一种金刚砂线切割液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金刚砂线切割液及其制备方法。该金刚砂线切割液包括如下重量百分比的配方组份：分散剂：1％～50％；润滑剂：2％～40％；极压剂：0～20％；润湿剂：1～20％；消泡剂：0～10％；增稠剂：0～5％；pH稳定剂：0～5％；去离子水：10～90％。该金刚砂线切割液制备方法只需按配方将各组份混合并搅拌至各组分完全溶解即可得到产品。在搅拌过程中，金刚砂线切割液通过各组份的相互协同作用，赋予了该金刚砂线切割液优异的冷却性能、润滑性能、润湿性能，同时保证了泡沫性低、COD低及易于回收的特性。采用本发明专利技术的金刚砂线切割液切割后的硅片具有润湿性能好，易于清洗，润滑性能优异等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。该金刚砂线切割液包括如下重量百分比的配方组份：分散剂：1％～50％；润滑剂：2％～40％；极压剂：0～20％；润湿剂：1～20％；消泡剂：0～10％；增稠剂：0～5％；pH稳定剂：0～5％；去离子水：10～90％。该金刚砂线切割液制备方法只需按配方将各组份混合并搅拌至各组分完全溶解即可得到产品。在搅拌过程中，金刚砂线切割液通过各组份的相互协同作用，赋予了该金刚砂线切割液优异的冷却性能、润滑性能、润湿性能，同时保证了泡沫性低、COD低及易于回收的特性。采用本专利技术的金刚砂线切割液切割后的硅片具有润湿性能好，易于清洗，润滑性能优异等特点。【专利说明】
本专利技术涉及硅晶体切割
，尤其涉及一种用于金刚砂线切割硅晶体的切割液及其制备方法。
技术介绍
随着全球太阳能和微电子行业的飞速发展，对硅片的需求快速增长。切片是硅片加工的第一道工序，同时也是造成硅片应力、表层及亚表层损伤及崩边的主要工序之一。应力会造成硅片击穿电压及降及漏电流增加，同时应用的存在会造成位错，使得载流子寿命降低，器件的放大系统缩小；表层及亚表层的操作会增大后续加工难度，降低加工效率，提高加工成本。随着现代工业的发展，对硅片的加工精度与效率提出了更高的要求，加强对硅晶体切片技术的研究对于我国半导体和太阳能行业的发展具有重大的意义。众多研究表明，在线切割工艺稳定的情况下，切割液的性能是影响硅片切割效率及质量的关键因素之一。切割过程中，切割液对硅晶体加工有机械和化学的双重作用，能够起到润滑作用，将钢线、磨粒及硅料间的强机械摩擦转化为润滑膜分子间的内摩擦，使摩擦副运动平稳，减小了损伤和应力，同时及时带走切割过程产生的热量；而且还可以起到清洗作用，并在环保的前提下提高机床的防锈防腐蚀性能。性能良好的切割液要求其成分无毒无害、易溶于水、易清洗、挥发性小、能生物降解并要在润滑渗透、分散悬浮等方面性能良好。具有良好润滑参透性 、磨粒分散均匀、PH值适当等特性的切割液能够极大地降低硅料在切割时的损耗，有效降低硅片表面损伤应力，减小切割损伤层，提高硅片加工精度和质量。目前传统的硅片切割中大都采用游离砂浆切割悬浮液，该种切割悬浮液分子量一般为200~1000，与分散的碳化硅刃料混合使用，在钢线的高速运动下，促使悬浮液携带着带有棱角的碳化硅颗粒以不断滚动的方式进入切割区，由于钢线上加有一定的张力，使碳化硅磨料一般只沿钢线运动的方向逐渐对工件进行一次次切削，使工件沿钢线的缝隙切成一个个薄片，不仅切割效率较低，而且由于切割液中含有大量的碳化硅，难以回收利用。而金刚石砂线切割工艺是一种新型的切割工艺，利用砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦来进行切割，切割液就不再需要悬浮碳化硅颗粒，也不再需要具备较高的粘度，不需要在溶液中混入碳化硅刃料，其切割速度是钢线的2~3倍，出片率也比传统的切割方式高，且其消耗的水电比传统的砂浆切割技术减少了三分之二，切割后产生的硅粉可以全部回收使用，因此在单位产量的折旧、人工和能源成本将大大降低，可谓既节能又环保。目前用于金刚砂切割液主要由聚乙二醇和纯水构成，切割中砂线外层镀有的金刚石与硅片摩擦，而且金刚石砂线产生的摩擦力远比传统砂浆悬浮液要高，切割时产生瞬间高温也高，切屑硅粉由于粒度太细，比表面积大大增加，使得其反应所需的活化能大大降低，切割后的产品表面不光滑，表面存在不易清洗的固体硅粉末，导致产品良率低、易翘曲。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种冷却性能、润滑性能、润湿性能均比较好，同时具有泡沫性低的金刚砂线切割液。经该金刚砂线切割液切割后的娃片具有:良率闻、翅曲度低，环保清洁等特点。本专利技术的另一目的是提供一种工艺简单、条件易控、生产成本低的金刚砂线切割线的制备方法，根据本专利技术的一方面，提供一种金刚砂线切割液，包括如下重量百分比的配方组份:分散剂1°/。~50%;润滑剂2%~40%;极压剂O~20%;润湿剂I~20%;消泡剂O~10%; 增稠剂O~5%;PH稳定剂O~5%;去离子水 IO~90%。根据本专利技术的另一方面，提供一种金刚砂线切割液的制备方法，包括以下步骤:I)按上述金刚砂线切割液的配方分别称取各组份；2)将所述称取各组份依次加入搅拌装置，边加入加搅拌；3)搅拌至溶液均一透明后，得到金刚砂线切割浓缩液。本专利技术提供的金刚砂线切割液，其中每个组分在配方中都有独特的作用，且每种组份复配于配方中，能够使得润滑、泡沫、润湿等各性能都能发挥最大化，从而实现提供一种冷却性能、润滑性能、润湿性能均比较好，同时具有泡沫性低的金刚砂线切割液。另外，结合现场工艺特点，上述配方组分含量及种类、生产工艺等微调，可满足为客户量身定做产品需要。本专利技术提供的金刚砂线切割液制备方法，只需按配方将各组份混合并搅拌即可得到产品，在搅拌过程中，金刚砂线切割液通过各组份的相互协同作用，赋予了该金刚砂线切割液优异的冷却性能、润滑性能、润湿性能均比较好，同时保证了泡沫性低的特性。具有制备方法工艺简单，条件易控，成本低廉，对设备要求低的特点，适于工业化生产。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1为本专利技术实施例金刚砂线切割液制备方法的工艺流程示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种金刚砂线切割液，包括如下重量百分比的配方组份:【权利要求】1.一种金刚砂线切割液，包括如下重量百分比的配方组份:分散剂 1%~50%;润滑剂2%~40%;极压剂O~20%;润湿剂I~20%;消泡剂O~10%;增稠剂O~5%;PH稳定剂O~5%;去离子水 10~90%。2.根据权利要求1所述的金刚砂线切割液，其特征在于:所述的分散剂为(聚)丙烯酸类聚合物、聚丙烯羧酸醚聚合物、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或一种以上的组口 ο3.根据权利要求2所述的金刚砂线切割液，其特征在于:所述的润滑剂为聚醚(a)结构，聚醚(b)结构中的一种或一种以上的组合； 其中，聚醚(a)结构为:· RO (C3H6O) a (CH2CH2O) b (C3H6O) cH R=H、C3H5(烯丙基)、C4H9(正(异)丁基 a=10 ~30 ；b=10 ~30 ；c=10 ~30 ； 聚醚(b)的结构为: RO (CH2CH2O) d (C3H6O) e (CH2CH2O) fH R=H、C3H5(烯丙基)、C4H9(正(异)丁基 d=l ~20 ；e=20 ~50 ；f=l ~20。4.根据权利要求3所述的金刚砂线切割液，其特征在于:所述聚醚(a)与聚醚(b)的结构式中环氧烷烃嵌入方式为嵌段、混嵌、或二者均有。5.根据权利要求1所述的金刚砂线切割液，其特征在于:所述的极压剂为硼酸酯类，所述的极压剂结构(C)如下: OR1 / OR3-B、 OR2Rl =H, CxH2x+1> CxH2x^1 X = I ~20R2=H, CyH2y+1, CyH2rl y=l ~20R3=H、CzH2z+1、CzH2^1 ζ = I ~20。6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚砂线切割液，包括如下重量百分比的配方组份：FSA0000096315120000011.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵权，李磊，李方，
申请(专利权)人：山东昊达化学有限公司，
类型：发明
国别省市：