[发明专利]一种金刚砂线硅片切割液及制备方法

说明书

本发明属于光伏产业硅晶体切割技术领域，尤其涉及一种金刚砂线硅片切割液。金刚砂线硅片切割液的组分包括异己二醇、2,4,7,9‑四甲基‑5‑癸炔‑4,7‑二醇、surfynol 465、丙二醇嵌段聚醚P65、Dehypon LT104、异壬酸、异丙醇胺和去离子水，本发明的金刚砂线硅片切割液在具有优异的润滑、冷却、硅粉沉降速度快，金刚砂线磨损小，制备方法工艺简单、条件易控、成本低廉、对设备要求低，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于光伏产业硅晶体切割技术领域，尤其涉及一种金刚砂线硅片切割液。

背景技术

光伏行业是目前研究应用比较热门的产业，属于新能源行业。光伏半导体硅片应运而生的成为了清洁太阳能的支柱产业，硅片的供需市场较为火热。切片是硅片加工的重要的一道工序，同时也是造成硅片应力、表层及亚表层损伤及崩边的主要工序之一，硅片切割良率直接决定了光伏产业的产能。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。

目前的硅片切割工艺主要采用游离砂浆切割悬浮液和金刚砂线切割，而金刚石砂线切割是一种更为新型的切割工艺，我国目前还处于起步阶段。该工艺主要是利用砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦来进行切割，切割液不需要悬浮碳化硅颗粒，也不需要具备较高的粘度，不需要在溶液中混入碳化硅刃料，其切割速度是砂浆切割工艺中钢线的2～3倍，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三分之二，切割后产生的硅粉可以全部回收使用，因此在单位产量的折旧、人工和能源成本将大大降低，可谓既节能又环保。

专利105695076A和105713714A属于同系列产品，较多的使用了国家禁止使用的烷基酚聚氧乙烯醚等表面活性剂。其实丁苯胶的使用虽然加速了硅粉的团聚，但是大颗粒的硅粉粘在金刚砂线上也降低了硅片切割的良率。

专利CN102321497A公开了一种太阳能硅片切割液，包括聚乙二醇，表面活性剂、润滑剂、渗透剂和螯合剂，还包含具有硫氧双键的有机化合物。该专利虽然性能较好，但属于传统的游离砂浆切割悬浮液，该系列悬浮液目前已处于淘汰技术。

目前市售硅片切割液切割后的硅片表面TTV大，有线痕，由于硅片在切割过程中会发生脆性崩裂或划痕，影响了硅片表面的粗糙度和翘曲度，使得所加工的硅片总厚度存在误差。

金刚砂线使用寿命短，现在很多硅片切割液使用的添加剂质量差，不利于切割后清洗，从而缩短了金刚砂线的使用寿命。

硅片切割过程中切屑硅粉由于粒度太细与水反应会释放出氢气，长时间的生产积累会产生安全隐患。

对比传统的砂浆悬浮液切割工艺与金刚石砂线切割工艺，后者砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦产生的摩擦力远比砂浆悬浮液高，切割时产生瞬间更强的高温，冷却效果下降、硅粉沉降性不好，这导致了切割后的硅片表面会存在不易清洗的固体硅细粉末，从而使产品光滑度下降、良率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：在传统的砂浆悬浮切割液被淘汰的前提下，提供一种金刚石砂线切割硅片的切割液，解决切割速度慢，硅粉沉降性差，硅片良率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种金刚砂线硅片切割液，其组分包括异己二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、surfynol 465、丙二醇嵌段聚醚P65、Dehypon LT104、异壬酸、异丙醇胺和去离子水。

具体而言，上述金刚砂线硅片切割液按重量份数计包括以下各组分：异己二醇8-15份、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇2-5份、surfynol 465 0.1-0.5份、丙二醇嵌段聚醚P65 10-20份、Dehypon LT104 0.5-1份、异壬酸0.5-1份、异丙醇胺0.5-1份和去离子水55-80份。