CN101229664A

CN101229664A - 金刚石精密刀具及其制作工艺

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Publication number: CN101229664A
Application number: CNA2007101717755A
Authority: CN
Inventors: 候春霞; 俞蓓莉; 柯正相; 方建东; 武大召; 吴涛; 王联; 唐湘玲
Original assignee: SHANGHAI SUPORHARD TOOLS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI SUPORHARD TOOLS CO Ltd
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2008-07-30

Abstract

金刚石精密刀具，包括金刚石刀头、钼棒刀杆和定位杆，其特征在于：所述金刚石刀头置于刀杆端部的盲孔中，四周被与刀杆连成一体的钼爪包裹，所述盲孔中金刚石刀头与所述刀杆由焊接点焊接连接；所述钼爪端部也由焊接点焊接固定。本发明还公开了所述金刚石精密刀具的具体制作工艺。本发明的有益效果是：采用与金刚石线膨胀系数相接近的钼棒作为刀杆，金刚石与钼棒镶嵌焊接结构，有效地解决了刀具焊接时金刚石碎裂问题，大大提高刀具修磨次数，刃磨50次金刚石不掉头，刀具使用寿命长。从而提高了产品加工精度和合格率。

Description

金刚石精密刀具及其制作工艺

技术领域

本发明属于切割刀具技术领域，具体涉及用于蓝宝石、半导体晶片切割的金刚石精密刀具及其制作工艺。

背景技术：

蓝宝石晶体是性能优异的红外窗口材料，具有极好的热导性、透光性、高强度、高硬度，是芯片制造和国防工业不可缺少的关键新材料。以蓝宝石为衬底的芯片材料，必须使用天然金刚石刀具来刻划。美国LOOMIS，日本OPTO和TECOIR刻片机上使用的进口刀不仅价格高，而且刀具使用寿命短。因为刀杆是用钢材制作的，刀头是用包嵌的办法将金刚石固定在钢质刀杆上，一般刀头修磨10次即掉金刚石。并且在加工时产生热量不易散发，包嵌材料热胀冷缩导致金刚石松动或脱落，划出的芯片不平整，切断不一致，易碎片。

为保证产品质量，蓝宝石为衬底的芯片材料加工时需分两步走：第一步先用其他刀具在芯片上刻出刻划线，第二步再用金刚石精密刀具将已有刻划线的芯片切断，操作步骤多、加工不便。

发明内容：

本发明的目的是提供一种刻划和切断一次完成，操作方便、使用寿命长的镶嵌焊接金刚石刀具及其制作工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，为了正确定位，防止金刚石掉头，采用刀头金刚石与刀杆镶嵌焊接结构；为避免焊接时由于材料热膨胀差异而造成金刚石碎裂，选用与金刚石热膨胀系数相接近的钼材作为刀杆材质。

本发明金刚石精密刀具，包括金刚石刀头、刀杆和定位杆，其特征在于：所述金刚石刀头置于刀杆端部的盲孔中，四周被与刀杆连成一体的钼爪包裹，所述盲孔中金刚石刀头与所述刀杆由焊接点焊接连接；所述钼爪端部也由焊接点焊接固定。

所述刀杆的材质为钼棒。所述刀杆远离刀头的另一端，置有与所述刀杆相互垂直的定位杆。

所述金刚石精密刀具的制作工艺为：

1.选用钼棒作为刀杆，在钼棒的端部中心轴向钻一盲孔，深浅与孔径和选作刀头的金刚石尺寸相匹配，所述盲孔的周边径向开十字槽；

2.选结晶良好、形状规则对称的金刚石坯体作为刀头，用浓盐酸、超声波常规请洗，再与端部己钻孔并开有十字槽的钼棒刀杆用99％AR级丙酮、超声波请洗；

3.用竹叶锉、扁平锉修整十字槽周边呈上薄下厚的楔形钼爪，所述盲孔底部预置铜钛铝焊料，再用平嘴钳扳钼爪向钼棒轴心方向包裹固定金刚石；

4.所述钼爪在4％H₂、96％Ar气氛中，采用铜钛铝焊料将钼棒刀杆和金刚石刀头焊接固定；

5.在所述钼棒刀杆的尾部，在与所述刀杆轴线垂直方向钻孔，插入定位杆，在水冷却条件下焊接固定。

本发明的有益效果是：采用与金刚石线膨胀系数相接近的钼棒作为刀杆，金刚石与钼棒镶嵌焊接结构，有效地解决了刀具焊接时金刚石碎裂问题，大大提高刀具修磨次数，刃磨50次金刚石不掉头，刀具使用寿命长。从而提高了产品加工精度和合格率，保证被加工工件的一致性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为钼棒刀杆端部结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为钼爪形状示意图；

图4为本发明刀具结构示意图。

图中，1-钼棒刀杆；2-盲孔；3-钼爪；4-焊接点；5-金刚石刀头；6-定位杆；7-十字槽。

具体实施方案：

金刚石精密刀具，包括金刚石刀头5、刀杆1和定位杆6，其特征在于：所述金刚石刀头5置于刀杆1端部的盲孔2中，四周被与刀杆1连成一体的钼爪3包裹，所述盲孔2中刀头5的端部与刀杆1由焊接点4焊接连接；所述钼爪3端部也由焊接点4焊接固定。

所述刀杆1的材质为钼棒。

所述刀杆1的远离刀头的另一端，置有与所述刀杆1相互垂直的定位杆6。

所述金刚石精密刀具的制作工艺为：

1)选用钼棒作为刀杆1，在钼棒的端部中心轴向钻一盲孔2，深浅与孔径和选作刀头5的金刚石尺寸相匹配，所述盲孔2周边径向开十字槽7(见图1、2)；

2)选结晶良好、形状规则对称的金刚石坯体作为刀头5，用浓盐酸、超声波常规请洗，再与端部己钻孔并开有十字槽7的钼棒刀杆1用99％AR级丙酮、超声波请洗；

3)用竹叶锉、扁平锉修整十字槽呈上薄下厚的楔形钼爪3(图3)，所述盲孔2底部预置铜钛铝焊料(英国VBC公司产品，CopperABA型焊接料)，再用平嘴钳扳钼爪3向钼棒刀杆1轴心方向包裹固定金刚石刀头5(见图4)；

4)所述钼爪在4％H₂、96％Ar气氛中，采用铜钛铝焊料焊接。

5)在所述钼棒刀杆1的尾部，在与所述钼棒轴线垂直方向钻孔，插入定位杆6，在水冷却条件下焊接固定(见图4)。

Claims

1.金刚石精密刀具，包括金刚石刀头(5)、刀杆(1)和定位杆(6)，其特征在于：所述金刚石刀头(5)置于刀杆(1)端部的盲孔(2)中，四周被与刀杆(1)连成一体的钼爪(3)包裹，所述盲孔(2)中金刚石刀头(5)的端部与所述刀杆(1)由焊接点(4)焊接连接。

2.根据权利要求1所述金刚石精密刀具，其特征在于：所述钼爪(3)端部由焊接点(4)焊接固定。

3.根据权利要求1所述金刚石精密刀具，其特征在于：所述刀杆(1)的材质为钼棒。

4.根据权利要求1所述金刚石精密刀具，其特征在于：所述刀杆(1)的远离刀头(5)的另一端，置有与所述刀杆(1)相互垂直的定位杆(6)。

5.权利要求1所述金刚石精密刀具的制作工艺为：

1.)选用钼棒作为刀杆(1)，在钼棒的端部中心轴向钻一深浅与孔径和选作刀头(5)的金刚石尺寸相匹配的盲孔(2)，所述盲孔(2)周边径向开十字槽(7)；

2.)选结晶良好、形状规则对称的金刚石坯体作为刀头(5)，用浓盐酸、超声波常规请洗，再与端部己钻孔并开有十字槽的刀杆(1)用99％AR级丙酮、超声波请洗；

3.)修整十字槽周边呈上薄下厚的楔形钼爪(3)，所述盲孔(2)底部预置铜钛铝焊料，再用平嘴钳扳钼爪(3)向钼棒轴心方向包裹固定金刚石刀头(5)；

4.)所述钼爪在4％H₂、96％Ar气氛中，用铜钛铝焊料将所述刀杆(1)和刀头(5)焊接固定；

5.)在所述钼棒刀杆(1)的尾部，在与所述刀杆(1)轴线垂直方向钻孔，插入定位杆(6)，在水冷却条件下焊接固定。