CN111607360A - 一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法 - Google Patents

一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及硅片研磨材料生产方法技术领域，且公开了一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，包括以下质量份数配比的原料：45％份硅酸锆ZrSiO4、55％份氧化铝Al2O3、少量催化剂和少量结合剂，首先将硅酸锆、氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合均匀搅拌,搅拌均匀后导入回转窑进行烧结并添加催化剂和结合剂，烧结完成之后，将半成品料导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎。本发明所采用的生产方法与其他复合型研磨材料的区别在于使用两种材料进行煅烧，得到物理性质和化学性质相对接近的颗粒，两种不同属性的材料的比例可以保持不变,使得产品在加工和使用中的均匀性得到彻底的改变，材料的特性使得使用的效果大大增加。

Description

一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及硅片研磨材料生产方法技术领域，具体为一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法。
背景技术
现有的高端研磨材料有两种，一种是高纯氧化铝研磨材料、一种是复合型研磨材料，高纯氧化铝研磨材料具有颗粒大小可控，磨削效率高的特点，复合型研磨材料具有研磨后表面质量高，不容易造成划伤的特点。复合型研磨材料的各种原料在物理性质上有差异，所以在加工和使用过程中一致性无法保证，最大的影响是各种原料的比例在分选中不容易掌握，从而造成使用效果下降，因此发明人设计了一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，来优化原料比例的分选。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，有效的优化了研磨材料比例分选的优点，解决了研磨材料的各种原料比例在分选中不容易掌握的问题。
(二)技术方案
为实现上述优化研磨材料比例分选目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，包括以下质量份数配比的原料：45％份硅酸锆ZrSiO4、55％份氧化铝Al2O3、少量矿化剂(催化剂和结合剂)。
首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合均匀搅拌,搅拌均匀后导入回转窑进行烧结并添加催化剂和结合剂，烧结完成之后，将半成品料导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，半成品料粉碎之后导入干式滚筒式球磨机进行粉碎筛选，粉碎筛选的混料与水进行混合，然后通过搅拌、沉降和虹吸等步骤进行分选，将分选好的物料通过低温烘干的方式进行干燥，最后通过激光粒度仪对分选的半成品料进行检验颗粒度大小。
优选的，所述硅酸锆中氧化锆质量范围为25％-35％。
优选的，所述干式滚筒式球磨机中筛选出半成品料颗粒大小为100目以下的细小颗粒。
优选的，一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，包括以下步骤：
步骤1：首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合搅拌，加入矿化剂(催化剂和结合剂)，比例约为5-10克每吨，直至搅拌均匀为止导出；
步骤2：将混合均匀的物料导入回转窑内，回转窑内烧结温度范围为1500℃-1600℃，烧结时间为10h，回转窑内保温温度范围为1500℃-1600℃,保温时间为6h,回转窑的转速范围为2-3T/h，将矿化剂(催化剂和结合剂)通过喷洒的方式在回转窑入口与半成品料进行混合烧结；
步骤3：烧结完成的半成品料进行冷却之后，导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，粉碎均匀之后通过密封隔离袋进行装袋；
步骤4：将已经粉碎的半成品料导入分选桶内，半成品料和水的质量比为1：4，并添加适量比例的分散剂，进行充分搅拌，搅拌速度为300-500转/分钟，搅拌时间为5-60min；搅拌后静置沉降，沉降时间为10-30min；然后进行虹吸，得到分选所需的部分；
步骤5：使用虹吸和溢流相结合的方法对得到的半成品料部分进行分级，半成品料分级由细到粗进行，先分细级别的，后分粗级别的，直至全部分级完毕；
步骤6：使用低温烘箱对分级得到的微粒混料进行低温烘干，直至干燥；
步骤7：使用激光粒度仪对干燥的微粒混料进行检测；
步骤8：检测不合格的混料返工处理，检测合格的混料入库。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，具备以下有益效果：
该用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，本发明所采用的生产方法与其他复合型研磨材料的区别在于使用两种材料进行煅烧，将两种不同属性的材料结合在一起，使得每一个颗粒的密度基本相同，得到物理性质和化学性质相对接近的颗粒，这样分选过后两种不同属性的材料的比例在保持不变的情况下，选用的硅酸锆和选用的氧化铝本身的物理特性相接近，两种原材料颗粒经过煅烧，使得两者的密度在3.80-4.00g/cm3之间，物理特性较为接近，两种原材料颗粒在进行分级时更易操作得到所需的微粒，产品的颗粒选择性有效增强，使得产品在加工和使用中的均匀性得到彻底的改变，材料的特性使得使用的效果大大增加，从而保障大直径硅片研磨材料的加工稳定性。
附图说明
图1为本发明材料配比一产品电镜图；
图2为本发明材料配比一产品光谱图；
图3为本发明材料配比二产品电镜图；
图4为本发明材料配比二产品光谱图；
图5为本发明材料配比三产品电镜图；
图6为本发明材料配比三产品光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，包括以下质量份数配比的原料：45％份硅酸锆ZrSiO4、55％份氧化铝Al2O3、少量催化剂和少量结合剂，硅酸锆中氧化锆质量范围为25％-35％。
首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合均匀搅拌,搅拌均匀后导入回转窑进行烧结并添加催化剂和结合剂，烧结完成之后，将半成品料导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，半成品料粉碎之后导入干式滚筒式球磨机进行粉碎筛选，粉碎筛选的半成品料与水进行混合，然后通过搅拌、沉降和虹吸等步骤进行分选，将分选好的物料通过低温烘干的方式进行干燥，最后通过激光粒度仪对分选好的半成品料进行检验颗粒度大小，干式滚筒式球磨机中筛选出半成品料颗粒大小为100目以下的细小颗粒。
一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，包括以下步骤：
步骤1：首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合搅拌，加入矿化剂(催化剂和结合剂)，比例约为5-10克每吨，直至搅拌均匀为止导出；
步骤2：将混合均匀的物料导入回转窑内，回转窑内烧结温度范围为1500℃-1600℃，烧结时间为10h，回转窑内保温温度范围为1500℃-1600℃,保温时间为6h,回转窑的转速范围为2-3T/h，将矿化剂(催化剂和结合剂)通过喷洒的方式在回转窑入口与半成品料进行混合烧结；
步骤3：烧结完成的半成品料进行冷却之后，导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，粉碎均匀之后通过密封隔离袋进行装袋；
步骤4：将已经粉碎的半成品料导入分选桶内，半成品料和水的质量比为1：4，并添加适量比例的分散剂，进行充分搅拌，搅拌速度为300-500转/分钟，搅拌时间为5-60min；搅拌后静置沉降，沉降时间为10-30min，然后进行虹吸，得到分选所需的部分；
步骤5：使用虹吸和溢流相结合的方法对得到的半成品料部分进行分级，半成品料分级由细到粗进行，先分细级别的，后分粗级别的，直至全部分级完毕，半成品料分选的具体操作过程可参照中国专利授权公告号CN 102241959B中的一种混合型研磨材料的生产方法，在此不做过多赘述；
步骤6：使用低温烘箱对分级得到的微粒混料进行低温烘干，直至干燥；
步骤7：使用激光粒度仪对干燥的微粒混料进行检测；
步骤8：检测不合格的混料返工处理，检测合格的混料入库。
经过不同质量的颗粒配比所得到材料的数据能谱数据：
1、如图1-2所示：
处理选项:所有经过分析的元素(已归一化)
重复次数＝5
标准样品：得到的成品料密度在3.80-4.00g/cm3之间
元素 质量百分比 原子百分比
OK 47.67 69.38
AlK 20.26 17.49
SiK 8.22 6.82
KK 0.12 0.07
TiK 0.79 0.38
ZrL 22.94 5.86
总量 100.00 100.00
2、如图3-4所示：
处理选项:所有经过分析的元素(已归一化)
重复次数＝4
标准样品:得到的成品料密度在3.80-4.00g/cm3之间
元素 质量百分比 原子百分比
OK 55.03 68.37
AlK 41.05 30.24
SiK 0.86 0.61
PK 0.04 0.03
TiK 0.59 0.24
ZrL 1.68 0.37
AgL 0.75 0.14
总量 100.00 100.00
3、如图5-6所示：
处理选项:所有经过分析的元素(已归一化)
重复次数＝4
标准样品:得到的成品料密度在3.80-4.00g/cm3之间
元素 质量百分比 原子百分比
OK 33.72 65.52
AlK 0.72 0.83
SiK 15.02 16.63
ZrL 49.36 16.82
HfL 1.17 0.20
总量 100.00 100.00
本发明的有益效果是：本发明所采用的生产方法与其他复合型研磨材料的区别在于使用两种材料进行煅烧，将两种不同属性的材料结合在一起，使得每一个颗粒的密度基本相同，得到物理性质和化学性质相对接近的颗粒，这样分选过后两种不同属性的材料的比例在保持不变的情况下，硅酸锆和氧化铝本身的物理特性相接近，使得两者的质量密度在3.80-4.00g/cm3之间，物理特性较为接近的两种原材料在进行混合料分级时更易操作得到所需的微粒，混合料产品的颗粒活性有效增强，使得产品在加工和使用中的均匀性得到彻底的改变，材料的特性使得使用的效果大大增加。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，其特征在于，包括以下质量份数配比的原料：45％份硅酸锆ZrSiO4、55％份氧化铝Al2O3、少量矿化剂(催化剂和结合剂)；
首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合均匀搅拌,搅拌均匀后导入回转窑进行烧结并添加矿化剂，烧结完成之后，将半成品料导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，半成品料粉碎之后导入干式滚筒式球磨机进行粉碎筛选，粉碎筛选的混料与水进行混合，然后通过搅拌、沉降和虹吸等步骤进行分选，将分选好的物料通过低温烘干的方式进行干燥，最后通过激光粒度仪对分选的半成品料进行检验颗粒度大小。
2.根据权利要求1所述的一种用于大直径硅片的研磨材料，其特征在于，所述硅酸锆中氧化锆质量范围为25％-35％。
3.根据权利要求1所述的一种用于大直径硅片的研磨材料，其特征在于，所述干式滚筒式球磨机中筛选出半成品料颗粒大小为100目以下的细小颗粒。
4.一种用于大直径硅片的研磨材料及其生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：首先将选用的硅酸锆、选用的氧化铝按照质量比例导入混料仓进行混合搅拌，直至搅拌均匀为止导出；
步骤2：将混合均匀的物料导入回转窑内，回转窑内烧结温度范围为1500℃-1600℃，烧结时间为10h，回转窑内保温温度范围为1500℃-1600℃,保温时间为6h,回转窑的转速范围为2-3T/h，将催化剂和结合剂通过回转窑入口与半成品料进行混合烧结；
步骤3：烧结完成的半成品料进行冷却之后，导入气流磨粉碎机进行颗粒粉碎，粉碎均匀之后通过密封隔离袋进行装袋；
步骤4：将已经粉碎的半成品料导入分选桶内，半成品料和水的质量比为1：4，并添加适量比例的分散剂，进行充分搅拌，搅拌速度为300-500转/分钟，搅拌时间为5-60min；搅拌后静置沉降，沉降时间为10-30min，
步骤5：使用虹吸和溢流相结合的方法对半成品料进行分级，半成品料分级由细到粗进行，先分细级别的，后分粗级别的，直至全部分级完毕；
步骤6：使用低温烘箱对分级得到的微粒成品料进行低温烘干，直至干燥；
步骤7：使用激光粒度仪对干燥的微粒混料进行检测；
步骤8：检测不合格的混料返工处理，检测合格的混料入库。
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