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| 硅片钨合金线切割液制备方法与应用 钨合金切割线具有更好的耐高温性、超高抗疲劳性、超高的坚韧强度等优点，但切割过程中由于硅粉大量团聚在钨合金切割线上，导致切割线的直径不均匀，从而会出现断线情况，这会直接影响硅片的切割效率以及切割良率。 因此，急需开发具有优异润湿性、较高切割力，且能有效减少断线问题的钨合金线切割液。 本技术硅片钨合金线切割液制备方法与应用，旨在解决钨合金切割线在切割过程的断线问题。 硅片钨合金线切割液，以质量份计包括如下组分：润湿剂，1增溶剂，第一表面活性剂，第二表面活性剂，磨料，pH调节剂，去离子水。 本技术的钨合金线切割液中由于第一表面活性剂同时具有亲水基团和疏水基团，使其具有既亲水又亲油的特性，该特性使得切割液具有高润湿性和铺展性，能够有效提高切割液对硅片和切割线表面的润湿润滑性能；同时，第二表面活性剂表面的负电荷能够将切割产生的硅粉进行排斥，对硅粉起到分散作用，防止硅粉在钨合金切割线上产生团聚，有效减少了钨合金切割线的断线情况。 硅晶体线切割液制备方法 在晶硅切割过程中，硅棒固定在切片机台内部顶端，金刚线缠在切片机台内的主辊上，金刚线在主辊的带动下高速转动，硅棒下降，向下挤压金刚线网，金刚线网高速转动以达到切割硅棒的目的。在这一过程中，金刚线与硅棒发生高速磨削，产生大量硅粉及热量，须加入切割液进行冷却、清洗、润滑、分散。 目前，行业中均使用常规酸性切割液。在晶硅磨削过程中，刚磨削下来的硅粉活化能高会与水反应生成硅酸。硅酸在酸性条件下会大量析出，当切割液分散能力不足时，硅粉与硅酸的混合物会附着在管道内壁，当大块附着物掉落，易导致线网断线。此外，现有金刚线母线为铁合金、镀层为镍，镍与铁均属于活泼金属，在酸性条件下会受到腐蚀，易造成断线现象。 本技术提供的硅晶体线切割液包括以下重量份数组分：聚醚、有机碱、纯水。添加聚醚的切割液具有分散，清洗，润滑，润湿，消泡，抑泡的作用，通过添加有机碱能够保证将最终的切割液调整至碱性，不但对机台与刚线具有保护作用，对整个循环管道及仓室也具有清洁作用，减少了硅粉与硅酸的混合物在管道内的堆积，降低了断线率，减少了处理异常的时间，从而提高生产效率。 大尺寸硅片金刚线切割液 随着光伏产业的高速发展，太阳能发电成本已大幅下降。硅片作为光伏产业的基础材料，而切片加工是决定硅片品质主要工序，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。 为降低光伏发电成本，提高生产效率，硅片尺寸由166毫米边长逐步增长到182毫米、210毫米。硅片尺寸的增大，给切片加工带来了新的难题。一方面，金刚线切割区域（硅片边长）增加了20%-30%，现有切割液的渗透深度很难达到；另一方面，大尺寸硅片切割会在切割缝隙内产生更多的硅粉切屑，不利于切割液的渗透和润滑。同时切片加工时间的延长，也对切割液的体系稳定提出了挑战。因此，大尺寸硅片的切片工艺对切割液的性能要求也越来越高，并且大尺寸硅片由于尺寸问题，在切割时会产生大量的硅粉聚集，附着在大尺寸硅片的表面，不易及时排出，对硅片的切割甚至是后期的电池制作都产生影响。而切割大尺寸硅片之后需要清洗，硅粉容易粘附聚集在硅片的表面，不易分散开来，并且如果使用硬水进行洗涤的话，容易对硅片的表面造成影响。 与传统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。 大尺寸金刚线切割液应具有以下作用：（1）润滑作用。切割液应及时深入地渗入切割缝隙中，并在线网与硅片、线网与硅粉碎屑之间形成润滑保护膜，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停机造成生产中断。 为了增加互溶共聚能力，增加渗透性，润滑性，增加切割液的清洗能力，本技术公开了一种大尺寸硅片金刚线切割液。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。 本技术解决的技术问题是：解决现有技术中存在的切割大尺寸硅片时切割液用量大、硅片表面质量差、断线率高、加切率高等问题。 1. 聚醚类可有效复配，降低总用量，并可将不同性能的聚醚在分子层面结合，充分发挥各自作用；炔二醇聚醚、双子型有机硅聚醚及其它聚醚消泡剂与直链型聚醚有相似的直链结构，与聚醚结合可提高水溶性，大幅提高自身的消泡、抑泡能力；聚醚分子形成的胶体团簇具有很好的分散性，体系无需加入离子型电荷分散剂，即可有效分散防锈、抑菌剂等其他功能性添加剂，使得此类添加剂用量减少，效能提高； 2. 本技术大尺寸硅片金刚线切割液具有强大的清洗能力，由于大尺寸硅片的尺寸问题，在切割的过程中会产生大量的硅粉，附着在大硅片的表面，带有电荷的分散剂能吸附在硅粉表面，防止硅粉聚集，能够在低添加量的条件下高效分散硅粉切屑，降低加工中的金刚线断线风险。采用水溶性高分子聚电解质作为分散剂，在水溶液中吸附于硅粉表面，利用均匀的电荷分布实现硅粉的有效分散，并具有很好的抗硬水能力，可以有效去除硅片表面残留的油性脏污、硅粉团聚结块等，并可以避免硅粉切屑及有机残留物在设备内部的聚集，防止形成粘附，堵塞管道； 3.炔二醇聚醚、双子型有机硅聚醚，或聚醚消泡剂中的一种或几种复配，具有越多相同基团的不同表面活性剂越易相溶，即以分子的形式融合在一起，避免各自成团，导致团体内部物质无法发挥作用；以上互溶的原料分子会融合成团，成团后在溶液中的“临界胶束浓度”会大大小于每种原料各自的“临界胶束浓度”；因此，若原料选择得当，溶液的表面张力、消泡性等性能将大幅改善，能起到兼顾抑泡和消泡的效果，起泡高度低，消泡速度快，可有效防止使用时泡沫溢出，并避免硅片表面出现的持久气泡引发的脏污、斑点等缺陷； 4. 本技术采用多元醇作为增溶剂，多元醇可与水、聚醚混溶，形成良好的协同作用，在不增加聚醚添加量的同时，使聚醚充分溶解混合，一方面避免其附着在硅片表面导致污片，另一方面，可以进一步增加聚醚的润滑、渗透、消泡、清洗作用，因此，在同样性能的条件下，该硅片切割液有机物质用量大幅减少，有效降低硅片清洗和废水处理难度； 5. 本技术采用脂肪酸多元醇酯作为乳化剂，能够充分的溶于聚醚体系中，并形成稳定的水包油微乳滴，可显著增加渗透、润滑性。同时采用水溶性高分子聚电解质作为分散剂，在水溶液中吸附于硅粉表面，利用均匀的电荷分布实现硅粉的有效分散，并具有很好的抗硬水能力。 6. 本技术大尺寸硅片金刚线切割液具有强大的清洗能力，可以有效去除硅片表面残留的油性脏污、硅粉团聚结块等，并可以避免硅粉切屑及有机残留物在设备内部的聚集，防止形成粘附，堵塞管道。 7.本技术加入防锈剂，能有效保护金刚线在潮湿、酸性环境下避免腐蚀，保持金刚线的机械强度和带液能力，降低断线率。加入杀菌剂，抑制细菌的滋生，防止硅片切割液霉变失效，腐败发臭。 高润滑高稀释倍率金刚线切割液制备方法 用于硅片线切割的高润滑高稀释倍率金刚线切割液及其制备方法。 随着光伏产业的迅速发展，硅片切割方式发生了巨大的变化，从原料的钢线磨料切割加工，进化成了金刚线切割加工。随着加工线材的进化，原来适合钢线磨料加工的聚乙二醇体系原液使用加工液，被新型的可稀释的表面活性剂体系线切割加工液所取代。原来加工一次需要加入200-400kg原液，且有15-30％的消耗量，现在只需要少量添加新型的线切割液就能达到同等及以上效果，我司高润滑高稀释倍率金刚线切割液，稀释倍率为200-400倍，只需要1kg产品，就可以满足一次加工需求，消耗量远小于聚乙二醇体系。相比同体系的表面活性剂类产品，也有稀释倍率高，润滑性好等优势。 本技术的积极进步效果在于： 1、该线切割液适合金刚线线切割加工，稀释比例高，单次使用量低，使用成本低，使用液有机物含量低，废水处理压力小。 2、该线切割液润滑性好，分散性佳，有效降低线痕、TTV、崩边。使用过程中不起泡，无溢缸。 技术资料费380元，包括生产配方、原料介绍、工艺流程等。 |