如何把超薄金剛石切割片做到0.04mm？
發(fā)表時(shí)間：2017/8/17 10:39:54
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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(yōu)點(diǎn),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(shù)脂刀片兩種。今天小編找來(lái)了一篇可以做到40μm的制作方法，歡迎大家留言討論~
一、 概述
金剛石超薄切割片在國(guó)際上廣泛用于大規(guī)模集成電路塊、計(jì)算機(jī)芯片材料及其它貴重半導(dǎo)體材料的切割。過(guò)去我國(guó)上海某研究所試制過(guò)該產(chǎn)品，但由于當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件限制未見(jiàn)過(guò)相關(guān)的產(chǎn)品。金剛石超薄切割片目前主要由美國(guó)和日本生產(chǎn)，與進(jìn)口切割設(shè)備配套使用，切割轉(zhuǎn)數(shù)在30000r/min以上，由空氣軸承支持。切割對(duì)象對(duì)切口要求嚴(yán)格，容易打刀。我們經(jīng)過(guò)廣泛的調(diào)研及艱苦的實(shí)驗(yàn)研究工作，利用復(fù)合電鍍法成功研制出生產(chǎn)上使用合格的產(chǎn)品，獲得國(guó)家專利。
二、試驗(yàn)研究的關(guān)鍵點(diǎn)
1、確定使用的金剛石參數(shù)；
2、制備一種特殊的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜；
3、精確控制刀片厚度≤40μm；
4、刀體表面光滑，不結(jié)瘤；
5、必須使刀片具有足夠的強(qiáng)度和韌性，保證在超高轉(zhuǎn)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(shù)的確定
根據(jù)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(yōu)質(zhì)微單晶，試驗(yàn)時(shí)使用粒徑10μm國(guó)產(chǎn)碎晶金剛石微粉，實(shí)用階段選用粒徑5μm高品級(jí)微單晶。選購(gòu)的金剛石采用溶液沉降法嚴(yán)格篩選。
3.2 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的制備
3.2.1 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜及其要求
化學(xué)轉(zhuǎn)化膜是電沉積前在陰極基片上制備的特種導(dǎo)電膜。其要求是：
（1）有較好的導(dǎo)電性，使電沉積過(guò)程順利進(jìn)行；
（2）防止電沉積材料與基片強(qiáng)力結(jié)合，便于鍍層的剝離。
經(jīng)過(guò)多類試驗(yàn)，結(jié)果表明，以?shī)W氏體不銹鋼的磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜為最好。
3.2.2 制備
磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)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(huán)境溫度20°C,工作時(shí)間5min。
3.3 刀片生產(chǎn)方法
3.3.1 片體電鍍
用復(fù)合電沉積方法，在制備好轉(zhuǎn)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(hào)0.6~0.8，專利添加劑2號(hào)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(shí)間10min。
3.3.2 厚度控制
采用單板機(jī)厚度控制儀精確控制產(chǎn)品厚度為35μm。存在的問(wèn)題是要嚴(yán)格控制“結(jié)瘤”，已有專利的工藝方法解決沉積層的“結(jié)瘤”問(wèn)題。
3.3.3 剝離
采用加熱剝離技術(shù)，方法已包含在專利中。
3.3.4 冷沖
將剝離下來(lái)的薄片在冷沖成形機(jī)上用專用的硬質(zhì)合金沖頭沖壓成型，產(chǎn)品如圖1所示。
3.3.5 托架安裝
切割片直接裝夾在由空氣軸承帶動(dòng)的法蘭盤上使用。自帶托架的切割片在專用的涂裝機(jī)上用膠粘劑將切割片粘著在鋁合金法蘭盤上，如圖2所示。
四、產(chǎn)品使用效果
選出產(chǎn)品20件，在某半導(dǎo)體廠進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。
試驗(yàn)結(jié)果滿足切割要求，成本下降，受到廠家歡迎。目前，該產(chǎn)品正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。
五、結(jié)語(yǔ)
本研究確定了用于制造金剛石超薄切割片的金剛石參數(shù)以及電鍍切割片時(shí)基片上化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的有效制備方法，完善了該類切割片的復(fù)合電鍍法制造工藝，并依此制造出生產(chǎn)上使用合格的產(chǎn)品。該研究的產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
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