金刚石丝锯用树脂结合剂及其制备方法技术

金刚石丝锯用树脂结合剂及其制备方法：树脂结合剂的重量份比例为：ＵＶ固化树脂３０～９０；溶剂１～３０；无机填料１～３０；混合晶须０．５～２０；促进剂０．５～１０；偶联剂０．５～１０。所用树脂为阳离子固化型ＵＶ树脂；其中的光引发剂选自二苯碘鎓盐或三苯硫鎓盐；其中的预聚物选自：活性环氧化合物或多元醇的混合物。溶剂为活性单体溶剂，采用单官能或多官能度的丙烯酸单体和乙烯基醚类中的一种或多种；混合晶须为含元素硅的晶须和聚四氟乙烯晶须混合物；促进剂选自：１～氮杂环丙烯或含乙烯基膦的化合物、硫化型链转移剂、硫代乙醇酸异葵酯或十二烷基硫醇的一种或多种；偶联剂为硅烷偶联剂。本发明专利技术能耗低，无污染，切削效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料加工行业，提供一种金刚石丝锯用树脂结合剂及 其制备方法。
技术介绍
20世纪70年代已经提出了用金刚石丝锯切割脆性半导体材料的工艺， 20世纪80年代出现了可用于硅片切割的金刚石丝锯。进入20世纪90年代 尤其是近几年来，金刚石丝锯得到了快速发展，对其研究也更为深入。由于 固结磨料切割丝锯成本比较昂贵，所以目前无论国内和国外，线切割使用的 丝锯主要还是使用悬浮磨料切割。但是，固结磨料切割因为低能耗、使用环 境无污染、切削效率高、加工精度高等优点已经开始逐步替代悬浮磨料切割。中国研究的重点集中在电镀法制造金刚石丝锯，由于采用传统的镍镀技 术只能得到数公里长的锯丝，因此，电镀金刚石丝锯发展緩慢。近年来，国 外新的电镀技术突破了这一极限，电镀金刚石丝锯逐渐进入实用阶段。但是 由于生产速度较低，丝锯成本还比较高，从而限制了电镀金刚石丝锯的广泛 应用。采用热固化树脂作为结合剂生产的金刚石丝锯比电镀法生产的金刚石 丝锯生产率高，成本有所降低，目前市场上使用的固结磨料丝锯大多为国外 生产的此类产品。由于生产速度依然较低，成本较高，目前还不能大范围取 代悬浮磨料切割。日本有学者提出了使用uv固化树脂取代传统热固化树脂作为结合剂固结金刚石磨料的新方法，主要集中研究了丙烯酸类uv固化树脂，但是由于树脂强度以及树脂与金属丝把持力达不到良好切割要求，所以该方法还处于进一步研究阶段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服
技术介绍
的缺点，提供一种金刚石丝锯用树脂结合剂及其制备方法，即对市场常用uv固化树脂进行选型和改性，通过添加无机填料、混合晶须、促进剂和偶联剂改进树脂与金属丝的把持力，并增强 树脂的强度以提高切割效率，同时适度的柔韧性保证丝锯的抗冲击强度，大 大增强丝锯的技术和性能指标。完成上述专利技术任务的方案是 一种金刚石丝锯用树脂结合剂，其特征在 于所述的金刚石丝锯用树脂结合剂由UV固化树脂、溶剂、无机填料、混 合晶须、促进剂、偶联剂组成；其重量份比例为UV固化树脂30~90溶剂1~30无机填料1~30混合晶须0.5-20促进剂0.5-10偶联剂0.5~10。本专利技术是采用UV固化技术，其中，所用树脂为一种阳离子固化型UV 树脂，所述的UV树脂由UV树脂预聚物与光引发剂组成。本专利技术采用的 UV树脂中的预聚物选自活性环氧化合物或多元醇的混合物。UV树脂中的光引发剂选自二苯硤総盐或三^5克鐵盐。所述的溶剂为活性单体溶剂，采用单官能或多官能度的丙烯酸单体和乙 烯基醚类中的一种或多种；主要选自苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯或丙烯酸异辛酯中的一 种或多种；所述的无机填料由以下原料及重量份比例组成氧化铝1~50、氧化硅 1~50、石友化石圭1 40、氧化铈1~40、氧化4各0~25。所述的混合晶须为一种含元素硅的晶须和聚四氟乙烯晶须混合物，该混 合晶须既能显著增强丝锯强度，同时增加了丝锯的柔韧性，大大改善了丝锯 的切割性能；所述的促进剂选自1 氮杂环丙烯或含乙烯基膦的化合物、硫化型链转 移剂、碌"<乙醇酸异葵酯或十二烷基^^醇的一种或多种； 所述的偶联剂为硅烷偶联剂。 本申请推荐以下优化方案所述的金刚石丝锯用树脂结合剂的重量份比例为UV固化树脂50~60溶剂15~20无机填料10~15混合晶须5 10促进剂5~10所述的金刚石丝锯用树脂结合剂的最佳重量份比例为UV固化树脂52 溶剂16 无才几填料13混合晶须8 促进剂7 偶联剂4。完成本申请第2个专利技术任务的技术方案是，以上所述的金刚石丝锯用树 脂结合剂的生产工艺，其特征在于，步骤如下(1) .首先将混合晶须和无机填料的各组分精确称量混合；(2) .将上述混合物在行星研磨机中研磨至超细粉；根据原料粒径不同需要研磨的时间不同，直至各组分的分散性良好并且 粒径小于5微米；(3) .将上述超细粉按比例加入UV固化树脂，加入一定量的溶剂、促进 剂和偶联剂，得到一种新型金刚石丝锯用树脂结合剂。本专利技术与
技术介绍
相比有如下优点本专利技术采用的UV固化树脂使用一 种阳离子型光引发体系，光引发剂主要为二^^典鑰盐和三^f危鑰盐，其特出 优点是固化时体积收缩小，形成聚合物的附着力强；不为氧气阻聚，可以在 空气中快速而完全的聚合；固化反应不易终止，适用于厚膜；对金属附着力 好。预聚物主要为活性环氧化合物和多元醇的混合物。为增加强度和增加固 化速度， 一般使用酚醛环氧树脂；为提高树脂与金属丝的附着力，要适当提 高环氧化合物的环氧当量，并采用较高浓度的多元醇，其中，环氧化合物的 环氧基与多元醇的羟基之比在3~10之间，多元醇占总体重量分数比(％)的10 15。本专利技术采用的无机填料必须和混合晶须精确称量混合，在行星研磨机中 研磨至超细粉，要求所有组分的粒径小于5微米。而市场采购的无机填料往 往达不到超细的要求。本专利技术采用的超细粉能有效地改善无机填料和晶须的 分散均匀性，改善树脂的收缩性能、强度和柔韧性，满足本专利技术所适用的 40 50微米的涂层厚度的要求。本专利技术采用的混合晶须为晶须硅和聚四氟乙烯晶须的混合物。晶须硅能 显著增强丝锯强度，同时聚四氟乙烯晶须可以增加丝锯的柔韧性。试验证明 两种晶须混合比例(重量比)在63: 37的时候效果最佳，可以显著改善丝 锯的切割性能。UV固化生产金刚石丝锯的一个难点就是树脂混合物与金属丝基体的附 着强度。我们采取对生产工艺改进和树脂进行改性的方法。生产工艺中，对 金属丝基体采用先腐蚀以增加基体的粗糙度，再用专用清洗剂清洗基体表面 的杂质和不利于树脂附着的氧化物等，再^f吏用高压水洗和风干处理，最后采 用红外预热器对基体和树脂混合物进行预热；树脂改性为在树脂中加入一种 固化促进剂，固化促进剂为1 氮杂环丙烯或含乙烯基膦的化合物、硫化型链 转移剂、硫代乙醇酸异葵酯和十二烷基硫醇的一种或多种。工艺改进以及本 专利技术采用的促进剂的引入，能够显著改善树脂混合物与金属丝基体的附着强 度。UV固化生产金刚石丝锯的另一个难点就是树脂与金刚石的结合力，如 果结合强度不够会导致切割过程中金刚石大量脱落，使用效果不佳。本专利技术 采取对金刚石进行表面处理和对树脂进行改性的方法。金刚石表面要经过酸洗、活性处理和表面金属镀覆技术；树脂改性主要采取在树脂中加入活性偶 联剂，主要是一种硅烷类偶联剂。通过金刚石表面活性处理和偶联剂的使用， 能有效增强金刚石与树脂的结合力，减少金刚石在切割使用过程中的脱落。 本专利技术采用的金刚石丝锯的制造方法包括金刚石粉表面处理、树脂结 合剂制备、树脂结合剂与金刚石粉混合均匀搅拌形成树脂混合浆料，以下为 工艺流程原料合金丝盘—电脑控制放丝—表面预处理—清洗—风干—树脂 混合浆料涂覆—固化—增加强度处理—牵引传动装置—电脑控制收丝—包 装入库。相比较国内正在研究的电镀法生产金刚石丝锯和国外成熟的热固化树 脂结合剂金刚石丝锯，用本专利技术树脂结合剂生产的丝锯具有以下几个主要优 点，列表》o下<table>table see original document page 10</column></row><table>本专利技术能耗低，无污染，切削效率高。除适用于金刚石丝锯的生产外， 还可以应用于金刚石超薄切割片和金刚石锯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石丝锯用树脂结合剂，其特征在于：所述的金刚石丝锯用树脂结合剂由ＵＶ固化树脂、溶剂、无机填料、混合晶须、促进剂、偶联剂组成；其重量份比例为：　ＵＶ固化树脂　３０～９０　溶剂　１～３０　无机填料　１～３０　混合晶 须　０．５～２０　促进剂　０．５～１０　偶联剂　０．５～１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：莫祥银，朱汉波，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]