CN109880567A - 金刚线硅切片粘棒胶及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金刚线硅切片粘棒胶及制备方法，包括：A组分：缩水甘油酯型环氧树脂、通用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、填料、消泡剂、防沉剂和偶联剂；B组分：改性聚硫醇、自制间苯二甲胺预聚物、促进剂、填料、消泡剂和防沉剂。本发明在现有技术的基础上，对上一代的粘棒胶进行改良，提供一种金刚线硅切片粘棒胶及其制备方法，其不加脱胶因子即可完成不加酸水煮脱胶，并且比现有的水煮脱胶温度还要降低10℃，而且降低了冷却水或脱胶用水中的溶液电导率，保障了冷却水循环系统的正常工作，延长了机器的使用寿命，保证了工厂的生产效率，解决了机器容易故障的安全隐患。

Description

金刚线硅切片粘棒胶及制备方法

技术领域

本发明涉及硅片切割材料领域。更具体地说，本发明涉及一种金刚线硅切片粘棒胶及制备方法。

背景技术

现有技术中，前一代的粘棒胶，见已公开专利CN109321185A，虽然能够完成不加酸水煮脱胶的问题，且脱胶温度也较低，能够保证一定的硅片切割要求，但是，在使用的同时发现新的问题，现有的硅片切割的厂家采用的脱胶用水和冷却水是同一个水循环系统，且水会循环使用，当粘棒胶的离子含量较高时，在切割或脱胶时，粘棒胶中的脱胶因子会部分溶解到冷却水或脱胶用的水中，会使冷却水或脱胶用的水的电导率大大增加，进而容易损坏冷却水循环系统甚至出现停机的故障，大大影响了生产效率甚至有安全隐患，因此需要一种粘棒胶，其不加脱胶因子也能够实现不加酸只用水煮脱胶的效果，并保持或者低于现有的水煮脱胶温度，防止硅片在脱胶或冷却过程中因温差过大而碎裂或者氧化，影响产品的良率。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供一种金刚线硅切片粘棒胶及其制备方法，其不加脱胶因子即可完成不加酸水煮脱胶，并且比现有的水煮脱胶温度还要降低10℃，而且不会使冷却水或脱胶用水中的溶液电导率产生较大变化，对冷却水循环系统没有影响，保证工厂的生产效率，解决了冷却水循环机器容易故障的安全隐患。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，包括以下原料：

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂、通用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、填料、消泡剂、防沉剂和偶联剂；

B组分：改性聚硫醇、自制间苯二甲胺预聚物、促进剂、填料、消泡剂和防沉剂。

优选的是，具体的重量份原料为：

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂5-10份、通用双酚A环氧树脂35-75份、缩水甘油醚1-5份、填料20-60份、消泡剂0.01-3份、防沉剂0.05-5份和偶联剂0.01-3份；

B组分：改性聚硫醇20-50份、自制间苯二甲胺预聚物1-5份、促进剂1-10份、填料20-40份、消泡剂0.01-3份和防沉剂0.05-5份。

优选的是，所述缩水甘油酯型环氧树脂为缩水甘油酯S-182、缩水甘油酯S-186、甲基丙烯酸缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯和对甲苯磺酸缩水甘油酯中的至少一种，通用双酚A环氧树脂为E-51、E55、E56、E-44、E-20中的至少一种。

优选的是，缩水甘油醚为十二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

优选的是，改性聚硫醇为聚硫醇3800、聚硫醇3830、聚硫醇JH-3381、聚硫醇GMP-830、GMP-888、聚合醇3388中的至少一种。

优选的是，偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的至少一种，促进剂为DMP-30，三乙胺，三乙醇胺，吡啶，苯酚，间苯二酚，消泡剂为BYK-072或有机硅类消泡剂中的至少一种，防沉剂为气相二氧化硅，氢化蓖麻油，有机膨润土，填料为滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和普通二氧化硅中的至少一种。

金刚线硅切片粘棒胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将上述重量份的缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、消泡剂、防沉剂、偶联剂、填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得A组分；

步骤二、将上述重量份的改性聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、消泡剂、防沉剂和填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得B组分。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过采用两种树脂，即缩水甘油酯型环氧树脂以及双酚A型环氧树脂相互配合使用，在保证生产成本的同时，降低树脂自身的Tg值，避免了采用单一的双酚A型环氧树脂需要添加离子化合物即脱胶因子来进行不加酸的水煮脱胶操作，在前一代的产品中(见中国公开专利CN109321185A)，采用的脱胶因子为聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺，聚丙烯酸钠为金属盐类，溶于水电导率高，聚丙烯酰胺在水中水解会形成羧基化合物也会使水的电导率上升，因此大大影响了冷却水循环系统的工作，降低了生产效率。

第二、本发明还通过缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂和缩水甘油醚赋予改性胺韧性，其中缩水甘油醚为增韧剂，改性胺为自制间苯二甲胺预聚物，加入自制间苯二甲胺预聚物用来解决改性聚硫醇耐水耐液切割差的问题，提高粘棒胶的交联密度，进一步提高硬度，当粘棒胶的网状结构密集到一定程度时能够降低粘棒胶的吸水率，表现为提高耐水性，但是硬度太高又会很容易让胶层变脆，因此就加带有增韧性的树脂，使得到的粘棒胶具有良好的耐水耐切割液性和水煮脱胶性能，在切割和喷淋过程中减少掉片的风险，使得粘棒胶兼具高硬度与适宜的韧性，能有效降低硅片崩边、亮边、龟裂等不良率。

金刚线硅切片粘棒胶的使用方法，将组分A和组分B按照1:1-3的比例混合均匀黏接在硅棒和垫板之间。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

<实施例1>

一种金刚线硅切片粘棒胶，其包括重量份计的如下原料：

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂5份、通用双酚A环氧树脂35份、缩水甘油醚1份、填料20份、消泡剂0.01份、防沉剂0.05份和偶联剂0.01份；

B组分：改性聚硫醇20份、自制间苯二甲胺预聚物1份、促进剂1份、填料20份、消泡剂0.01份和防沉剂0.05份；

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为缩水甘油酯S-182，通用双酚A环氧树脂为E55，缩水甘油醚为十二缩水甘油醚；改性聚硫醇为聚硫醇3800；

偶联剂为KH-550，促进剂为DMP-30，消泡剂为BYK-072，防沉剂为气相二氧化硅，填料为碳酸钙。

制备方法为：

将上述组分A和组分B分别在室温下混合搅拌均匀，然后过滤分装，使用时将组分A和组分B按照1:1的比例混合均匀，黏接在硅棒和垫板之间。

<实施例2>

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂10份、通用双酚A环氧树脂75份、缩水甘油醚5份、填料60份、消泡剂3份、防沉剂5份和偶联剂3份；

B组分：改性聚硫醇50份、自制间苯二甲胺预聚物5份、促进剂10份、填料40份、消泡剂3份和防沉剂5份。

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为缩水甘油酯S-182和叔碳酸缩水甘油酯按照质量比1:2的比例混合得到，通用双酚A环氧树脂为E-51和E55按照质量比1:1混合得到；缩水甘油醚为十二缩水甘油醚；改性聚硫醇为聚硫醇JH-3381；

偶联剂为KH-570，促进剂为DMP-30，消泡剂为BYK-072，防沉剂为气相二氧化硅，填料为普通二氧化硅。

具体的使用方法为：将上述组分A和组分B分别在室温下混合搅拌均匀，然后过滤分装，使用时将组分A和组分B按照1:1.3的比例混合均匀黏接在硅棒和垫板之间。

<实施例3>

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂8份、通用双酚A环氧树脂55份、缩水甘油醚3份、填料48份、消泡剂1.2份、防沉剂2份和偶联剂1.8份；

B组分：改性聚硫醇30份、自制间苯二甲胺预聚物4份、促进剂6份、填料34份、消泡剂1.2份和防沉剂2份。

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，双酚A型环氧树脂为E-55；缩水甘油醚为1,4丁二醇二缩水甘油醚；改性聚硫醇为聚硫醇GMP-830和GMP-888按照质量比1:1混合得到；

偶联剂为KH-560，促进剂为DMP-30，消泡剂为BYK-072，防沉剂为氢化蓖麻油，填料为碳酸钙、沉淀硫酸钡和普通二氧化硅按照质量比为3：1：2的比例混合均匀得到。

将上述组分A和组分B分别在室温下混合搅拌均匀，然后过滤分装，使用时将组分A和组分B按照1:1.5的比例混合黏接在硅棒和垫板之间。

<实施例4>

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂6份、通用双酚A环氧树脂42份、缩水甘油醚2份、填料48份、消泡剂1.6份、防沉剂3.2份和偶联剂1.6份；

B组分：改性聚硫醇48份、自制间苯二甲胺预聚物2份、促进剂8份、填料28份、消泡剂1.1份和防沉剂1.1份。

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，双酚A型环氧树脂为E-55；缩水甘油醚为十二缩水甘油醚和1,4-丁二醇二缩水甘油醚按照质量比为1:1混合得到；改性聚硫醇为聚硫醇JH-3381和聚硫醇GMP-830按照1:2混合得到。

偶联剂为KH-560，促进剂为吡啶，消泡剂为有机硅类消泡剂，防沉剂为气相二氧化硅，填料为沉淀硫酸钡和普通二氧化硅按照1:1的比例配制而成。

将上述组分A和组分B分别在室温下混合搅拌均匀，然后过滤分装，使用时将组分A和组分B按照1:1.5的比例混合均匀黏接在硅棒和垫板之间。

<实施例5>

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂8份、通用双酚A环氧树脂48份、缩水甘油醚4份、填料44份、消泡剂0.08份、防沉剂0.09份和偶联剂0.09份；

B组分：改性聚硫醇40份、自制间苯二甲胺预聚物4份、促进剂8份、填料26份、消泡剂1.2份和防沉剂1.6份。

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为甲基丙烯酸缩水甘油酯，双酚A型环氧树脂为E-55；缩水甘油醚为十二缩水甘油醚和1,4丁二醇二缩水甘油醚按照1:2混合得到，

改性聚硫醇为聚硫醇3800、聚硫醇JH-3381和GMP-888按照质量比为1:2:4的比例混合得到；

偶联剂为KH-570，促进剂为三乙醇胺，消泡剂为BYK-072，防沉剂为气相二氧化硅，填料为碳酸钙。

包括以下步骤：

步骤一、将上述重量份的缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、消泡剂、防沉剂、偶联剂、填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得A组分；

步骤二、将上述重量份的改性聚硫醇、自制间苯二甲胺预聚物、促进剂、消泡剂、防沉剂和填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得B组分。

使用方法：使用时，将A组分与B组分按1：3的比例混合均匀，黏接在硅棒和垫板之间。

<实施例6>

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂6份、通用双酚A环氧树脂52份、缩水甘油醚4份、填料44份、消泡剂1.6份、防沉剂1.6份和偶联剂0.05份；

B组分：改性聚硫醇26份、自制间苯二甲胺预聚物4份、促进剂8份、填料30份、消泡剂0.2份和防沉剂0.2份。

其中，自制间苯二甲胺预聚物为专利号为CN103665327B中所述的产品；

所述缩水甘油酯型环氧树脂为甲基丙烯酸缩水甘油酯和叔碳酸缩水甘油酯按照质量比1:2的比例混合得到，双酚A型环氧树脂为E-20；缩水甘油醚为十二缩水甘油醚和1,4丁二醇二缩水甘油醚按照1:4混合得到；

改性聚硫醇为聚硫醇3800、聚硫醇JH-3381和GMP-888按照质量比为1:2:4的比例混合得到；

偶联剂为KH-570，促进剂为三乙胺，消泡剂为BYK-072，防沉剂为有机膨润土，填料为碳酸钙。

包括以下步骤：

步骤一、将上述重量份的缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、消泡剂、防沉剂、偶联剂、填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得A组分；

步骤二、将上述重量份的改性聚硫醇、自制间苯二甲胺预聚物、促进剂、消泡剂、防沉剂和填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得B组分。

使用方法：使用时，将A组分与B组分按1：3的比例混合均匀，黏接在硅棒和垫板之间。

<对比例1>

除了不加缩水甘油醚，其余按照实施5的组成和方法进行制备。

<对比例2>

按照已公开的中国专利CN109321185A可水煮脱胶的粘棒胶及制备方法进行操作；

具体为包含以下重量份的原料：

A组分，其包括环氧树脂75份、脱胶因子30份、填料60份、消泡剂3份、防沉剂5份；

B组分，其包括聚硫醇70份、改性胺50份、促进剂DMP-30 10份、脱胶因子30份，填料60份，消泡剂3份、防沉剂5份；

其中，A组分中环氧树脂为环氧树脂E-51、脱胶因子为聚丙烯酸钠、消泡剂为BYK-077、防沉剂为气相二氧化硅，填料为氧化铝；

B组分中聚硫醇为聚硫醇3800、改性胺为聚酰胺650、脱胶因子为聚丙烯酸钠、所述消泡剂为BYK-077、防沉剂为气相二氧化硅，填料为氧化铝；

制备方法为：

S1、取按重量份计的环氧树脂E-51 75份预热，当温度升至50℃时，开始搅拌，再加入以重量份计的脱胶因子30份、填料60份、消泡剂3份、防沉剂5份，搅拌5-10min，搅拌均匀后采用三辊机研磨，研磨后再加入活性稀释剂20份，搅拌10min得粗产物A，将粗产物A放入紫外线下，选择波长为254nm，光强为4000mw/cm2的紫外光进行处理，照射时长为30min，然后将经紫外光处理的粗产物A放入真空度为0.09MPa真空机中抽真空30min，过滤包装，得到A组分；

其中，S1中所用填料包含碳酸钙、滑石粉和纤维粉末，碳酸钙、滑石粉和纤维粉末按照重量份比为1：1：2的比例混合均匀；

其中，S1中所用活性稀释剂的合成方法包括：取按重量份计的硅灰石40份，氧化沉淀硫酸钡末60份混合，用球磨机研磨，得到目数为50-80的混合物固体产品，将混合物固体产品缓慢加热至65-80℃后，缓慢滴加重量份为30份的聚丙二醇二缩水甘油醚，降温至室温后，加入丙烯腈改性脂肪胺50份，无水乙醇85份，搅拌均匀；

S2中聚硫醇采用聚硫醇3800，取按重量份计的聚硫醇3800 70份预热，当温度升至50℃时开始搅拌，再加入以重量份计的改性胺50份、促进剂DMP-30 10份、脱胶因子30份，填料60份，消泡剂3份、防沉剂5份，继续搅拌5-10min，搅拌均匀后降温至室温，加入重量份为5份的色浆，搅拌5-10min，搅拌均匀后采用三辊机研磨，得粗产物B，将粗产物B放入紫外线下，选择波长为254nm，光强为4000mw/cm2的紫外光进行处理，照射时长为30min，然后将经紫外光处理的粗产物B放入真空度为0.09MPa真空机中抽真空30min，过滤包装，得到B组分；

其中，S2中所用填料包含碳酸钙、氧化铝，碳酸钙、氧化铝按照重量份比为1：3的比例混合均匀。

实验例：

取实施例1-5所述的粘棒胶产品，将硅棒与树脂板进行粘贴，测试相关数据。

1、固化时间及性能测试(邵氏硬度)

其中，粘结强度测试采用Zwick/Roell公司Z010型万能材料试验机，按照GB/T7124-86标准实施；

耐水测试方法为：将粘棒胶涂抹于硅片上，充分固化至少5h，胶层厚度控制约0.3mm，用25℃的自来水冲洗，观察胶层开始脱的时间。

表1

结论：通过表1可以看出，通过采用两种树脂，进行合理的配比在一定程度上可以降低粘棒胶的Tg值，能够降低粘棒胶的水煮脱胶温度，其中通过添加缩水甘油醚能够增强粘棒胶的韧性，能在切割的时候，能减少硅片崩边，亮边等降低硅片切割的不良率，而且相较于单一组分的烷基缩水水甘油醚而言，混合的缩水甘油醚的增韧效果更好，见表1实施例4-6，通过添加自制间苯二甲胺预聚物增加树脂固化剂的交联密度，当粘棒胶的网状结构密集到一定程度之后，能够降低粘棒胶的吸水率，使得粘棒胶的耐水性得到明显提高。

2、脱胶性能

表2

结论：通过表2可以明显看出，实施例1-6与对比例1均在60℃以下就可已水煮脱胶，而对比例2需要在，60℃以上才能稳定脱胶，因此可以看出采用缩水甘油酯和双酚A型环氧树脂可以降低脱胶的温度；对比例2采用的是添加脱胶因子进行脱胶，脱胶因子一般为固体粉末，而树脂一般为液体，两者在混合时通常搅拌不均匀，因此也会影响脱胶效果，采用两种不同的树脂进行混合，混合效果好，而且有效降低了环氧树脂的Tg值，进而降低水煮脱胶的温度，保证硅切片的在脱胶过程中不会因为温差过大导致硅片裂开，影响生产良率。

3、水溶液电导率测试

其中电导率测试是采用电导率仪进行测量，电导率仪的型号为DDS-11A，测量在标准室温(25℃)下进行，每一实施例中的脱胶后的水为采用该实施例的粘棒胶在60℃的冷却水中进行10min的水煮脱胶实验，每组实施例测试3次，取电导率平均值，单位为us/cm。

表3

结论：采用两种树脂进行混合，降低树脂的tg值，使得到的粘棒胶在不添加离子型的脱胶因子也能够有水煮脱胶，而且脱胶温度不高，从表3可以看出实施例1-6相对于之前的冷缺水的电导率有上升，但是总的电导率小于90.00us/cm，而对比例2的电导率大大超过了90.00us/cm，对冷却水循环系统会产生较大的影响，会降低生产效率也对机器会造成加大的损害。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，包括以下原料：

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂、通用双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、填料、消泡剂、防沉剂和偶联剂；

B组分：改性聚硫醇、自制间苯二甲胺预聚物、促进剂、填料、消泡剂和防沉剂。

2.如权利要求1所述的金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，具体的重量份原料为：

A组分：缩水甘油酯型环氧树脂5-10份、通用双酚A环氧树脂35-75份、缩水甘油醚1-5份、填料20-60份、消泡剂0.01-3份、防沉剂0.05-5份和偶联剂0.01-3份；

B组分：改性聚硫醇20-50份、自制间苯二甲胺预聚物1-5份、促进剂1-10份、填料20-40份、消泡剂0.01-3份和防沉剂0.05-5份。

3.如权利要求1所述的金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，所述缩水甘油酯型环氧树脂为缩水甘油酯S-182、缩水甘油酯S-186、甲基丙烯酸缩水甘油酯、叔碳酸缩水甘油酯和对甲苯磺酸缩水甘油酯中的至少一种，通用双酚A环氧树脂为E-51、E55、E56、E-44、E-20中的至少一种。

4.如权利要求1所述的金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，缩水甘油醚为十二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚和聚乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

5.如权利要求1所述的金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，改性聚硫醇为聚硫醇3800、聚硫醇3830、聚硫醇JH-3381、聚硫醇GMP-830、GMP-888、聚合醇3388中的至少一种。

6.如权利要求1所述的金刚线硅切片粘棒胶，其特征在于，偶联剂为KH-550、KH-560和KH-570中的至少一种，促进剂为DMP-30，三乙胺，三乙醇胺，吡啶，苯酚，间苯二酚，消泡剂为BYK-072或有机硅类消泡剂中的至少一种，防沉剂为气相二氧化硅，氢化蓖麻油，有机膨润土，填料为滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡和普通二氧化硅中的至少一种。

7.如权利要求2所述的金刚线硅切片粘棒胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将上述重量份的缩水甘油酯型环氧树脂、双酚A环氧树脂、缩水甘油醚、消泡剂、防沉剂、偶联剂、填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得A组分；

步骤二、将上述重量份的改性聚硫醇、间苯二甲胺预聚物、促进剂、消泡剂、防沉剂和填料混合后加热，加热温度控制在50℃以内，同时搅拌1.5-3个小时，得B组分。

8.如权利要求2所述的金刚线硅切片粘棒胶的使用方法，将组分A和组分B按照1:1-3的比例混合均匀黏接在硅棒和垫板之间。