一種金剛石超薄切割片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及硬脆材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種金剛石超薄切割片。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石超薄切割片廣泛應用于半導體材料、硅晶圓、玻璃、陶瓷、電子封裝材料等硬脆材料的精密精細加工，諸如劃片、開槽和切斷等。由于超薄切割片在20000?60000r/min的超高速環(huán)境下工作，因此對超薄片的加工精度要求非常高，稍有偏差就會造成被加工材料的碎裂或大的崩邊，對于這些昂貴的硬脆材料來說，大大增加了加工成本。目前市場上廣泛應用的金剛石超薄切割片主要包括電鍍片和熱壓燒結(jié)片，電鍍法制作的切割片只是電鍍金屬膜對金剛石起到包裹作用，兩者之間的結(jié)合為機械結(jié)合，相對于熱壓法來說，把持力較差，磨料容易過早脫落，使用壽命短。但電鍍片可以非常薄，一般厚度在0.015mm?0.1mm之間，一般用于比較昂貴的硬脆材料切割，因其切縫窄而大大減少了被加工材料的消耗。熱壓法制造的超薄片，采用金屬粉末和金剛石混合熱壓燒結(jié)而成，因其較好的金剛石結(jié)合強度和長壽命，被廣泛應用于各種硬脆材料的加工，其厚度一般在0.1mm?0.5mm之間。但熱壓法燒結(jié)的超薄片，存在金剛石與胎體粉混合不均勻的問題，造成超薄片中的金剛石出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，在高速切割的環(huán)境下，嚴重影響了超薄片對材料的加工質(zhì)量，諸如超薄片抖動斷齒、被加工材料崩邊嚴重等。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型提供了一種金剛石超薄切割片，由多片薄坯真空熱壓燒結(jié)成型，每一所述薄坯由合金箔、有序排列于該合金箔上的多顆金剛石組成，兩相鄰所述薄坯的金剛石在切割片的徑向方向錯位排列。
[0004]進一步，所述金剛石粘接于所述合金箔上。
[0005]進一步，所述合金箔為錫青銅箔。
[0006]本實用新型的金剛石超薄切割片的制作工藝包括如下步驟:
[0007]( I)制作吸附金剛石的模板；
[0008](2)將金剛石有序排列于步驟(I)所得模板上；
[0009](3)將有序排列于模板上的金剛石粘接在錫青銅箔上，形成一層金剛石有序排列的薄坯；
[0010](4)按照超薄切割片的厚度，將多層薄坯疊加在一起，并保證兩相鄰薄坯的金剛石在切割片徑向方向錯位排列；
[0011](5)將步驟(4)中疊加的多層薄坯放入真空燒結(jié)爐中進行真空熱壓燒結(jié)，形成超薄切割片毛坯；
[0012](6)對所述超薄切割片毛坯進行研磨減薄和內(nèi)、外圓剪圓，得到金剛石有序排列的超薄切割片。
[0013]其中，步驟(3)中的所述錫青銅箔為超薄切割片的結(jié)合劑，錫青銅箔中錫的重量百分比為3?14%。
[0014]其中，步驟(2)中的所述模板安裝于真空泵上，所述金剛石通過真空吸附有序排列于所述模板上。
[0015]其中，步驟(3)中的所述錫青銅箔上涂抹有用于粘接金剛石的膠水，將吸附有金剛石的上述模板輕放于錫青銅箔上，撤掉真空使金剛石落入錫青銅箔的膠水上(也即通過真空吸附和釋放來定位金剛石的排列順序)。
[0016]其中，步驟(I)中制作多塊所述模板，每一所述模板上有序排列著占據(jù)模板表面積30%?60%、容納金剛石的多個孔，且多個所述模板疊放后，兩相鄰模板上的孔在徑向方向錯位排列。
[0017]其中，步驟(5)中，真空熱壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度為550?750°C (優(yōu)選650?700°C)，燒結(jié)壓力為10?20MPa (優(yōu)選10?15MPa)，保溫保壓時間為30?60min。
[0018]上述的制作工藝還包括設(shè)于所述步驟(2)之前的錫青銅箔剪環(huán)和壓平處理步驟:將錫青銅箔剪成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其外徑較之超薄切割片的外徑大2?5mm，內(nèi)徑較之超薄切割片的內(nèi)徑小2?5mm，然后進行壓平處理使之平整。
[0019]上述的制作工藝還包括設(shè)于所述步驟(5)之前的脫蠟處理步驟:將所述步驟(4)中疊加的多層薄坯放入脫蠟爐內(nèi)，在300?400°C (優(yōu)選350?380°C)的溫度下放置30?60min (優(yōu)選30?40min)，將薄坯中的膠水去除，完成脫蠟處理。
[0020]本實用新型提供的技術(shù)方法帶來的有益效果如下:
[0021]本實用新型將傳統(tǒng)的粉末與金剛石混合燒結(jié)超薄切割片的工藝轉(zhuǎn)變?yōu)橛缅a青銅箔來代替粉末，從而達到在超薄產(chǎn)品中實現(xiàn)金剛石有序排列的目的；由于金剛石的有序排列，使得同一切割面上的金剛石受力均勻，避免了局部受力過大產(chǎn)生的崩齒現(xiàn)象；有序排列金剛石超薄切割片較普通超薄切割片在被切割材料崩邊問題上也有了很大的改進。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型實施例中一片薄坯的金剛石在錫青銅箔上的排列示意圖；
[0023]圖2是與圖1所示薄坯相鄰的一片薄坯的金剛石在錫青銅箔上的排列示意圖；
[0024]圖中，符號說明如下:
[0025]I金剛石、2錫青銅箔。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0027]一種金剛石超薄切割片，由多片薄坯真空熱壓燒結(jié)成型，每一所述薄坯由錫青銅箔2、有序排列并粘接于該錫青銅箔2上的多顆金剛石I組成，兩相鄰所述薄坯的金剛石I在徑向方向錯位排列。
[0028]本實用新型實施例還提供一種金剛石超薄切割片的制作工藝，以厚度0.3_、外徑54_、內(nèi)徑40_的金剛石超薄切割片為例，其制作工藝包括如下步驟:
[0029]SOl制作吸附金剛石的模板:制作多塊所述模板，每一所述模板上有序排列著占據(jù)模板表面積50%的、用于容納金剛石的多個孔，且多個所述模板疊放后，兩相鄰模板上的孔在徑向方向錯位排列；
[0030]S02錫青銅箔剪環(huán)和壓平處理:將厚度為0.05mm的錫青銅箔剪成環(huán)形結(jié)構(gòu)，其外徑為58mm，內(nèi)徑為36mm，然后進行壓平處理使之平整；
[0031]S03有序排列金剛石處理，將38?45 μm的金剛石有序排列于步驟SOl所得模板上;
[0032]其中，所述模板安裝于真空泵上，所述金剛石通過真空吸附有序排列于所述模板上。
[0033]S04金剛石貼箔處理:將吸附有金剛石的上述模板輕放于錫青銅箔上，撤掉真空使金剛石落入錫青銅箔的膠水上，從而將有序排列于模板上的金剛石轉(zhuǎn)移粘接在錫青銅箔上，形成一層金剛石有序排列的薄坯；
[0034]其中，所述錫青銅箔預先涂抹有用于粘接金剛石的膠水(比如在平整工序之后涂膠)，錫青銅箔中錫的重量百分比為14%，錫青銅箔中錫的含量為14%時做出的超薄片脆性較大，利于金剛石出刃，超薄片的切割效率高。
[0035]S05薄坯組合裝模處理:按照超薄切割片的厚度為0.3mm，將7層薄坯組合裝模疊加在一起(實際上是通過組裝多層薄坯的石墨模具進行組裝)，組合時保證兩相鄰薄坯的金剛石在徑向方向錯位排列；
[0036]S06脫蠟處理:將步驟S05中疊加的多層薄坯(即薄坯組合后的石墨模具)放入脫蠟爐內(nèi)，在300?400°C的溫度下放置30?60min，將薄坯中的膠水去除，完成脫蠟處理；
[0037]S07熱壓燒結(jié)處理:將步驟S06中脫蠟處理后的多層薄坯(實際為脫蠟處理后的薄坯組裝模具)放入真空熱壓燒結(jié)爐內(nèi)進行加溫加壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為650?750°C，燒結(jié)壓力為10?15MPa，保溫保壓時間為30min，制成厚度為0.35mm左右的超薄切割片毛坯(將該毛坯進行脫模處理后進入下一步，所謂脫模處理就是從石墨模具內(nèi)取出燒制好的超薄切割片毛還);
[0038]S08研磨減薄和電火花剪圓處理:對所述超薄切割片毛坯去除毛刺后，放入研磨機內(nèi)進行研磨減薄，使之達到所需的厚度尺寸，然后將研磨過后的超薄片使用中走絲線切割機進行內(nèi)、外圓剪圓，得到厚度0.3mm、外徑54mm、內(nèi)徑40mm的金剛石有序排列的超薄切割片。
[0039]本實用新型將傳統(tǒng)的粉末與金剛石混合燒結(jié)超薄切割片的工藝轉(zhuǎn)變?yōu)橛缅a青銅箔來代替粉末，從而達到在超薄產(chǎn)品中實現(xiàn)金剛石有序排列的目的；由于金剛石的有序排列，使得同一切割面上的金剛石受力均勻，避免了局部受力過大產(chǎn)生的崩齒現(xiàn)象；有序排列金剛石超薄切割片較普通超薄切割片在被切割材料崩邊問題上也有了很大的改進。
[0040]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種金剛石超薄切割片，其特征在于，由多片薄坯真空熱壓燒結(jié)成型，每一所述薄坯由合金箔、有序排列于該合金箔上的多顆金剛石組成，兩相鄰所述薄坯的金剛石在切割片的徑向方向錯位排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石超薄切割片，其特征在于， 所述金剛石粘接于所述合金箔上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石超薄切割片，其特征在于， 所述合金箔為錫青銅箔。
【專利摘要】本實用新型公開了一種金剛石超薄切割片，所述金剛石超薄切割片由多片薄坯真空熱壓燒結(jié)成型，每一所述薄坯由合金箔、有序排列于該合金箔上的多顆金剛石組成，兩相鄰所述薄坯的金剛石在切割片的徑向方向錯位排列。本實用新型的金剛石有序排列，使得同一切割面上的金剛石受力均勻，避免了局部受力過大產(chǎn)生的崩齒現(xiàn)象；有序排列金剛石超薄切割片較普通超薄切割片在被切割材料崩邊問題上也有了很大的改進。
【IPC分類】B28D1-24, B28D5-02, C03B33-10
【公開號】CN204431523
【申請?zhí)枴緾N201320859246
【發(fā)明人】徐良, 劉一波, 申寧寧, 姚炯彬
【申請人】安泰科技股份有限公司, 北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月24日