[實用新型]電鍍鉆石線鋸的裝置

有效

• 申請號: 200920046975.2
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN201428002Y
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 莊政偉
• 申請（專利權）人: 江蘇中博鉆石科技有限公司
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所
• 代理人: 唐紉蘭

(一)技術領域

本實用新型涉及一種電鍍鉆石線鋸的裝置。電鍍鉆石線鋸主要用于將單晶硅等晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)。

(二)背景技術

在過去的5年內，電子、新能源以及光學行業迅猛發展，將單晶硅等晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)的制造廠商不斷增加。市場上的主流切割工藝為“裸鋼線+磨料漿液”。這種采用游離磨料的切割方式與以往的內圓鋸相比，具有可切割大直徑晶棒和多組線同時切割等優勢，但也存在以下明顯不足：

1)晶棒及其加工區域被脂基研磨液污染；

2)泥漿狀的研磨液在使用后需經處理才能排放，易造成環境污染；

3)切割工藝為游離磨粒的材料去除機理，切削效率低；

4)砷化鎵、碳化硅等第二、三代半導體材料硬度高，難以切削，晶圓表面粗糙度高。

鉆石線鋸切割工藝，切割速度是“裸鋼線+磨料漿液”的5倍。在切割相同材料時，前者所需要的磨粒線只有后者的10％。自從改用乳化水冷卻后，生產相同數量產品的廢水量減少到以往的1/50，符合國家“節能減排”的倡導。

電鍍鉆石線鋸是將高硬度、高耐磨性的金剛石微粉固結在金屬絲上。運用于晶體切割，切割速度快，廢水量少，晶片彎曲度(BOW)、翹曲度(WARP)小，平行度(TAPER)好，總厚度公差(TTV)離散性小，刀口切割損耗小，表面損傷層淺，晶片表面粗糙度小。被切割材料覆蓋各種半導體材料，如硅、鍺、鉭酸鋰，銀酸鋰，砷化鎵、磷化銦，人造寶石、碳化硅及石英玻璃、氧化鋁片等材料的精密切割。

目前生產電鍍鉆石線鋸的方法主要存在以下不足：

1、目前生產電鍍鉆石線鋸主要采用單個電鍍槽纏繞式生產，因局限于電鍍槽的大小，鉆石線長度受到限制，只能在3000米內。

2、在生產過程中，因鉆石線為纏繞式排列，為使鉆石線基材上各角度度均能鍍覆到鉆石，需不斷調正纏繞線圈的角度，多次重復此過程，大大影響了鉆石線鋸的生產效率，一般1000米鉆石線鋸所用生產時間為24小時。

3、因生產條件的局限與固定，往往易出現鉆石粉鍍覆不均的現象，導致線徑粗細不一。

4、采用單一規格的鉆石微粉，在使用過程中一旦鉆石磨損破裂之后，沒有后續的磨料參與工作，導致鉆石線使用壽命較短，失效快。

(三)發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能連續快速生產、鉆石粉鍍覆均勻、使用壽命長的電鍍鉆石線鋸的裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種電鍍鉆石線鋸的裝置，所述裝置自前至后依次包括放線輪、超聲波清洗機、磁力攪拌裝置和收線輪，所述放線輪鋼絲出口與超聲波清洗機鋼絲進口相連，超聲波清洗機內自前至后依次設置有去脂槽和酸洗槽，超聲波清洗機鋼絲出口與磁力攪拌裝置鋼絲進口相連，磁力攪拌裝置內自前至后依次設置有第一清洗槽、電鍍槽和第二清洗槽，磁力攪拌裝置鋼絲出口與收線輪相連。

電鍍鉆石線鋸的具體制備方法如下：

步驟一、鍍前預處理

a、預先對微米金剛石顆粒進行粗糙化處理，以增加微米金剛石顆粒的耐磨性以及與鍍層的結合牢度，微米金剛石顆粒10～80μm，

b、以1∶3的質量比將納米金剛石粉加入的陽離子表面活性劑(十六烷基三甲基氯化銨)中，制成均勻穩定的納米金剛石粉懸浮液，納米金剛石粉的粒徑為20～30nm，

c、將鍍液置于電鍍槽中，再將以1∶3質量比稱量好的納米金剛石粉懸浮液與微米金剛石顆粒混合后，添加到鍍液中備用，控制鍍液溫度40～70℃，并不斷循環，

d、在鋼線進入電鍍槽前，采用超聲波清洗機內的去脂槽和酸洗槽對鋼線進行去油污和去氧化物處理，鍍液選擇氨基磺酸鎳為主料，另加硼酸和氯化鎳，三者的配比為：氨基磺酸鎳400～1300克/升，硼酸10～50克/升，氯化鎳5～25克/升。

步驟二、復合電鍍

鋼線連續均勻的通過電鍍槽，在電流的作用下，鎳離子由陽極向陰極移動，帶動納米金剛石粉和微米金剛石顆粒向鋼線移動，使鋼線在化學鍍鎳的同時鍍上納米金剛石粉和微米金剛石顆粒，在鋼線上形成弱吸附。納米金剛石粉和微米金剛石顆粒一開始通過化學反應吸附在鋼線表面，隨著鎳離子不斷沉積，納米金剛石粉和微米金剛石顆粒被牢牢的固定在鋼線上。在相鄰微米金剛石顆粒之間，有更細的直徑在20～30nm的納米金剛石粉沉積在鋼線表面。

步驟三、鍍后處理

在鋼線離開電鍍槽后，經清洗和烘干后由收線輪收線。

本實用新型具有如下有益效果：