水性切削液组合物的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及切削液。在一个方面，本发明涉及水性切削液，而在另一方面，本发明 涉及适用于金刚石线锯之水性切削液。
【背景技术】
[0002] 金刚石线切割为一种用于光伏（PV)硅晶片制造的技术。不同于松散研磨线锯技 术，金刚石线用树脂层或通过电镀将研磨颗粒固定在芯线上，并通过经固定研磨颗粒执行 切削动作。切割过程包括抵靠着工件（例如硅锭）移动金刚石线锯，同时切削液或冷却液 从储存槽喷洒到线网上。线网或线上所形成的液膜与移动的线一起行进到工件的接触正面 而提供冷却和润滑。随后，切削液与切削过程中所产生的工件粉末或粒子一起落回储存槽。 冷却切削液混合物并循环返回以继续使用直到切削液变得耗尽或粉末含量达到特定量为 止。将切削液或切削液与粉末的混合物的温度维持在室温或略低于室温，例如25°C。在线 与硅锭的接触面，由于锭与线之间的摩擦，温度通常在50°C至80°C范围内。除冷却和润滑 的主要功能以外，切削液还应提供悬浮和运载（即分散）工件粉末（切肩）的能力，并且其 应产生极少（如果有）泡沫。
[0003] 金刚石线晶片切割需要基于水的切削液，因为其提供良好冷却效率和较少环境影 响，并且其提供降低成本之潜力。然而，存在技术挑战，其阻止基于水的切削液在实际上可 被接受。主要挑战包括晶片表面清洁困难和氢气产生，其通常与新产生的硅表面与水的反 应有关。此外，基于水的切削液的润滑性劣于基于聚烷二醇（PAG)的切削液。
[0004] 金刚石线切削技术的从业者、尤其使用此技术切削硅锭者关注如下基于水的切削 液，其展现良好润滑性和分散能力，但使氢气产生和晶片清洁问题减到最少。
【发明内容】
[0005] 在一个实施例中，本发明为一种包含水和水溶性聚烷二醇（PAG)的基于水的切削 液，其中水溶性聚烷二醇的浊点为30°C至80°C，更通常浊点为40°C至70°C并且甚至更通常 浊点为40°C至60°C。
[0006] 在一个实施例中，本发明为一种切削液，其包含：
[0007] (A)浊点为30 °C至80 °C的水溶性PAG，
[0008] (B)水和以下各项中的至少一者：
[0009] (C)湿润剂；
[0010] (D)分散剂；
[0011] (E)消泡剂；
[0012] (F)腐蚀抑制剂；
[0013] (G)螯合剂；和
[0014] (H)杀生物剂。
[0015] 在本发明的某些实施例中，切削液包含任选组分中的两者、三者、四者、五者或所 有六者。切削液基于水，即，其包含至少50、通常至少60、更通常至少80并且甚至更通常至 少90重量％ (wt%)水。通常，切削液包含低于98、更通常低于97wt%水。水来源可大幅 变化，并且通常水不含颗粒或其他污染物。通常，水经去矿物质及/或去离子。
[0016] 本发明的切削液展现低粘度、良好冷却效率、良好切肩悬浮和分散、切肩粒子（尤 其硅粒子）的良好湿润、金刚石线锯的良好清洁、良好晶片表面清洁、低泡、对金属离子一 般不敏感并且为不可燃的。同时，本发明的切削液在高温下极其稳定并具有相对长寿命，例 如通常切削液可在其需要被更换之前用于切削多个工件。另外，硅切肩上的任何残余切削 液可容易地去除，从而可进行切肩的便利再循环。
[0017] 在一个实施例中，本发明为一种用与基于水的切削液结合使用的线锯切削硬脆材 料的方法，所述方法包含使所述材料与线锯和切削液在切削条件下接触的步骤，所述切削 液包含：
[0018] ⑷浊点为30°C至80°C的水溶性PAG，
[0019] (B)水和以下各项中的至少一者：
[0020] (C)湿润剂；
[0021] (D)分散剂；
[0022] (E)消泡剂；
[0023] (F)腐蚀抑制剂；
[0024] (G)螯合剂；和
[0025] (H)杀生物剂。
[0026] 将切削液涂覆到线锯，通常金刚石线锯，并且通常在工件与线锯的接触点（即界 面）处或紧邻接触点前面。
[0027] 在一个实施例中，本发明为一种切削液预混物，其包含：
[0028] ⑷浊点为30 °C至80 °C的水溶性PAG，
[0029] (B)水和以下各项中的至少一者：
[0030] (C)湿润剂；
[0031] (D)分散剂；
[0032] (E)消泡剂；
[0033] (F)腐蚀抑制剂；
[0034] (G)螯合剂；和
[0035] (H)杀生物剂。
[0036] 在此实施例中，通过添加水将预混物转化为切削液。
【附图说明】
[0037] 图1为报导四球磨损测试结果的条形图。
[0038] 图2为报导新产生的硅表面的氢气产生的条形图，所述硅表面使用线金刚石锯和 各种冷却剂模拟硅锭的切削过程。
【具体实施方式】
[0039] 定义
[0040] 除非相反地陈述、由上下文暗示或在所属领域中惯用，否则所有份数和百分比都 以重量计。出于美国专利实践的目的，任何所参考专利、专利申请案或公开案的内容都以全 文引用的方式并入（或其等效美国版本如此以引用的方式并入），尤其在所属领域中的定 义（在不会与本发明特别提供的任何定义不一致的程度上）和常识的揭示方面。
[0041] 除非另外指明，否则本发明中的数值范围为近似值，因此可以包括所述范围外的 值。数值范围包括下限值至上限值且包括下限值和上限值、以一个单位递增的全部值，其 限制条件为任何较低值和任何较高值之间存在至少两个单位的间隔。举例来说，如果组成 特性、物理特性或其它特性（如分子量等）为100到1，〇〇〇,那么明确列举全部个别值（如 100、101、102等）和子范围（如100至144、155至170、197至200等）。对于含有小于1的 值或含有大于1的分数（例如1. 1、1.5等）的范围，一个单位按需要被视为0.0001、0. 001、 0. 01或0. 1。对于含有小于10的个位数（例如1至5)的范围，一个单位通常被视为0. 1。 这些仅是特别预期的实例，并且所列举的最低值与最高值之间数值的全部可能组合将被视 为明确陈述在本发明中。在本发明中提供数值范围以用于尤其冷却液中的聚二醇的量。
[0042] "与切削液的其它组分相容"和类似术语意指切削液的特定组分（例如湿润剂、分 散剂、消泡剂、腐蚀抑制剂等）不阻断或显著妨碍切削液其它组分的性能。
[0043] PAG浊点为PAG的先前透明单相溶液由于第二相分离而变得混浊的温度。浊点 的测量根据ASTM D 2024执行。此浑浊度降低穿过样品到达检测器的光的透射率。透射 率使用用苯甲酮和/或苯甲酸校准的梅特勒FP90浊点系统（Mettler FP90 Cloud Point System)测量。将样品在去离子水中制成含有lwt%表面活性剂。将浊点系统从低于预期 浊点约15°C逐渐提高温度（通常3°C /min)至高于预期浊点KTC。将F因子（透光率降低 标准）设定为4%至28%。
[0044] 概述
[0045] 在将锭切割成硅晶片期间，如果局部温度（即线/锭接触区中的温度，或换句话 说，线与锭接触点的锭表面温度）变得高于冷却液中聚二醇的浊点，那么聚二醇将以油形 式从冷却液"形成异相"。形成异相的聚二醇将在金刚石线与锭表面上形成油层而提供有效 润滑。同时并且尤其对于硅锭，锭表面上的油膜可提供保护层以抑制由水与新产生的锭、晶 片或切肩表面的反应形成氢气。当线向前移动时，当冷却液的温度降回到低于聚二醇的浊 点时，硅表面（包括粉末表面）上的油层返回到冷却液主体中。从而使得冷却液可继续循 环并使用。
[0046] 聚烷二醇（PAG)
[0047] 实践本发明中所用的聚伸烷基二醇为已知化合物，并且其通过使环氧烷单体或环 氧烷单体的混合物在所属领域中已知的反应性条件（参见例如"环氧烷和其聚