阅读说明：本技术 环保型金刚砂线切割液 (Environment-friendly carborundum wire cutting liquid ) 是由 王成 赵天祥 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保型金刚砂线切割液,线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂3-5％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3-5％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.5-1％、特殊类型醇醚5-15％、异构硬脂酸3-5％、AMP-95 3-5％、余量为去离子水加至100％；具有优良的润湿,冷却,润滑,清洗,低泡,和沉降性能,并具有很好的润湿、渗透性,切割液具有良好的抗菌性,防止切割液变质,切割液可循环使用,且循环利用率高,有效延长切割液的使用寿命。该切割液可有效防止硅片表面TTV大,有线痕,硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的发生,提高硅片表面的光滑度,避免硅片翘曲,使所加工的硅片厚度均匀一致,提高良品率。(The invention discloses an environment-friendly carborundum wire cutting liquid, which comprises the following raw materials in percentage by weight: 3-5% of multi-branched alcohol modified surfactant, 3-5% of dodecene glycol polyoxyethylene ether, 0.5-1% of hyperbranched Gemini cationic surfactant, 5-15% of special alcohol ether, 3-5% of isomeric stearic acid, 3-5% of AMP-953%, and the balance of deionized water added to 100%; the cutting fluid has the advantages of excellent wetting, cooling, lubricating, cleaning, low foaming and settling properties, good wetting and permeability, good antibacterial property, capability of preventing the cutting fluid from deteriorating, recyclability, high recycling rate and capability of effectively prolonging the service life of the cutting fluid. The cutting fluid can effectively prevent the surface of the silicon wafer from having large TTV and linear marks, and the silicon wafer is subjected to brittle fracture or scratch in the cutting process, so that the smoothness of the surface of the silicon wafer is improved, the silicon wafer is prevented from warping, the thickness of the processed silicon wafer is uniform, and the yield is improved.)

环保型金刚砂线切割液

技术领域

本发明涉及切割液领域，特别涉及一种环保型金刚砂线切割液。

背景技术

利用砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦切割硅片代替传统钢线切割硅片，切割速度是砂浆切割工艺中钢线的2～3倍。所需切割液不需要悬浮碳化硅颗粒的砂浆，也不需要在溶液中混入碳化硅刃料，其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60％，切割后产生的硅粉可以全部回收重复使用，大大提高资源利用率，并且单产设备折旧、人工和能源成本大大降低，既节能又环保。为了使金刚砂线切割硅片顺利完成，防止造成硅片应力、表层及亚表层损伤及崩边，提高硅片切割良率必须使用专用切割液。目前，国产的金刚线切割液达不到工业生产要求且成本高；切割后的硅晶片表面总厚度偏差(TTV)达不到要求且硅晶片表面有变形的现象，切割时有脆性崩裂和划痕；切割液在使用一段时间后，润滑性和冷却性能大大下降，溶液腐败变质，严重限制了后期使用，切割液使用寿命短。另外，现有的金刚砂线线切割液大多含有稳泡的成分，因为在切割过程中会产生大量泡沫，必须加入较大量的有机硅消泡剂进行消泡，防止溢槽现象的发生。但有机硅消泡剂的加入，一方面会大大降低切割液贮存稳定性，有机硅消泡剂易析出分层；另一方面会反沾在硅片表面，形成不易清洗的白点，影响后端太阳能电池的光电转化效率。此外，金刚石砂线切割工艺中，砂线外层镀有的金刚石与硅晶体摩擦切割，会有大的摩擦力，进而产生瞬间高温；切屑产生的硅粉由于粒度很细，比表面积大大增加，易吸附在切割后的硅片表面，不易清洗下来，从而使产品光滑度下降、损伤大、易翘曲，良品率下降。

有鉴于此，需要一种金刚砂线切割液，使其具有优良的润湿，冷却，润滑，清洗，低泡，和沉降性能。可有效防止硅片表面TTV大，有线痕，硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕，从而影响硅片表面的粗糙度和翘曲度，使所加工的硅片厚度均匀一致。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保型金刚砂线切割液，具有优良的润湿，冷却，润滑，清洗，低泡，和沉降性能，并具有很好的润湿、渗透性，切割液具有良好的抗菌性，防止切割液变质，切割液可循环使用，且循环利用率高，有效延长切割液的使用寿命。该切割液可有效防止硅片表面TTV大，有线痕，硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的发生，提高硅片表面的光滑度，避免硅片翘曲，使所加工的硅片厚度均匀一致，提高良品率。同时有效保护金刚砂线、减小金刚砂线的磨损、提高金刚砂线耐用度、减少金刚砂线更换频率、提高生产效率和经济效益。

本发明的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂3-5％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3-5％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.5-1％、特殊类型醇醚5-15％、异构硬脂酸3-5％、AMP-95 3-5％、余量为去离子水加至100％。

进一步，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂4％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚4％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.8％、特殊类型醇醚10％、异构硬脂酸4％、AMP-95 4％、余量为去离子水加至100％；

进一步，所述十二碳炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚；

进一步，所述超支化Gemini阳离子表面活性剂为DC-102；

进一步，所述特殊类型醇醚为DC-101、DC-103中的一种或两种。

本发明的有益效果：本发明的环保型金刚砂线切割液，具有优良的润湿，冷却，润滑，清洗，低泡，和沉降性能，并具有很好的润湿、渗透性，切割液具有良好的抗菌性，防止切割液变质，切割液可循环使用，且循环利用率高，有效延长切割液的使用寿命。该切割液可有效防止硅片表面TTV大，有线痕，硅片在切割过程中发生脆性崩裂或划痕的发生，提高硅片表面的光滑度，避免硅片翘曲，使所加工的硅片厚度均匀一致，提高良品率。同时有效保护金刚砂线、减小金刚砂线的磨损、提高金刚砂线耐用度、减少金刚砂线更换频率、提高生产效率和经济效益。

具体实施方式

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂3-5％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3-5％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.5-1％、特殊类型醇醚5-15％、异构硬脂酸3-5％、AMP-95 3-5％、余量为去离子水加至100％。超支化Gemini阳离子表面活性剂，具有极高的电荷密度和吸附性能，并且泡沫极低、耐强酸、耐强电解质，广泛应用于玻璃加工中做清洗剂、沉降剂、分散剂等。具有用量少、无残留、沉降速度快等优点。特殊类型醇醚为河南省道纯化工技术有限公司产品。AMP-95是一种多功能胺助剂，调节乳液胶黏剂的pH值很稳定，还有湿润、分散的作用。采用多支链醇改性表面活性剂与十二碳炔二醇聚氧乙烯醚协同作用，具有优良的表面润湿、分散性能，0.1％静态表面张力34.2；动态表面张力35.7。其可携带特殊类型醇醚等润滑剂快速覆盖在金刚砂线和待切硅片表面，对切割区快速形成有效润滑膜层，提高硅片表面清洁度，保证切割顺利进行、减小TVV、防止硅片崩边、提高硅片质量和成品率，并有效保护金刚砂线、减小金刚砂线的磨损、提高金刚砂线耐用度、减少金刚砂线更换频率、提高生产效率和经济效益。特殊类型醇醚具有优良的润滑性能1％PB90KG。超支化Gemini阳离子表面活性剂，具有良好的硅粉沉降性和抗菌性，可有效提高硅粉和切割液的分离性，提高切割液循环利用率，防止硅粉划伤硅片表面，提高良品率，并保证切割液具有良好的抗菌性，防止切割液变质。异构硬脂酸和AMP-95具有优异的防锈性能，防止切割机床生锈，并与其他添加剂增效。提高整体配方产品的润湿、渗透性能。

本实施例中，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂4％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚4％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.8％、特殊类型醇醚10％、异构硬脂酸4％、AMP-95 4％、余量为去离子水加至100％；为优选实施例。

本实施例中，所述十二碳炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚。

本实施例中，所述超支化Gemini阳离子表面活性剂为DC-102；DC-102，为河南省道纯化工技术有限公司产品，具有良好的硅粉沉降性和抗菌性，可有效提高硅粉和切割液的分离性，提高切割液循环利用率，防止硅粉划伤硅片表面，提高良品率，并保证切割液具有良好的抗菌性，防止切割液变质。

本实施例中，所述特殊类型醇醚为DC-101、DC-103中的一种或两种。特殊类型醇醚DC-101：无磷、无泡(不含任何消泡剂)、无刺激、无异味、不易燃易爆，绿色环保、易生物降解，不会对环境造成二次污染；具有优异的耐酸性、耐碱性、与无机盐相容，配伍性好，不受高pH值影响；具有优异的润滑性、耐磨性能；良好的水溶性,常温至高温均无泡沫；1％的加量即可达到良好的润滑性。特殊类型醇醚DC-103：由多种双子表面活性剂复合而成的新型功能型表面活性剂。与各种表面活性剂、助剂、溶剂配伍性好，并且耐酸、耐碱，杀菌、抑菌、润滑性能优异；低泡、无刺激、无异味、不易燃易爆，绿色环保、易生物降解，不会对环境造成二次污染；具有优异的耐酸性、耐碱性、与无机盐相容，配伍性好；具有优异的润滑性、耐磨性能，可有效提高刀具使用寿命和金属部件加工质量；良好的水溶性和冷却性；1％的水溶液PB值能达到90以上。特殊类型醇醚DC-101、DC-103均为河南省道纯化工技术有限公司产品。

实施例一

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂3％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.5％、特殊类型醇醚5％、异构硬脂酸3％、AMP-95 3％、余量为去离子水加至100％。

实施例二

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂5％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚5％、超支化Gemini阳离子表面活性剂1％、特殊类型醇醚15％、异构硬脂酸5％、AMP-95 5％、余量为去离子水加至100％。

实施例三

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂3％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚5％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.5％、特殊类型醇醚15％、异构硬脂酸3％、AMP-955％、余量为去离子水加至100％。

实施例四

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂5％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3％、超支化Gemini阳离子表面活性剂1％、特殊类型醇醚5％、异构硬脂酸5％、AMP-95 3％、余量为去离子水加至100％。

实施例五

本实施例的环保型金刚砂线切割液，线切割液原料按重量百分比包括以下组分：多支链醇改性表面活性剂4％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚3％、超支化Gemini阳离子表面活性剂1％、特殊类型醇醚10％、异构硬脂酸3％、AMP-95 5％、余量为去离子水加至100％。

实施例六

本实施例的环保型金刚砂线切割液，多支链醇改性表面活性剂4％、十二碳炔二醇聚氧乙烯醚4％、超支化Gemini阳离子表面活性剂0.8％、特殊类型醇醚10％、异构硬脂酸4％、AMP-95 4％、余量为去离子水加至100％

上述实施例中，所述十二碳炔二醇聚氧乙烯醚为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚；所述超支化Gemini阳离子表面活性剂为DC-102；所述特殊类型醇醚为DC-101、DC-103中的一种或两种。

分别将上述各实施例的切割液用去离子水稀释后，对硅棒进行金刚石砂线切割，相关实验结果如表所示：

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。