本发明专利技术提供了一种用于硅片的水基型切割液，由下列质量份数配比的原料组成：聚乙烯醇，2-10份，苯并三氮唑，0.05份，去离子水，89.95-98份。该水基切割液的特点是成本低、对环境友好。由于聚乙烯醇水溶液良好粘度和分散性能，刃料在本切割液中分散性能好，特别是在沉降后更容易再分散。使用本发明专利技术的水基切割液，成品合格率高，切割后的硅片更容易清洗。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水基切割液的组成。适用于太阳能硅片线切割加工工艺。
技术介绍
随着全球资源的逐步短缺和环境的逐渐恶化，太阳能作为高效、清洁的能源越来越受到人们重视，中国作为全球太阳能电池的生产大国，光伏产业的快速发展，使硅片的生产环节变得非常重要。生产成本低、高性能、轻薄高效的硅片是目前光伏产业市场的发展趋势和要求，而硅片生产过程中切割液的作用尤为重要。随着切割技术的发展，对切割液的要求也越来越高。切割液在切割硅片生产中应具有适宜的粘度，优良的冷却效果，良好的散热性能。同时还应具有良好的润滑作用和优异的悬浮分散性能，有效携带刃料，并减少摩擦力，更好地满足现代切割工艺的要求。获得易清洗和表面洁净的硅片也是对切割液所要求的性能。切割液主要分为油性切割液和水性切割液两大类，其中水性切割液又分为水溶性切割液和水基切割液。早期的切割液以油性为主，其主要特点是以矿物油为主要成分的非水体系，把碳化硅等刃料分散悬浮其中所形成。由于矿物油、有机溶剂易燃，晶片清洗复杂等，在储存、安全、环保方面受到极大限制，废液的处理也是一个潜在的问题，目前已基本被水性切割液取代。目前国内外普遍使用的切割液是水溶性切割液，其主要特点是以水溶性的聚醚类有机物做主要成分，但是这些切割液中不含水分，通过结构和配方的调整达到所需的粘度，产品性能稳定，切割效率和成品率较高。但由于成本原因，水基切割液越来越受到人们的青睐。水基切割液的主要特点是含水量大于20%的可溶性聚烷氧类或聚烷醇类水溶液，通过添加合适的添加剂形成。专利技术专利(申请号200410072301. 1) “半导体材料的线切割液”揭示了用聚乙二醇为主要成分组成的切割液，特点是提供一种与硅发生化学作用的碱性线切割液，水含量在0-55%。但是该水基切割液由于刃料的分散性较差，未能普及应用。专利技术专利(申请号 200910304258. X) “晶圆切割液”由纯水、甘油及硅酸盐配制而成，特点是主要成分由软水改为纯净水，减少了切割液中硬离子的成分，从而减少了软硬离子的结合几率，切割液中颗粒的形成几率也大大减少，但是由于硅酸盐的使用，对硅片的后续清洗带来麻烦。专利技术专利(申请号201010500968.2) “一种具有抗氧化性能的切割液及其制备方法和应用”提供一种具有抗氧化性能的切割液，含水量在0-20%。专利技术专利(申请号 201010500957. 4) “一种硬脆性材料水基切割液及其制备方法和应用”提供了一种硬脆性材料水基切割液，含水量在4-20%。专利技术专利(申请号201010500973. 3) “一种硬脆性材料水基切割液”提供一种硬脆性材料的水基切割液，含水量在5-20%。虽然上述专利的切割液在各自的领域发挥作用，但是稳定性还有待进一步的提高，同时含水量仍然较低，所带来的生产成本较高。本专利技术通过锐意的研究，找到了适合于硅片线切割的水基切割液，由于该切割液粘度适中，刃料的悬浮分散性优良，具有高带砂量，切割后晶片无线痕；晶片易清洗，切割损耗小，成品率高；无污染，成本低，稳定性好等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是研究粘度适中、刃料悬浮分散性优良、具有高带砂量、切割后晶片无线痕、对环境友好和成本低的硅片线切割水基切割液。实现上述目的的技术方案是一种用于硅片的水基型切割液，由下列质量份数配比的原料组成聚乙烯醇，2-10份，苯并三氮唑，0. 05份，去离子水，89. 95-98份；其中所述的聚乙烯醇的分子量可在10000-100000之间选取，也可以是几种不同分子量聚乙烯醇的混合，优选的聚乙烯醇最佳的分子量应在30000-80000之间。通常现行的非水基聚乙二醇类的切割液的粘度为35-50 mPa-S (25°C )，为了达到相同的带沙量，需要聚乙烯醇的水溶液有近似的粘度。所选聚乙烯醇的分子量过小，则所添加的去离子水减少，于降低切割液的成本不利，若选取聚乙烯醇的分子量过大，则添加的去离子水过多，带来刃料分散性下降。聚乙烯醇所占的比例，以聚乙烯醇水溶液的粘度为基准，通常的粘度应为35-50 mPa · S (25°C)，小于此粘度范围，将导致与刃料混合后，在切割时带出刃料量不够，导致切割速度下降，若是聚乙烯醇水溶液大于上述粘度范围，将导致与刃料混合后，在切割时带出刃料量过多，对硅片容易产生划痕。为了有效地保护切割线，可适当在聚乙烯醇的水溶液中添加少量的防腐蚀剂如苯并三氮唑，苯并三氮唑的用量以小于0. 05%(w/w)为宜，浓度过大将带来对硅片的玷污。上述一种用于硅片的水基型切割液与刃料(碳化硅、氧化铈)的混合比以质量计为1:0. 5 1。本专利技术的优点是大大降低切割液成本的同时，由于使用的有机溶剂量很少，所以该水基型切割液对环境友好，另外，由于刃料的悬浮分散性优良，所以使用该切割液后，晶片无线痕；晶片易清洗，切割损耗小，成品率高。具体实施例方式下面通过具体实施例来介绍本专利技术的功效。实施例1配制1200Kg硅片的线切割水基型切割液。首先称量16Kg的聚乙烯醇(分子量100000)，溶入温度约为80°C 783. 6Kg的去离子水中，搅拌约3小时，待聚乙烯醇完全溶解后，加入0. 4Kg苯并三氮唑，制得硅片的线切割的分散液。称量400Kg的碳化硅微粒，充分搅拌分散2小时，即得硅片的线切割水基型切割液。按上述工艺制备的水基型切割液密度为1.630g/mL，粘度为42 mPa · S (25°C)。为了考察碳化硅微粒在分散液中的分散性能，将制得的切割液置于25mL的比色管中，通过观察碳化硅沉降的高度来判断其分散性能，其结果列于表1。实施例2按实施例1的方法进行配制，称量80Kg的聚乙烯醇(分子量10000)，溶入温度约为80°c 719. 6Kg的去离子水中，搅拌约3小时，待聚乙烯醇完全溶解后，加入0. 4Kg苯并三氮唑，制得硅片的线切割的分散液。称量400Kg的碳化硅微粒，充分搅拌分散2小时，即得硅片的线切割水基型切割液。按上述工艺制备的水基型切割液密度为1.615g/mL，粘度为39 mPa-S (25°C)。为了考察碳化硅微粒在分散液中的分散性能，将制得的切割液置于25mL 的比色管中，通过观察碳化硅沉降的高度来判断其分散性能，其结果列于表1。实施例3按实施例1的方法进行配制，称量60Kg的聚乙烯醇(分子量10000)，5Kg的聚乙烯醇 (分子量100000)，溶入温度约为80°C 734. 6Kg的去离子水中，搅拌约3小时，待聚乙烯醇完全溶解后，加入0. 4Kg苯并三氮唑，制得硅片的线切割的分散液。称量400Kg的碳化硅微粒，充分搅拌分散2小时，即得硅片的线切割水基型切割液。按上述工艺制备的水基型切割液密度为1.625g/mL，粘度为45 mPa · S (25°C)。为了考察碳化硅微粒在分散液中的分散性能，将制得的切割液置于25mL的比色管中，通过观察碳化硅沉降的高度来判断其分散性能，其结果列于表1。比较例使用现行市场销售的硅片线切割液，将其置于25mL的比色管中，通过观察碳化硅沉降的高度来判断其分散性能，其结果列于表1。从表1中的结果可知，碳化硅微粒在本专利技术的分散液中可进行很好地分散，由此聚乙烯醇制得的水基型硅片线切割液稳定性良好。表1水基型切割液中碳化硅下沉的高度(cm)本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于硅片的水基型切割液，其特征在于由下列质量份数配比的原料组成：聚乙烯醇， ２－１０份，苯并三氮唑， ０．０５份，去离子水，８９．９５－９８份。
【技术特征摘要】
1. 一种用于硅片的水基型切割液，其特征在于由下列质量份数配比的原料组成2.根据权利要求1所述的一种用于硅片的水基型切割液，其特征在于其中所述的聚乙烯醇的分子量为10000-100000，或者是几种不同分子量聚乙烯醇的混合物。3.根据权利要求1所述的一种用于硅片的水基型切割液，其特征在于其中所述的苯并三氮唑的用量以质量百分比计小于0. 0...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈智栋，吴伟峰，韩国防，王文昌，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：32
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