[发明专利]一种金刚石线锯水基切削液

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅锭切片用水基切削液。特别是，涉及一种适用于金刚石线锯切割的水基切削液。

背景技术

硅片是光伏发电产业中最基础最重要的原材料，大约90％的太阳能电池模组都要使用到硅片。在硅片加工过程中，硅锭的切片是非常重要的一个环节，在这道工序中，硅片的晶向、厚度、斜度、翘曲度都被确定下来。

光伏产业的迅速发展，促进了硅片切割技术的进步。线锯切割技术成为硅锭切片的主要方式，传统的砂浆线锯线锯切割技术经过几十年的发展和改进，在硅片切割中占主要地位。在砂浆线锯切割硅片过程中，使用SiC磨料与具有一定黏度的切削液混合作为研磨砂浆，由喷嘴喷洒到钢线上，在高速运动的钢线的带动下进入切割区域对硅锭进行切割。近年来，新兴的金刚石线锯切割具有切割效率高、适合加工大直径超薄硅片、面形精度好的特点，因此越来越受到人们的关注。金刚石线锯，通常使用电镀或树脂粘接的方法，将金刚石磨料固定在非常细的钢线上，在切割区域，金刚石磨料与硅锭直接接触，相互作用，完成材料去除。因金刚石线锯切割中具有无需携带游离磨料、切割速度是砂浆线锯切割的数倍的特性，决定了其适用于高比热容的水基切削液。

水基切削液具有冷却性能好、对环境污染小的特点，但是其含水量高造成了切削液润滑性差，不能迅速地渗透到切割前沿，从而在切割中产生了崩边和凹槽的现象。此外，水基切削液对硅与水的反应抑制性差，在切割过程中产生的切屑(硅粉)与水反应生成氢气，造成了一定的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种专用于金刚石线锯切割技术的水基切削液，此水基切削液润滑能力强、冷却性好、对切屑的分散能力强，加工出的硅片表面质量良好。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的方案是：

一种金刚石线锯水基切削液，包括如下质量份数的组分：

上述金刚石线锯水基切削液，优选的，包括如下质量份数的组分：

上述金刚石线锯切削液，优选的，三种脂肪醇聚醚具有相同的通式，其通式由下述式(1)表示，

R_x{(EO)_m/(PO)_n}H (1)

其中，R表示直链或带有支链的脂肪醇去掉羟基氢的剩余部分，x表示直链脂肪醇的碳数；EO表示环氧乙烷，m表示环氧乙烷的平均加成数；PO表示环氧丙烷，n表示环氧丙烷的平均加成数；-(EO)_m/(PO)_n-表示环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物，共聚方式可能是嵌段共聚或者无规共聚。

上述的脂肪醇聚醚A的分子量为200～500，HLB值(亲水亲油平衡值)为3～7，浊点为10～30℃；脂肪醇聚醚B的分子量为400～700，HLB值为5～10，浊点为30～50℃；脂肪醇聚醚C的分子量为600～1000，HLB值为8～15，浊点为40～70℃。

上述的消泡剂为氟硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、乙二醇硅氧烷、聚甲基苯硅氧烷其中的至少一种。

上述的腐蚀抑制剂为丙烯酸乙酯、三聚磷酸铝、三乙醇胺、乙二胺四乙酸、磷酸三丁酯其中的至少一种。

本发明的有益效果为：

(1)在金刚石线锯切割过程中，切削液能够快速渗透到切割区域，在硅锭的接触表面形成一层润滑薄膜，减少了硅片表面的崩裂和凹痕，提高了硅片的切割质量和成品率。

(2)本发明水基切削液中的脂肪醇聚醚对切屑具有很好的分散作用，脂肪醇聚醚的憎水基团靠近切屑颗粒紧密排列，亲水基团指向水中，在切屑颗粒之间形成空间位阻，防止了切屑的团聚，有效减少了硅片表面划痕的出现。

(3)本发明水基切削液黏度小，流动性强，具有高冷却性的特点，在切割时能够快速带走切削热，使加工的硅片保持在较低的温度，减少了硅片表面的翘曲、错位和变形，同时大大提高了切割速度。

具体实施方式

实施例1

金刚石线锯水基切削液，包括如下质量分数的组成：

本实施例1切削液各项检测数据为：

表面张力：31.3mN/m，浊点：36.9℃，

电导率：45.1μs/cm，pH值：7.8。

实施例2

金刚石线锯水基切削液，包括如下质量分数的组成：

本实施例2切削液各项检测数据为：

表面张力34.2mN/m，浊点：37.5℃，

电导率：39.7μs/cm，pH值：7.9。