[發(fā)明專利]一種金剛石超薄切割片及其制作工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310722867.3
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103692562A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐良;劉一波;申寧寧;姚炯彬
• 申請（專利權(quán)）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
• 主分類號: B28D5/02
• 分類號: B28D5/02;B28D1/24;C03B33/10
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;張向琨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明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及其制作工藝。

背景技術(shù)

金剛石超薄切割片廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)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(yīng)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(yīng)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。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明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。

進一步，所述金剛石粘接于所述合金箔上。

進一步，所述合金箔為錫青銅箔。

本發(fā)明還提供一種上述的金剛石超薄切割片的制作工藝，包括如下步驟：

（1）制作吸附金剛石的模板；

（2）將金剛石有序排列于步驟（1）所得模板上；

（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；

（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；

（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；

（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。

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%。

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。

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）。

其中，步驟（1）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。

其中，步驟（5）中，真空熱壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度為550～750℃（優(yōu)選650～700℃），燒結(jié)壓力為10～20MPa（優(yōu)選10～15MPa），保溫保壓時間為30～60min。

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。

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℃（優(yōu)選350～380℃）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。

本發(fā)明提供的技術(shù)方法帶來的有益效果如下：

本發(fā)明將傳統(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

圖1是本發(fā)明實施例中一片薄坯的金剛石在錫青銅箔上的排列示意圖；

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；

圖中，符號說明如下：

1金剛石、2錫青銅箔。