[發(fā)明專(zhuān)利]基于相變微膠囊懸浮液的半導(dǎo)體單晶硅金剛石線鋸切割方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210367472.5
• 申請(qǐng)日: 2022-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114670350A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚春燕;馮磊;陳陽(yáng);杜振宇;王鴻炳;圣天威;許凱翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B28D5/04
• 分類(lèi)號(hào): B28D5/04;B28D7/02;C09K5/06;C10M169/04
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

一種基于相變微膠囊懸浮液的半導(dǎo)體單晶硅金剛石線鋸切割方法，包括以下步驟：1)以甲基丙烯酸甲酯作為有機(jī)殼體，直鏈烷烴類(lèi)相變材料作為相變芯材，改性納米氮化硅作為導(dǎo)熱粒子采用聚合法制備相變微膠囊，其以金剛線切割液和去離子水按50:1配置水性基礎(chǔ)液，添加0.1～0.3wt％的納米SiC和上述微膠囊制備1.0wt％?5.0wt％的相變微膠囊懸浮液；2)水泵運(yùn)輸儲(chǔ)存池中的微膠囊懸浮液通過(guò)冷凝器到達(dá)噴嘴，冷凝器確保微膠囊在到達(dá)切割區(qū)域前沒(méi)發(fā)生相變；3)微膠囊懸浮液通過(guò)噴嘴噴灑到金剛石鋸絲上，微膠囊顆粒進(jìn)入切割區(qū)域發(fā)生相變。本發(fā)明具有高熱導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性，在多次冷熱循環(huán)下仍有較好的利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金剛石線鋸切割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于相變微膠囊懸浮液的半導(dǎo)體單晶硅金剛石線鋸切割方法。

背景技術(shù)

在金剛石線鋸切割過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生切削熱，由切削熱又會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，使硅片發(fā)生翹曲變形。隨著硅片的大尺寸、超薄化發(fā)展，硅片因翹曲發(fā)生斷裂破碎的幾率增大，增加了后續(xù)研磨和拋光工藝的難度。線鋸切割液在線鋸切割過(guò)程中承擔(dān)著將產(chǎn)生的切削熱及時(shí)有效釋放、增加切割過(guò)程潤(rùn)滑滲透等作用，早期的切割液是以礦物油為主體，在其中加入油溶性防腐蝕劑、分散劑等所構(gòu)成復(fù)合油基切削液。但此類(lèi)切割液冷卻效果不理想且對(duì)人體有害。目前金剛石線鋸主要采用的是以去離子水為基礎(chǔ)，添加了少量表面活性劑、緩蝕劑、極壓劑等組分所構(gòu)成的水基切削液，但目前所使用的水基切削液潤(rùn)滑性差、抗腐蝕性差、熱導(dǎo)率較低，且切削液不易回收，循環(huán)使用率較低。針對(duì)這些缺點(diǎn)，當(dāng)前企業(yè)主要采用兩種方法，一是加大切割過(guò)程中切削液的供應(yīng)量，但由于進(jìn)入切割區(qū)域的切割液是一定的，提高切割液的供應(yīng)量會(huì)造成切割液的大量浪費(fèi)，增加后續(xù)處理的成本。二是在切削液中增加各種油性添加劑來(lái)改善切削液的潤(rùn)滑性能。但這種方法在提高切割液潤(rùn)滑性能的同時(shí)會(huì)降低冷卻性能，從而造成工件的翹曲。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)的不足，為解決切割過(guò)程中高切削熱引起的硅片翹曲，本發(fā)明提出一種基于相變微膠囊懸浮液的半導(dǎo)體單晶硅金剛石線鋸切割方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于相變微膠囊懸浮液的半導(dǎo)體單晶硅金剛石線鋸切割方法，包括以下步驟：

1)以甲基丙烯酸甲酯作為有機(jī)殼體，直鏈烷烴類(lèi)相變材料作為相變芯材，改性納米氮化硅作為導(dǎo)熱粒子采用聚合法制備相變微膠囊，其中芯、殼和氮化硅的質(zhì)量比為1.5：1：(0.06—0.07)；以金剛線切割液和去離子水按50:1配置水性基礎(chǔ)液，添加0.1～0.3wt％的納米SiC和上述微膠囊制備1.0wt％-5.0wt％的相變微膠囊懸浮液；

2)水泵運(yùn)輸儲(chǔ)存池中的微膠囊懸浮液通過(guò)冷凝器到達(dá)噴嘴，冷凝器確保微膠囊在到達(dá)切割區(qū)域前沒(méi)發(fā)生相變；

3)微膠囊懸浮液通過(guò)噴嘴噴灑到金剛石鋸絲上，微膠囊顆粒進(jìn)入切割區(qū)域達(dá)到相變溫度發(fā)生相變。。

進(jìn)一步，所述步驟1)，所述相變芯材包括正十八烷、正十七烷和正十四烷中的一種或兩種以上的組合。

再進(jìn)一步，所述步驟1)中，改性氮化硅通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑接枝法對(duì)納米氮化硅改性制得。

更進(jìn)一步，所述懸浮液中相變微膠囊熔化時(shí)吸收大量潛熱，增大相變微膠囊懸浮液有效比熱容，相變微膠囊顆粒附近的“微對(duì)流效應(yīng)”增強(qiáng)了管路壁面的導(dǎo)熱性，SiC顆粒由于納米尺寸效應(yīng)，會(huì)在鋸絲和硅片間形成物理吸附膜提高切削液的摩擦特性和潤(rùn)滑性能。

所述步驟2)中，所述噴嘴與冷凝器連接。