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如何把超薄金刚石切割片做到0.04mm？

发表时间：2017/8/17 10:39:54

超薄金刚石切割片,由于具有超薄切割槽宽,切割断口平滑,废品率低,切割效率高等优点,已逐步得到人们的重视。目前使用的普通刀片可大致分为厚度15~100μm的电镀刀片和100~500μm的树脂刀片两种。今天小编找来了一篇可以做到40μm的制作方法，欢迎大家留言讨论~

一、概述

金刚石超薄切割片在国际上广泛用于大规模集成电路块、计算机芯片材料及其它贵重半导体材料的切割。过去我国上海某研究所试制过该产品，但由于当时的实验条件限制未见过相关的产品。金刚石超薄切割片目前主要由美国和日本生产，与进口切割设备配套使用，切割转数在30000r/min以上，由空气轴承支持。切割对象对切口要求严格，容易打刀。我们经过广泛的调研及艰苦的实验研究工作，利用复合电镀法成功研制出生产上使用合格的产品，获得国家专利。

二、试验研究的关键点

1、确定使用的金刚石参数；

2、制备一种特殊的化学转化膜；

3、精确控制刀片厚度≤40μm；

4、刀体表面光滑，不结瘤；

5、必须使刀片具有足够的强度和韧性，保证在超高转速下不打刀、不偏摆，刀口宽度≤50μm；

三、工艺方法

3.1 金刚石参数的确定

根据刀具厚度、使用精度要求以及金刚石刀具原理，确定使用的金刚石为优质微单晶，试验时使用粒径10μm国产碎晶金刚石微粉，实用阶段选用粒径5μm高品级微单晶。选购的金刚石采用溶液沉降法严格筛选。

3.2 化学转化膜的制备

3.2.1 化学转化膜及其要求

化学转化膜是电沉积前在阴极基片上制备的特种导电膜。其要求是：

（1）有较好的导电性，使电沉积过程顺利进行；

（2）防止电沉积材料与基片强力结合，便于镀层的剥离。

经过多类试验，结果表明，以奥氏体不锈钢的磷酸盐化学转化膜为最好。

3.2.2 制备

磷酸盐化学转化膜配方为（g/L）：草酸5，磷酸15，草酸钠4，磷酸二钠10，氯酸钠5。操作条件为：环境温度20°C,工作时间5min。

3.3 刀片生产方法

3.3.1 片体电镀

用复合电沉积方法，在制备好转化膜的不锈钢阴极基片上沉积 Ni-Co-金刚石微粉薄片。镀液配方为（g/L）：硫酸镍220~240，硫酸钴15~30，硼酸25~35，氯化钠10~20，专利添加剂1号0.6~0.8，专利添加剂2号0.08~0.1，金刚石微粉5~10。操作条件为：电镀温度45~50°C，pH值4.1~405，Dk=2A/dm2，气泵搅拌，间歇时间10min。

3.3.2 厚度控制

采用单板机厚度控制仪精确控制产品厚度为35μm。存在的问题是要严格控制“结瘤”，已有专利的工艺方法解决沉积层的“结瘤”问题。

3.3.3 剥离

采用加热剥离技术，方法已包含在专利中。

3.3.4 冷冲

将剥离下来的薄片在冷冲成形机上用专用的硬质合金冲头冲压成型，产品如图1所示。

3.3.5 托架安装

切割片直接装夹在由空气轴承带动的法兰盘上使用。自带托架的切割片在专用的涂装机上用胶粘剂将切割片粘着在铝合金法兰盘上，如图2所示。

四、产品使用效果

选出产品20件，在某半导体厂进行生产试验，结果见表1。

试验结果满足切割要求，成本下降，受到厂家欢迎。目前，该产品正在进行产业化。

五、结语

本研究确定了用于制造金刚石超薄切割片的金刚石参数以及电镀切割片时基片上化学转化膜的有效制备方法，完善了该类切割片的复合电镀法制造工艺，并依此制造出生产上使用合格的产品。该研究的产业化前景广阔。

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