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    金剛石超薄切割片竟然是這么制造的!

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    瀏覽:- 發布日期:2019-01-02 09:48:53【

    超薄金剛石切割片,由于具有超薄切割槽寬,切割斷口平滑,廢品率低,切割效率高等優點,已逐步得到人們的重視。目前使用的普通刀片可大致分為厚度15~100μm的電鍍刀片和100~500μm的樹脂刀片兩種。今天小編找來了一篇可以做到40μm的制作方法,希望能和磨友們一起分享討論。

    一、 概述

    金剛石超薄切割片在國際上廣泛用于大規模集成電路塊、計算機芯片材料及其它貴重半導體材料的切割。過去我國上海某研究所試制過該產品,但由于當時的實驗條件限制未見過相關的產品。金剛石超薄切割片目前主要由美國和日本生產,與進口切割設備配套使用,切割轉數在30000r/min以上,由空氣軸承支持。切割對象對切口要求嚴格,容易打刀。我們經過廣泛的調研及艱苦的實驗研究工作,利用復合電鍍法成功研制出生產上使用合格的產品,獲得國家專利。

    二、試驗研究的關鍵點

    1、確定使用的金剛石參數;

    2、制備一種特殊的化學轉化膜;

    3、精確控制刀片厚度≤40μm;

    4、刀體表面光滑,不結瘤;

    5、必須使刀片具有足夠的強度和韌性,保證在超高轉速下不打刀、不偏擺,刀口寬度≤50μm;

    三、工藝方法

    3.1金剛石參數的確定

    根據刀具厚度、使用精度要求以及金剛石刀具原理,確定使用的金剛石為優質微單晶,試驗時使用粒徑10μm國產碎晶金剛石微粉,實用階段選用粒徑5μm高品級微單晶。選購的金剛石采用溶液沉降法嚴格篩選。

    3.2化學轉化膜的制備

    3.2.1化學轉化膜及其要求

    化學轉化膜是電沉積前在陰極基片上制備的特種導電膜。其要求是:

    1、有較好的導電性,使電沉積過程順利進行;

    2、防止電沉積材料與基片強力結合,便于鍍層的剝離。

    經過多類試驗,結果表明,以奧氏體不銹鋼的磷酸鹽化學轉化膜為最好。

    3.2.2制備

    磷酸鹽化學轉化膜配方為(g/L):草酸5,磷酸15,草酸鈉4,磷酸二鈉10,氯酸鈉5。操作條件為:環境溫度20°C,工作時間5min。

    3.3刀片生產方法

    3.3.1片體電鍍

    用復合電沉積方法,在制備好轉化膜的不銹鋼陰極基片上沉積 Ni-Co-金剛石微粉薄片。鍍液配方為(g/L):硫酸鎳220~240,硫酸鈷15~30,硼酸25~35,氯化鈉10~20,專利添加劑1號0.6~0.8,專利添加劑2號0.08~0.1,金剛石微粉5~10。操作條件為:電鍍溫度45~50°C,pH值4.1~405,Dk=2A/dm2,氣泵攪拌,間歇時間10min。

    3.3.2 厚度控制

    采用單板機厚度控制儀精確控制產品厚度為35μm。存在的問題是要嚴格控制“結瘤”,已有專利的工藝方法解決沉積層的“結瘤”問題。

    3.3.3剝離

    采用加熱剝離技術,方法已包含在專利中。

    3.3.4冷沖

    將剝離下來的薄片在冷沖成形機上用專用的硬質合金沖頭沖壓成型。

    3.3.5托架安裝

    切割片直接裝夾在由空氣軸承帶動的法蘭盤上使用。自帶托架的切割片在專用的涂裝機上用膠粘劑將切割片粘著在鋁合金法蘭盤上,如下圖所示。

    托架安裝

    四、產品使用效果

    選出產品20件,在某半導體廠進行生產試驗,結果見表1。

    表1

    試驗結果滿足切割要求,成本下降,受到廠家歡迎。目前,該產品正在進行產業化。

    五、結語

    本研究確定了用于制造金剛石超薄切割片的金剛石參數以及電鍍切割片時基片上化學轉化膜的有效制備方法,完善了該類切割片的復合電鍍法制造工藝,并依此制造出生產上使用合格的產品。

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