包含纳米胶体粒子的钽酸锂清洗剂及制备方法与用途技术

本发明专利技术提供了一种用于钽酸锂晶片表面清洗的清洗剂及其制备方法与用途，所述清洗剂包含纳米胶体粒子，还涉及所述纳米胶体粒子的制备方法及制备方法和用途，所述纳米胶体粒子包括纳米二氧化硅、阳离子型胶体稳定剂和二氧化硅吸附剂，所述清洗剂包括所述纳米胶体粒子、pH调节剂、表面活性剂、润湿剂和超纯水。所述纳米胶体粒子具有优异的稳定性、颗粒清洗和抗颗粒再沉积效果，且能杜绝破片的发生，特别适用于软脆材料表面尤其是钽酸锂晶片的清洗中，具有广阔的应用前景和工业化使用价值。有广阔的应用前景和工业化使用价值。有广阔的应用前景和工业化使用价值。

【技术实现步骤摘要】
包含纳米胶体粒子的钽酸锂清洗剂及制备方法与用途


[0001]本专利技术涉及一种用于软脆材料表面清洗的清洗剂及其制备方法与用途，更特别地涉及一种包含纳米胶体粒子的钽酸锂清洗剂及其制备方法与用途，还涉及所述纳米胶体粒子及其制备方法，进而涉及使用该清洗剂清洗软脆材料表面的清洗方法，属于新型清洗剂领域和软脆材料表面处理


技术介绍

[0002]钽酸锂(LiTaO3，以下有时也简称“LT”)晶体做为一种典型的单晶体“软脆”材料，其莫氏硬度为5.5
‑
6，具有优良的压电、热电、声光及电光等效应，因而成为弹性表面波(SAW：surface acoustic wave)器件、光通讯、激光及光电子领域中的基本功能材料，在航空、航天等国防工业，以及在民用光电产品上广泛应用于滤波器、传感器、高速通信器件、倍频器件等。特别是在高频弹性波器件领域，5G标准下的SAW还无法被其它更具优势的商品化材料所代替，是迄今为止发现的光学性能最多、综合指标最好的晶体，也是目前被公认为光电子时代的“光学硅”的主要替代候选材料之一。
[0003]随着科技的进步和技术要求的提高，近年来，LT的市场需求量显著增加，而且在需求上向着大尺寸、高薄度、无损伤且超高清洁度表面等要求方面发展。
[0004]目前LT晶片生产的制程是用磨削进行切割、用游离磨料研磨、用酸蚀刻进行抛光的“切
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磨
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抛”流程。但LT晶体因其强各向异性及软脆等物理特性，从而在进行切割、研磨、抛光的加工时会存在诸多问题，例如：1、作为软脆材料的典型，LT晶体在研磨、抛光过程中易产生裂纹和崩边、亚表面损伤等缺陷；2、由于硬度低，LT晶体易发生加工表面被磨料等杂质颗粒划伤和磨粒嵌入等损伤，难以在后续清洗制程中消除；3、LT材料具有热释电效应，作业环境温度升高会导致晶片产生放电现象而造成碎裂；4、LT晶片的持续加工过程中的工艺稳定性和持续加工效率仍有待提高。
[0005]这些问题的存在，对LT研磨和/或抛光后的清洗工序提出了苛刻的和多样性的技术要求：1、需要柔和控制清洗制程的物理清洗参数(超声频率、溶液波动、漂洗强度等)以减少LT破片；2、对LT在研磨过程中晶片表面嵌入的颗粒，需要具有良好的清洗去除效果；3、清洗温度需控制在40℃以内，以避免晶片发生热释电现象而造成碎裂。
[0006]但迄今为止，对于钽酸锂晶片的清洗方法主要局限于现有技术的清洗方法，即通常采用浸泡、超声等方法，但仍存在无法将研磨和/或抛光过程中嵌入的颗粒清洗干净的问题，以及LT在清洗中的破片率仍需进一步降低等。鲜有更高效率、且能满足上述需求的清洗方法。仅有的些许改进或类似方法如下：
[0007]CN103603054A公开了一种制备钽酸锂晶片的方法，其中涉及该碳酸锂晶片的清洗方法，具体为：用丙酮水溶液在第一清洗温度下超声清洗所述钽酸锂基片第二时间；用无水乙醇水溶液在第二清洗温度下超声清洗所述钽酸锂基片第三时间，所述第一和第二清洗温度均为80℃，第二时间为20
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30分钟，第三时间为20
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30分钟，然后用去离子水冲洗所述钽酸锂晶片30秒至1分钟，并将冲洗后的所述钽酸锂晶片在50℃至60℃下干燥1至2分钟。
[0008]CN109988509A公开了一种钽酸锂还原片抛光液及其制备方法和用途，所述还原片抛光液，按重量百分比计，包括如下组分：液相载体35
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65％、二氧化硅颗粒15
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60％、氧化剂≤20％、亲核试剂0.005
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20％。所述钽酸锂还原片抛光液克服现有技术中的不足，其制备方法简单、高效。此外，所述抛光液还通过特定的亲核试剂和氧化试剂并将他们合理组合，使得抛光液的抛光质量、抛光速率亦获得很大提升。
[0009]CN103878145A公开了一种清洗与钽酸锂晶片类似的硅酸镓镧晶片方法，包括如下步骤：使用由磷酸、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；对清洗后的硅酸镓镧晶片进行漂净并甩干；然后使用由氨水、双氧水以及去离子水组成的清洗液对硅酸镓镧晶片进行兆声清洗；对清洗后的硅酸镓镧晶片漂净并甩干；将漂净甩干后的晶片放入烘箱中烘干。所述清洗方法可压缩酸性清洗流程的时间并延长碱性清洗流程的时间，同时利用更为有效的兆声清洗替代传统的超声清洗，解决了切割处理后硅酸镓镧晶片的清洗问题，提高了硅酸镓镧晶片表面的清洁度，取得了较好的清洗效果。
[0010]如上所述，对于钽酸锂晶片的新型清洗方法，目前鲜有报道，因此，研发新型的用于软脆材料尤其是钽酸锂晶片的新型清洗剂和清洗方法，是目前该领域中存在的技术难点。本专利技术的出发点和目的在于提供一种全新的、能够满足上述技术要求和趋势的钽酸锂晶片清洗剂，其重点和技术创新点主要在于一种新型的纳米胶体粒子，通过该纳米胶体粒子的使用，从而取得了诸多优异的技术效果，在领域取得了突破性进展，对于软脆材料尤其是钽酸锂晶片的表面清洗有极大的促进和改善作用。

技术实现思路

[0011]为解决上述的现有LT晶片清洗技术存在的问题和满足技术发展而提出的要求和趋势，以及为了开发新型的环保清洗液、制备方法和清洗工艺，本专利技术人经过大量的深入研究，从而研发得到了一种适用于软脆材料尤其是LT晶片的表面清洗的纳米胶体粒子及其制备方法和用途，以及包含该纳米胶体粒子的清洗剂和LT晶片的清洗方法等诸多技术方案，进而完成了本专利技术。
[0012]需要注意的是，在本专利技术中，除非另有规定，涉及组成限定和描述的“包括”的具体含义，既包含了开放式的“包括”、“包含”等及其类似含义，也包含了封闭式的“由
…
组成”、“由
…
构成”等及其类似含义。
[0013]具体而言，本专利技术具体包括如下数个技术方案。
[0014][第一个技术方案][0015]第一个方面，本专利技术的一个技术方案在于提供一种纳米胶体粒子，该纳米胶体粒子特别适用于软脆材料尤其是LT晶片的表面清洗。
[0016]在本专利技术的所述纳米胶体粒子中，所述纳米胶体粒子包括纳米二氧化硅、二氧化硅吸附剂(以下有时也称为“吸附剂”)和阳离子型胶体稳定剂。
[0017]在本专利技术的所述纳米胶体粒子中，所述纳米二氧化硅的粒度为1
‑
100nm，例如可为1nm、5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm中任何两个数值所构成的范围，示例性地可为5
‑
90nm、10
‑
80nm、20
‑
70nm、30
‑
60nm等，优选为20
‑
60nm。
[0018]在本专利技术的所述纳米胶体粒子中，所述阳离子型胶体稳定剂为下式(1)的阳离子铵类低聚物：
[0019][0020]其中：
[0021]R为H或C6‑
20
烷基；
[0022]n为聚合度，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米胶体粒子，所述纳米胶体粒子包括纳米二氧化硅、二氧化硅吸附剂和阳离子型胶体稳定剂。2.根据权利要求1所述的纳米胶体粒子，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒度为1
‑
100nm，优选为20
‑
60nm。3.根据权利要求1或2所述的纳米胶体离子，其特征在于：所述阳离子型胶体稳定剂为下式(1)的阳离子铵类低聚物：其中：R为H或C6‑
20
烷基；n为聚合度，其选自5
‑
50的整数；X为卤素。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的纳米胶体粒子，其特征在于：所述二氧化硅吸附剂为聚丙烯酸、聚马来酸、丙烯酸
‑
马来酸共聚物或丙烯酸
‑
苯乙烯共聚物的任意一种或任意多种的混合物。5.权利要求1
‑
4任一项所述的纳米胶体粒子用于软脆材料表面清洗的用途。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的纳米胶体粒子的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：A、按质量份计，分别称取5
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15份纳米二氧化硅、0.01
‑
1份阳离子型胶体稳定剂、0.5
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4份二氧化硅吸附剂和75
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95份超纯水，并将所述超纯水分为两等份待用；B、将所述纳米二氧化硅在搅拌下加入第一份超纯水中，然后搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯军，吕晶，
申请(专利权)人：浙江奥首材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：