游离磨料电磨削多线切割用切削液配方

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随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，太阳能电池的研究和开发越来越受到世界各国的重视。目前，晶硅电池占据了光伏电池90%以上的市场，而硅片的制造成本占晶硅电池片成本的30%以上。硅片的切割制造技术也不断革新，多线切割自上世纪90年代开始发展起来，已成为当前硅片加工的主流技术。

多线切割过程中，切削液的作用非常重要，尤其是在游离磨料多线切割中其作用更显突出。一方面它起到润滑冷却作用，能减小SiC 颗粒对硅片的机械摩擦，使硅片表面与SiC 间的摩擦转化为润滑膜分子间的内摩擦，使摩擦副运动平稳，提高切削速度，同时摩擦生热小，减小了切割损伤、应力和微裂。另一方面，它起到分散切割颗粒作用，吸附在SiC 颗粒表面上产生位垒，使颗粒分散开来，达到分散、悬浮的特性， 提高SiC 的分散稳定能力，防止颗粒团聚粘结，避免在硅片表面形成短粗的浅划伤。

配方内容

本配方所要解决的技术问题是：现有的游离磨料电磨削多线切割采用的切削液是传统的聚乙二醇（PEG）。聚乙二醇的电导率比较低，溶液中离子含量少，微区钝化（或腐蚀）效果不明显，切割效率提高有限。所以，为了强化切割过程中微区钝化（或腐蚀）的效果，进一步提高切割效率，把电磨削多线切割的优异效果实现最优化，必须改进其切削液，提高切削液的电导率和溶液中的离子含量，增强电化学效果。本配方采用如下技术方案：

游离磨料电磨削多线切割用切削液配方，包括有如下组分：聚乙二醇、乙二醇、防锈剂、电解质。其中，乙二醇是本切削液中的关键成分。因为电解质在乙二醇中的溶解性大大优于聚乙二醇，将一定量的电解质溶于乙二醇，再将乙二醇与聚乙二醇等混合，配比出粘度、pH值等符合要求的切削液。

本配方的技术方案原理如下：传统硅片切割用切削液主要是聚乙二醇（PEG），聚乙二醇的电导率较低（≤5μs/cm），溶液中离子含量极少，电化学效果微弱，微区钝化（或腐蚀）强度有限，切割效率的提高不明显。本配方通过向切削液中添加微溶于聚乙二醇或溶于乙二醇的电解质，在切削液的pH值和粘度符合太阳能硅片切割切削液要求的前提下，提高切削液的电导率和溶液中的离子含量，改善微区钝化（或腐蚀）效果，进一步提高切割效率，将磨削/电解的效果最大化。因为电解质在乙二醇中的溶解性大大优于聚乙二醇， 添加乙二醇可以有效地改善电解质在切削液中的溶解性，改善切割加工性能。中性电解质以及在必要的时候加入pH值调节剂，可以较好地保持切削液的pH值在合适的范围内，避免了在切割过程中硅片发生较明显的化学腐蚀以及切削液对设备的腐蚀。

有益效果

（1）本配方的切削液电导率和溶液中的离子含量较普通切削液高，增强了电化学的微区钝化（或腐蚀）效果，进一步降低宏观切削力，降低材料去除难度，硅片机械损伤层更薄，表面完整性好，减少了后续减薄量，利于后续制绒。

（2）本配方的切削液增强了电化学反应，软化切割区域的待加工材料，降低切削力，减少能耗以及切割所需的切削液和磨粒成本，降低切割过程中的断丝机率，实现了高效清洁生产。

（3）本配方的切削液生产成本与传统切削液基本相同，同样也适用于传统的多线切割工艺，应用范围广。

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