[發明專利]一種高效切割硅片用金剛線的制造方法

有效

• 申請號: 201710386862.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107299378B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 曲東升;王新平;曹民博
• 申請（專利權）人: 楊凌美暢新材料股份有限公司
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D3/12;C25D5/12;C25D7/06
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發明提供了一種高效切割硅片用金剛線的制造方法，所述制造方法包括如下步驟：（1）放線、去雜，（2）清洗，（3）表面預處理，（4）預鍍，（5）上砂，（6）二次鍍，（7）清洗、烘干、收線。本發明通過對電鍍液的電流分布、pH大小、粘度、液體流速的調節，對母線運行速度的控制以及采用獨特的添加劑添加方式，能夠保證金剛線上金剛石顆粒密度在200?350顆/mm，出刃高度5?6um，且金剛石顆粒在母線上均勻分散，附著力穩定，沒有團聚現象。使用本發明制造出的金剛線能夠在2小時以內完成對8.0inch、8.2inch、8.4inch，長650?700mm晶體硅棒的高效切割，將現有切割時間縮短一半以上，降低硅片表面、棱邊不良，有效提高生產效率。

技術領域

本發明屬于電鍍金剛線制造技術領域，具體涉及一種高效切割硅片用金剛線的制造方法。

背景技術

硬脆材料應用日益廣泛，其主要包括硅晶體、藍寶石、玻璃、石材、石英、陶瓷、硬質合金、稀土磁性材料等。由于大多數硬脆材料價格昂貴，因此，對硬脆材料加工的一般要求為損耗低、效率高、成本低、污染小等，而切割加工是目前硬脆材料加工方法中最常用的一種，常見切割方式有激光切割、機械切割，機械切割分為剛性切割與柔性切割。隨著太陽能光伏產業的逐漸擴大，硅晶體的加工越來越受到重視。硅晶體的切割加工主要是采用機械切割中的柔性切割來完成。柔性切割是采用一種高碳鋼絲結合磨粒對硅晶體進行切割，柔性切割按照磨粒存在形式分為游離磨粒切割和固結磨粒切割，游離磨粒切割是用細絲母線帶動直徑為8-20um的SiC漿液，實現對晶體硅的磨削切割，又稱砂線切割；固結磨粒切割是先給細絲母線周圍電鍍上微小顆粒的金剛石，然后用電鍍好的細絲切割晶體棒，又稱金剛線切割。游離磨粒切割是基于細絲母線的高速運動將磨粒帶到切割區域，并通過磨粒的滾動-壓痕作用實現材料的去除，由于進入切割區域的磨粒數目受到磨削液粘度及其行為的影響，因此對切割效率產生一定的影響。隨著技術的改進，市場需求越來越大，由于效率低，油性切割液對環境造成很大的污染，砂線切割已經逐漸被淘汰。金剛線切割由于具有效率高，成本低，環保壓力小而迅速受到市場青睞。

然而，采用現有的金剛線切割，每切割一個工件，所需要的時間為3-4h，無論是從企業自身盈利方向，還是從市場需求來看，效率不能滿足要求。引起現有金剛線切割效率低的原因主要有：金剛石微粉直徑分布不均勻、母線抗拉強度穩定性差、金剛石出刃高度分布不均、金剛石微粉分布密度低、團聚現象明顯等。為了保證金剛石微粉在母線上的分布密度高且不發生團聚是比較困難的，為了降低團聚則可能要降低顆粒密度；為了提高金剛石顆粒密度，可能帶來團聚現象嚴重。

發明內容

為解決現有技術中制備的金剛線上金剛石顆粒密度低，金剛石附著力小，以及金剛石顆粒密度高但分布不均且發生團聚現象的技術問題，本發明公開一種高效切割硅片用金剛線的制造方法。

本發明通過對電鍍液的添加劑配比、電流分布、pH大小、粘度、液體流速的調節，對母線運行速度的控制以及上砂過程中采用更加穩定的添加劑添加方式，能夠保證金剛線上金剛石顆粒密度為200-350顆/mm，出刃高度5-6um，且金剛石顆粒在母線上均勻分散，附著力穩定，沒有團聚現象。使用本發明制造出的金剛線能夠在2小時以內完成對8.0inch、8.2inch、8.4inch，長650～700mm晶體硅棒的高效切割，將現有切割時間縮短一半以上，降低硅片表面、棱邊不良，有效提高生產效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高效切割硅片用金剛線的制造方法，所述制造方法包括如下步驟：(1)放線、去雜，(2)清洗，(3)表面預處理，(4)預鍍，(5)上砂，(6)二次鍍，(7)清洗、烘干、收線；