[发明专利]基于锯式切割QFN封装基板的烧结金属基金刚石锯刀

说明书

技术领域

本发明涉及金属-金刚石混杂复合材料制品及工具领域，特别涉及基于锯式切割QFN封装基板的烧结金属基金刚石锯刀。

背景技术

IC芯片的单体化分割是半导体封装产业迄今不可逾越的一道重要工序。在整个QFN(Quad Flat No-lead方形扁平无引脚)封装制程中，芯片切割是封装制程的末端工序，该工序一旦出现问题，可能使此前包括前道制造和后道封装等一系列工艺的实施付诸东流，此后的性能测试以及终端应用也将化为泡影，由此可见芯片分割加工在整个QFN器件制造产业链中具有承前启后的中枢作用。

随着半导体封装器件的小型化、多品种化进程的不断加快，QFN封装芯片的切割方法也发生了改变，从原来使用剪床和铣床改为现今使用切割机加工，能有效地抑制铜材料特有毛刺的产生，并最大限度地提高生产效率。锯式切割技术是当今国内外QFN封装芯片分割的主导方法，其中高精度金刚石锯刀发挥着主体作用。

QFN封装器件过去通常使用电铸镍基金刚石锯刀分割。该类刀片受属性决定，它在切割时其径向的磨损量比侧面的少，容易形成凸型刃部形貌，从而使实际切削的锯刀刃部变得相对单薄，这将引起芯片形状变形以及使用寿命不足等问题。目前QFN封装器件分割几乎全部采用树脂基金刚石锯刀进行，由于具有垂直消耗的特点，在线切割质量优异，不仅保证了芯片的尺寸与结构，也控制了毛刺超标现象的发生，但限于胎体组成材料的特性，树脂基锯刀对金刚石的把持力较弱，且胎体材料极易磨损消耗，导致其在线切割长度严重不足，多则千米上下，少则不足半数，无助于降低生产成本，此外，由于树脂基胎体强度较低，提高工件进给速度时易发生锯刀崩断现象，严重制约了切割效率的提升。因此，在保证芯片在线加工质量的前提下，有效提高加工效率并最大限度地延长其使用寿命，实现高质量、高效率、低成本生产将是精细切割技术领域探究的科学命题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供基于锯式切割QFN封装基板的烧结金属基金刚石锯刀，能够满足芯片在线切割质量要求，具有加工效率高、使用寿命长的特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

基于锯式切割QFN封装基板的烧结金属基金刚石锯刀，包括金刚石磨粒和金属胎体，金刚石磨粒的体积百分浓度为50-80％，粒度为25-75μm，金属胎体包括金属粉末和无机填料，金属粉末由Cu粉或CuSn20预合金粉末、Sn粉和Co粉组成，无机填料由SiC和Al₂O₃组成，金属胎体按高含量元素形成了以Cu和Co为基体的两种系列，具体化学成份与重量比如下：

(1)Cu基胎体组成

Cu基胎体由95-98重量份的金属粉末和2-5重量份的无机填料组成，按组成Cu基胎体的金属粉末各组元加入形式的不同，Cu基胎体具有两种组成形式：一种组成Cu基胎体的金属粉末包括70-85重量份的Cu、10-20重量份的Sn、5-10重量份的Co，上述金属单质粉末粒度为38-45μm，组成Cu基胎体的无机填料包括1-4重量份的SiC和1-4重量份的Al₂O₃，SiC和Al₂O₃粒度均为5-10μm；另一种组成Cu基胎体的金属粉末包括32-50重量份的CuSn₂₀预合金粉末、30-48重量份的Cu、4-10重量份的Sn、5-10重量份的Co，上述金属单质粉末的粒度为38-45μm，CuSn₂₀预合金粉末的粒度为45-53μm，组成Cu基胎体的无机填料包括1-4重量份的SiC和1-4重量份的Al₂O₃，SiC和Al₂O₃粒度均为5-10μm；

(2)Co基胎体组成

Co基胎体由95-98重量份的金属粉末和2-5重量份的无机填料组成，组成Co基胎体的金属粉末包括50-68重量份的Co、3-10重量份的Sn和25-40重量份的Cu，上述金属粉末粒度为38-45μm，组成Co基胎体的无机填料是1-4重量份的SiC和1-4重量份的Al₂O₃，SiC和Al₂O₃粒度均为5-10μm。