[发明专利]一种高效金刚线硅片切割液

说明书

本发明公开一种高效金刚线硅片切割液，其特征在于，包括下列质量份数的组分表面活性剂20‑50份、消泡剂0.5‑15份、渗透剂10‑20份、增溶剂10‑30份、余量为去离子水，表面活性剂、渗透剂、消泡剂同为聚醚类。该硅片切割液具有优异的渗透性和润滑性，分散性好，清洗能力强大，同时，该切割液使用添加量较现有产品降低50%，能有效降低使用成本和废水处理难度。

技术领域

本发明涉及金刚石线切割技术领域，具体是一种高效金刚线硅片切割液。

背景技术

随着光伏产业的高速发展，太阳能发电成本已大幅下降。硅片是光伏产业的基础材料，而切片加工是决定硅片品质的主要工序。切片时产生的硅片应力、表层及亚表层损伤及崩边等缺陷会严重影响光伏电池的转换效率，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，金刚线硅片切割技术经过多年的发展，技术进步显著——线径由100微米降至40微米。更细的金刚线直径降低了切片加工中硅料的损耗，节约了成本。但直径更细的金刚线在切割硅片时所形成的加工缝隙越来越小，切屑粉末也越来越细，因此对切割液的性能要求也越来越高。

与旧有的砂浆磨料加工不同，金刚线切割液主要成分是去离子水，切割完毕后无回收价值，一般由切片加工企业经生物、化学等手段进行无害化处理后排放。随着环保要求越来越高，废水排放成本和难度越来越大，成为制约企业扩产的重要因素之一。因此，减少切割液用量和有机物含量，是提高切割液使用效率、降低使用和处理成本的重要途径。

金刚线切割液应具有以下作用：（1）润滑作用。切割液应及时渗入线网与硅片；线网与碎屑之间，形成一层润滑保护膜，减小切割阻力，以降低金刚线导致的损伤、线痕和隐裂；（2）冷却作用。切割产生的高热量除部分被切割液带走外，余下的热量大部分被晶体硅吸收，高温会导致局部硅片变形，因此，切割液需具备良好的传热冷却性能；（3）分散作用。切割形成的硅粉切屑需要及时分散，避免聚集成团，造成硅片划伤甚至线网断线；（4）清洗作用。切割过程产生的大量碎屑和硅粉，容易形成粘附团聚，因此要求切割液可以包裹碎屑，使其易于脱落清洗；（5）切割液还应具有防锈、抑菌的能力，避免设备在长期使用过程中因腐蚀造成生产中断。

虽然在对比文件一种金刚线冷却切割液中，在其组分中也运用到了聚醚，但是表面活性剂、渗透剂、消泡剂的组分并不同时为聚醚类，其在水溶液中的互溶共聚能力较差，渗透性、润滑性和消泡性能都比较差，并且需要添加防锈剂，添加物质的种类较多，成本较高。

发明内容

为了有效提高切割液在使用时候的性能，本发明公开了一种高效金刚线硅片切割液，该硅片切割液具有优异的渗透性和润滑性，分散性好，清洗能力强大，同时，该切割液使用添加量较现有产品降低50%，能有效降低使用成本和废水处理难度。

本发明的技术方案为：一种高效金刚线硅片切割液，其特征在于，包括下列质量份数的组分表面活性剂20-50份、消泡剂0.5-15份、渗透剂10-20份、增溶剂10-30份、余量为去离子水，表面活性剂、渗透剂、消泡剂同为聚醚类。

进一步地，表面活性剂为一元醇或多元醇聚醚，包括烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚、丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、六碳至十二碳脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中的一种或多种复配物，其中六碳至十二碳指的是脂肪醇链中的碳原子数，一元醇或多元醇聚醚具有优良的润滑性、渗透性，同时兼具分散、冷却、清洗的优势，亦可与其他渗透剂、消泡剂复配，进一步提高渗透能力，抑制泡沫生成，选用复配的脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚表面活性剂，与异构醇聚氧乙烯醚渗透剂共同作用，能够协同增效，显著提高硅片切割液的润滑性及渗透力，使得切割液可渗入40微米直径金刚线形成的狭小切缝中，并在金刚线、硅片、硅粉切屑之间形成一层润滑膜，减小了切割损伤、应力和隐裂，充分发挥润滑、冷却效果。