一种硅片切割液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种硅片切割液及其制备方法。所述硅片切割液主要由PEG、表面活性剂、润滑剂、渗透剂和鳌合剂组成，所述硅片切割液中还含有甲酰胺溶液。所述方法向硅片切割液中加入所述甲酰胺溶液，进行搅拌后密封储藏。本发明专利技术在硅片切割液中加入一定比例的甲酰胺溶液，可以有效降低切割液在存储过程中的pH下降的影响，保证PEG的化学性能稳定、均一，为切割过程提供保障。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。所述硅片切割液主要由PEG、表面活性剂、润滑剂、渗透剂和鳌合剂组成，所述硅片切割液中还含有甲酰胺溶液。所述方法向硅片切割液中加入所述甲酰胺溶液，进行搅拌后密封储藏。本专利技术在硅片切割液中加入一定比例的甲酰胺溶液，可以有效降低切割液在存储过程中的pH下降的影响，保证PEG的化学性能稳定、均一，为切割过程提供保障。【专利说明】
本专利技术涉及。
技术介绍
在光伏太阳能硅片切割过程中，硅片切割液作为硅片切割过程中必须使用的一种辅料耗材产品，其用量随着光伏太阳能行业以及中国的硅片加工行业的壮大而扩展。通过将切割液与切割砂(通常为碳化硅）按一定比例互配混合得到切割用砂浆，并以切割钢线为载体带动砂浆将硅块切割成硅片。多线切割是利用并排的钢丝在运动过程中将切割用砂浆带入硅块切割缝隙中，通过砂浆中磨料的滚磨作用将硅块加工成硅片的过程。在切片机及人员操作稳定的情况下，硅片加工的质量和切割过程中的稳定性主要取决于砂浆的切割能力。而PH值是切割液的一项重要参数，pH值的大小直接影响到切割液的使用质量，对切割硅片的质量有着重大的影响。目前，切割液的主要成分为聚乙二醇（PEG)，其中通常会含有一定比例的表面活性剂、润滑剂、渗透剂和鳌合剂等。目前多线切割用砂浆的主流悬浮液以PEG200 (聚乙二醇）为主。其分子式为HOCH2 (CH2OCH2)nCH20H。在PEG200中，n=3，一般是4个分子的聚合，由环氧乙烷聚合而成。PEG的主要性能有无毒、无刺激性，具有良好的水溶性，并与许多有机组份有良好的相溶性。同时具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等。多线切割中主要应用到其润滑性和分散性。多线切割过程中的碳化娃在PEG中的分散性,决定着切割过程的稳定性及娃片的表面质量。通过对PEG分子结构和键能的研究表明，强极性键使单个PEG为高度极化分子，在极性键中最容易失去-OH中的H，与因表面配位不足而产生的极性电荷碳化硅进行结合。碳化硅的等电点在pH=3. 9附近，砂浆的pH值在不同的范围时，碳化硅表面的电荷类型和电荷密度不同，从而使得PEG对碳化硅的饱和吸附量出现差别。根据测量与分析，PEG的pH值会随温度变化而变化。在PEG分子结构中，最活泼的是羟基中的氢。随着温度的上升，内能增加，分子布朗运动变得剧烈，从而非常容易失去羟基中的氢，使PH降低。当砂衆中的SiC颗粒分布在PEG中时,其SiC颗粒的zeta电位取决于pH值,颗粒表面的不饱和键位既可以被正离子填充，也可以被负离子填充。一般在PEG中，SiC的等电点在pH=3.9附近。当pH〈3. 9时，颗粒表面正电荷的密度大于负电荷，zeta电位为正；当pH>3. 9时，颗粒表面的负电荷密度大于正电荷，zeta电位为负。硅片切割用砂浆的pH值一般控制在5-8。在此范围内，SiC颗粒的zeta电位为负，SiC颗粒表面被负电荷填充，整个颗粒表现为负电荷。在负电荷的静电作用下，SiC颗粒之间形成静电排斥力。这种静电排斥力会阻止SiC颗粒之间的相互团聚，从而使SiC颗粒之间相互分散开来，防止砂浆在切割过程中发生团聚现象，避免影响到硅片切割质量。在实际生产过程中，发现切割液的pH值会随着储存时间的增加而缓慢降低。当pH降低到一定数值后，将对切片质量产生重大影响。在砂浆切割过程中，砂浆发生团聚，管路压力过高，会发生过滤袋堵塞，影响正常切割生产，严重时可能造成整刀砂浆报废，大大增加了生产成本。因此，为了能更好的控制切割液的pH值，稳定生产，研究发现在切割液中加入一定比例的PH缓冲溶剂，能够在有效使用期内保持切割液的pH值稳定，改善切割液的pH值会缓慢降低的情况，从而杜绝或者大大改善了 PH值波动对生产加工质量的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。选用在切割液中加入某种有机碱类化学物质，在不影响切割液其他各项物化性能的前提下，添加入一定量该类物质，从而使切割液的PH值保持稳定。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种硅片切割液，所述硅片切割液主要由PEG、表面活性剂、润滑剂、渗透剂和鳌合剂组成，所述硅片切割液中含有甲酰胺溶液。甲酰胺的化学式为CH3NO,常温下为一种无色油状液体，具有弱碱性，吸湿性。其闪点，燃点都较高，因此安全性能相对而言较高，相对密度为I. 12，与PEG的密度相仿。其缺点是具有轻微的刺激性和致敏性，因此在实际使用中需要佩戴化学防护镜和橡胶手套。本专利技术在硅片切割液中加入甲酰胺溶液，可以增加硅片切割液的存放时间，有效降低因存放时间过长导致硅片切割液的PH值下降的影响。本专利技术所述甲酰胺溶液占所述硅片切割液重量的I~20wt%，例如可选择I. 02~19. 6wt%, 5 ~17. 3wt%, 7. 2 ~14. 8wt%, 10 ~12. 7wt%, llwt% 等，优选为 5 ~12wt% 或优选为 8 ~15wt%0所述甲酰胺溶液的浓度为99. 50%。本专利技术还提供了一种制备如上所述硅片切割液的方法，所述方法向硅片切割液中加入所述甲酰胺溶液，进行搅拌后密封储藏。所述揽祥时间为3~15min,例如可选择3. 01~14. 89min, 4~12. 4min, 5. 5~Ilmin, 8 ~10. 4min, 9. 2min 等，优选为 5min。一种硅片切割液的制备方法，所述方法具体包括以下步骤：I)首先根据需要调配的硅片切割液重量来计算所需甲酰胺溶液的用量；2)先将硅片切割液进行搅拌，在搅拌的过程中缓慢加入甲酰胺溶液，等溶液全部倒入后，均匀搅拌5min ；3) 调配好的硅片切割液立刻罐装密封储藏，避免长时间暴露于空气中。由于现在所使用的切割液都是由生产厂商直接灌装，如果自己进行调制，加工成本较高，对于加工后的切割液质量可能会有所影响，建议可以由切割液的生成厂商直接代加工。使用前，将切割液取样测量，pH值保持稳定，在正常范围内，可以正常使用。与已有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果：在硅片切割液中加入一定比例的甲酰胺溶液，可以有效降低切割液在存储过程中的PH下降的影响，保证PEG的化学性能稳定、均一，为切割过程提供保障。【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】来进一步说明本专利技术的技术方案。为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的实施例如下:实施例1一种硅片切割液，其按重量百分数主要由以下原料组成:切割液常用原料 99wt%甲酰胺溶液lwt%。其中，所述甲酰胺溶液的浓度为99.50%。其制备方法为:I)首先根据需要调配的硅片切割液重量来计算所需甲酰胺溶液的用量；2)先将硅片切割液进行搅拌，在搅拌的过程中缓慢加入甲酰胺溶液，等全部溶液全部倒入以后均匀搅拌5min ；3)调配好的硅片切割液立刻罐装密封储藏，避免长时间暴露于空气中。实施例2 一种硅片切割液，其按重量百分数主要由以下原料组成:切割液常用原料 80wt%甲酰胺溶液20wt%其中，所述甲酰胺溶液的浓度为99.50%。其制备方法同实施例1，区别在于搅拌时间为3min。实施例3一种硅片切割液，其按重量百分数主要由以下原料组成:切割液常用原料 95wt%甲酰胺溶液5wt%其中，所述甲酰胺溶液的浓度为99.50%。其制备方法同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片切割液，所述硅片切割液主要由PEG、表面活性剂、润滑剂、渗透剂和鳌合剂组成，其特征在于，所述硅片切割液中还含有甲酰胺溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，周凯鸣，蔺雷亭，刘宏华，
申请(专利权)人：高佳太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：