[发明专利]一种砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮，由液态料和固态料按照质量比1∶40~55混合制成；其中，液态料由树脂液和混合甲酚按照质量比1∶1~2混匀而成；所述固态料由以下体积份数的原料组成：金刚石28~40份、碳化硅8~15份、氧化钴1~4份、陶瓷结合剂9~13份、酚醛树脂28~35份、氧化钙1~3份；本发明还公开了该超硬树脂砂轮的制备方法。本发明制备的砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮因其是采用两步烧成，保证了高气孔率（40%左右）容屑能力，砂轮框架结构强度高、寿命好；砂轮使用上满足大进给速率，保证工作效率和寿命的不降低，同时粒度的细化降低了损伤层和提高了表面质量。

技术领域

本发明属于砂轮技术领域，具体涉及一种砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮及其制备方法。

背景技术

砷化镓晶片属于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，化学式为GaAs，分子量为144.63，禁带宽度为1.4电子伏，砷化镓晶片可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料，用来制作集成电路衬底、红外探测器、r光子探测器等。用砷化镓晶片制成的半导体器件具有高温、高频、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。砷化镓晶片是半导体材料中兼具多方面优点的材料，但是由于其特殊的结构形式，砷化镓晶片虽然有着硅一样的硬度，但是脆性远大于硅，在硬脆材料加工中，材料主要以断裂方式去除为主，而在超精密的加工中，材料主要以塑性方式去除为主，所以对于超细砂轮的制备需要结合其塑性去除方式进行设计。

在砷化镓晶片电路与器件的制备过程中，都是以砷化镓抛光晶片作为基础材料，抛光晶片的表面质量直接影响着器件的性能和成品率，通常离子注入层的深度在晶片0.1~0.5 um之间，而抛光后的晶片的损伤层也在这个表面范围内，所以制备表面质量好、亚表面损伤层低的砷化镓抛光晶片是十分重要的。

目前，砷化镓晶片的加工工艺主要是粗磨-精磨-抛光，精磨是为了去除上一道粗磨留下的表面损伤，粗磨主要是去量为主，但同时会引入较大损伤层。如果砷化镓晶片粗磨砂轮选用粒度600目砂轮，可以降低损伤层，但是600目砂轮的引入无法按照325目砂轮的工作参数进行粗磨，大大降低了工作效率，砂轮寿命也会降低。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮，具有高气孔率，在不降低工作效率和寿命的前提下，提高了砷化镓晶片的表面质量和降低损伤层；本发明还提供了该超硬树脂砂轮的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮，由液态料和固态料按照质量比1∶40~55混合制成；其中，液态料由树脂液和混合甲酚按照质量比1∶1~2混匀而成；所述固态料由以下体积份数的原料组成：金刚石28~40份、碳化硅8~15份、氧化钴1~4份、陶瓷结合剂9~13份、酚醛树脂28~35份、氧化钙1~3份。

优选地，所述树脂液为热固性酚醛树脂，树脂液的粘度为0.5~2 Pa•s。

优选地，所述陶瓷结合剂是粘土-长石类结合剂；陶瓷结合剂的粒径为5~8 μm。

优选地，所述金刚石的粒径为20~30 μm；所述碳化硅的粒径为7~10 μm；所述氧化钴的粒径为3~7 μm；氧化钙的粒径为10~14 μm。

上述砷化镓晶片减薄用超硬树脂砂轮的制备方法，包括以下步骤：

（1）将酚醛树脂研磨成粉状，先按照体积份数量取固态料的各原料，然后按质量比称取树脂液及混合甲酚；

（2）将金刚石酸洗除杂后烘干，再加入氧化钴及氧化钙，混合、过筛后，充分分散于丙酮中，然后烘干，得到混合粉料1；将陶瓷结合剂和粉状的酚醛树脂混合、过筛，得到混合粉料2；将混合粉料1及混合粉料2球磨混料、过筛；

（3）将树脂液分散于混合甲酚中，然后再加入步骤（2）所得产物，搅拌混料至均匀，然后过90~110目筛，得到待压料；