一种激光切割保护液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种激光切割保护液及其制备方法和应用，所述激光切割保护液包括水溶性树脂、共沸溶剂、多元醇、水溶性紫外吸收剂、水溶性抗氧剂、pH调节剂和防腐蚀剂的组合；所述共沸溶剂由水和沸点高于145℃的高沸点溶剂组成，且二者的质量比为(3～11):1；所述激光切割保护液通过使用共沸溶剂且添加多元醇、水溶性紫外吸收剂和水溶性抗氧剂，利用各个组分的互相协同作用，使得到激光切割保护液解决了现有切割保护液使用后碳化残留严重的问题，有助于提升芯片的光电性能。提升芯片的光电性能。提升芯片的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种激光切割保护液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于激光切割
，具体涉及一种激光切割保护液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着高亮度LED市场的不断扩大，提高产品的产能、效率以及良率成为目前首要问题；在很多小型芯片的过程中，一般情况都是采用金刚石划片刀，利用高速旋转的刀具转动，带动设置于刀具上的刀片对被切割的芯片进行切削动作，实现分离动作；在一些高硬度的芯片切割时，则必须使用激光先行切割开槽，激光烧蚀加工兼顾了效率、合格率及成本上的平衡；但是，随着半导体集成电路特征尺寸不断微缩，在分离动作过程，容易使得芯片表面残留蜡层、脏污以及电路氧化残留物等杂物质，该残留杂质中含有活性氧化成分，该活性氧化成分长期依附于芯片表面，容易导致氧化芯片表面一些物质，在污垢杂质重力作用下甚至很可能驱使所述芯片边缘产生崩边的现象发生。
[0003]因此，为了避免激光切割对基底硅片造成损伤的问题，以提高半导体产品的良率和切割的效率，在激光加工前需要在基底表面涂覆保护液形成保护膜，以便能在加工过程中能够很好的保护芯片其他区域抑制LED晶片表面碎片粘附，且在满足蓝宝石、砷化镓、碳化硅以及半导体晶圆等切割保护外，尽可能实现切割道窄小、芯片小型化的要求。
[0004]现有技术中对于芯片激光切割保护液和研究和报道有很多。CN109207272A一种芯片激光切割保护液，其包括有表面活性剂、有机清洁剂、有机溶剂、缓蚀剂和偶联剂。在使用激光切割芯片时，激光切割保护液被撒落在芯片表面，均匀扩散到整个芯片表面。所述表面活性剂成分和有机溶剂能够将残留于芯片表面的物质分解成微小颗粒或化学反应，溶解于有机清洁剂溶液中，达到芯片表面清洁能力。与此同时，所述激光切割保护液扩散芯片表面形成一层有机保护膜，防止了芯片在高温下切割所产生的芯片崩边现象。所述缓蚀剂能够阻止芯片表面的金属线路在高温下被氧化达到阻止了所述金属线路被氧化物的现象发生。CN107118825A公开了一种发光二极管的切割保护液和切割方法，属于光电子
该切割保护液包括非离子表面活性剂、丙烯乙二醇和水，其中非离子表面活性剂的质量分数为3～30％，丙烯乙二醇的质量分数为5～35％，水的质量分数为35～92％，在切割发光二极管的过程中，将切割保护液与去离子水混合使用，去离子水可以对刀轮和晶元进行冷却和清洗，避免出现刀轮或晶元过热，并及时去除碎屑，非离子表面活性剂和丙烯乙二醇可以在切割过程中对刀轮和晶元进行润滑，降低刀轮的磨损，同时可以减少单个LED的边缘崩裂的情况，从而提高了产品的良率。CN112831261A公开了一种用于激光诱导超临界液体烧蚀加工的保护液膜组合物及激光切割工艺，属于半导体加工用化学试剂及加工工艺
该组合物主要包括能够激光诱导生成超临界液体的基体混合物、冷却剂、润湿剂、消泡剂和水，在使用时该保护液膜组合物被旋涂在材料的被加工表面，激光透过液膜照射在材料面并诱导该组合物产生超临界液体，其可有效去除由激光烧蚀产生的碎屑以及堆积在作用区周围的熔融物及火山口高度。
[0005]但是，使用上述现有技术中提供激光切割保护液后均会在基板表面产生切割道残渣大量碳化残留的问题，严重影污染基板材料，影响其使用。
[0006]因此，开发一种具有低碳化残留的激光切割保护液，是本领域技术人员迫在眉睫需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种激光切割保护液及其制备方法和应用，所述激光切割保护液解决了现有切割保护液使用后芯片表面碳化残留严重的问题，有助于提升芯片的光电性能。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种激光切割保护液，所述激光切割保护液包括水溶性树脂、共沸溶剂、多元醇、水溶性紫外吸收剂、水溶性抗氧剂、pH调节剂和防腐蚀剂的组合。
[0010]所述共沸溶剂由水和沸点高于145℃(例如150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃等)的高沸点溶剂组成，且所述水和高沸点溶剂的质量比为(3～11):1(例如4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等)。
[0011]本专利技术所述共沸溶剂指的是沸点在145℃以上的高沸点溶剂通过与水共混形成的共沸溶剂，通过在激光切割保护液中添加质量比为(3～11):1的水和沸点高于145℃的高沸点溶剂组成的共沸溶剂，第一方面，可以降低得到的共沸溶剂的沸点，使得共沸溶剂在低温时即可开始吸热；第二方面，所述共沸溶剂可以与激光切割保护液中的多元醇可以互相配合，进一步提升了激光切割保护液的吸热能力，从而减少了芯片被切割时的碳化残留：第三方面，所述共沸溶剂与所述多元醇的搭配可提高激光切割保护液在旋涂时的均一性。
[0012]除以之外，本专利技术选择水溶性树脂主要是可形成保护膜层，用于阻挡以及粘附激光加工过程中产生的碎屑；而添加多元醇除了可以和共沸产生配合作用外，还可以和水相互作用，提供大量的氢键，一方面，大量的氢键基团可吸收大量的热，防止膜层的过度碳化；另一方面，对旋涂的保护膜起到保湿作用，防止膜层的干燥，尤其对于水溶性树脂，可以保持其溶剂不挥发，有利于清洗。
[0013]最后，还添加水溶性紫外吸收剂、水溶性抗氧剂、pH调节剂和防腐蚀剂互相搭配，均有助于提升激光切割保护液成膜后对于基底材料的保护作用，降低碳化的产生。
[0014]优选地，所述激光切割保护液中水溶性树脂的质量百分含量为1～20％，例如2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％或18％等，优选为2～8％。
[0015]优选地，所述水溶性树脂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮
‑
醋酸均聚物、聚环氧乙烷、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素或聚乙烯醇
‑
聚丙烯酸的嵌段共聚物中任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，所述水溶性树脂的分子量为150000～1500000g/mol，例如350000g/mol、550000g/mol、750000g/mol、850000g/mol、950000g/mol、1050000g/mol、1250000g/mol或1450000g/mol。
[0017]本专利技术中可单独使用一种水溶性树脂，也可以组合使用两种以上水溶性树脂；水溶性树脂的分子量选择尽量为150000～1500000g/mol，以聚乙烯吡咯烷酮为例，建议选择在K60～K90。虽然低的分子量水溶性更好，更便于清洗，但耐热性不足，相反高分子量的耐
热性好，但水溶性变差，因此在配方中加入多元醇，还可以保证水溶性树脂的水洗效果较好。
[0018]优选地，所述激光切割保护液中高沸点溶剂的质量百分含量为5～30％，例如7％、9％、13％、16％、19％、23％、26％或29％等。
[0019]优选地，所述溶剂包括二丙酮醇、正庚醇、间苯二酚二乙醚、乙酸苯酯、乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光切割保护液，其特征在于，所述激光切割保护液包括水溶性树脂、共沸溶剂、多元醇、水溶性紫外吸收剂、水溶性抗氧剂、pH调节剂和防腐蚀剂的组合；所述共沸溶剂由水和沸点高于145℃的高沸点溶剂组成，且所述水和高沸点溶剂的质量比为(3～11):1。2.根据权利要求1所述的激光切割保护液，其特征在于，所述激光切割保护液中水溶性树脂的质量百分含量为1～20％，优选为2～8％；优选地，所述水溶性树脂包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮
‑
醋酸均聚物、聚环氧乙烷、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素或聚乙烯醇
‑
聚丙烯酸的嵌段共聚物中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述水溶性树脂的分子量为150000～1500000g/mol。3.根据权利要求1或2所述的激光切割保护液，其特征在于，所述激光切割保护液中高沸点溶剂的质量百分含量为5～30％；优选地，所述高沸点溶剂包括二丙酮醇、正庚醇、间苯二酚二乙醚、乙酸苯酯、乙二醇单苯醚、二丙酮醇、乙二醇丁醚、乙二醇叔丁醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的激光切割保护液，其特征在于，所述激光切割保护液中多元醇的质量百分含量为0.5～5％，优选为0.5～2％；优选地，所述共沸溶剂和多元醇的质量比为(85～100):1；优选地，所述多元醇包括丙三醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,2
‑
丙二醇或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述聚乙二醇的重均分子量低于700g/mol。5.根据权利要求1～4任一项所述的激光切割保护液，其特征在于，所述激光切割保护液中水溶性紫外吸收剂的质量百分含量为0.1～1％；优选地，所述水溶性紫外吸收剂包括4,4
’‑
2羧基二苯甲酮、二苯甲酮
‑4‑
羧酸、2
‑
羧基蒽醌、1,2
‑
萘二羧酸、1,8
‑
萘二羧酸、2,3
‑
萘二羧酸、2,6
‑
萘二羧酸、2,7
‑
萘二羧酸、钠盐、钾盐、铵盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：易玉玺，黄明起，夏建文，刘彬灿，叶振文，刘献伟，
申请(专利权)人：深圳市化讯半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：