一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，包括以下步骤：步骤A、金刚石表面热腐蚀处理；将金刚石微粉与腐蚀剂压制成型的块体置入管式炉中加热保温处理，使腐蚀剂在热化学作用下在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；步骤B、表面粗糙化金刚石；加热酸洗块体以去除金属，经漂洗及干燥后，得到表面粗糙化金刚石；步骤C、超薄金刚石划片刀的制备；在划片刀电镀机内制备镍基复合电镀件，得到超薄金刚石划片刀。本发明专利技术工艺方法简单，在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；利用金刚石表面的点洞腐蚀结构与结合剂之间形成“锚定连接”，电镀层对金刚石颗粒把持力高，工作层金刚石利用率高，有效延长划片刀的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法


[0001]本专利技术属于半导体晶圆划切用砂轮
，具体涉及一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法。

技术介绍

[0002]由于金刚石具有硬度高、耐磨性好及导热性优良等特性，使其在切削加工领域中成为切割硬脆材料的理想工具。硅晶圆是制造半导体芯片的重要材料，自身有着硬脆的特点，采用金刚石磨具加工，可以获得理想的划片效果。在半导体晶圆封装前期工作中，超薄金刚石划片刀将大晶圆片分割成具有独立单元的集成电路小芯片，是制造芯片的重要工具，它对于芯片的质量和寿命有直接的影响。
[0003]从制造工艺方面来讲，硅晶圆金刚石划片刀主要有树脂型划片刀、金属烧结型划片刀及电镀型划片刀等。但树脂型划片刀和金属烧结型划片刀受到工艺自身的限制，制备出来的刀片厚度较大(一般大于100μm)，划切加工晶圆后切槽宽度较大，使得硅晶圆上集成电路间排布槽宽受到限制。与其它类型划片刀相比较，超薄电镀型划片刀(10～50μm)成为晶圆精密划切加工最优选择。
[0004]现有的电镀划片刀中的金刚石磨料表面光滑且自身极具惰性特点，Ni基金属很难润湿金刚石，两者间没有化学结合，主要以简单的机械镶嵌为主。目前，现有的超薄划片刀存在电镀层对金刚石磨料把持力低、工作层中金刚石颗粒非正常磨损量大、刀片使用寿命较短等问题。因此，亟需开发一种划切加工寿命长的超薄金刚石划片刀。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种工艺方法简单，操作方便快捷且电镀层对金刚石颗粒把持力高，工作层金刚石利用率高并且有效延长使用寿命的表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，制备方法包括以下步骤：
[0007]步骤A、金刚石表面热腐蚀处理；
[0008]将金刚石微粉与腐蚀剂压制成型的块体置入管式炉中加热保温处理，使腐蚀剂在热化学作用下在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；
[0009]步骤B、表面粗糙化金刚石；
[0010]将步骤A中的成品置于强酸溶液中，加热酸洗以去除金属，经漂洗及干燥后，得到表面粗糙化金刚石；
[0011]步骤C、超薄金刚石划片刀的制备；
[0012]以氨基磺酸镍体系溶液为电镀液，浸锌处理后的铝合金轮毂为阴极，将表面粗糙化金刚石按电镀液体积的0.5～10g/L添加，在一定电镀电流密度下，划片刀电镀机内制备镍基复合电镀件，镍基复合电镀件经磨外圆、开刃、碱腐蚀及抛光，得到超薄金刚石划片刀。
[0013]进一步，在步骤A中，所述块体由金刚石微粉与腐蚀剂按一定质量比混合压制而成。
[0014]进一步，所述步骤B中，酸洗温度为60℃～80℃，酸洗时间为0.5h～1h，且经去离子水漂洗至溶液呈中性。
[0015]进一步采用，步骤C中，所述电镀电流密度为1～10A/dm2。
[0016]进一步为，所述步骤A中，所述金刚石微粉与腐蚀剂的质量比为1:5～30。
[0017]进一步为，所述金刚石微粉粒度大小为2～10μm。
[0018]进一步为，腐蚀剂为1～10μm的Fe、Co或Ni粉末。
[0019]进一步为，步骤A中，加热腐蚀的温度为600℃～750℃，且保温时间为0.5h～2h。
[0020]进一步为，在步骤B中，所述强酸溶液为质量分数30％的王水。
[0021]步骤C中，所述氨基磺酸镍体系溶液为氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、1,4
‑
丁炔二醇或去离子水。
[0022]本专利技术具有积极的效果：1、本专利技术的工艺简单，操作方便快捷，通过热腐蚀坑、强酸溶液酸洗后得到表面粗糙化金刚石，具有电镀时电镀层对金刚石颗粒把持力高等特点，市场应用前景广，有利于提高工具行业的制造水平，对半导体制造业的发展起到积极的推动作用。
[0023]2、并且其制备的超薄金刚石划片刀可实现刀刃厚度在20～30μm，主轴转速为40000r/min，划切速度为60mm/s下，划切崩边5μm以下，划切寿命在1500米以上，大大提高了工作层金刚石利用率并且有效延长使用寿命。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0025]图1为原始金刚石颗粒SEM图；
[0026]图2为本专利技术表面粗糙化金刚石颗粒SEM图。
具体实施方式
[0027](实施例1)
[0028]其中图2为本专利技术表面粗糙化金刚石颗粒SEM图。
[0029]为实现本专利技术目的的技术方案是一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，制备方法包括以下步骤：
[0030]步骤A、金刚石表面热腐蚀处理；
[0031]将金刚石微粉与腐蚀剂压制成型的块体置入管式炉中加热保温处理，使腐蚀剂在热化学作用下在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；在此所述步骤A中，所述金刚石微粉与腐蚀剂的质量比为1:5～30。同时所述金刚石微粉粒度大小为2～10μm。
[0032]步骤B、表面粗糙化金刚石；
[0033]将步骤A中的成品置于强酸溶液中，加热酸洗块体以去除金属，经漂洗及干燥后，得到表面粗糙化金刚石；具体如图2所示，可以看出，相对于图1所示的原始金刚石颗粒来说，图2所示的金刚石表面已经明显粗糙化；
[0034]所述步骤B中，酸洗温度为60℃～80℃，酸洗时间为0.5h～1h，且经去离子水漂洗至溶液呈中性。
[0035]步骤C、超薄金刚石划片刀的制备；
[0036]以氨基磺酸镍体系溶液为电镀液，浸锌处理后的铝合金轮毂为阴极，将表面粗糙化金刚石按电镀液体积的0.5～10g/L添加，在一定电镀电流密度下，划片刀电镀机内制备镍基复合电镀件，镍基复合电镀件经磨外圆、开刃、碱腐蚀及抛光，得到超薄金刚石划片刀。步骤C中，所述电镀电流密度为1～10A/dm2。
[0037]且步骤C中，所述氨基磺酸镍体系溶液为氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸、十二烷基硫酸钠、糖精、1,4
‑
丁炔二醇或去离子水。
[0038]在步骤A中，所述块体由金刚石微粉与腐蚀剂按一定质量比混合压制而成。
[0039]本专利技术对金刚石进行热腐蚀处理，在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；使得金刚石与结合剂接触面积增大的同时，利用金刚石表面的点洞腐蚀结构与结合剂之间形成“锚定连接”，提高镀层对金刚石的把持力，降低划片刀中金刚石的非正常磨损。且方法简单，操作方便，电镀层对金刚石颗粒把持力高，工作层金刚石利用率高，有效延长划片刀的使用寿命。
[0040]本实施例中，其步骤A中，其金刚石微粉的粒度大小为3～6μm，且腐蚀剂为5μmFe粉，其中块体采用金刚石微粉与腐蚀剂按1：15质量比混合压制而成，并且其加热腐蚀的温度为800℃并保温1h。
[0041]并且步骤B中，其中强酸溶液为质量分数30％的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，其特征在于：制备方法包括以下步骤：步骤A、金刚石表面热腐蚀处理；将金刚石微粉与腐蚀剂压制成型的块体置入管式炉中加热保温处理，使腐蚀剂在热化学作用下在金刚石表面形成形状和大小可控的腐蚀坑；步骤B、表面粗糙化金刚石；将步骤A中的成品置于强酸溶液中，加热酸洗块体以去除金属，经漂洗及干燥后，得到表面粗糙化金刚石；步骤C、超薄金刚石划片刀的制备；以氨基磺酸镍体系溶液为电镀液，浸锌处理后的铝合金轮毂为阴极，将步骤B中成品表面粗糙化金刚石按电镀液体积的0.5～10g/L添加，在一定电镀电流密度下，划片刀电镀机内制备镍基复合电镀件，镍基复合电镀件经磨外圆、开刃、碱腐蚀及抛光，得到超薄金刚石划片刀。2.根据权利要求1所述的一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，其特征在于：在步骤A中，所述块体由金刚石微粉与腐蚀剂按一定质量比混合压制而成。3.根据权利要求2所述的一种表面粗糙化金刚石的超薄划片刀制备方法，其特征在于：所述步骤B中，酸洗温度为60℃～80℃，酸洗时间为0.5h～1h，且经去离子水漂洗至溶液呈中性。4.根据权利要求3所述的一种表...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹韶辉，洪秋，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：