CN116574552A - 一种薄硅片金刚线切割液、制备方法与用途 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种薄硅片金刚线切割液、制备方法与用途。其中,以质量份计,切割液包括:润湿剂5‑15份;渗透剂20‑35份;润滑剂10‑15份;消泡剂0.5‑3份;分散剂1‑5份;去离子水40‑60份。本申请的切割液在润湿剂和渗透剂相互协同的作用下,具有安全、环保、清洁、高润湿分散、对硅片无腐蚀的特点,可应用于110‑130μm厚度的太阳能硅片的切割工艺中,保证了良好的切割力,并可以提高切割效率。
Description
技术领域
本申请属于硅晶体切割技术领域,具体涉及一种薄硅片金刚线切割液、制备方法与用途。
背景技术
目前的金刚线切割液可以应用于165μm、160μm等厚度硅片的切割上,但在110-130μm等厚度薄硅片的切割过程中,线痕、硅片厚度变化量(TTV)、脏污等问题更加严重,这是因为硅片厚度越薄,切割产生的硅粉分布不均,堆积在硅片之间,无法及时带出,造成切割效率低下。
发明内容
申请目的:本申请提供一种薄硅片金刚线切割液,以在110-130μm厚度的硅片切割工艺中,保持良好的切割力和高效的切割效率;本申请的另一目的在于提供上述薄硅片金刚线切割液的制备方法;本申请的另一目的在于提供薄硅片金刚线切割液用来切割硅棒的用途。
技术方案:本申请的一种薄硅片金刚线切割液,以质量份计,切割液包括:
润湿剂5-15份;渗透剂20-35份;润滑剂10-15份;消泡剂0.5-3份;分散剂1-5份;去离子水40-60份;
其中,所述润湿剂为下式(1)的聚合物:
式(1)中,R1选自C10~C14的烃基;n1表示环氧乙烷基团的加合数;n1选自4~12的整数;m1表示环氧丙烷基团的加合数,m1选自8~20的整数;
所述渗透剂为下式(2)的聚合物:
式(2),R2选自C15~C19的烃基,n2表示环氧乙烷基团的加合数,n2选自8~20的整数,m2表示环氧丙烷基团的加合数,m2选自4~12的整数。
在一些实施例中,所述润湿剂和所述渗透剂满足如下条件中的至少一种:
(a)所述润湿剂的分子量为798~1902;
(b)n1:m1=(0.2~0.9):1。
(c)所述渗透剂的分子量为812~1860;
(d)n2:m2=(1.1~5):1;
(e)所述润湿剂和所述渗透剂的质量比为1:(2~7);
(f)所述环氧乙烷基团和所述环氧丙烷基团之间为交替、嵌段或无规排列中的任一种;
(g)所述R1和R2选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。
在一些实施例中,所述润滑剂为下式(3)的聚合物;
式(3)中,R3选自C8~C16的烃基;n3表示环氧乙烷基团的加合数;n3选自2~7的整数。
在一些实施例中,所述润滑剂满足如下条件中的至少一种:
(h)所述润滑剂的分子量为246~578;
(i)所述润滑剂和所述消泡剂的质量比为(4~20):1;
(j)所述R3选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。
在一些实施例中,以质量份计,所述切割液由以下组分组成:
润湿剂10-15份;渗透剂20-30份;润滑剂10-12份;消泡剂1-1.5份;分散剂1-2份;去离子水40-50份。
在一些实施例中,所述消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油聚醚酯中至少一种;和/或,
所述分散剂为烷基多糖苷,所述烷基多糖苷选自APG0810、APG0814、APG0816、APG1200、APG1214、APG1216、APG1618中的至少一种。
本申请还提供一种薄硅片金刚线切割液的制备方法,包括:
在去离子水中加入对应质量份的润湿剂、渗透剂、润滑剂、分散剂和消泡剂,混合、搅拌至各组分完全溶解,停止搅拌后静置、过滤,制得金刚线切割液。
在一些实施例中,所述搅拌的温度为20~45℃,所述搅拌的时间为4~5小时,所述静置的时间为4~8小时。
本申请还提供一种薄硅片金刚线切割液在硅棒切割中的用途。
在一些实施例中,所述硅棒在切割后的厚度为110~130μm。
有益效果:与现有技术相比,本申请提供的切割液组分中,通过优化润湿剂中环氧乙烷基团(EO)和环氧丙烷基团(PO)的数量以及主链碳的长度,有利于切割液在硅片表面成膜,防止硅粉或金刚线对硅片表面的损伤;通过优化渗透剂中环氧乙烷基团(EO)和环氧丙烷基团(PO)的数量以及主链碳的长度,提高了切割液的稳定性,防止硅粉在硅片表面的团聚。本申请的切割液在润湿剂和渗透剂相互协同的作用下,具有安全、环保、清洁、高润湿分散、对硅片无腐蚀的特点,可应用于110-130μm厚度的太阳能硅片的切割工艺中,保证了良好的切割力,并可以提高切割效率。
可以理解的是,与现有技术相比,本申请实施例提供的薄硅片金刚线切割液的制备方法与用途具有上述薄硅片金刚线切割液的所有技术特征以及有益效果,在此不再赘述。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是本申请实施例1和对比例1的切割液进行切割后硅片表面形貌对比。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。
随着太阳能光伏产业技术的不断发展成熟,对硅片的需求增长迅速。切片是硅片深加工的首道工序,而硅片占太阳能光伏组件成本构成的30-40%,所以硅片技术的提升对降低组件成本具有重大意义。近几年来,硅片尺寸在不断被优化,出现了158.75mm、160mm、182mm、210mm等多种尺寸硅片,同时,硅片厚度也从165μm、155μm、150μm逐渐向130μm、110μm发展。光伏硅片的变大、变薄成为主要研究的技术方向,这不仅可以有效的降低成本,还能最大程度的提升组件效率。
太阳能硅片切割主要以金刚线切割为主,金刚线切割具有高效、低成本、环保等优势。但是金刚线切割过程中由于硅片属于硬性材料,会产生大量的热和磨损,易造成崩边、线痕、TTV等问题,所以切割工艺占有很重要的位置,而切割液的性能是影响硅片切割工艺效率及质量的关键因素之一。尤其是在110-130μm薄片的切割过程中,由于硅片厚度越来越薄,对切割力的要求就越来越高,这就需要切割液必须具有更好的润湿、润滑、冷却等性能。
申请人发现,已公开的金刚线切割液大多是由油脂类或是普通聚醚类和润滑剂、消泡剂组成,这些金刚线切割液可以应用于165μm、160μm等厚度硅片的切割上,但在110-130μm等厚度薄硅片的切割过程中,线痕、TTV、脏污等问题更加严重,这是因为硅片厚度越薄,切割产生的硅粉分布不均,堆积在硅片之间,无法及时带出,造成切割效率低下。因此,需要开发一种安全、环保、清洁、高润湿分散、对太阳能硅片无腐蚀的切割液,可应用于110-130μm厚度的太阳能硅片的切割工艺。
基于上述的问题,本申请实施例提供了一种薄硅片金刚线切割液,以质量份计,切割液包括:
润湿剂5-15份;渗透剂20-35份;润滑剂10-15份;消泡剂0.5-3份;分散剂1-5份;去离子水40-60份;
其中,润湿剂为下式(1)的聚合物:
式(1)中,R1选自C10~C14的烃基;n1表示环氧乙烷基团的加合数;n1选自4~12的整数;m1表示环氧丙烷基团的加合数,m1选自8~20的整数;
渗透剂为下式(2)的聚合物:
式(2),R2选自C15~C19的烃基,n2表示环氧乙烷基团的加合数,n2选自8~20的整数,m2表示环氧丙烷基团的加合数,m2选自4~12的整数。
在一些实施例中,优选的切割液由以下组分组成:
润湿剂10-15份;渗透剂20-30份;润滑剂10-12份;消泡剂1-1.5份;分散剂1-2份;去离子水40-50份。
可以理解的是,本申请切割液的组分中,润湿剂中的环氧乙烷基团(EO)数量与渗透剂中的环氧乙烷基团(EO)数量完全不同,且润湿剂中的环氧丙烷基团(PO)与渗透剂中的环氧丙烷基团(PO)数量也完全不同,通过分别控制润湿剂和渗透剂中EO和PO的数量,以赋予切割液更好的润湿分散性以及持续使用的稳定性。同时,润湿剂相对于渗透剂的碳链长度更短,这是因为更短的碳链长度可以提高润湿剂的乳化能力,有利于润湿剂在硅片表面的润湿成膜;而更长的碳链长度可以提高渗透剂的极性,以使渗透剂内部的键能更加平衡,有利于切割液在使用过程中保持持续的稳定状态。
在一些实施例中,为了进一步提高润湿剂的性能,润湿剂进一步满足:n1:m1=(0.2~0.9):1。其中,在优选的润湿剂中,EO的数量小于PO数量,当PO占比更多时,PO链节一侧含甲基,其疏水结构可以有效降低切割液的表面张力,从而提高润湿能力,因此在切割过程中,含有更多PO的润湿剂能使切割液更快润湿硅片表面,形成一层致密的保护薄膜,防止硅粉或金刚线对硅片造成划伤线痕。
进一步地,润湿剂的分子量为798~1902;例如,润湿剂的分子量可以为798、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1902中的任一种或任意两者之间的范围。分子量具体是指数均分子量。
在一些实施例中,为了进一步提高渗透剂的性能,渗透剂进一步满足:n2:m2=(1.1~5):1。其中,在优选的渗透剂中,EO的数量大于PO的数量,当EO占比更多时,聚醚与水分子形成氢键数目增多,亲水性增强,浊点提高,进一步提高了切割液的稳定性,在切割后期仍能保持稳定的润湿渗透作用,使硅粉在硅片和钢线缝隙间不易团聚,更易排出,有效减少硅片表面硅粉残留。
在一些实施例中,渗透剂的分子量为812~1860;例如,渗透剂的分子量可以为812、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1860中的任一种或任意两者之间的范围。分子量具体是指数均分子量。
可以理解的是,本申请提供的切割液组分中,通过优化润湿剂中环氧乙烷基团(EO)和环氧丙烷基团(PO)的数量以及主链碳的长度,有利于切割液在硅片表面成膜,防止硅粉或金刚线对硅片表面的损伤;通过优化渗透剂中环氧乙烷基团(EO)和环氧丙烷基团(PO)的数量以及主链碳的长度,提高了切割液的稳定性,防止硅粉在硅片表面的团聚。本申请在润湿剂和渗透剂的相互协同作用下,保证了切割液良好的切割力,并可以提高切割效率。
在一些实施例中,为了进一步提高润湿剂和渗透剂的协同效果,润湿剂和渗透剂的质量比为1:(2~7)。例如,润湿剂和渗透剂的质量比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7中的任一种或任意两者之间的范围。其中,润湿剂和渗透剂二者的质量比优选为1:(2~5);润湿剂和渗透剂二者的质量比最优选为1:3。
在一些实施例中,在润湿剂和渗透剂中,环氧乙烷基团和环氧丙烷基团之间为交替、嵌段或无规排列中的任一种;优选的是环氧乙烷基团和环氧丙烷基团之间为嵌段的排列方式,一方面可以降低润湿剂和渗透剂的合成难度,另一方面也可以通过多个EO或PO的排列以提高各所能产生的效果。
在一些实施例中,R1和R2选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。优选的,R1或R2为含有少量支链的烷基,其优于含有较多支链的烷基,更优于直链的烷基,这是因为直链的烷基更疏水,会降低两者的配合效果。其中,R1优选为C12,R2优选的为C18。
在一些实施例中,润滑剂为下式(3)的聚合物;
式(3)中,R3选自C8~C16的烃基;n3表示环氧乙烷基团的加合数;n3选自2~7的整数。
进一步地,润滑剂的分子量为246~578;例如,润滑剂的分子量可以为246、300、400、578中的任一种或任意两者之间的范围。分子量具体是指数均分子量。
进一步地,润滑剂和消泡剂的质量比为(4~20):1。例如,润滑剂和消泡剂的质量比为4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1中的任一种或任意两者之间的范围。其中,润滑剂和消泡剂的质量比优选为(6~15):1;润滑剂和消泡剂的质量比最优选为12:1。
进一步地,R3选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。
可以理解的是,本申请润滑剂的结构中含有环氧乙烷基团,可以有效提高体系的亲水性,同时对润湿剂有一定的增溶作用,可以在提高切割液体系整体的稳定性的同时,提高润湿性,从而提高对硅片的切割力。
在一些实施例中,消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油聚醚酯中至少一种。
进一步地,本申请采用的甘油聚醚类消泡剂稳定性良好,添加少量即可长久有效地抑制泡沫,且与难以消泡的脂肪酸聚氧乙烯酯类润滑剂具有良好的相容性,不易分层和沉降。
在一些实施例中,分散剂为烷基多糖苷,烷基多糖苷选自APG0810、APG0814、APG0816、APG1200、APG1214、APG1216、APG1618中的至少一种。优选的烷基多糖苷为APG1214。
进一步地,本申请采用烷基多糖苷作为分散剂,其分子结构中亲水和亲油部分是以特别稳定的糖苷醚链(-C-O-C-)连接的,在切割液体系中具有良好的稳定性,不会发生水解反应;同时,烷基糖苷具有极强的促进层状液晶形成的能力,对切割液有很好的缓释效果,选用大分子的烷基多糖苷作为分散剂,可以起到防止切割产生的硅粉团聚,使硅片表面更易清洗。
在一些实施例中,本申请的切割液中,润湿剂和渗透剂的合成采用常规工艺。其中,在制备润湿剂和渗透剂时,通过控制加入的EO和PO的摩尔比,来控制EO和PO的数量。另外,本申请组分中的润滑剂、消泡剂、分散剂等均可以通过市售获取。
本申请实施例还提供一种薄硅片金刚线切割液的制备方法,包括:在去离子水中加入对应质量份的润湿剂、渗透剂、润滑剂、分散剂和消泡剂,混合、搅拌至各组分完全溶解,停止搅拌后静置、过滤,制得金刚线切割液。
进一步地,上述切割液的制备方法,具体包括如下步骤:
步骤1:室温环境下,在搅拌釜中加入去离子水并开启搅拌;
步骤2:加入对应质量份的润湿剂、渗透剂、润滑剂、分散剂、消泡剂并持续搅拌;
步骤3:加入少量去离子水并持续搅拌;
步骤4:反应釜控温在20-45℃,搅拌4~5小时至其完全溶解;
步骤5:停止搅拌,静置4-8小时;
步骤6:用过滤袋过滤后制得金刚线切割液。
本申请实施例还提供一种薄硅片金刚线切割液在硅棒切割中的用途。尤其是在切割厚度较薄的太阳能硅片领域的用途。
进一步地,硅棒在切割后的厚度为110~130μm。优选的,切割后的厚度为120μm。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解,以及本申请实施例的一种薄硅片金刚线切割液、制备方法与用途的方案能够显著的体现,以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:10份润湿剂、30份渗透剂、12份润滑剂、1份消泡剂、1.5份分散剂和45份去离子水。
切割液的制备方法为:室温(25℃)环境下,在搅拌釜中加入去离子水并开启搅拌;加入对应质量份的润湿剂、渗透剂、润滑剂、分散剂、消泡剂并持续搅拌;加入少量去离子水并持续搅拌;反应釜控温在30℃,搅拌4小时至其完全溶解;停止搅拌,静置6小时;用过滤袋过滤后制得金刚线切割液。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例2
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:5份润湿剂、20份渗透剂、10份润滑剂、0.5份消泡剂、1份分散剂和60份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例3
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:8份润湿剂、24份渗透剂、11份润滑剂、1份消泡剂、1.5份分散剂和55份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例4
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:10份润湿剂、35份渗透剂、12份润滑剂、1.5份消泡剂、2份分散剂和50份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例5
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:12份润湿剂、24份渗透剂、13份润滑剂、2份消泡剂、2.5份分散剂和45份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例6
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:14份润湿剂、28份渗透剂、14份润滑剂、1份消泡剂、3份分散剂和40份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例7
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:15份润湿剂、35份渗透剂、15份润滑剂、3份消泡剂、5份分散剂和60份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例8
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:5份润湿剂、35份渗透剂、12份润滑剂、2.5份消泡剂、2份分散剂和55份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例9
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:8份润湿剂、32份渗透剂、12份润滑剂、2份消泡剂、2.5份分散剂和50份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
/>
实施例10
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:10份润湿剂、30份渗透剂、10份润滑剂、2.5份消泡剂、3份分散剂和45份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例11
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:12份润湿剂、24份渗透剂、14份润滑剂、2.5份消泡剂、3份分散剂和45份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
实施例12
提供一种薄硅片金刚线切割液,包括:5份润湿剂、25份渗透剂、15份润滑剂、1份消泡剂、1份分散剂和50份去离子水。
切割液的制备方法同实施例1,在此不在赘述。
其中,润湿剂、渗透剂、润滑剂、消泡剂、分散剂的具体选择参见下表。
/>
实施例13
提供一种切割液,具体的组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,润湿剂和渗透剂的结构与实施例1不同,其中,润湿剂和渗透剂的选择参见下表。
实施例14
提供一种切割液,具体的组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,润湿剂和渗透剂的结构与实施例1不同,其中,润湿剂和渗透剂的选择参见下表。
对比例1
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中不添加润湿剂。
对比例2
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中不添加渗透剂。
对比例3
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中不添加润滑剂。
对比例4
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中不添加消泡剂。
对比例5
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中不添加分散剂。
对比例6
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例6中的润湿剂的结构与实施例1不同,其中,对比例6的润湿剂为:
对比例7
具体组分和制备方法同实施例1,不同之处在于,对比例1中的渗透剂的结构与实施例1不同,其中,对比例6的渗透剂为:
分别对实施例1-13以及对比例1-7的切割液进行性能测试对比,测试结果参见下表1。其中,性能测试的参数包括:
线痕:观察切割后的硅片表面是否有线痕,线痕产生的主要原因是硅粉团聚在钢线与硅片之间,无法溢出,造成线痕的硅片数量占硅片总数的比例。
TTV:采用厚度仪测量切割后硅片的最大厚度与最小厚度,计算二者的差值即为TTV。
崩边:在切割过程中,切割面不平整,出现翻卷、毛边等问题的硅片数量占硅片总数的比例。
脏污:硅片上有明显硅粉团聚,不易冲洗干净的硅片数量占硅片总数的比例。
A级良率:完全符合出货标准硅片数量占切割硅片总数的比例。
表1
由表1可知,相比于对比例1-7的测试结果,实施例1-14所配制的切割液在各项性能测试中均优于对比例,说明了本申请提供的切割液中,润湿剂和渗透剂相互协同,具有高润湿分散和持续稳定性的特点,可应用于太阳能硅片的切割工艺中,保证了良好的切割力,并可以提高切割效率。其中,实施例13-14的测试的性能低于实施例1-12的测试性能,但比对比例1-7的效果要好,说明了本申请中,通过控制润湿剂满足n1:m1=(0.2~0.9):1以及渗透剂满足n2:m2=(1.1~5):1,保证EO和PO的数量在上述规定的范围内,可以赋予切割液更好的润湿分散性以及持续使用的稳定性。此外,对比例1-5的测试结果说明,本申请的组分缺一不可,需要各组分之间的相互配合才能保证切割液的功能;而对比例6-7的测试结果也进一步说明了润湿剂和渗透剂中,碳链的长度将直接影响切割液的性能,只有在规定的碳链长度下才能发挥润湿剂和渗透剂的功能。
请进一步参见图1,图1中(a)和(b)分别表示了采用本申请对比例1的切割液进行硅片切割后所得硅片的表面形貌;图1中(c)和(d)则表示了采用本申请实施例1的切割液进行硅片切割后所得硅片的表面形貌。由图1可知,采用本申请实施例1的切割液后,硅片表面划痕明显降低,且硅片表面无污染,硅粉残留量低,因此,本申请实施例的切割液可以保证所切割的硅片具有更优的表面形貌,提高了硅片的质量。
分别采用本申请实施例1和传统的切割液进行硅片切割,采用相同的切割设备,将切割得到的硅片由分选机选取五个点进行厚度测量,结果如下表2。其中,传统的切割液包括:去离子水45份,分散剂(聚乙二醇)25份,润滑剂(乙二醇、丙二醇)15份,pH调节剂(柠檬酸、草酸)1.5份。
表2
由表2的测试结果可知,本申请实施例提供的切割液可以用于硅棒切割,尤其是可以用于110-130μm厚度的太阳能硅片的切割工艺。
以上对本申请实施例所提供的一种薄硅片金刚线切割液、制备方法与用途进行了详细介绍,本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,以质量份计,切割液包括:
润湿剂5-15份;渗透剂20-35份;润滑剂10-15份;消泡剂0.5-3份;分散剂1-5份;去离子水40-60份;
其中,所述润湿剂为下式(1)的聚合物:
式(1)中,R1选自C10~C14的烃基;n1表示环氧乙烷基团的加合数;n1选自4~12的整数;m1表示环氧丙烷基团的加合数,m1选自8~20的整数;
所述渗透剂为下式(2)的聚合物:
式(2),R2选自C15~C19的烃基,n2表示环氧乙烷基团的加合数,n2选自8~20的整数,m2表示环氧丙烷基团的加合数,m2选自4~12的整数。
2.根据权利要求1所述的一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,所述切割液满足如下条件中的至少一种:
(a)所述润湿剂的分子量为798~1902;
(b)n1:m1=(0.2~0.9):1;
(c)所述渗透剂的分子量为812~1860;
(d)n2:m2=(1.1~5):1;
(e)所述润湿剂和所述渗透剂的质量比为1:(2~7);
(f)所述环氧乙烷基团和所述环氧丙烷基团之间为交替、嵌段或无规排列中的任一种;
(g)所述R1和R2选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,所述润滑剂为下式(3)的聚合物;
式(3)中,R3选自C8~C16的烃基;n3表示环氧乙烷基团的加合数;n3选自2~7的整数。
4.根据权利要求3所述的一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,所述润滑剂满足如下条件中的至少一种:
(h)所述润滑剂的分子量为246~578;
(i)所述润滑剂和所述消泡剂的质量比为(4~20):1;
(j)所述R3选自直链烷基或含有支链的烷基中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,以质量份计,所述切割液由以下组分组成:
润湿剂10-15份;渗透剂20-30份;润滑剂10-12份;消泡剂1-1.5份;分散剂1-2份;去离子水40-50份。
6.根据权利要求5所述的一种薄硅片金刚线切割液,其特征在于,所述消泡剂选自聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油聚醚酯中至少一种;和/或,
所述分散剂为烷基多糖苷,所述烷基多糖苷选自APG0810、APG0814、APG0816、APG1200、APG1214、APG1216、APG1618中的至少一种。
7.一种权利要求1-6任一项所述的薄硅片金刚线切割液的制备方法,其特征在于,包括:
在去离子水中加入对应质量份的润湿剂、渗透剂、润滑剂、分散剂和消泡剂,混合、搅拌至各组分完全溶解,停止搅拌后静置、过滤,制得金刚线切割液。
8.根据权利要求7所述的薄硅片金刚线切割液的制备方法,其特征在于,所述搅拌的温度为20~45℃,所述搅拌的时间为4~5小时,所述静置的时间为4~8小时。
9.一种权利要求1-6任一项所述的薄硅片金刚线切割液在硅棒切割中的用途。
10.根据权利要求9所述的用途,其特征在于,所述硅棒在切割后的厚度为110~130μm。
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GR01 | Patent grant |