玻璃质的粘结的磨料制造技术

一种玻璃化的超级磨料产品包括一种超级磨料组分以及该超级磨料组分被分散在其中的一种玻璃化的粘结剂组分。该玻璃化的粘结剂包括一种镧系元素的氧化物。另外，该玻璃化的粘结剂组分限定了多个直径基本上全都小于800μm的孔。这些孔中的百分之七十是处于约40μm与约500μm之间的范围内并且小于约2的平均长径比。其孔隙率是在该超级磨料产品的总体积的约50%与约90%之间的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露总体上涉及玻璃质粘结的磨料。
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)的需求正日益増加。为了实现研磨后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用于缩减来自该晶片的有效芯片厚度的所需要的力。缩减的芯片厚度的结果是，最終的研磨后的硅晶片的強度将增加。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大的困难。 用于粗加工和精整这些材料的许多常规的磨料工具包括金属粘结的超级磨料。总体上，金属粘结的磨料工具比玻璃粘结的工具每小时研磨更少的部分。此外，金属粘结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对硅晶片切片。典型地，玻璃化的粘结的工具提供了更高的刚度和低的退化，由此导致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件的数目増加。虽然可以使用具有较低砂砾尺寸的玻璃化的粘结的研磨工具，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。树脂粘结剂经常显示较高的磨损并且具有自修整能力。典型地，与使用玻璃化的粘结剂以及具有类似砂砾尺寸的颗粒的研磨工具相比，树脂粘结剂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结剂，因为在研磨期间这些颗粒被推入该顺性的树脂粘结剂的内部，由此需要更高的施用压カ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。业界继续要求改进的、能够提供与更薄晶片的要求相称的光洁度的研磨轮。
技术实现思路
在一个实施方案中，ー种玻璃化的超级磨料产品可以包括一种超级磨料组分和该超级磨料组分被分散在其中的ー种玻璃化的粘结剂组分。该玻璃化的粘结剂可以包括镧系元素的氧化物。另外，该玻璃化的粘结剂组分可以限定多个直径基本上全都可以小于800 μ m的孔。这些孔中的百分之七十可以是处于约40 μ m与约500 μ m之间的范围内并且具有小于约2的平均长径比。其孔隙率可以是处于该超级磨料产品总体积的约50%与约90%之间的范围内。在ー个具体实施方案中，该镧系元素可以包括具有的原子序数不小于57并且不大于60的ー种元素，如镧、铈、镨、以及钕。更具体地说，该镧系元素可以包括铈，并且甚至可以实质上由铈组成。该镧系元素的氧化物存在的量值可以处于该玻璃化的超级磨料产品的约O. I与约10体积百分比之间的范围内。在另ー个实施方案中，ー种玻璃化的超级磨料产品可以包括ー种玻璃化的粘结剂组分以及被分散在该玻璃化的粘结剂组分中的一种超级磨料组分。该玻璃化的粘结剂组分可以包含硅石以及一种镧系元素的氧化物，并且可以具有占该玻璃化的金刚石磨料总体积的至少约百分之50的孔隙率。该超级磨料组分可以实质上由具有的中值粒径在约O. I微米与约60微米之间的范围内的颗粒组成。超级磨料组分与该玻璃化的粘结剂组分的体积比可以是处于约3 : 2与约I : 99之间的范围内。在另ー个实施方案中，ー种研磨工具可以包括ー个基底以及ー种在该基底表面上的玻璃化的超级磨料组分。该玻璃化的超级磨料组分可以包括一种超级磨料组分以及该超级磨料组分被分散其中的ー种玻璃化的粘结剂组分。该玻璃化的粘结剂组分可以包括ー种镧系元素的氧化物，并且该玻璃化的粘结剂组分可以限定多个孔，这些孔占据了该玻璃化的粘结剂组分总体积的大于约百分之五十。在又另ー个实施方案中，一种超级磨料混合物可以包括玻璃粉末、超级磨料砂砾、粘合剤、碳化硅、以及一种镧系元素的氧化物。该玻璃粉末可以包括选自下组的至少ー个成员，该组由以下各项组成ニ氧化硅(Si02)、氧化硼(B203)、氧化铝(A1203)、碱金属氧化物(Li20、Na2O, K2O)以及碱土金属氧化物(CaO、MgO、BaO)。该超级磨料砂砾可以包括具有的中值粒径在约O. I微米与约60微米之间的范围内的ー种金刚石微粒。该磨料与玻璃的颗粒之间的体积比可以是处于约3 2与约I : 99之间。该粘合剂可以包括选自下组的至少ー个成员，该组由以下各项组成聚こニ醇、水、聚こニ醇与水的ー种混合物、以及胶态硅石。该碳化硅能以颗粒的形式存在，这些颗粒具有在约O. I微米与约20微米之间的范围内的中值粒径，并且在该混合物中存在的量值可以是在该混合物的玻璃粉末、磨料砂砾、粘合剤、碳化硅、以及稀土元素氧化物组分的总量的约O. I与约5体积百分比之间的范围内。该镧系元素氧化物能以颗粒的形式存在，这些颗粒具有在约O. I微米与约30微米之间或在O. I微米与约10微米之间的范围内的中值粒径或平均粒径，并且其量值是在该混合物的玻璃粉末、磨料砂砾、粘合剂、碳化硅、以及氧化物组分的总量的约O. I与约5体积百分比之间的范围内。在又另ー个实施方案中，ー种形成玻璃化的超级磨料产品的方法可以包括形成一个生坯、在一种气氛和压カ下并且在一个足以形成多孔的玻璃化的超级磨料产品的温度下烧制该生坯。该生坯可以包括玻璃粉末、超级磨料砂砾、粘合剤、碳化硅、以及一种镧系元素的氧化物。在一个实施方案中，ー种玻璃化的超级磨料产品可以包括一种超级磨料组分以及该超级磨料组分被分散在其中的ー种玻璃化的粘结剂组分。该玻璃化的粘结剂组分可以限定多个孔，这些孔的直径基本上全都小于800 μ m。这些孔中的百分之七十可以是处于约40 μ m与约500 μ m之间的范围内并且具有小于约2的平均长径比。该玻璃化的超级磨料产品可以具有不大于约35埃的表面粗糙度指数。在ー个具体的实施方案中，该表面粗糙度指数可以是不大于约33埃，如不大于约31埃。该表面粗糙度指数是对玻璃化的超级磨料产品在背面研磨(back grinding)娃晶片时的性能的一种标准化的度量。确切地说，该表面 粗糙度指数度量了在以下更详细说明的专门测试条件下进行研磨的一组试验硅晶片的平均表面粗糙度(Ra)。在另ー个示例性实施方案中，ー种背面研磨晶片的方法可以包括提供一个晶片；并且使用ー种玻璃化的超级磨料产品将该晶片背面研磨至平均表面粗糙度(Ra)为不大于35埃。在ー个具体的实施方案中，该平均表面粗糙度可以是不大于约33埃，如不大于约31埃。该玻璃化的超级磨料产品可以包括一种超级磨料组分以及该超级磨料组分被分散在其中的ー种玻璃化的粘结剂组分。该玻璃化的粘结剂组分可以限定多个孔，这些孔的直径基本上全都小于800 μ m。这些孔中的百分之七十可以是处于约40 μ m与约500 μ m之间的范围内并且具有小于约2的平均长径比。其孔隙率可以是处于该超级磨料产品总体积的约50%与约90%之间的范围内。附图说明通过參见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I是采用了ー个玻璃化的超级磨料产品的ー种工具的一个实施方案的截面。图2和图3是ー种示例性的玻璃化的超级磨料产品的扫描电子显微照片。在不同的图中使用相同的參考符号表示相似的或相同的事项。具体实施例方式在一个实施方案中，ー种玻璃化的超级磨料产品包括一种超级磨料组分以及该超级磨料组分被分散在其中的ー种玻璃化的粘结剂组分。该超级磨料组分可以是具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.27 US 61/2552541.一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在其中的一种玻璃化的粘结剂组分，该玻璃化的粘结剂包括一种镧系元素的氧化物，其中 该玻璃化的粘结剂组分限定了多个直径基本上全都小于800 μ m的孔，这些孔中百分之七十的是处于约40 μ m与约500 μ m之间的范围内、具有小于约2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。2.一种玻璃化的超级磨料产品，包括 a)一种玻璃化的粘结剂组分，该玻璃化的粘结剂组分包含硅石以及一种镧系元素的氧化物、并且具有占该玻璃化的金刚石磨料的总体积的至少约50%的孔隙率；以及 b)一种分散于该玻璃化的粘结剂组分中的超级磨料组分，该超级磨料组分实质上由具有的数均粒径在约O. I微米与约60微米之间的范围内的颗粒组成，并且其中超级磨料组分与该玻璃化的粘结剂组分的体积比是在约3 2与约I : 99之间的范围内。3.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该镧系元素的氧化物包括一种具有的原子序数不小于57并且不大于60的元素。4.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该镧系元素的氧化物包括镧、铺、镨、以及钕之一。5.如权利要求3所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该镧系元素的氧化物包括铈。6.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该镧系元素的氧化物存在的量值是在该玻璃化的超级磨料产品的约O. I与约10体积百分比之间的范围内。7.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的粘结剂组分限定了多个孔，并且这些孔基本上全都小于700 μ m。8.如权利要求7所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些孔基本上全都小于700μ m或小于600 μ m或小于500 μ m。9.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的粘结剂组分限定了多个孔，并且这些孔的大部分是具有至少约100 μ m的中值孔径的大孔。10.如权利要求9所述的玻璃化的超级磨料产品，其中在紧邻的大孔之间的一个大孔间隔距离是不大于一个径向距离(Dk)，其中该径向距离(Dk)被定义为对这些大孔的平均半径的一种度量。11.如权利要求10所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该大孔间隔是不大于约O. 5 (De)或不大于约O. 25 (De)或不大于约O. I (De)。12.如权利要求9所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些大孔中的大多数是彼此邻接的。13.如权利要求12所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些大孔中的至少约75%是彼此邻接的。14.如权利要求9所述的玻璃化的超级磨料产品，其中包含该玻璃化的粘结剂材料的多个粘结桥在这些大孔之间延伸。15.如权利要求14所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些粘结桥包含多个具有小于约2或者小于约I. 5的长径比的小孔。16.如权利要求14所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些小孔具有小于约100μ m的中值孔径。17.如权利要求16所述的玻璃化的超级磨料产品，其中这些小孔具有在约Iμπι与约100 μ m之间的中值孔径。18.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的粘结剂组分限定了多个孔，并且这些孔中的百分之七十是处于约60 μ m与约300 μ m之间的范围内。19.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的粘结剂组分限定了多个孔，并且这些孔的平均长径比是小于约I. 5或小于约I. 3或小于约I. 2。20.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该孔隙率是在该超级磨料产品的总体积的约55%与约85%之间或约60%与约80%之间或约65%与约75%之间的范围内。21.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品,其中该超级磨料组分包括选自下组的至少一个成员，该组由以下各项组成金刚石、立方氮化硼、氧化锆、以及氧化招。22.如权利要求21所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该超级磨料组分存在的量值是在该玻璃化的超级磨料产品的约O. I与约20体积百分比之间的范围内。23.如权利要求22所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该超级磨料组分的中值粒径是在约O. I微米与约60微米之间、或在约O. I微米与约2微米之间的范围内。24.如权利要求22所述的玻璃化的超级磨料产品，其中超级磨料分与玻璃化的粘结剂组分的体积比率是在约3 2与约I : 99之间的范围内。25.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的粘结剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组由以下各项组成二氧化硅(SiO2)、氧化硼(B203)、氧化铝(A1203)、碱金属氧化物(Li20、Na2O, K2O)以及碱土金属氧化物(CaO、MgO、BaO ) ο26.如权利要求I或2中的任一项所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该玻璃化的超级磨料产品被配置为至少是一种研磨工具的一个部件。27.如权利要求26所述的玻璃化的超级磨料产品，其中该研磨工具是一个砂轮。28.—种研磨工具,包括 a)一个基底；以及 b)在该基底表面上的一种玻璃化的超级磨料组分，该玻璃化的超级磨料组分包括 i) 一种超级磨料组分；以及 )该超级磨料组分被分散在其中的一种玻璃化的粘结剂组分，该玻璃化的粘结剂组分包括一种镧系元素的氧化物，其中该玻璃化的粘结剂组分限定了多个孔，这些孔占据了该玻璃化的超级磨料组分的总体积的大于约百分之五十。29.如权利要求28所述的研磨工具，其中该镧系元素的氧化物包括一种具有的原子序数不小于57并且不大于60的元素。30.如权利要求28所述的研磨工具，其中该镧系元素的氧化物是选自下组的至少一个成员，该组由以下各项组成镧、铈、镨、以及钕。31.如权利要求30所述的研磨工具，其中该镧系元素的氧化物包括铈。32.如权利要求31所述的研磨工具，其中该镧系元素的氧化物实质上由铈组成。33.如权利要求28所述的研磨工具，其中该镧系元素的氧化物存在的量值是在该玻璃化的超级磨料产品的约O. I与约20体积百分比之间的范围内。34.如权利要求28所述的研磨工具，其中该超级磨料组分是选自下组的至少一个成员，该组由以下各项组成金刚石、立方氮化硼、氧化锆、以及氧化铝。35.如权利要求34所述的研磨工具，其中该超级磨料组分存在的量值是在该玻璃化的超级磨料产品的约O. I与约20体积百分比之间的范围内。36.如权利要求35所述的研磨工具，其中该超级磨料组分的中值粒径是在约O.I微米与约60微米之间的范围内。37.如权利要求35所述的研磨工具，其中金刚石磨料组分与玻璃化的粘结剂组分的体积比是在约3 2与约I : 99之间的范围内。38.如权利要求28所述的研磨工具，其中该玻璃化的粘结剂组分包括选自下组的至少一个成员，该组由以下各项组成二氧化硅(SiO2)、氧化硼(B2O3)、氧化铝(Al2O3)、碱金属氧化物(Li20、Na2O, K2O)以及碱土金属氧化物(CaO、MgO、BaO)。39.一种超级磨料混合物，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·维达塔姆，R·乌帕德亚雅，G·奎尔，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具有限公司，法国圣戈班磨料磨具公司，
类型：发明
国别省市：