硅片切割液产品的开发研究
硅片线切割工艺中悬浮液特性与切割质量有重要关系，悬浮液的制备是加工超光滑硅晶片的关键因素之一，它的性能直接决定最终的硅晶片表面质量。因此，研究出性能优良的切割液是非常必要的。本论文为解决实际生产中碳化硅悬浮液中碳化硅易沉降的问题，研究切割液的特性，研发出新型切割液提高碳化硅悬浮液的稳定性。
影响碳化硅悬浮液制备的因素很多，本论文主要研究了pH值、分散剂的种类及含量、粘度对碳化硅悬浮液分散稳定性的影响。用相对沉降高度表示分散性的好坏。通过多组沉降实验确定了切割液最适宜的pH为7，适宜的粘度范围为40～80mPa·s。比较了SD高效分散剂和原使用的分散剂A的分散效果，确定了最佳分散剂的种类为SD高效分散剂，最佳添加量为1wt％。本论文从提高碳化硅悬浮液的稳定性上开发出了新型的切割液。
粘度是流体的重要传递性质，是工程设计中必不可少的基础数据。本论文利用NDJ-1旋转粘度计测定了在303.2K条件下配制切割液有可能使用的丙三醇，聚乙二醇，乙二醇三种有机物分别与水混合的二元有机混合溶液的粘度变化，并得到半经验的粘度关联方程。丙三醇-水溶液的粘度关联式：η12=7.0940exp(x1/22.3001)-11.1355(x1为丙三醇的摩尔分数)；乙二醇-水溶液的半经验粘度关联式：η12=7.9975exp(x1/99.2206)-7.3330(x1为乙二醇的摩尔分数)；聚乙二醇-水溶液的半经验粘度关联式：lnη12=-3.6363exp(x1/-5.7979)+4.0984(x1为聚乙二醇的摩尔分数)，这三个半经验粘度关联式与实验数据相关性分别为0.9993、0.9981、0.9987，对实测数据的关联准确度高。
因为甘油粘度较大，故认为其分子间存在氢键缔合。据此本文发展了基于缔合效应的粘度模型。通过对实验数据的关联，本文得出303.2K下甘油-水溶液的粘度关联式为：lnη12=ψ1ln｛0.0457+11.1245*[0.0081exp(ψ1/0.0043)+2.7191]｝-0.2223ψ2，其中ψ1、ψ2分别为甘油和水的体积分数。与实验值相比相对误差平均值为4.28％。同时本文得出乙二醇-水溶液的粘度模型为：lnη12=ψ1ln｛0.0457+7.4981*[0.4087ex(ψ1/0.774222)+0.4199]｝-0.2223ψ2，其ψ1、ψ2分别为乙二醇和水的体积分数。与实验值相比较相对误差平均值为0.77％。
硅晶片切割液;粘度关联;分子缔合;粘度模型
中国海洋大学
硕士
化学工程
胡仰栋
2011
中文
TQ127.2
71
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）