一种玻璃化的超级磨料产品包括一种超级磨料组分和一种玻璃化的粘合组分，该超级磨料组分被分散在该玻璃化的粘合组分中，其中该玻璃化的粘合组分限定了占据该玻璃化的超级磨料产品的总体积的约５０％以上的孔隙。该玻璃化的超级磨料产品可以处于一种研磨工具的形式，例如一种研磨砂轮。一种超级磨料混合物包括一种玻璃粉末、一种超级磨料砂砾、一种粘合剂和一种碳化硅。该混合物可以处于一种生胚的形式，该生胚在一个气氛和压力下、并且在足以形成一种多孔的玻璃化的超级磨料产品的温度下被烧制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及一种玻璃化的金刚石超级磨料产品、以及一种制造该玻璃化的 超级磨料产品的方法。
技术介绍
因为这个世界正在向更薄并且更小的装置前进，所以对更薄的晶片(小于50微 米)的需求正日益增加。为了实现研磨的硅晶片的更高强度，将要求使用更小的颗粒。在 研磨过程中，该复合物微结构中的颗粒的尺寸的降低将减少所需要用于缩减来自该晶片的 有效芯片厚度的力。缩减的芯片厚度的结果是，最终的研磨硅晶片的强度将增加。此外，在 晶片制造技术方面新的发展正在向更大尺寸的晶片前进，由此在研磨过程中维持晶片的平 坦性方面引起了越来越多的困难。用于粗加工和精磨这些材料的许多常规的磨料工具包括金属粘合的超级磨料。通 常地，金属粘合的磨料工具比玻璃粘合的工具每小时研磨更少的部分。此外，金属粘合的磨 料工具可能污染这些待结合入电子装置中的组分的表面，由此严重地限制了它们用于研磨 应用或切片硅晶片。典型地，玻璃化的粘合的工具提供更高的刚度和低的退化，由此产生了产品中更 好的耐受性、平坦性以及每个砂轮可以产生的部分的数量增加。虽然可以使用具有较低砂 砾尺寸的玻璃化的粘合研磨工具，但由于低孔隙率或孔结构，它们典型地不具有足够的自 修整能力。树脂粘合物经常显示较高的磨损并且具有自修整能力。典型地，与使用玻璃化粘 合物和具有类似砂砾尺寸的颗粒的研磨工具相比，树脂粘合物的相对低的刚度产生了更低 的表面粗糙度或更好的光洁度。然而，当砂砾尺寸低于2微米时典型地不能使用树脂粘合 物，因为在研磨期间这些颗粒被推入该顺性的树脂粘合物的内部，由此需要更高的施用压 力并且因此造成该研磨表面处温度升高。结果，当具体地用于较大的晶片时，在研磨期间维 持该晶片的可接受的平坦性变得更加困难。用于背面研磨的一种优选的结构将是树脂粘合的超级磨料砂轮。树脂粘合的超级 磨料砂轮的寿命就较小的颗粒而言是根本没有吸引力的。因此，对于具有自修整能力的具 有更细颗粒的高孔隙率玻璃化超级磨料砂轮存在一种需要。
技术实现思路
本专利技术的玻璃化的超级磨料产品包括一种超级磨料组分和该超级磨料组分被分 散其中的一种玻璃化的粘合组分，其中该玻璃化的粘合组分限定了占据该玻璃化的超级磨4料产品的总体积的约50%以上的孔隙。在另一个实施方案中，本专利技术是一种玻璃化的超级磨料，该玻璃化的超级磨料包 括一种玻璃化的粘合组分，该玻璃化的粘合组分包括硅石并且具有为该玻璃化的金刚石磨 料的总体积的至少约50%的孔隙率。一种超级磨料组分被分散在该玻璃化的粘合组分中。 该超级磨料组分基本上由颗粒组成，这些颗粒具有在约0. 5微米与约60微米之间的范围内 的数均粒度，并且其中该超级磨料组分与该玻璃化的粘合组分的体积比率是在约3 2与 约1 99之间的范围内。在又一个实施方案中，本专利技术是针对一种研磨工具，该研磨工具包括一个基座和 位于该基座的表面处的一个玻璃化的超级磨料组分。该玻璃化的超级磨料组分包括一种超 级磨料组分和该超级磨料组分被分散其中的一种玻璃化的粘合组分。该玻璃化的粘合组分 限定了占据该玻璃化的超级磨料组分的总体积的约50%以上的孔隙。在又一个实施方案中，本专利技术是一种超级磨料混合物，该超级磨料混合物包括一 种玻璃粉末、一种超级磨料砂砾、一种粘合剂和一种碳化硅。在一个具体的实施方案中，该 玻璃粉末包括选自下组的至少一个成员，该组的组成为二氧化硅(Si02)、氧化硼(b2o3)、 氧化铝(Al2O3)、碱金属氧化物(Li20、Na20、K2O)以及碱土金属氧化物(CaO、MgO、BaO)。该 超级磨料砂砾包括具有的数均粒度在约0. 5微米与约60微米之间的范围内的金刚石微粒， 并且其中该超级磨料砂砾与玻璃颗粒的体积比率是在约3 2与约1 99之间的范围内。 该粘合剂包括选自下组的至少一个成员，该组的组成为聚乙二醇、水、聚乙二醇与水的一 种混合物以及胶态硅石。碳化硅是以颗粒的形式存在，这些颗粒具有在约0. 1微米与约20 微米之间的范围内的数均尺寸。该碳化硅在该混合物中是在该混合物的玻璃粉末、超级磨 料砂砾、粘合剂以及碳化硅组分的总量的约0. 1体积百分比与约5体积百分比之间的范围 内存在。在一个另外的实施方案中，本专利技术是针对形成一种玻璃化的超级磨料的一种方 法，该方法包括由一种玻璃粉末、一种超级磨料砂砾、一种粘合剂以及碳化硅的混合物形成 一种生胚的步骤。将该生胚在一个气氛和压力下、并且在足以使该碳化硅氧化的温度下进 行烧制。本专利技术具有几个优点。例如，使用碳化硅作为一种发泡剂为一种玻璃化的产品提 供了相对高的孔隙率。因此，该产品具有能够粘合具有相对小尺寸的超级磨料颗粒的优点， 并且还具有足够的孔隙率以进行自修整而无需牺牲必须用来有效地抛光较大硅晶片的强 度。结果，与通过玻璃化的粘合磨料产品典型地得到的相比，本专利技术的这些玻璃化的超级磨 料产品产生相对低的表面粗糙度以及更好的光洁度，同时保留玻璃化的超级磨料工具的这 些优点。孔隙率在研磨中起重要作用。孔隙率控制了该工件与该复合物微结构之间的接触 面积。孔隙率还促进冷却剂在该微结构的周围移动以保持该研磨表面的温度尽可能的低。通过孔径围绕平均孔径紧密分布而定义的结构的均勻性直接关系到一种一致且 稳定的研磨性能。比平均孔径大得多的孔作为了缺陷并且对研磨的一致性有不利影响。而 且，长径比提供了对该结构的均勻性的另一种量度。接近于1的一个值表示高程度的均勻 性。本专利技术提供了孔径的紧密分布、低缺陷含量和接近1的长径比的一种组合。附图说明该图是采用了本专利技术的一种玻璃化超级磨料产品的一种工具的一个实施方案的 截面。具体实施例方式从以下对本专利技术的示例性实施方案的更具体的说明中上述内容将是清楚的，这些 实施方案是如附图中所展示是，其中贯穿这些不同的视图类似的参考符号指代相同的部 分。这些图不必是按比例的，而是将重点放在展示本专利技术的多个实施方案上。本专利技术总体上涉及玻璃化的超级磨料产品、它们的前体、以及它们的制造方法。如在此使用的术语“超级磨料”是指具有的在努氏硬度标度上测量的硬度至少为 立方氮化硼(CBN)的硬度(即至少4，700的K1J的磨料。除了立体氮化硼之外，超级磨料 材料的其他实例包括天然的和合成的金刚石。适当的金刚石或立方氮化硼材料可以是结晶 的或多晶的。优选地，该超级磨料材料是金刚石。该超级磨料材料是处于颗粒的形式，也称 为“砂砾”。本专利技术的超级磨料颗粒组分可以商购或可以定制生产。总体上，本专利技术中使用 的超级磨料具有的数均粒度是在约0.5微米(微米，μ m)与约60μπι之间的范围内。优选 地，该粒度是在约Iym至约60 μ m之间的范围内。一个特别优选的尺寸是1_2 μ m。如在此 使用的术语“数均”是指中位数、或该颗粒总体的一半高于该数值并且一半低于该数值的一 个数值。在一个实施方案中，该超级磨料颗粒组分存在的量值按体积计是该超级磨料工具 的至少约0. 1%。在另一个实施方案中，该超级磨料颗粒组分存在的量值是在该超级磨料 工具的按体积计约与约20%之间的范围内，更优选地在该超级磨料工具的按体积计约 2%与约10%之间。在一个实施方案中，本专利技术的玻璃化的超级磨料产品包括一种超级磨料组分，该 超级磨料组分包括选自下组的至少一个成员，该组的组成为金刚石、立方本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种玻璃化的超级磨料产品，包括：ａ）一种超级磨料组分；以及ｂ）该超级磨料组分被分散于其中的一种玻璃化的粘合组分，其中该玻璃化的粘合组分限定了多个孔，这些孔的直径基本上都小于８００μｍ，百分之八十的这些孔在约６０μｍ与约５００μｍ之间的范围内、具有小于约１．５的平均长径比、并且具有在该超级磨料产品的总体积的约５０％与约９０％之间的范围内的孔隙率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·乌帕德亚雅，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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