一种环保型乳化精磨液及其制备方法技术

本发明专利技术属于化工加工技术领域，具体涉及一种环保型乳化精磨液及其制备方法。所述精磨液的原料包括如下重量份数的组分：精磨粉2

【技术实现步骤摘要】
一种环保型乳化精磨液及其制备方法


[0001]本专利技术属于化工加工
，具体涉及一种环保型乳化精磨液及其制备方法。

技术介绍

[0002]SiC作为第三代宽禁带半导体材料，与Si和GaAs相比，它具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和迁移率等优点，应用于航空航天、汽车电子等多精细领域。
[0003]生产器件要求晶片是抛光面，其表面的好坏，如缺陷、损伤等都直接影响器件的性能，有些缺陷是致命的，从而造成后道工序的成品率低。随着SiC材料的发展及高精尖领域的广泛应用，SiC材料加工精度要求也越来越高。对于抛光来说，SiC的硬度比较大，其莫氏硬度为9.2，常温下几乎不跟其他物质反应，其品体硬而脆，抛光困难。
[0004]目前晶体、芯片等的加工需要经过粗磨、精磨、精抛等多道抛光工序，采用的研磨液或抛光液主要分为油性液和水基液。油性抛光液浸润、黏附、润滑，但效率低，不易清洗，对后续工序造成影响。水基液相容性好，但是抛光效果有待提高。
[0005]中国专利技术专利申请CN102212412A公开了一种磨料经过表面活性剂处理的水基切削液及其制备方法，配制分两步完成：先将磨料经过表面活性剂处理，形成高分散稳定的磨料悬浮液；然后在制备好的磨料悬浮液中添加功能助剂，包括整合剂、防锈剂、消泡剂等，搅拌均匀即得到切削液。采用这种配制方法防止了由于大粒径磨料的存在使硅片表面产生较深划痕的情况，减少了硅片后续抛光加工的量，适合单晶、多晶硅、化合物晶体、宝石等切削加工方面的应用。
[0006]中国专利技术专利申请CN103013345A公开了油性金刚石研磨液及其制备方法，含有以下组分：金刚石微粉、表面活性剂、分散剂、pH值调节剂、润湿剂和油，各组分的重量配比(wt.)为：金刚石微粉:0.001％
‑
10％，表面活性剂:0.001％
‑
20％，分散剂:0
‑
20％；，pH值调节剂:0
‑
10％，润湿剂:0
‑
10％，其余为油。主要应用于碳化硅晶片、LED蓝宝石衬底片、陶瓷、光纤、模具及半导体化合物晶片等表面的研磨抛光。其研磨液可提高抛光效率，分散性能好。
[0007]另一中国专利技术专利申请CN107057818A公开了一种环保型微乳化切削液及其制备方法，由窄馆分环烷基油、油性剂、水、防锈剂、pH值调节剂、表面活性剂、杀菌剂和消泡剂组成，所述的窄馆分环烷基油在切削液中的重量百分比为30％～40％，所述的油性剂在切削液中的重量百分比为15％～20％，所述的水在切削液中的重量百分比为15％～20％，所述的防锈剂在切削液中的重量百分比为3％～5％，所述的pH值调节剂在切削液中的重量百分比为8％～10％，所述的表面活性剂在切削液中的重量百分比为6％～10％，所述的杀菌剂在切削液中的重量百分比为6％8％，所述的消泡剂在切削液中的重量百分比为0.1％～0.5％。
[0008]上述专利技术申请对研磨液进行了改进，但是普遍存研磨速率低，耗时长，抛光效果不佳，且研磨液无法应用于抛光工序等带来的工艺配制麻烦问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种环保型乳化精磨液，只需采用一种精磨液，即可完成精磨和精抛，且可达到优良的抛光效果，工艺简单，精磨速率和抛光效率高。
[0010]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0011]一种环保型乳化精磨液，所述精磨液的原料包括如下重量份数的组分：精磨粉2
‑
10份、油性剂1
‑
5份、水溶性丙烯酸树脂1
‑
5份、西黄蓍胶1
‑
5份、乳化剂1
‑
5份和水80
‑
100份。
[0012]优选地，所述精磨粉选自微纳米级钻石微粉、碳化硅粉、刚玉粉和氧化铈粉中的任意一种或几种。
[0013]优选地，所述精磨粉由质量比为1:3
‑
5的纳米金刚石和氧化铈粉复配而成。
[0014]优选地，所述油性剂选自矿物油和植物油，其中矿物油选自碳原子数为15～45的链式饱和烃或不饱和烃。
[0015]矿物油进一步优选为液体石蜡、角鲨烯、角鲨烷或鲨肝油烷。
[0016]优选地，所述纳米金刚石由65
‑
75％的粒径为20nm的多晶金刚石与25
‑
35％的粒径为5nm的单晶金刚石组成。
[0017]优选地，所述氧化铈粉的粒径为20
‑
100nm。
[0018]优选地，所述油性剂由鲨肝油烷、薄荷油和蓖麻油以质量比5
‑
10:1
‑
3:1复配而成。
[0019]优选地，水溶性丙烯酸树脂为水溶性自交联丙烯酸树脂，粘度为800
‑
3000mpa
·
s。优选为型号TUY
‑
TY773、HK
‑
356或AL
‑
649810221881。
[0020]优选地，所述乳化剂选自脂肪酸单甘油酯、蔗糖酯脂肪酸酯类非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂中的一种或几种。
[0021]优选地，乳化剂由质量比1:0.1
‑
0.5：0.5
‑
1的单硬脂酸甘油酯、丙二醇和卵磷脂复配而成。
[0022]本专利技术再一目的是提供一种环保型乳化精磨液的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)将水溶性丙烯酸树脂加入一半水中搅拌；
[0024](2)然后依次将精磨粉、乳化剂加入步骤(1)体系中搅拌，再加入剩余水混合得水相体系；
[0025](3)最后将油性剂和西黄蓍胶加入水相体系中搅拌均匀即得。
[0026]优选地，步骤(1)中所述搅拌的温度为65
‑
70℃，搅拌的速度为80
‑
90rpm，所述搅拌的时间为30
‑
50min。
[0027]优选地，步骤(2)中所述搅拌的温度均为45
‑
50℃，搅拌的速度均为120
‑
150rpm。
[0028]优选地，步骤(3)中所述搅拌的温度为30
‑
35℃，搅拌的速度为30
‑
35rpm。
[0029]本专利技术还有一个目的是提供环保型乳化精磨液在晶体、芯片抛光工序中的应用。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0031](1)本专利技术通过采用特定粘度的水溶性自交联丙烯酸树脂与西黄蓍胶配伍，使得乳化精磨液的分散性良好，粘度适中，加入特定的乳化剂，制成的乳化精磨液润滑性好，成膜性佳，可以隔绝外界的氧气、微尘粒子，精磨的均匀性良好，表面洁净、耐腐蚀、抛光度好。
[0032](2)本专利技术采用纳米金刚石和氧化铈粉混合，协同作用于晶体，抛光效率大大提高，缩短了抛光时间，提高了精磨速率。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型乳化精磨液，其特征在于，所述精磨液的原料包括如下重量份数的组分：精磨粉2
‑
10份、油性剂1
‑
5份、水溶性丙烯酸树脂1
‑
5份、西黄蓍胶1
‑
5份、乳化剂1
‑
5份和水80
‑
100份；其中精磨粉由质量比为1:3
‑
5的纳米金刚石和氧化铈粉复配而成。2.根据权利要求1所述的乳化精磨液，其特征在于，所述油性剂选自矿物油和植物油，其中矿物油选自碳原子数为15～45的链式饱和烃或不饱和烃，进一步优选为液体石蜡、角鲨烯、角鲨烷或鲨肝油烷。3.根据权利要求1所述的乳化精磨液，其特征在于，所述纳米金刚石由65
‑
75％的粒径为20nm的多晶金刚石与25
‑
35％的粒径为5nm的单晶金刚石组成，所述氧化铈粉的粒径为20
‑
100nm。4.根据权利要求1所述的乳化精磨液，其特征在于，所述油性剂由鲨肝油烷、薄荷油和蓖麻油以质量比5
‑
10:1
‑
3:1复配而成。5.根据权利要求1所述的乳化精磨液，其特征在于，所述水溶性丙烯酸树脂为水溶性自交联丙烯酸树脂，粘度为800
‑
3000mpa
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s，优选为型号TUY
‑
TY773、HK
‑
356或AL
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【专利技术属性】
技术研发人员：于长江，王兆敏，路朋，
申请(专利权)人：山东麦丰新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：