CN110154255A - 一种无水切割金刚石齿状划片刀及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无水切割金刚石齿状划片刀，包括环形刀体(1)，环形刀体(1)外端面成形有若干齿形刀刃(2)，所述齿形刀刃(2)顶部形成刀刃圆角(R1)，相邻齿形刀刃(2)之间的过度段为刃间过渡圆角(R2)。本发明的刃口采用齿状结构，起到了更好的排屑散热效果；刀片由金刚石磨料和复合金属基体组合而成，刀片散热性好，满足了一种无水切割工艺的的切割要求。

Description

一种无水切割金刚石齿状划片刀及其制作方法
技术领域
本发明属于一种金刚石划刀片领域，尤其涉及一种无水切割金刚石齿状划片刀及其制作方法。
背景技术
划片工艺是半导体封装的重要工序，该工序是利用高速旋转的划片刀将整片晶圆切割成单个芯片，可以划切太阳能电池板、玻璃、硅片、陶瓷、LED、集成电路等多种材料。随着新材料新技术的不断出现，一种新型半导体材料需要在无水冷却的环境下切割，这对刀片的散热提出了更高的要求，已知的半导体划片刀均为圆形，且存在连贯刃口和开槽刃口两种结构，实际切割时此种类刀片在无水环境下由于刀片冷却效果不佳、刀面不利于排屑，导致切割质量不佳，刀片使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是，设计一种新型的无水切割金刚石齿状划片刀，本发明的刃口采用齿状结构，起到了更好的排屑效果，同时提高了切割效率，刀片本身散热性好，满足了无水切割的切割要求。考虑提高刀片的散热性能和切割性能，刀片由金刚石磨料和金属复合基体组合而成。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种无水切割金刚石齿状划片刀，包括环形刀体1，环形刀体1外端面成形有若干齿形刀刃2，所述齿形刀刃2顶部形成刀刃圆角R1，相邻齿形刀刃2之间的过度段为刃间过渡圆角R2。
进一步的改进，所述刀体1的内径d＝40mm，外径D＝56mm，齿的高度h＝2mm。
进一步的改进，所述刀刃圆角R1的圆角半径为0.5-0.9mm。
进一步的改进，所述刃间过渡圆角的圆心角为(R2)的圆角半径为为0.2-0.4mm。
进一步的改进，所述齿形刀刃的个数为40-90个，齿形刀刃2的形状为三角状。
进一步的改进，所述无水切割金刚石齿状划片刀包括40质量份铜粉、20质量份铝粉、30质量份银粉、10质量份石墨和30质量份金刚石磨粒。
一种上述无水切割金刚石齿状划片刀的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、取40质量份铜粉，20质量份铝粉，30质量份银粉，10质量份石墨，依次放入三维混料机中，预混合1～2小时，混合均匀后加入30质量份金刚石磨粒，混合1～2小时得到预混合料；取出预混合料加入无水乙醇，放入超声波机中进行超声湿混，超声湿混时间为1小时，结束后将混料置于真空烘箱内烘干，烘干结束过80目标准筛得刀片混合料；
步骤二、热压：将刀片混合料投入模具内并刮平，将模具放入液压平台上进行定模热压，温度200℃，压力120MPa，保压1小时，减压冷却出模，得刀片胚体；
步骤三、烧结：将刀片胚体置于烧结炉内，升温速率40℃/min，烧结温度为650℃，保温3小时，然后炉内冷却至室温取出；
步骤四、加工：激光切割得到无水切割金刚石齿状划片刀的内圆和外齿，然后将无水切割金刚石齿状划片刀放置在磨床上，磨至两端面减薄至预设的尺寸精度，得成品。
进一步的改进，所述铜粉、银粉、铝粉、石墨的粒度均为1～10μm。
本发明的优点如下：
本发明的划片刀排屑方便，利于切割时的散热，提高了切割速度和切割品质，并且延长划片刀使用寿命。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
1混料：取40质量份铜粉，20质量份铝粉，30质量份银粉，10质量份石墨，依次放入三维混料机中，预混合1～2小时，混合均匀后加入30质量份金刚石磨粒，混合1～2小时；取出预混合料加入无水乙醇，放入超声波机中进行超声湿混，超声湿混时间为1小时，结束后将混料置于真空烘箱内烘干，烘干结束过80目标准筛得刀片混合料；
进一步铜粉、银粉、铝粉、石墨的粒度1～10μm
2热压：将混合料平缓均匀投入模具内并刮平，将模具放入液压平台上进行定模热压，温度200℃，压力120MPa，保压1小时，减压冷却出模，得刀片胚体；
3烧结：将刀片胚体置于烧结炉内，升温速率40℃/min，烧结温度为650℃，保温3小时，炉内冷却至室温取出；
4加工：激光切割内圆和外齿，磨床上双端面减薄至尺寸精度，得成品。
金刚石的散热性好，银、铝、铜，都是散热性非常好金属材料，复合金属基体主要由这几种金属组成，石墨作为润滑性材料可以起到提高磨粒的自锐性，疏松复合金属基体，易于金刚石刀的出刃、排屑作用，同时，石墨也是一种散热性比较好的材料。结构上设置齿形刃口进一步方便排屑利于刀片散热降温。
这种结构的划片刀排屑方便，利于切割时的散热，提高了切割速度和切割品质，并且延长划片刀使用寿命。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无水切割金刚石齿状划片刀，包括环形刀体(1)，环形刀体(1)外端面成形有若干齿形刀刃(2)，其特征在于，所述齿形刀刃(2)顶部形成刀刃圆角(R1)，相邻齿形刀刃(2)之间的过度段为刃间过渡圆角(R2)。
2.如权利要求1所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述刀体(1)的内径d＝40mm，外径D＝56mm，齿的高度h＝2mm。
3.如权利要求1所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述刀刃圆角(R1)的圆角半径为0.5-0.9mm。
4.如权利要求1所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述刃间过渡圆角的圆心角为(R2)的圆角半径为为0.2-0.4mm。
5.如权利要求1所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述齿形刀刃(2)的个数为40-90个，齿形刀刃(2)的形状为三角状。
6.如权利要求1所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述无水切割金刚石齿状划片刀包括40质量份铜粉、20质量份铝粉、30质量份银粉、10质量份石墨和30质量份金刚石磨粒。
7.一种权利要求1-6任一无水切割金刚石齿状划片刀的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、取40质量份铜粉，20质量份铝粉，30质量份银粉，10质量份石墨，依次放入三维混料机中，预混合1～2小时，混合均匀后加入30质量份金刚石磨粒，混合1～2小时得到预混合料；取出预混合料加入无水乙醇，放入超声波机中进行超声湿混，超声湿混时间为1小时，结束后将混料置于真空烘箱内烘干，烘干结束过80目标准筛得刀片混合料；
步骤二、热压：将刀片混合料投入模具内并刮平，将模具放入液压平台上进行定模热压，温度200℃，压力120MPa，保压1小时，减压冷却出模，得刀片胚体；
步骤三、烧结：将刀片胚体置于烧结炉内，升温速率40℃/min，烧结温度为650℃，保温3小时，然后炉内冷却至室温取出；
步骤四、加工：激光切割得到无水切割金刚石齿状划片刀的内圆和外齿，然后将无水切割金刚石齿状划片刀放置在磨床上，磨至两端面减薄至预设的尺寸精度，得成品。
8.如权利要求7所述的无水切割金刚石齿状划片刀，其特征在于，所述铜粉、银粉、铝粉、石墨的粒度均为1～10μm。
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