[发明专利]一种石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片及其制备方法

说明书

本发明涉及超硬磨具制造技术领域，公开了一种石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片及其制备方法，该石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片利用石墨乳剂涂覆于树脂结合剂切割刀片表面，生成一层主要成分为石墨微粉的导电润滑膜，覆盖裸露在外的磨粒，不仅解决了安装刀架与切割刀片之间导电性弱甚至不导电的技术问题，避免了切割刀片安装校准过程中将真空陶瓷切割盘金属包边切破，切割刀片爆刀，且增强了切割刀片安装稳定性，提升了超高速旋转下的动平衡性，增强了切割刀片的润滑性，使切割质量更加稳定，刀片外观也更加精美；因此本发明的应用可大幅降低客户停机时间，减少修机成本，提高产品合格率，且石墨乳剂制备迅速，喷涂简便，易于控制和实现。

技术领域

本发明涉及超硬磨具制造技术领域，特指一种石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片及其制备方法。

背景技术

随着全球尤其是中国电子行业、LED行业、太阳能行业和光通讯行业的快速发展，切割刀片的应用越来越广泛。树脂结合剂切割刀片主要用于半导体封装体切割，LED封装体切割，光纤槽开槽等领域。

树脂结合剂切割刀片是由超硬磨粒、树脂结合剂以及功能填料混合均匀后，经过热压预成型、固化成型而制成。其中，超硬磨粒可以是金刚石或碳化硅或立方氮化硼，结合剂是热固性酚醛树脂，功能填料的作用有结构增强、导电、润滑、耐磨、导热等等。现有的树脂结合剂切割刀片中添加了用于导电的石墨晶须，但是由于磨粒常会有裸露在外的现象，如图1所述，导致使用时，切割刀片安装在切割机刀架上，刀架只与凸起的磨粒接触而没有充分接触刀片本体，所以会有导电差甚至不导电的情况。

弱导电性刀片失效分析：

当前树脂结合剂切割刀片制作工艺为热压成型，然后高温固化得到，由于金刚砂的硬度比热压模具要高很多，热压成型后，刀片表面会有部分磨粒没有被压入本体内，而裸露在外，另外酚醛树脂具有一定的热缩性，也会加剧金刚砂的裸露程度。使用时，将树脂结合剂切割刀片从专用包装中取出，装载至软刀刀架上，然后把装有刀片的刀架安装到切割机主轴上并锁紧螺丝环，用程序控制切割机进行新刀零点校准，校准分为接触式校准和非接触式校准两个步骤，接触式校准的目的是找到主轴中心到刀刃边缘的最远点(以下称为刀高)；非接触校准的目的则是同步接触式校准得到的原始刀高数据并在切割程序中生成初始刀高坐标值，切割程序基于这个坐标值来控制主轴沿Z轴逐步步进，以抵消刀片切割过程中的径向损耗，确保切割机自始至终按照固定的切割深度进行切割，直至切割刀片使用到最终寿命(可消耗刃长部分消耗完毕)，完成自动化切割过程。接触式校准的原理是刀片慢速接近真空陶瓷切割盘的金属包覆边缘直至接触，如图2所示，这时主轴中的电流通过切割刀片传输至切割盘，导通切割盘和主轴，形成电流闭环，即找到刀高值；非接触式校准的原理则是利用安装在U型支架中的激光位置传感器感测到刀高位置，如图3所示。由于现有树脂切割刀片的导电性差甚至不导电，会导致即使刀片已经切入陶瓷盘，仍然不能形成回路，主轴持续向Z轴方向下降，直至刀片爆碎，机器才会在破刀检测传感器和控制器的作用下停止运行。但这时的切割盘已经切破漏气，切割机需要停机维修，等待陶瓷切割盘修补或者更换，造成了时间和成本的损失。

另由于半导体行业的高速发展，芯片封装形式快速迭代，产品尺寸越来越小，越来越薄，这就要求切割刀片越来越薄，并且余隙(实际切口宽度减去切割刀片厚度)也必须变小。半导体等封装体中复合材质的运用，也要求切割刀片具备良好的适用性能，既可减少韧性材料的拉丝大小，又能降低脆性材料的崩边尺寸。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片及其制备方法，通过在切割刀片表面涂覆石墨乳剂，形成一层石墨薄膜，覆盖裸露在外的金刚砂，整平酚醛树脂热固性收缩后的凹凸表面，解决了树脂结合剂刀片导电不良的问题，而且石墨微粒本身具有良好的润滑性，可减小刀片侧面与被切割材料之间的摩擦力，切割余隙变小，韧性材料拉丝减少。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种石墨乳剂涂覆树脂结合剂切割刀片，包含在树脂结合剂切割刀片的表面涂覆一层石墨乳剂，所述石墨乳剂为速干水性石墨乳剂，其主要成分包括：