液中金刚石颗粒含量为4.3~5.2g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍50~80g/L，氯化镍30~60g/L，次亚磷酸钠 45~60 g/L，硼酸30~40 g/L；然后将预镀后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，钢母线与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流13~17A，电镀液的温度60~70℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线外表面镀上厚度为0.5~1.5μm的第一预生长层，金刚石颗粒附着在第一预生长层上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为260~300L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍60~90g/L，氯化镍40~70g/L，次亚磷酸钠 50~65 g/L，硼酸35~45 g/L；在钢母线的第一预生长层外表面镀上厚度为1~2μm的第二复合定位层；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方9~16mm，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为280~320L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌210~280g/L，硫酸钠35~50g/L，氯化铵55~75g/L，明矾40~60 g/L，硼酸30~45g/L；钢母线与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流11~16A，电镀液的温度65~75℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线的第二复合定位层外表面镀上厚度为2~3μm的第三加固层；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过表面预处理可以除去钢母线上的油污和锈蚀点，增强钢母线与预镀镍层的结合强度，表面预处理可以除去金刚石颗粒表面的杂质，使得金刚石颗粒与预镀镍层结合强度更高；通过在钢母线和金刚石颗粒外表面预镀上一层镍，使得金刚石颗粒更容易与钢母线相结合，钢母线上厚度为0.2~0.4μm的预镀镍层是包含在第一预生长层内的；通过一次镀镍，使得金刚石颗粒和镍层共同在钢母线上形成第一预生长层，第一预生长层作为金刚石颗粒的附着层；通过二次镀镍，在第一预生长层外表面形成第二复合定位层，起到进一步固定金刚石颗粒的作用；通过三次镀锌在第二复合定位层的外表面镀上第三加固层，第三加固层与第二复合定位层之间形成良好的结合力，第三加固层对金刚石颗粒起到更好的固定效果。

本发明的目的之三是提供一种切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，能够在金刚线切割使用一段时间后，通过处理使得被磨平的切割刃再次露出新的切割刃，始终保持金刚线具有锋利的切割力，并且可以延长金刚线的切割使用寿命，实现在切割生产硅片时单片耗线量降低25%～30%，降低成本。

本发明的目的是这样实现的：一种切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，包括如下步骤：放线轮放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮上，使得2个导线轮之间形成切割线网，切割线网的收线端卷绕到收线轮上，利用切割线网对硅棒进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层外面的金刚石颗粒被磨平，金刚石颗粒的外侧与第三加固层相平齐；将金刚线收回到放线轮上，使得放线轮上的金刚线浸没到侵蚀液下方5~10mm，金刚线以0.05~0.1m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为15%~20%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层腐蚀掉，使得金刚石颗粒裸露在第二复合定位层外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：当金刚线切割使用一段时间后，裸露在第三加固层外面的金刚石颗粒被磨平，金刚线的切割能力降低，通过NaOH溶液将第三加固层腐蚀掉，而镍材质的第二复合定位层不会与NaOH溶液发生反应，使得金刚石颗粒可以裸露在第二复合定位层外面，再次形成新的切割刃，此时第二复合定位层和第一预生长层将金刚石颗粒固定，金刚石颗粒始终保持与钢母线紧密结合不会脱落，始终保持金刚线具有锋利的切割力；并且可以延长金刚线的切割使用寿命，实现在切割生产硅片时单片耗线量降低25%～30%，降低成本。

附图说明

图1为本发明金刚线的横截面结构示意图。

图2为本发明金刚线的纵截面结构示意图。

图3为金刚线切割硅棒时的结构示意图。

其中，1钢母线，2第一预生长层，3第二复合定位层，4第三加固层，5金刚石颗粒，6导线轮，7切割线网，8放线轮，9收线轮，10硅棒，11导向滑轮。

具体实施方式

实施例1

本实施例的切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线1，钢母线1的外表面镀覆有第一预生长层2，第一预生长层2的材质为镍，第一预生长层2的厚度为0.5μm，第一预生长层2上附着固定有若干金刚石颗粒5，金刚石颗粒5的粒径为6.5mm，第一预生长层2的外表面镀覆有第二复合定位层3，第二复合定位层3的材质为镍，第二复合定位层3的厚度为1μm，第二复合定位层3的外表面镀覆有第三加固层4，第三加固层4的材质为锌，第三加固层4的厚度为2μm，各金刚石颗粒5通过第二复合定位层3和第三加固层4固定在第一预生长层2上，金刚石颗粒5的外侧裸露在第三加固层4外面，金刚石颗粒5的裸露部分形成切割刃。金刚石颗粒5的裸露部分高度为3μm。所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒5的分布密度为380颗/mm。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线1放线，将钢母线1放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为35g/L，在60℃的环境下超声波处理钢母线110S，除去钢母线1上的油污；再将钢母线1用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线14S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线1并烘干；

将金刚石颗粒5在60℃的环境，先在质量浓度为15%的KOH溶液中超声波处理2min ，再将金刚石颗粒5在质量浓度为19%的HCl溶液中超声波处理3min；再将金刚石颗粒5用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒5依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀30min，再将金刚石颗粒5漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒5和钢母线1上预镀上一层镍，金刚石颗粒5上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线1上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒5撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以75r/min的速度将混入金刚石颗粒5的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为260L，电镀液中金刚石颗粒5含量为5.2g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍65g/L，氯化镍45g/L，次亚磷酸钠 60 g/L，硼酸35 g/L；然后将预镀后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线1以0.2m/S的速度穿过，钢母线1与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流15A，电镀液的温度65℃，pH为4.8，使得钢母线1外表面镀上厚度为0.5μm的第一预生长层2，金刚石颗粒5附着在第一预生长层2上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线1再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为300L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍75g/L，氯化镍70g/L，次亚磷酸钠 65 g/L，硼酸35 g/L；在钢母线1的第一预生长层2外表面镀上厚度为1μm的第二复合定位层3；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方13mm，使得钢母线1以0.3m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为300L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌250g/L，硫酸钠45g/L，氯化铵63g/L，明矾60 g/L，硼酸45g/L；钢母线1与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流14A，电镀液的温度70℃，pH为4.8，使得钢母线1的第二复合定位层3外表面镀上厚度为2μm的第三加固层4；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线1在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，包括如下步骤：放线轮8放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮6上，使得2个导线轮6之间形成切割线网7，切割线网7的收线端卷绕到收线轮9上，利用切割线网7对硅棒10进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层4外面的金刚石颗粒5被磨平，金刚石颗粒5的外侧与第三加固层4相平齐；将金刚线收回到放线轮8上，使得放线轮8上的金刚线浸没到侵蚀液下方8mm，金刚线以0.1m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为15%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层4腐蚀掉，使得金刚石颗粒5裸露在第二复合定位层3外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。

实施例2

本实施例的切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线1，钢母线1的外表面镀覆有第一预生长层2，第一预生长层2的材质为镍，第一预生长层2的厚度为1.5μm，第一预生长层2上附着固定有若干金刚石颗粒5，金刚石颗粒5的粒径为10mm，第一预生长层2的外表面镀覆有第二复合定位层3，第二复合定位层3的材质为镍，第二复合定位层3的厚度为2μm，第二复合定位层3的外表面镀覆有第三加固层4，第三加固层4的材质为锌，第三加固层4的厚度为2.5μm，各金刚石颗粒5通过第二复合定位层3和第三加固层4固定在第一预生长层2上，金刚石颗粒5的外侧裸露在第三加固层4外面，金刚石颗粒5的裸露部分形成切割刃。金刚石颗粒5的裸露部分高度为4μm。所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒5的分布密度为430颗/mm。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线1放线，将钢母线1放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为30g/L，在50℃的环境下超声波处理钢母线115S，除去钢母线1上的油污；再将钢母线1用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线12S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线1并烘干；

将金刚石颗粒5在70℃的环境，先在质量浓度为10%的KOH溶液中超声波处理1min ，再将金刚石颗粒5在质量浓度为16%的HCl溶液中超声波处理2min；再将金刚石颗粒5用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒5依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀20min，再将金刚石颗粒5漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒5和钢母线1上预镀上一层镍，金刚石颗粒5上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线1上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒5撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以60r/min的速度将混入金刚石颗粒5的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为220L，电镀液中金刚石颗粒5含量为4.3g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍80g/L，氯化镍60g/L，次亚磷酸钠45 g/L，硼酸30 g/L；然后将预镀后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线1以0.4m/S的速度穿过，钢母线1与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流17A，电镀液的温度70℃，pH为5.3，使得钢母线1外表面镀上厚度为1.5μm的第一预生长层2，金刚石颗粒5附着在第一预生长层2上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线1再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为260L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍90g/L，氯化镍40g/L，次亚磷酸钠 50 g/L，硼酸45 g/L；在钢母线1的第一预生长层2外表面镀上厚度为2μm的第二复合定位层3；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方16mm，使得钢母线1以0.2m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为320L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌280g/L，硫酸钠50g/L，氯化铵75g/L，明矾40 g/L，硼酸30g/L；钢母线1与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流16A，电镀液的温度65℃，pH为5.3，使得钢母线1的第二复合定位层3外表面镀上厚度为3μm的第三加固层4；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线1在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，包括如下步骤：放线轮8放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮6上，使得2个导线轮6之间形成切割线网7，切割线网7的收线端卷绕到收线轮9上，利用切割线网7对硅棒10进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层4外面的金刚石颗粒5被磨平，金刚石颗粒5的外侧与第三加固层4相平齐；将金刚线收回到放线轮8上，使得放线轮8上的金刚线浸没到侵蚀液下方5mm，金刚线以0.05m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为20%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层4腐蚀掉，使得金刚石颗粒5裸露在第二复合定位层3外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。

实施例3

本实施例的切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线1，钢母线1的外表面镀覆有第一预生长层2，第一预生长层2的材质为镍，第一预生长层2的厚度为1μm，第一预生长层2上附着固定有若干金刚石颗粒5，金刚石颗粒5的粒径为8.5mm，第一预生长层2的外表面镀覆有第二复合定位层3，第二复合定位层3的材质为镍，第二复合定位层3的厚度为1.5μm，第二复合定位层3的外表面镀覆有第三加固层4，第三加固层4的材质为锌，第三加固层4的厚度为2.5μm，各金刚石颗粒5通过第二复合定位层3和第三加固层4固定在第一预生长层2上，金刚石颗粒5的外侧裸露在第三加固层4外面，金刚石颗粒5的裸露部分形成切割刃。金刚石颗粒5的裸露部分高度为3.5μm。所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒5的分布密度为320颗/mm。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线1放线，将钢母线1放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为40g/L，在55℃的环境下超声波处理钢母线113S，除去钢母线1上的油污；再将钢母线1用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线13S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线1并烘干；

将金刚石颗粒5在65℃的环境，先在质量浓度为20%的KOH溶液中超声波处理1.5min ，再将金刚石颗粒5在质量浓度为17%的HCl溶液中超声波处理2.5min；再将金刚石颗粒5用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒5依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀25min，再将金刚石颗粒5漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒5和钢母线1上预镀上一层镍，金刚石颗粒5上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线1上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒5撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以90r/min的速度将混入金刚石颗粒5的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为240L，电镀液中金刚石颗粒5含量为4.7g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍50g/L，氯化镍30g/L，次亚磷酸钠52 g/L，硼酸40 g/L；然后将预镀后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线1以0.3m/S的速度穿过，钢母线1与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流13A，电镀液的温度60℃，pH为4.3，使得钢母线1外表面镀上厚度为1μm的第一预生长层2，金刚石颗粒5附着在第一预生长层2上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线1再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为280L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍60g/L，氯化镍55g/L，次亚磷酸钠 58g/L，硼酸40g/L；在钢母线1的第一预生长层2外表面镀上厚度为1.5μm的第二复合定位层3；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线1卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方9mm，使得钢母线1以0.4m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为280L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌210g/L，硫酸钠35g/L，氯化铵55g/L，明矾50 g/L，硼酸38g/L；钢母线1与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流11A，电镀液的温度75℃，pH为4.3，使得钢母线1的第二复合定位层3外表面镀上厚度为2.5μm的第三加固层4；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线1在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

本实施例的上述切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，包括如下步骤：放线轮8放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮6上，使得2个导线轮6之间形成切割线网7，切割线网7的收线端卷绕到收线轮9上，利用切割线网7对硅棒10进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层4外面的金刚石颗粒5被磨平，金刚石颗粒5的外侧与第三加固层4相平齐；将金刚线收回到放线轮8上，使得放线轮8上的金刚线浸没到侵蚀液下方10mm，金刚线以0.07m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为18%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层4腐蚀掉，使得金刚石颗粒5裸露在第二复合定位层3外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。

本发明的优点在于：当金刚线切割使用一段时间后，裸露在第三加固层4外面的金刚石颗粒5被磨平，金刚线的切割能力降低，通过NaOH溶液将第三加固层4腐蚀掉，而镍材质的第二复合定位层3不会与NaOH溶液发生反应，使得金刚石颗粒5可以裸露在第二复合定位层3外面，再次形成新的切割刃，始终保持金刚线具有锋利的切割力；并且可以延长金刚线的切割使用寿命，实现在切割生产硅片时单片耗线量降低25%～30%，降低成本。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线，其特征在于，所述钢母线的外表面镀覆有第一预生长层，所述第一预生长层的材质为镍，第一预生长层的厚度为0.5~1.5μm，第一预生长层上附着固定有若干金刚石颗粒，金刚石颗粒的粒径为6~10mm，所述第一预生长层的外表面镀覆有第二复合定位层，所述第二复合定位层的材质为镍，第二复合定位层的厚度为1~2μm，所述第二复合定位层的外表面镀覆有第三加固层，所述第三加固层的材质为锌，第三加固层的厚度为2~3μm，各所述金刚石颗粒通过第二复合定位层和第三加固层固定在第一预生长层上，所述金刚石颗粒的外侧裸露在第三加固层外面，金刚石颗粒的裸露部分形成切割刃。

2.根据权利要求1所述的一种切割硅片用自锐性金刚线，其特征在于，所述金刚石颗粒的裸露部分高度为3~4μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种切割硅片用自锐性金刚线，其特征在于，所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒的分布密度为320~430颗/mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线放线，将钢母线放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为30~40g/L，在50~60℃的环境下超声波处理钢母线10~15S，除去钢母线上的油污；再将钢母线用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线2~4S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线并烘干；

将金刚石颗粒在60~70℃的环境，先在质量浓度为10%~20%的KOH溶液中超声波处理1~2min ，再将金刚石颗粒在质量浓度为16%~19%的HCl溶液中超声波处理2~3min；再将金刚石颗粒用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀20~30min，再将金刚石颗粒漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒和钢母线上预镀上一层镍，金刚石颗粒上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以60~90r/min的速度将混入金刚石颗粒的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为220~260L，电镀液中金刚石颗粒含量为4.3~5.2g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍50~80g/L，氯化镍30~60g/L，次亚磷酸钠 45~60 g/L，硼酸30~40 g/L；然后将预镀后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，钢母线与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流13~17A，电镀液的温度60~70℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线外表面镀上厚度为0.5~1.5μm的第一预生长层，金刚石颗粒附着在第一预生长层上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为260~300L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍60~90g/L，氯化镍40~70g/L，次亚磷酸钠 50~65 g/L，硼酸35~45 g/L；在钢母线的第一预生长层外表面镀上厚度为1~2μm的第二复合定位层；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方9~16mm，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为280~320L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌210~280g/L，硫酸钠35~50g/L，氯化铵55~75g/L，明矾40~60 g/L，硼酸30~45g/L；钢母线与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流11~16A，电镀液的温度65~75℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线的第二复合定位层外表面镀上厚度为2~3μm的第三加固层；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，其特征在于包括如下步骤：放线轮放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮上，使得2个导线轮之间形成切割线网，切割线网的收线端卷绕到收线轮上，利用切割线网对硅棒进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层外面的金刚石颗粒被磨平，金刚石颗粒的外侧与第三加固层相平齐；将金刚线收回到放线轮上，使得放线轮上的金刚线浸没到侵蚀液下方5~10mm，金刚线以0.05~0.1m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为15%~20%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层腐蚀掉，使得金刚石颗粒裸露在第二复合定位层外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。