[发明专利]一种水性金刚线硅片切割液

说明书

本发明属于硅晶体切割技术领域，尤其涉及一种水性金刚线硅片切割液。水性金刚线硅片切割液的组分包括极压剂、表面活性剂、消泡剂、渗透剂、丁苯橡胶乳液粘合剂和去离子水，该配方的水性金刚线硅片切割液在具有优异的润滑、冷却、防腐、防锈、抗极压功能的基础上，制备方法工艺简单、条件易控、成本低廉、对设备要求低，适于工业化生产。

技术领域

本发明属于硅晶体切割技术领域，尤其涉及一种水性金刚线硅片切割液。

背景技术

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，而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。

目前的硅片切割工艺主要采用游离砂浆切割悬浮液和金刚石砂线切割，而金刚石砂线切割是一种更为新型的切割工艺，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，其切割速度是砂浆切割工艺中钢线的2～3倍，出片率也比砂浆切割方式高，且其消耗的水电比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。

但是，由于金刚石砂线切割工艺中，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砂浆悬浮液要高，切割时产生瞬间更强的高温，而切屑硅粉由于粒度太细，比表面积大大增加，这导致了切割后的硅片表面会存在不易清洗的固体硅细粉末，从而使产品光滑度下降、良率低、易翘曲。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：避免金刚石砂线切割硅片的工艺中，所得硅片表面留有很多不易清洗掉的固体硅细粉末，从而确保硅片产品的表面光滑度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种水性金刚线硅片切割液，其组分包括极压剂、表面活性剂、消泡剂、渗透剂、丁苯橡胶乳液粘合剂、去离子水，

具体而言，上述水性金刚线硅片切割液按重量份数计算，包括以下各组分：

其中，极压剂选用合成酯类极压剂，如硼酸酯类极压剂，硼酸酯类极压剂作为一种新型的水溶性极压添加剂，其抗极压能力远大于硫磷型和氯铅型添加剂，并且无味、无毒，具有良好的极压抗磨性和热稳定性，对金属无腐蚀，缓蚀高效；另外，由于硼酸酯油膜的强度高，摩擦系数低，在高温高压条件下具有良好的减摩抗磨润滑性能，和密封材料有良好的相容性，对人体无毒害作用，是一种理想的绿色环保型添加剂，有效提高了切割液的摩擦学性能，体现了较好耐极压性；

表面活性剂为醇类非离子表面活性剂，结构为RO(C₃H₆O)a(CH₂CH₂O)b(C₃H₆O)cH，

其中，R为H、烯丙基、正丁基或异丁基，a＝10～30、b＝10～30、c＝10～30，该表面活性剂促进了体系的稳定性，并且具有良好的润滑性能，且耐高温区间宽、粘度随温度变化小，冷却性能好，实现切割后的硅片表面线痕较轻或几乎没有，使金刚砂线的耗线量也得到明显降低；

消泡剂为硅类消泡剂，例如二甲基硅油，配方中添加的消泡剂，主要作用是为了抑制在喷洗过程中产生大量气泡，防止溢槽现象发生，该消泡剂具有消泡速度快、发泡能力低的特点；

渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚，对硅片有极佳的润湿能力，使得在切割过程中切割液能够发挥最大铺展作用；