[发明专利]用于切割硅晶圆的金刚石砂轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅晶圆切割工具及其制备方法，具体涉及一种用于切割硅晶圆的金刚石砂轮及其制备方法。

背景技术

晶圆(如硅片)切割隶属于高技术加工领域，市场巨大，对切割工具的要求为：厚度薄、强度好、精度高。超硬材料领域的专家早就把晶圆切割砂轮作为超硬材料工具发展的主要发展方向之一。但传统的平型式切割砂轮存在着致命的缺点：在砂轮达到一定的薄度(如0.015mm)和精度(厚度公差±0.002mm)时，砂轮保证不了高效切割所要求的强度和刚度，从而在切割时产生摆动、崩口、甚至断裂，严重影响了切割质量和切割效率。

发明内容

本发明目的是提供一种制备用于切割硅晶圆的金刚石砂轮的方法。

为达到上述目的，本发明具体技术方案是，一种制备用于切割硅晶圆的金刚石砂轮的方法，包括以下步骤：

(1)铝合金基体预处理：

按照需要的尺寸和精度对铝合金基体进行加工，然后进行预处理；所述处理过程与传统电镀工艺中基体的处理方法相同，依次包括：除油、碱蚀、酸蚀、浸锌和预镀步骤；

铝合金基体的型号为7050。

(2)电铸液的配置：

按照硫酸镍、硫酸钴、去离子水、金刚石磨料、悬浮剂的重量比为38～43∶15～20∶43～57∶50～180∶4～8配置电铸液充分搅拌均匀，获得电铸液；

所述电铸液的技术条件为：

温度：50～53℃；pH值：4.0～4.5；此两参数在整个电铸过程中应保持稳定。温度由自动温控装置保证；pH值由重量百分数10％硫酸和重量百分数10％氢氧化钠调整。

(3)将步骤(1)所得铝合金基体进行绝缘处理，放入上述电铸液中，以铝合金基体为阴极，以重量百分数为99.5％以上的镍板为阳极，在超声场中进行电铸，电铸液中的金刚石磨料和金属在基体上均匀共析，得到具有复合电铸层的砂轮坯体；

(4)将电铸完成的砂轮坯体取出，按照所需的基体和刃口的精度要求，分别在数控磨床和数控车床上进行精确加工。

上述技术方案中，步骤(2)中，金刚石磨料的粒度为320#～4800#，在使用前需进行预处理，所述预处理过程包括以下步骤：

①将选用的金刚石微粉用体积百分数50％硝酸80℃处理2小时，用以去磁去污；

②用去离子水清洗3遍，用以去酸；

③用体积百分数4％悬浮剂水溶液浸泡24小时，用以纯化净化颗粒均匀；

④用去离子水清洗3遍，用以保洁。

上述技术方案中，所述悬浮剂为：壬基酚聚氧乙烯基醚(OP-10)。

上述技术方案中，步骤(3)中，电铸工艺条件为：电流密度：1～2A/dm²；pH值：4.0～4.5；温度：50～53℃；金刚石密度：重量百分数10～18％；通过控制电镀时间可以控制复合电铸层的厚度。

上述技术方案中，电镀时间和复合电铸层厚度的关系如下表所示：