CN103898595B - 金刚石切割线连续复合镀上砂槽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石切割线连续复合镀上砂槽，包括电镀槽体、阴极辊、阳极架、装砂槽以及导线轮，所述的阴极辊与电源负极相接、阳极架与电源正极相接，所述的阴极辊设在电镀槽体外侧，所述的电镀槽体中设有镀液，所述的装砂槽承载金刚石微粉，所述的阳极架、装砂槽和缠绕于阴极辊的上下方的切割钢丝均浸于镀液中，所述的阳极架固定于装砂槽下方，所述的阴极辊下方的切割钢丝埋于金刚石微粉中。该复合镀上砂槽具有电镀效率高、所需电镀槽体长度和镀层质量可控性高，切割线金刚石与基体结合力强、耐热耐磨性好、切割效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及电镀设备技术领域，尤其涉及一种金刚石切割线连续复合镀上砂槽。
背景技术
随着半导体、集成电路和光伏行业的迅速发展，晶体硅、蓝宝石、石英等硬脆晶体材料的应用日益广泛，对其切割加工技术提出更高的要求，尤其对于晶体硅，下一代集成电路将采用直径大而薄的硅片，这给切割技术带来新的挑战。目前比较成熟的切割工艺为游离磨料线锯切割技术，即在切割同时向锯丝供应带有磨料的砂浆，但其锯缝损耗大，切割大尺寸坯料时磨料难以进入到长而深的切缝，且大量的砂浆需要回收处理；另外，由于锯切作用基于切割线、磨料及晶体硅之间三体磨损原理，磨料必然作用于切割线，从而降低了其使用寿命。针对以上问题，固结金刚石切割线由于不使用游离磨料，产生的切缝较小，具有更高的耐磨性，且环保无污染，而成为下一代切割技术研究的热点。
中国专利CN201220122036.3公开了一种生产金刚石线锯的电镀槽，包括上砂槽、两个导电辊和镍板，两个导电辊分别安装在上砂槽内两侧，镍板通过钛丝框设置在两个导电辊之间；镍板下方并列设置有多个绕线辊。中国专利CN201220122005.8公开了一种制造电镀金刚石线锯的上砂槽，包括循环槽和循环槽上方分层间隔设置的下部上砂槽与上部上砂槽，下部上砂槽与上部上砂槽底部均设有带有漏液孔的漏液板，上部上砂槽上方设有通过液管与循环槽相通的进液孔，液管上连接有化学泵；下部上砂槽与上部上砂槽两侧均设有导电辊，下部上砂槽与上部上砂槽内均设有镍板。
目前的几种固结金刚石切割线之中，复合电镀金刚石切割线具有强度高、金刚石与基体结合力强、耐热耐磨性好、切割效率高等优良的综合性能，因此复合电镀工艺逐渐成为金刚石切割线的主要生产方式。为了制备高性能金刚石切割线，复合电镀过程中上砂工序最为关键，此工序直接决定着镀层中金刚石含量的多少和镀层与金刚石之间的结合力，对金刚石切割线性能有着重要的影响。而复合镀过程中存在电镀效率低、所需镀槽长度较长和镀层质量可控性较差等缺点，因此通过对上砂电镀设备的设计和优化显得至关重要。
发明内容
本发明针对现有金刚石切割线复合电镀过程中电镀效率低、所需镀槽长度较长和镀层质量可控性较差等缺点，提供一种结构简单、电镀效率高、所需镀槽长度和镀层质量可控性较高，并且切割线金刚石分布均匀，镀层与金刚石结合力良好的金刚石切割线连续复合镀上砂槽。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
金刚石切割线连续复合镀上砂槽，包括电镀槽体、阴极辊、阳极架、装砂槽以及导线轮，所述的阴极辊与电源负极相接、阳极架与电源正极相接，所述的阴极辊设在电镀槽体外侧，所述的电镀槽体中设有镀液，所述的装砂槽承载金刚石微粉，所述的阳极架、装砂槽和缠绕于阴极辊的上下方的切割钢丝均浸于镀液中，所述的阳极架固定于装砂槽下方，所述的阴极辊下方的切割钢丝埋于金刚石微粉中。
所述的阳极架为锡铅合金或不锈钢网状平板架。
所述的装砂槽为网状平板槽，所述的网状平板槽的四周设有挡板。
所述的缠绕于阴极辊上方的切割钢丝埋于金刚石微粉中。
所述的装砂槽上粘结孔径细小的尼龙网。
所述的电镀槽体为长方形槽体，所述的装砂槽设置在电镀槽体槽深2/5处。
所述的复合镀上砂槽为二个或二个以上，各个复合镀上砂槽之间线路联接为并联电路，所述的切割钢丝缠绕阴极辊经过导线轮依次进入各个复合镀上砂槽。
本发明电镀槽体为长方形槽体，装砂槽安装于电镀槽2/5处，装砂槽为承载金刚石微粉的网状塑料平板槽，以使电镀液畅通无阻地透过而均匀浸没金刚石和钢丝，并且可以使电场线均匀透过，以便复合电镀。在网状塑料平板槽的四周设有挡板，以防金刚石微粉散落到镀液中。在网状塑料平板槽上面粘结一层孔径细小的尼龙网，以防止金刚石微粉从塑料板的网格中漏出。网状塑料平板槽两端挡板设成倾斜梯形，以防钢丝的运动将金刚石微粒带入镀液中；两端并附有棉球、海绵或毛刷类材料轻擦钢丝，以防止金刚石微粒从塑料板两端漏出而散落镀液中，并起到将上砂后的钢丝表面一层浮灰状的金刚石刷掉。电镀槽体和上砂槽均采用耐酸碱腐蚀的PVC或PP塑料材质。电镀阳极架固定于装砂槽下方，阳极架与装砂平板槽之间的距离既要考虑电流强度和电流密度的分布，也要考虑添加可溶性阳极镍粒的方便性。阳极架为网状平板架，其材料可为锡铅合金或不锈钢材料。阴极辊位于镀槽外侧，不与镀液接触。阴极辊与电源负极相接，阳极架与电源正极相接，各个镀槽之间连接线路为并联电路。钢丝经过阴极辊与电源负极连接，在镀液中与阳极架之间形成电流回路，在钢丝表面进行电镀。钢丝经过阴极辊并在镀槽两端的两个阴极辊之间缠绕一定的圈数，以提高电镀效率和缩短镀槽长度。单根钢丝在两个阴极辊之间缠绕的圈数可根据具体情况而定，缠绕的圈数越多，镀槽所需的长度越短，但同时并排电镀的钢丝根数减少。装砂槽内装有金刚石微粉，采用提升泵将电镀槽体底部镀液提升至装砂槽上方，使装砂槽和阳极架均浸于镀液中。钢丝经阴极辊后进入上砂槽内金刚石微粉中，并且钢丝在镀槽两端的两个阴极辊之间缠绕一定的圈数。阴极辊下方钢丝穿过金刚石微粉匀速连续电镀，而缠绕于阴极辊上方的钢丝是否埋于金刚石微粉中要根据上砂情况而定。如果在复合镀过程中镀层表面金刚石的含量较少，则将阴极辊上方钢丝埋于金刚石微粉中；如果镀层中金刚石含量适宜，为提高镀层对金刚石的结合力可将上方钢丝浸没于镀液中。通过调节缠绕于阴极辊上方的钢丝埋于金刚石微粉中情况，控制钢丝表面复合镀层的质量。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明具有电镀效率高、所需电镀槽体长度和镀层质量可控性高，切割线金刚石与基体结合力强、耐热耐磨性好、切割效率高。
附图说明：
图1为本发明实施例的结构示意图，
图2为图1的俯视图。
图中序号：1、切割钢丝，2、阴极辊，3、电镀槽体，4、装砂槽，5、阳极架，6、金刚石微粉，7、镀液。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一：参见图1和图2所示，一种金刚石切割线连续复合镀上砂槽，包括电镀槽体3、阴极辊2、阳极架5、装砂槽4以及导线轮，所述的阳极架5为锡铅合金网状平板架，所述的装砂槽4为网状平板槽，所述的网状平板槽的四周设有挡板，网状平板槽两端挡板设成倾斜梯形并附有棉球、海绵或毛刷类材料轻擦钢丝，所述的装砂槽4上粘结孔径细小的尼龙网，所述的阴极辊2与电源负极相接、阳极架5与电源正极相接，所述的阴极辊2设在电镀槽体3外侧，所述的电镀槽体3为长方形槽体，所述的电镀槽体3中设有镀液7，所述的装砂槽4承载金刚石微粉6，所述的阳极架5、装砂槽4和缠绕于阴极辊2的上下方的切割钢丝1均浸于镀液7中，所述的装砂槽4设置在电镀槽体3槽深2/5处，所述的阳极架5固定于装砂槽4下方，所述的阴极辊2上下方的切割钢丝1埋于金刚石微粉6中。选用直径为0.12mm的表面镀有黄铜层的切割钢丝1，微粒选用平均粒径为20μm的金刚石微粉6，镀液7选用瓦特型镀镍液，切割钢丝1缠绕于阴极辊2经导线轮进入金刚石微粉6中，并且切割钢丝1缠绕电镀槽体3两端阴极辊2三圈，经复合镀后得到直径为0.14mm的金刚石切割线，且表面镀层中金刚石分布均匀，镀层与金刚石结合力较好。
实施例二：同实施例一，区别在于：选用直径为0.18mm的钢丝，选用平均粒径为30μm的金刚石微粉，切割钢丝1缠绕电镀槽体3两端阴极辊2五圈，阴极辊2上方的切割钢丝1露出金刚石微粉6而浸入镀液7中，最终得到直径为0.25mm的金刚石切割线。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：包括电镀槽体⑶、阴极辊⑵、阳极架⑸、装砂槽⑷以及导线轮，所述的阴极辊⑵与电源负极相接、阳极架⑸与电源正极相接，所述的阴极辊⑵设在电镀槽体⑶外侧，所述的电镀槽体⑶中设有镀液⑺，所述的装砂槽⑷承载金刚石微粉⑹，所述的阳极架⑸、装砂槽⑷和缠绕于阴极辊⑵的上下方的切割钢丝⑴均浸于镀液⑺中，所述的阳极架⑸固定于装砂槽⑷下方，所述的阴极辊⑵下方的切割钢丝⑴埋于金刚石微粉⑹中。
2.根据权利要求1所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的阳极架⑸为锡铅合金或不锈钢网状平板架。
3.根据权利要求1或2所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的装砂槽⑷为网状平板槽，所述的网状平板槽的四周设有挡板。
4.根据权利要求1或2所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的缠绕于阴极辊⑵上方的切割钢丝⑴埋于金刚石微粉⑹中。
5.根据权利要求3所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的缠绕于阴极辊⑵上方的切割钢丝⑴埋于金刚石微粉⑹中。
6.根据权利要求3所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的装砂槽⑷上粘结孔径细小的尼龙网。
7.根据权利要求1、2、5或6所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的电镀槽体⑶为长方形槽体，所述的装砂槽⑷设置在电镀槽体⑶槽深2/5处。
8.根据权利要求1、2、5或6所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的复合镀上砂槽为二个或二个以上，各个复合镀上砂槽之间线路联接为并联电路，所述的切割钢丝⑴缠绕阴极辊⑵经过导线轮依次进入各个复合镀上砂槽。
9.根据权利要求3所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的复合镀上砂槽为二个或二个以上，各个复合镀上砂槽之间线路联接为并联电路，所述的切割钢丝⑴缠绕阴极辊⑵经过导线轮依次进入各个复合镀上砂槽。
10.根据权利要求7所述的金刚石切割线连续复合镀上砂槽，其特征在于：所述的复合镀上砂槽为二个或二个以上，各个复合镀上砂槽之间线路联接为并联电路，所述的切割钢丝⑴缠绕阴极辊⑵经过导线轮依次进入各个复合镀上砂槽。
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