專利名稱：一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種水基切削液的組成、制備方法和應用組合。尤其涉及切削液中多
功能高分子表面活性劑的分子設計和合成，以及使用此成分的切削液的制備和應用組合。
背景技術：
中國是世界上太陽能電池生產大國，隨著光伏產業的迅猛發展，處于光伏產業上 游的硅片生產環節顯得越來越重要。為了降低成本，增大單位原料的產出，高密度、高性能、 輕薄高效的硅片成為了硅片市場的新寵。在整個硅片生產流程中，切割環節造成的硅料損 耗成為導致低效能、高成本的直接原因。在硅片的切割過程中，切削液作用不可小覷，它不 僅可以提高潤滑效果，帶走切割產生的熱量，同時還可以在環保的前提下防止腐蝕，增強穩 定性并確保安全。切削液憑借其優秀的刃料懸浮特性以及上述種種作用可極大降低切割消 耗。因而市場對于高性能切削液的呼聲越來越高 早期的切削液一般是以礦物油作為主成分的非水性體系。該體系是把炭化硅等磨 料分散在切削液中形成的。由于礦物油是易燃型性危險物質，必須有防爆設備同時儲藏量 也受到限制，因此在環保和生產管理方面存在問題。同時，采用礦物油切割的晶片，往往要 采用三氯乙烷和二氯甲烷等有機溶劑和高濃度的表面活性劑。由于溶劑屬于致癌物，同時 是大氣污染和臭氧層破壞的主要原因，已經開始禁止使用；另外，非離子表面活性劑洗滌需 要設備投入，因此廢水處理也是一個潛在的問題。 水性產品的發展克服了上述問題，包括水基切削液和水溶性切削液兩種。前者以 水為主體，加入各種添加劑組成。后者以水溶性的原料如乙二醇為主，其中含有少量水和其 它各種添加劑。 關于水基產品的報道相對較多，經大量的已知技術檢索得知
鍋島敏一等的專利涉及(US6673754B1 ;公開號CN1405287A) —種磨料分散性好 的水基切削液，主要特點是其中有一種羧酸高分子分散劑。此分散劑分子量在1000-200000 之間，可以使磨料很好的分散。 專利(US6673752B2)涉及一種切屑液，特點是其中含硅烷、硅醇或硅氧烷等。此類 物質容易和切割物質表面反應形成一層保護膜從而改善切削性能，如生產效率提高、硅片 表面缺陷減少；同時切割面堵塞減少，可以延長加工工具的壽命。 鏑木新吾等的專利涉及(公開號CN1441040A，US6221814B12) —種能抑制對操作 環境和地球環境的沖擊，同時具有磨料高分散性和能夠防止沉淀物硬餅化的水基切削液。 此切削液由分散在硅酸膠體中的磨料粒子組成。硅酸膠體穩定分散在親水性多元醇如乙二 醇、丙二醇和水性分散劑等中。此切削液的特點是磨料分散性好，其沉淀物不硬餅化，容易 再分散利用。切削液黏度在使用過程中變化小，使用壽命長。 專利(US6228816B1)涉及的水性切削液中含有一種陽離子聚合物，其胺值為 20-200K0H/g。同時還使用了一種無機增稠劑。此切削液具有好的磨料分散性和黏度穩定 性。
專利(US6605575B1)涉及一種水溶性切削油。該切削具有液溶解性強、潤滑性能 卓越、切割性能好、防銹、安全、易清洗和低泡等。切削液中主要使用了一種長鏈烷酰基氨基 酸或是其鹽，同時還使用了烷基烷氧基或是酰基烷氧基化合物。 專利(US5693596)涉及一種水基切削液。此切削液含有一種脂肪酸甘油三酯咪唑 聚合物，硬脂酸咪唑和硼酸咪唑，此分散在無機增稠劑膨潤土中。同時還加入油酸，乙二胺 四乙酸鈉鹽，苯并三唑和一種有機硅消泡劑等。 專利(US4853140)涉及一種切屑液，主要由皂、含磷化合物和聚氧乙烯聚氧丙烯 共聚物組成。含磷化合物是一種極壓低溫潤滑劑、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物屬于極壓高溫 潤滑劑。皂由脂肪酸和有機胺如乙醇胺反應獲得。此外，系統中還可以加入殺菌劑、消泡劑 和螯合劑等。 但上述專利技術所涉及的水基性切削液在使用中應存在磨料分散性差的不足。
第二類型的水性產品(水溶性切削液)大多基于水溶性聚乙二醇。這類產品較好 的克服了上述水基產產品中磨料分散性差的問題。 專利(US6383991B1)涉及一種水溶性切削液，主要包括一種烷氧基聚醚、表面活 性劑和一些其它助劑以及少量水。專利中涉及一種納米硅膠粒子的使用，可以顯著改善磨 料的分散性和磨料沉降后的再分散性。 專利(US6602834B1)涉及一種水溶性切削液，主要包括一種烷氧基聚醚、表面活 性劑、一種高分子聚電解質、溶劑和少量水。專利中的聚電解質可以顯著改善磨料的分散性 和磨料沉降后的再分散性。 劉玉嶺等公開了 (公開號CN1858169A) —種堿性水溶性切削液。主要有聚乙二 醇、PH調節劑、螯合劑等組成。該堿性切削液具有化學劈裂作用，可以與硅發生化學反應。 切片過程中單純的機械作用成為機械化學作用，有效解決了切片中的應力問題，減少了切 片過程中的硅片表面微裂和破碎。后續加工去除量少，提高了切片效率和成品率。
朱建民等公開了 (公開號CN101205498A) —種水溶性切削液，含有聚烷氧基化合 物、抗極壓螯合防沉劑和溶解促進劑等。 但上述所涉及的水溶性切削液，磨料在切削液中分散性雖得到了改善，但所涉及 的原料類別較多、性能要求較高且仍然不能解決切割工序中的高精細加工，特別在硅片切 割過程中的效率和成品率仍不理想。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種高性能切削液與一種磨料配合成應用組合。使用一 種多功能表面活性劑來實現對切削液表面張力和黏度控制以改善其掛線性和磨料分散性 的技術關鍵。 本發明的技術方案是研制一種高性能水溶性硅料切削液和磨料的配合應用。主 要包括烷氧基聚醚，親水性溶劑，表面活性劑，少量水和其它功能性助劑如螯合劑和防銹 劑等； 本發明涉及的切削液的主要成分是一種烷氧基聚醚，該聚合物具有如下結構
5R2
Ri C R3
R4 (1) 其中，Rl， R2， R3和R4可以相同或是不同，可以是氫原子或是碳原子數是1_24的 烷基，還可以是，并且R1，R2，R3和R4中至少有一個是，具有如下的聚醚結構(II):
- (E0) m (P0) n (BO) 1 (II)這里，E0是乙氧基，P0是丙氧基，BO是丁氧基。m， n， 1是1-50的正整數，且m， n，
1之和為2到100之間的正整數；優選的方案是其中m， n， 1是1-20的正整數，且m， n， 1之
和為2到IOO之間的正整數。EO、PO和BO是無規分布，還可以是嵌段分布。 領域內的專業人士熟知，用不同引發劑來引發環氧乙烷、環氧丙烷和四氫呋喃聚
合，可以獲得具有上述結構(I)的烷氧基聚醚。引發劑可以是伯醇如甲醇、乙醇、丙醇以
及乙二醇和丙二醇等，可以是仲醇如異丙醇、異丁醇和異戊醇等，可以是叔醇如三甲基丁醇
等；可以是一元醇、二元醇、三元醇和四元醇等。可以使用酸性催化劑、堿性催化劑或是復合
催化劑等。 本發明涉及的烷氧基聚醚可以是基于上述結構(I)的某種單一組分；也可以是基 于上述結構(II)的多種組分和混合物，例如混合物中含有PEG300-800和PEG1000。
本發明優選的方案是采用浸潤性好、排削能力強且對碳化硅類磨料具有優良的分 散特性的聚乙二醇(PEG)，更加優選的方案是聚乙二醇200-2000，最優選的方案是聚乙二 醇600-800。 本發明涉及的切削液中，上述烷氧基聚醚的比例是50-95% ;優選的比例是 70-95% ;更加優選的比例是85-95%。 本發明涉及的切削液中還有溶劑。這類溶劑有溶解促進劑的作用，還有幫助磨料 分散的作用，因此可以改善切削性能。本發明涉及的溶劑包括醇、酰胺、酯、酮、乙二醇醚、胺 或是砜等。其中涉及的醇類溶劑有乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇，二丙二醇、三丙二醇、己 二醇、丙三醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、季戊四醇、乙二醇單甲醚、 乙二醇單疑謎、乙二醇單丁醚等。領域的專業人士熟知可以選擇其它種類溶劑的選擇，這里
不一一列舉。本發明可以選擇一種溶劑，但是也可以選擇多種溶劑的混合物。切屑液中溶 劑的比例是5_10%。 本發明涉及的切削液中使用了表面活性劑。 一方面，由于其分子中有憎水性基團， 所以表面活性劑在系統中有潤滑作用；而且，憎水性基團中有苯環時潤滑效果較好。另一方 面，表面活性劑還有其他性能，如表面活性劑可以提高切削液的滲透力、有助于磨料的分散 等。不僅如此表面活性劑還對降低表面張力有幫助，可以改善切削液的掛線性。本發明涉 及的表面活性劑可以是針對切削液的需要而特殊設計的新型化合物，還可以是商品表面活 性劑。 本發明涉及一種特殊設計的多功能高分子表面活性劑，這種高分子表面活性劑可 以改善切削液中磨料的分散性和切削液掛線性。本發明涉及的高分子表面活性劑具有如下 的結構
<formula>formula see original document page 7</formula>
R5 R6 R7 該聚合物為一種多元共聚物。優選的方案是一種三元共聚物。其中，含有基團R5 的部分代表一種疏水性單體；含有基團R6的部分代表一種親水性單體，屬于離子型；含有 基團R7的部分代表另一種親水性單體，屬于非離子型。 聚合物中的疏水性單體可以提供表面活性，也就是聚合物具有降低表面張力的能 力。這可以改善切削液的掛線性。其可以是苯乙烯類單體，也可以是丙烯酸酯類單體。此 領域的專家熟知還有其他備選單體。本發明的優選方案是丙烯酸酯類單體。可以使用的丙 烯酸酯其結構可如下表示
<formula>formula see original document page 7</formula> 其中，R8可以是H或是CH3 ;R9是長鏈烷基，其可以是碳氫鏈，也可以是氟碳鏈。優
選的是碳氫鏈作為疏水鏈；碳氫鏈長度可以任意選擇，優選的碳氫鏈是C8-C18。 聚合物中的離子型親水性單體提供了水溶性，使聚合物容易分散在水中；同時和
固體磨料結合后，還使固體磨料表面帶電荷，提高其分散穩定性。單體可以是苯乙烯類，也
可以是丙烯酸酯類。此領域的專家熟知還有其他備選單體。本發明的優選方案是丙烯酸類
單體，可以使用的丙烯酸類單體其結構可如下表示
<formula>formula see original document page 7</formula>
G (V)
其中，RIO可以是H或是CH3 ;M是反離子，可以是金屬離子如Na，K等，也可以是氨 離子，還可以是乙醇胺，還可以是四烷基銨根離子如四甲基銨根離子等。
聚合物中的非離子型親水性單體提供了水溶性，使聚合物容易分散在水中；同時 和固體磨料結合后，還使固體磨料粒子之間具有空間位阻，不容易發生絮凝，提高分散穩定 性；即使發生沉降，不同粒子之間也不會發生硬化現象，因此容易再分散。進一步而言，切割 過程中其可以在硅表面形成一潤滑層，改善切削效果。單體可以是苯乙烯類，也可以是丙烯 酸酯類；此領域的專家熟知還有其他備選單體。本發明的優選方案是丙烯酸酯類單體，可以 使用的丙烯酸酯其結構可如下表示
<formula>formula see original document page 8</formula> 其中，Rll可以是H或是CH3 ;R12可以是H或CH3或；或其它烷基。R、 s是0-50 的正整數，優選的方案是0-20的正整數。 x， y， z代表三種單元在聚合物中所占的比例。本發明優選的聚合物比例是
0-20% ，5-30% ，50-95% ;—個更好的優選比例是10-20% ， 15-30% ， 50-75% 。 上述聚合物的分子量在3000-200000，優選分子量是5000-50000，更加優選的分
子量是10000-20000。此聚合物的合成方法將在下面的具體實施例部分闡述。 本發明涉及的商品表面活性劑主要有烷基烷氧基聚醚、烷基苯酚烷氧基聚醚以及
聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物醚等等；本發明涉及的商品表面活性劑還可以是上述表面活性劑
產品的衍生物如磺化產物或者是磷酸酯。領域內的專業人士熟知如何選擇和獲得所需要的
表面活性劑。本發明優選的方案是烷基苯酚烷氧基醚，本發明更加優選的方案是烷基苯酚
烷氧基醚磷酸酯。 本發明優選的表面活性劑是上述多功能高分子表面活性劑。本發明更加優選的方 案是使用上述高分子表面活性劑和前述商品化的表面活性劑(第二表面活性劑)的組合。 本發明優選的第二表面活性劑烷基苯酚烷氧基醚磷酸酯；本發明更加優選的表面活性劑是 支鏈烷基聚氧乙烯醚磷酸酯。領域內的技術專家熟知如何選擇合適的表面活性劑系統來獲 得最好的性能。 切削液中表面活性劑所占的比例是0. 01_5%，優選的比例是0. 05_1%，更優選的 比例是O. 1-0. 5%。 本發明的切削液還可能含有少量水，主要是原料帶進來的。其比例是< 5%，最好 是< 0. 5%。 除了上述烷氧基聚醚、溶劑、表面活性劑和少量水以外，本發明的切削液還涉及其 它功能助劑，以進一步改善其性能。 重金屬(主要來自刀具)其能級處于硅晶體的禁帶中央，被稱為GH深能級雜質I， 起著電子和空穴的復合中心作用，使晶體中激子壽命大大下降，漏電流增大。這些重金屬雜 質在硅中尤其是在高溫下有很大的擴散系數。當硅單片在高溫下反復加工時，雜質就擴入 襯底內層。在IC制備中使其漏電流增大，PN結擊穿軟，材料電阻率也會發生變化，且這些快 速雜質極易在晶體中的缺陷處沉淀在沉淀周圍產生應力或使PN結扭曲，這是經常造成PN 結漏電流增大，擊穿軟的主要原因。 因此螯合劑的使用已成為必不可少。可以使用的螯合劑包括無機螯合劑和有機螯 合劑。本發明優選有機螯合劑，包括有機磷類螯合劑、氨基羧酸類螯合劑和C、H、0化合物以及高分子聚電解質等。以下是一些常見的螯合劑，包括1 ， 1- 二膦酸乙烷、1 ， 2- 二膦酸乙烷、 羥乙基1，1，2_三膦酸、甲基膦琥珀酸、谷氨酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四乙酸、乙醇酸、聚 丙烯酸、聚馬來酸、聚乙二醇、聚乙烯基醇，二縮乙醇酸、酒石酸、乳酸等等。本發明優選乙醇 酸，其比例是0-5 % ，優選的比例是0-3 % ，更優選的比例是0-2 % 。 切削液中防銹劑的應用可以保護刀具不受銹蝕，更重要的是可減少切削過程中金 屬離子濃度，從而降低其對硅片性能的影響。本發明涉及的防銹劑可以是水溶性的，也可以 是油溶性的。可以選擇的防銹劑包括亞硝酸鈉、磷酸二氫鈉、硅酸鈉、苯甲酸鈉、三乙醇胺、 二乙醇胺、單乙醇胺、苯乙醇胺、六次四甲基四胺、苯并三唑和烯基丁二酸等。本發明優選有
機醇胺類。其使溶液呈現弱堿性，同時可提高表面活性劑溶液的表面活性，能提高溶液的綜 合性能。防銹劑的比例是0-2%，優選的比例是0-1%，更優選的比例是0_0. 5%。
本發明還涉及切削液的應用組成，即由上述組分的水溶性切削液和一種磨料。根 據需要切削的材料的性質選擇合適的磨料。可選擇的磨料包括，但是不局限于，鋁粉、碳化 硅粉、金剛石粉、氧化鎂粉、氧化鋯粉和氧化鈰粉等；還可以是硅膠粒子等。本發明優選的是 碳化硅粉。所選擇的磨料顆粒大小應該合適，優選的是0.5-50微米。切削液中磨料的比例 是30-80 % ，優選比例是35-65 % ，更加優選的比例是40-50 % 。 本發明還涉及上述切削液的應用。本發明涉及的切削液可以應用于硬脆性材料的 切割，特別適用于單晶硅、多晶硅、石英、水晶、玻璃和陶瓷等。尤其適用于單晶硅或多晶硅 的切割。本發明應用于上述切割過程所涉及的裝置包括圓切裝置、線切裝置等，本發明優選 的工具是線切裝置。 本發明的的積極效果是改善了切削液的掛線性和磨料的分散性，與已知技術比 較，其精細切割效率更高、產品成品率更高、生產成本下降、應用范圍擴大。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。必須指出，本發明并不局限于以下實施 例。基于本發明描述的精神實質所作的任何修正仍然屬于本發明所要求的權利范疇。
實施例1 烷氧基聚醚的制備在2L高壓釜中，加入90g乙二醇，100g甲苯和2gK0H，密封，氮 氣置換后，升溫。當溫度達到后100-110時，減壓脫水汽。加入甲苯可以幫助水汽的排除。 水汽排除完以后，持續通入環氧乙烷1400g。過程中控制反應溫度在120-160度的范圍內而 釜內壓力在0. 3-0. 6MPa。當環氧乙烷通完后，釜內壓力持續下降，直到釜內壓力連續30分 鐘不下降時，降溫即得到切削液所需要的PEG，其分子量約600(PEG600)。
功能高分子表面活性劑合成聚合反應在2000ml的四口瓶中進行。反應瓶裝有 機械攪拌、溫度計、球形冷凝管和N2出入口等。將甲基丙烯酸月桂醇酯(20g)，甲基丙烯酸 (80g)和甲氧基聚乙二醇(m-PEG 1000)甲基丙烯一酸酯(100g)加入反應瓶中。然后加入 1000ml乙二醇單甲醚。攪拌使體系混合均勻。然后用氮氣置換反應瓶中的空氣3-5次，使系 統充分脫氧。接下來加熱升溫到60度。加入引發劑AIBN(1.0g)和分子量調節劑(0.5g)。 反應體系在此條件下聚合8小時，再往系統中加入少量的引發劑，升高溫度到85度繼續聚 合2小時。反應結束后往上述聚合物溶液中加入和100ml乙醇胺以中和其中的丙烯酸。此 產物出料即為多功能高分子表面活性劑(PolySur-lOO)。
切削液與磨料(砂子)配合應用實例為取用PEG200-1000 :88. 5%，乙二醇 10%，PolySur-100 :1%，其它助劑0. 5%。將此切削油和商品磨料砂子(切削油和砂子的 比例是l : 1)，進行多晶硅8英寸的切割，單批次共處硅片2000片，硅片容易清洗，平均成 品率為92.0%。
實施例2 有關烷氧基聚醚的合成同實施例1。本實施例不涉及多功能高分子表面活性劑的 合成。 切削液與磨料(砂子)配合應用實例為使用上述原料合成切削液，其中 PEG200-1000 :88. 5%，乙二醇:腦，NP-10-P :1%，其它助劑0. 5%。將此切削油和商品磨 料砂子(切削液和砂子的比例是l : 1)，進行多晶硅8英寸的切割，單批次共處硅片3000 片，硅片容易清洗，平均成品率為91. 8%。
實施例3 有關烷氧基聚醚的合成同實施例1。有關多功能高分子表面活性劑的合成同
實施例l。
切削液與磨料(砂子)配合應用實例為使用上述原料合成切削油，其中 PEG200-1000 :88. 5 % ，乙二醇10 % ， PolySur-200 :0. 8 % ， NP-IO-P :0. 2 % ，其它助劑 0.5%。將此切削油和商品磨料砂子(切削液和砂子的比例是l : 1)，進行多晶硅8英寸的 切割，單批次共處硅片4000片，硅片容易清洗，平均成品率為92. 4%。
實施例4 烷氧基聚醚的制備在2L高壓釜中，加入90g乙二醇，lOOg甲苯和2g KOH，密封， 氮氣置換后，升溫。當溫度達到后100-110時，減壓脫水汽。加入甲苯可以幫助水汽的排除。 水汽排除完以后，持續通入環氧乙烷900g。過程中控制反應溫度在120-160度的范圍內而 釜內壓力在0. 3-0. 6MPa。當環氧乙烷通完后，釜內壓力持續下降，直到釜內壓力連續30分 鐘不下降時，降溫即得到切削液所需要的PEG200-1000。
有關多功能高分子表面活性劑的合成同實施例1。 切削液與磨料(砂子)配合應用實例為使用上述原料合成切削油，其中 PEG200-1000 :83.5%， PEG-100 :5 % ，乙二醇:10 % ， PolySur-100 :1 % ，其它助劑0.5%。將 此切削油和商品磨料砂子(切削液和砂子的比例是l : 1)，進行多晶硅8英寸的切割，單批 次共處硅片1800片，硅片容易清洗，平均成品率為92. 2% 。
實施例5 有關烷氧基聚醚(PEG800和PEG-1000)的合成同實施例1。 多功能高分子表面活性劑合成聚合反應在2000ml的四口瓶中進行。反應瓶裝有 機械攪拌、溫度計、球形冷凝管和氮氣出入口等。將，甲基丙烯酸(lOOg)和甲氧基聚乙二醇 (m-PEG 1000)甲基丙烯一酸酯(lOOg)加入反應瓶中。然后加入1000ml乙二醇單甲醚。攪 拌使體系混合均勻。然后用氮氣置換反應瓶中的空氣3-5次，使系統充分脫氧。接下來加 熱升溫到60度。加入引發劑AIBN(1.0g)和分子量調節劑(0.5g)。反應體系在此條件下聚 合8小時，再往系統中加入少量的引發劑，升高溫度到85度繼續聚合2小時。反應結束后 往上述聚合物溶液中加入和100ml乙醇胺以中和其中的丙烯酸。此產物出料即為多功能高 分子表面活性劑(PolySur-200)。
10
切削液與磨料(砂子)配合應用實例為取用PEG200-1000 :88. 5%，乙二醇 10%，PolySur-200 :1. 0%，其它助劑0. 5%。將此切削液和商品磨料砂子(切削液和砂子 的比例是l : 1)，進行多晶硅8英寸的切割，單批次共處硅片3000片，硅片容易清洗，平均 成品率為91.8%。
權利要求
一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合，其特征是該切削液由烷氧基聚醚所含比例為50.0-95.0％、溶劑所含比例為5.0-10.0％、表面活性劑所含比例為0.1-2.0％、少量水所含比例為0.1-5.0％和功能助劑所含比例為0.1-1.0％等基本組份組成，各組份所占比例之和小于等于1。
2. —種水溶性硅料切削液的組成和應用組合，其特征是應用時根據切削材料的性質選 擇合適的磨料與之組合，所選擇磨料的顆粒大小應控制在0. 5-50微米間，磨料與切削液的 配合比例控制在30% -80%。
3. 根據權利l所述的一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合，其特征是所述的烷氧 基聚醚的結構為<formula>formula see original document page 2</formula>其中，Rl， R2， R3和R4可以相同或是不同；R1， R2， R3和R4可以是氫原子、碳原子數是 1-24的烷基或是具有如下結構的烷氧基聚醚基團 -(EO)m(PO)n(BO)l (II)其中，E0是乙氧基，P0是丙氧基，B0是丁氧基；m、 n、 1是1_50的正整數，且m、 n、 1之 和為2到100之間的正整數；E0、P0和BO可以是無規分布，還可以是嵌段分布。
4. 根據權利要求3中涉及的烷氧基聚醚，其特征是所獲得的方法是由引發劑和催化劑 引發環氧乙烷、環氧丙烷和四氫呋喃聚合獲得而引發劑可以是伯醇、仲醇或叔醇；聚合過程 中可以使用酸性催化劑、堿性催化劑或是復合催化劑等。
5. 根據權利要求1所述的一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合，其特征是所述的 溶劑包括醇、酰胺、S旨、酮、乙二醇醚、胺或是砜等。
6. 根據權利要求l中所述的一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合，其特征是所述 的表面活性劑是針對切削液的需要而特殊設計的多功能高分子表面活性劑或商品表面活性劑。其結構應符合如下檢簡式(III):<formula>formula see original document page 2</formula>其中，含有基團R5代表一種疏水性單體；含有基團R6代表一種離子型親水性單體；含有基團R7代表非離子型親水性單體。
7.根據權利要求6中涉及的多功能高分子表面活性劑，其特征是所述疏水性單體其優選的結構簡式為(IV)其中，R8可以是H或是CH3 ;R9是長鏈烷基或是碳氫鏈或氟碳鏈。
8.根據權利要求6涉及的多功能高分子表面活性劑其特征是所述的離子型親水性單 體結構簡式為<formula>formula see original document page 3</formula>G (V)其中，R10可以是H或是CH3 ;M是反離子，可以是金屬離子或氨離子或乙醇胺。
9.根據權利要求6中涉及的非離子型親水性單體其特征是結構簡式為<formula>formula see original document page 3</formula>(VI)其中，RIO可以是H或是CH3 ;Rll可以是H或CH3或其它烷基；r、s是0_20的正整數。
10. 根據權利要求6所述的多功能高分子表面活性劑，其特征是所述的x、 y、 z三種單 元在聚合物中所占的比例分別是0-20 % 、5-30 % 、50-95 % 。
11. 根據權利要求6所述的高分子表面活性劑其特征是分子量范圍是3000-200000。
12. 根據權利要求6中涉及的商品表面活性劑其特征是所選擇的范圍主要有烷基烷氧 基聚醚、烷基苯酚烷氧基聚醚以及聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物醚或是上述表面活性劑產品的 衍生物。
13. 根據權利要求6所述的多功能高分子表面活性劑，還可以是高分子表面活性劑和 前述商品表面活性劑的組合。
14. 根據權利要求1所述的水溶性切削液，其特征是所述的功能助劑包括螯合劑、防銹劑。
全文摘要
本發明涉及一種水溶性硅料切削液的組成和應用組合。該切削液含有1)烷氧基聚醚(50.0-95.0％)，2)溶劑(5.0-20.0％)，3)表面活性劑(0.1-2.0％)，4)少量水(0.1-5.0％)和5)其它功能助劑(0.1-1.0％)。該切削液具有無污染、金屬雜質含量低的特點。本發明還涉及基于上述成分的切削液的應用組合，應用時根據切削材料的性質選擇合適的磨料與之組合，所選擇磨料的顆粒大小應控制在0.5-50微米間，磨料與切削液的配合比例控制在30∶100-80∶100。此切削液磨料分散性好，且在沉降后容易再分散。本發明還涉及上述切削液在單晶硅、多晶硅等硬脆性材料加工方面的應用。使用上述切削液，切片出片效率高、成品合格率高，且硅片容易清潔。
文檔編號C10M145/00GK101712907SQ200910013428
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月26日 優先權日2009年8月26日
發明者周全凱, 姜艷 申請人:遼陽科隆化學品有限公司