一種水性金剛線硅片切割液制造技術

本發明專利技術屬于硅晶體切割技術領域，尤其涉及一種水性金剛線硅片切割液。水性金剛線硅片切割液的組分包括極壓劑、表面活性劑、消泡劑、滲透劑、丁苯橡膠乳液粘合劑和去離子水，該配方的水性金剛線硅片切割液在具有優異的潤滑、冷卻、防腐、防銹、抗極壓功能的基礎上，制備方法工藝簡單、條件易控、成本低廉、對設備要求低，適于工業化生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于硅晶體切割
，尤其涉及一種水性金剛線硅片切割液。
技術介紹
隨著全球太陽能和微電子行業的飛速發展，對硅片的需求快速增長。切片是硅片加工的第一道工序，同時也是造成硅片應力、表層及亞表層損傷及崩邊的主要工序之一，而切割液的性能是影響硅片切割效率及質量的關鍵因素之一。目前的硅片切割工藝主要采用游離砂漿切割懸浮液和金剛石砂線切割，而金剛石砂線切割是一種更為新型的切割工藝，利用砂線外層鍍有的金剛石與硅片摩擦來進行切割，切割液就不再需要懸浮碳化硅顆粒，也不再需要具備較高的粘度，不需要在溶液中混入碳化硅刃料，其切割速度是砂漿切割工藝中鋼線的2～3倍，出片率也比砂漿切割方式高，且其消耗的水電比砂漿切割技術減少了三分之二，切割后產生的硅粉可以全部回收使用，因此在單位產量的折舊、人工和能源成本將大大降低，可謂既節能又環保。但是，由于金剛石砂線切割工藝中，砂線外層鍍有的金剛石與硅片摩擦，而且金剛石砂線產生的摩擦力遠比砂漿懸浮液要高，切割時產生瞬間更強的高溫，而切屑硅粉由于粒度太細，比表面積大大增加，這導致了切割后的硅片表面會存在不易清洗的固體硅細粉末，從而使產品光滑度下降、良率低、易翹曲。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于：避免金剛石砂線切割硅片的工藝中，所得硅片表面留有很多不易清洗掉的固體硅細粉末，從而確保硅片產品的表面光滑度。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：提供一種水性金剛線硅片切割液，其組分包括極壓劑、表面活性劑、消泡劑、滲透劑、丁苯橡膠乳液粘合劑、去離子水，<br>具體而言，上述水性金剛線硅片切割液按重量份數計算，包括以下各組分：其中，極壓劑選用合成酯類極壓劑，如硼酸酯類極壓劑，硼酸酯類極壓劑作為一種新型的水溶性極壓添加劑，其抗極壓能力遠大于硫磷型和氯鉛型添加劑，并且無味、無毒，具有良好的極壓抗磨性和熱穩定性，對金屬無腐蝕，緩蝕高效；另外，由于硼酸酯油膜的強度高，摩擦系數低，在高溫高壓條件下具有良好的減摩抗磨潤滑性能，和密封材料有良好的相容性，對人體無毒害作用，是一種理想的綠色環保型添加劑，有效提高了切割液的摩擦學性能，體現了較好耐極壓性；表面活性劑為醇類非離子表面活性劑，結構為RO(C3H6O)a(CH2CH2O)b(C3H6O)cH，其中，R為H、烯丙基、正丁基或異丁基，a＝10～30、b＝10～30、c＝10～30，該表面活性劑促進了體系的穩定性，并且具有良好的潤滑性能，且耐高溫區間寬、粘度隨溫度變化小，冷卻性能好，實現切割后的硅片表面線痕較輕或幾乎沒有，使金剛砂線的耗線量也得到明顯降低；消泡劑為硅類消泡劑，例如二甲基硅油，配方中添加的消泡劑，主要作用是為了抑制在噴洗過程中產生大量氣泡，防止溢槽現象發生，該消泡劑具有消泡速度快、發泡能力低的特點；滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚，對硅片有極佳的潤濕能力，使得在切割過程中切割液能夠發揮最大鋪展作用；丁苯橡膠乳液粘合劑為水溶性乳膠，優選SBRl006型膠粘劑，這一類助劑對切割過程中所產生的粒度過細的硅粉具有良好的粘合作用，將該粘結用助劑事先置于切割液中，再借助切割時所產生的部分熱量，順勢就可以導致體系中的這些細小硅粉重新團聚、結合成粒徑相對較大的顆粒，這些顆粒一部分能夠順利沉降到切割液底部，與切割液體系形成分離，另一部分即使停留在了硅片產品的表面，通過后續沖洗也會比較容易被洗去，避免了“硅粉由于粒徑過細，附在硅片表面后不易被洗去”的問題。本專利技術還提供了一種上述水性金剛線硅片切割液的制備方法，向去離子水中加入表面活性劑、滲透劑、消泡劑、丁苯橡膠乳液粘合劑以及極壓劑，攪拌均勻即得到水性金剛線硅片切割液。本專利技術的有益效果在于：本專利技術的水性金剛線硅片切割液，在具有優異的潤滑、冷卻、防腐、防銹、抗極壓功能的基礎上，通過配方中少量的丁苯橡膠乳液粘合劑使切割過程中所產生的細小硅粉重新團聚、結合成粒徑相對較大的顆粒，避免了附在硅片表面上的細硅粉不易被洗去的問題。且該水性金剛線硅片切割液制備方法工藝簡單、條件易控、成本低廉、對設備要求低，適于工業化生產。具體實施方式實施例1一種水性金剛線硅片切割液，按重量份數計算為以下各組分：上述表面活性劑為醇類非離子表面活性劑，結構為RO(C3H6O)a(CH2CH2O)b(C3H6O)cH，其中，R為正丁基，a＝18、b＝20、c＝15；本實施例中的水性金剛線硅片切割液的制備方法為：常溫(25℃)下，向去離子水中加入上述表面活性劑、滲透劑、消泡劑、丁苯橡膠乳液粘合劑以及極壓劑，攪拌均勻即得到水性金剛線硅片切割液。實施例2一種水性金剛線硅片切割液，按重量份數計算為以下各組分：上述表面活性劑為醇類非離子表面活性劑，結構為RO(C3H6O)a(CH2CH2O)b(C3H6O)cH，其中，R為異丁基，a＝14、b＝23、c＝13；本實施例中的水性金剛線硅片切割液的制備方法為：常溫下，向去離子水中加入上述表面活性劑、滲透劑、消泡劑、丁苯橡膠乳液粘合劑以及極壓劑，攪拌均勻即得到水性金剛線硅片切割液。對比例1其余各組分均與實施例1的配方中對應相同，僅僅省去了“SBRl006型膠粘劑”，按重量份數計算為以下各組分：制備方法為：常溫下，向去離子水中加入上述表面活性劑、滲透劑、消泡劑、極壓劑，攪拌均勻即得到水性金剛線硅片切割液。對比例2其余各組分均與實施例2的配方中對應相同，僅僅省去了“SBRl006型膠粘劑”，按重量份數計算為以下各組分：制備方法為：常溫下，向去離子水中加入上述表面活性劑、滲透劑、消泡劑、極壓劑，攪拌均勻即得到水性金剛線硅片切割液。分別將上述各實施例、對比例中的切割液用去離子水稀釋350倍后，對同樣規格的硅棒進行金剛石砂線切割，切割后對硅片產品進行常規清洗(各實施例、對比例中，切割工藝、清洗工藝均一致)，采用實施例1、2中的切割液，耐磨性能好，冷卻性能好，硅片的切割成品率為98.7％，硅片易清洗，相關實驗結果如表1所示：表1在切割后仔細觀察切割液底部，實施例1、2中的切割液底部有一層很薄的沉降物，這應該就是團聚結合并沉降下來的硅顆粒；而對比例1、2中的切割液底部沒有這一現象。這充分說明了實施例1、2中通過SBRl006型膠粘劑的加入，起到了對細硅粉的干預作用，明顯避免了細硅粉在沒有團聚的前提下直接附著到硅片表面，而導致后續清洗困難，增加了硅片表面的粗糙度，影響使用性能。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水性金剛線硅片切割液，其特征在于：所述的水性金剛線硅片切割液的組分包括極壓劑、表面活性劑、消泡劑、滲透劑、丁苯橡膠乳液粘合劑和去離子水。

【技術特征摘要】
1.一種水性金剛線硅片切割液，其特征在于：所述的水性金剛線硅片切割液的組分包括極壓劑、表面活性劑、消泡劑、滲透劑、丁苯橡膠乳液粘合劑和去離子水。
2.如權利要求1所述的水性金剛線硅片切割液，其特征在于：所述的水性金剛線硅片切割液按重量份數計算，包括以下各組分，
3.如權利要求1或2所述的水性金剛線硅片切割液，其特征在于：所述的極壓劑為硼酸酯類極壓劑。
4.如權利要求1或2所述的水性金剛線硅片切割液，其特征在于：所述的表面活性劑為醇類非離子表面活性劑，結構為RO(C3H6O)a(CH2CH2O)b(C3H6O)cH，
其中，R為H、烯丙基、正丁基或異丁基；a＝10～...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張小飛，
申請(專利權)人：常州高特新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32