一種金剛石線鋸用切削液及其製備方法與流程
2023-05-19 09:40:01 1
本發明涉及矽晶片切削液，特別是一種金剛石線鋸用切削液及其製備方法。
背景技術：
在半導體行業中，金剛石線鋸切割工藝技術能將大直徑單晶矽棒加工出非常薄的矽片。隨著現代工業的發展，對矽片的加工工藝的精確度和生產效率提出了更高的要求，為此在金剛石線鋸切割時使用了切削液，來改善不均勻的機械作用並有效散發熱量，從而降低應力。在金剛石線鋸切割工藝中，金剛石研磨顆粒固定在線鋸上，而不存在於切削液中，現有常用的切削液多為乳化液，易起泡而影響金剛石線鋸的使用，且由於粘度大易吸附在矽片表面，難以清洗；現有的切削液多為酸性，對設備有腐蝕影響；在線鋸切割時矽片時，會產生細小的切屑，並聚集而導致切削液的出液口堵塞，影響設備運轉。
技術實現要素：
發明目的：針對上述問題，本發明的目的是提供一種金剛石線鋸用切削液，不易起泡、對設備腐蝕影響減小、切屑分散懸浮且切割後的矽片方便清洗。本發明的另一目的是還提供一種該金剛石線鋸用切削液的製備方法。
技術方案：一種金剛石線鋸用切削液，以重量百分比計，組成組分和各組分的含量為：
水溶性消泡劑0.05％～1％；
分散潤滑劑1％～5％；
螯合劑0.5％～2.5％；
緩蝕劑0.1％～1％；
滲透劑2％～10％；
有機鹼0.2％～0.5％；
餘量為純水；
上述各組分的重量百分比之和為100％；
所述水溶性消泡劑為二甲基聚矽氧烷、二乙基聚矽氧烷、甲基乙基聚矽氧烷中的任一種；
所述分散潤滑劑為硬脂醯胺、聚乙二醇中的一種或兩種的混合物；
所述螯合劑為乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸鹽類衍生物、葡萄糖酸鈉中的任一種；
所述緩蝕劑為苯丙三氮唑、聚天冬氨酸中的任一種；
所述滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述有機鹼為尿素、二乙醇胺中的一種或兩種的混合物。
進一步的，所述分散潤滑劑為硬脂醯胺和聚乙二醇的混合物時，所述硬脂醯胺和聚乙二醇的重量比為2∶1。
進一步的，所述有機鹼為尿素和二乙醇胺的混合物時，所述尿素和二乙醇胺的重量比為2∶1。
一種製備上述金剛石線鋸用切削液的方法，具體由以下步驟實現：
步驟一：按所述金剛石線鋸用切削液各組成組分的重量百分比配方稱取各組成組分待用；
步驟二：在室溫條件下，將除所述有機鹼以外的各組分以任意的順序加入所述純水中，並攪拌均勻，最後添加有機鹼攪拌，使混合液體的PH值為弱鹼性，置於儲液罐中即為金剛石線鋸用切削液成品。
水溶性消泡劑為二甲基聚矽氧烷、二乙基聚矽氧烷、甲基乙基聚矽氧烷中的任一種。上述消泡劑能與純水互溶，並在水中擴散，在切削液存儲時減少泡沫；在金剛石線鋸切割時提高冷卻效果。
緩蝕劑為苯丙三氮唑、聚天冬氨酸中的任一種。上述緩蝕劑在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的腐蝕。
有機鹼為尿素、二乙醇胺中的一種或兩種的混合物。上述有機鹼調節切削液的PH值，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的酸腐；同時鹼性介質對設備有鈍化作用，減少金屬離子的沾附。
分散潤滑劑為硬脂醯胺、聚乙二醇中的一種或兩種的混合物；螯合劑為乙二胺四乙酸及其鹽類衍生物、葡萄糖酸鈉中的任一種；滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚。上述分散潤滑劑、螯合劑和滲透劑添加至切削液中，使切削液具有良好的潤滑作用和浸潤性，有效減少機械應力和磨削破損；線鋸切割時產生的切屑分散並更好的懸浮，避免堵塞切削液的出液口；切割過程中，螯合劑去除金屬離子，滲透性強的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑滲透入切割臨界層，減弱金剛石線鋸的機械損傷作用，且同時改善切割矽片的表面物理吸附狀態，使矽片易於清洗。
所述金剛石線鋸用切削液以純水為基體，整體粘度降低，提高了線鋸的切割速率。
有益效果：與現有技術相比，本發明的優點是金剛石線鋸用切削液不易起泡，冷卻效果好；使用和存儲時能抑制或消除對相關設備的腐蝕，減少金屬離子沾附，有一定防鏽作用；切屑分散懸浮性好，避免堵塞切削液的出液口和影響設備運轉；切削液良好的潤滑作用和浸潤性有效減少了機械應力和磨削破損，切割的矽片表面易清洗，線鋸切割速率提高。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用於說明本發明而不用 於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
實施例1：
一種金剛石線鋸用切削液，以重量百分比計，組成組分和各組分的含量為：
二甲基聚矽氧烷0.05％；
硬脂醯胺1％；
乙二胺四乙酸0.5％；
苯丙三氮唑1％；
脂肪醇聚氧乙烯醚2％；
尿素0.5％；
餘量為純水；
上述各組分的重量百分比之和為100％。
二甲基聚矽氧烷為水溶性消泡劑，與純水互溶，並在水中擴散，在切削液存儲時減少泡沫；在金剛石線鋸切割時提高冷卻效果。硬脂醯胺為分散潤滑劑，使切削液具有良好的潤滑作用和浸潤性，有效減少機械應力和磨削破損。乙二胺四乙酸為螯合劑，去除金屬離子的影響。苯丙三氮唑為緩蝕劑，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的腐蝕。脂肪醇聚氧乙烯醚為滲透劑，作為滲透性強的表面活性劑滲透入切割臨界層，減弱金剛石線鋸的機械損傷作用，同時在矽晶片表面形成保護膜，改善切割矽片的表面物理吸附狀態，防止雜質汙物粘結，使矽片易於清洗。尿素為有機鹼，調節切削液的PH值，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的酸腐；同時鹼性介質對設備有鈍化作用，減少金屬離子的沾附，有一定防鏽作用。金剛石線鋸用切削液以純水為基體，整體粘度降低，提高了線鋸的切割速率。
一種製備上述金剛石線鋸用切削液的方法，具體由以下步驟實現：
步驟一：按上述金剛石線鋸用切削液各組成組分的重量百分比配方稱取各組成組分待用；
步驟二：在室溫條件下，將除尿素以外的各組分以任意的順序加入純水中，並攪拌均勻，最後添加尿素攪拌，使混合液體的PH值為弱鹼性，置於儲液罐中即為金剛石線鋸用切削液成品。
實施例2：
一種金剛石線用鋸切削液，以重量百分比計，組成組分和各組分的含量為：
二乙基聚矽氧烷1％；
聚乙二醇4％；
乙二胺四乙酸二鈉2.5％；
聚天冬氨酸0.1％；
脂肪醇聚氧乙烯醚7％；
二乙醇胺0.2％；
餘量為純水；
上述各組分的重量百分比之和為100％。
二乙基聚矽氧烷為水溶性消泡劑，與純水互溶，並在水中擴散，在切削液存儲時減少泡沫；在金剛石線鋸切割時提高冷卻效果。聚乙二醇為分散潤滑劑，使切削液具有良好的潤滑作用和浸潤性，有效減少機械應力和磨削破損。乙二胺四乙酸二鈉為螯合劑，去除金屬離子的影響。聚天冬氨酸為緩蝕劑，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的腐蝕。脂肪醇聚氧乙烯醚為滲透劑，作為滲透性強的表面活性劑滲透入切割臨界層，減弱金剛石線鋸的機械損傷作用，同時在矽晶片表面形成保護膜，改善切割矽片的表面物理吸附狀態，防止雜質汙物粘結，使矽片易於清洗。二乙醇胺為有機鹼，調節切削液的PH值，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的酸腐；同時鹼性介質對設備有鈍化作用，減少金屬離子的沾附，有一定防鏽作用。金剛石線鋸用切削液以純水為基體，整體粘度降低，提高了線鋸的切割速率。
一種製備上述金剛石線鋸用切削液的方法，具體由以下步驟實現：
步驟一：按上述金剛石線鋸用切削液各組成組分的重量百分比配方稱取各組成組分待用；
步驟二：在室溫條件下，將除二乙醇胺以外的各組分以任意的順序加入純水中，並攪拌均勻，最後添加二乙醇胺攪拌並調節混合液體的PH值為弱鹼性，置於儲液罐中即為金剛石線鋸用切削液成品。
實施例3：
一種金剛石線鋸用切削液，以重量百分比計，組成組分和各組分的含量為：
甲基乙基聚矽氧烷0.6％；
硬脂醯胺和聚乙二醇的混合物5％；其中硬脂醯胺和聚乙二醇的重量比為2∶1；
葡萄糖酸鈉1.2％；
苯丙三氮唑0.75％；
脂肪醇聚氧乙烯醚10％；
尿素和二乙醇胺的混合物0.35％；其中尿素和二乙醇胺的重量比為2∶1；
餘量為純水；
上述各組分的重量百分比之和為100％。
甲基乙基聚矽氧烷為水溶性消泡劑，與純水互溶，並在水中擴散，在切削液存儲時減少泡沫；在金剛石線鋸切割時提高冷卻效果。硬脂醯胺和聚乙二醇的混合物為分散潤滑劑，其中硬脂醯胺和聚乙二醇的重量比為2∶1，該分散潤滑劑混合物使切削液具有良好的潤滑作用和浸潤性，有效減少機械應力和磨削破損。葡萄糖酸鈉為螯合劑，去除金屬離子的影響。苯丙三氮唑為緩蝕劑，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的腐蝕。脂肪醇聚氧乙烯醚為滲透劑，作為滲透性強的表面活性劑滲透入切割臨界層，減弱金剛石線鋸的機械損傷作用，同時在矽晶片表面形成保護膜，改善切割矽片的表面物理吸附狀態，防止雜質汙物粘結，使矽片易於清洗。尿素和二乙醇胺的混合物為有機鹼，其中尿素和二乙醇胺的重量比為2∶1，該有機鹼混合物調節切削液的PH值，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的酸腐；同時鹼性介質對設備有鈍化作用，減少金屬離子的沾附，有一定防鏽作用。金剛石線鋸用切削液以純水為基體，整體粘度降低，提高了線鋸的切割速率。
一種製備上述金剛石線鋸用切削液的方法，具體由以下步驟實現：
步驟一：按上述金剛石線鋸用切削液各組成組分的重量百分比配方稱取各組成組分待用；
步驟二：在室溫條件下，將除尿素和二乙醇胺的混合物以外的各組分以任意的順序加入純水中，並攪拌均勻，最後添加尿素和二乙醇胺的混合物攪拌並調節混合液體的PH值為弱鹼性，置於儲液罐中即為金剛石線鋸用切削液成品。
實施例4：
一種金剛石線鋸用切削液，以重量百分比計，組成組分和各組分的含量為：
甲基乙基聚矽氧烷0.9％；
硬脂醯胺3％；
乙二胺四乙酸二鉀2％；
苯丙三氮唑0.4％；
脂肪醇聚氧乙烯醚5％；
尿素和二乙醇胺的混合物0.4％；其中尿素和二乙醇胺的重量比為2∶1；
餘量為純水；
上述各組分的重量百分比之和為100％。
甲基乙基聚矽氧烷為水溶性消泡劑，與純水互溶，並在水中擴散，在切削液存儲時減少泡沫；在金剛石線鋸切割時提高冷卻效果。硬脂醯胺為分散潤滑劑，使切削液具有良好的潤滑作用和浸潤性，有效減少機械應力和磨削破損。乙二胺四乙酸二鉀為螯合劑，去除金屬離子的影響。苯丙三氮唑為緩蝕劑，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸 設備表面的腐蝕。脂肪醇聚氧乙烯醚為滲透劑，作為滲透性強的表面活性劑滲透入切割臨界層，減弱金剛石線鋸的機械損傷作用，同時在矽晶片表面形成保護膜，改善切割矽片的表面物理吸附狀態，防止雜質汙物粘結，使矽片易於清洗。尿素和二乙醇胺的混合物為有機鹼，其中尿素和二乙醇胺的重量比為2∶1，該有機鹼混合物調節切削液的PH值，在切削液使用和存儲時能抑制或消除切削液對金剛石線鋸設備表面的酸腐；同時鹼性介質對設備有鈍化作用，減少金屬離子的沾附，有一定防鏽作用。金剛石線鋸用切削液以純水為基體，整體粘度降低，提高了線鋸的切割速率。
一種製備上述金剛石線鋸用切削液的方法，具體由以下步驟實現：
步驟一：按上述金剛石線鋸用切削液各組成組分的重量百分比配方稱取各組成組分待用；
步驟二：在室溫條件下，將除尿素和二乙醇胺的混合物以外的各組分以任意的順序加入純水中，並攪拌均勻，最後添加尿素和二乙醇胺的混合物攪拌並調節混合液體的PH值為弱鹼性，置於儲液罐中即為金剛石線鋸用切削液成品。