CN1810425A - 光敏树脂结合剂线锯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，包括如下步骤：配料，把光敏树脂结合剂与磨粒均匀混合；对需处理锯丝进行清洁、干燥；在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。本发明使用光敏树脂结合剂作为线锯的结合剂，提高线锯磨削层机械性能及与锯丝的固结程度；减少了制造能耗；降低了制造成本；同时改善了制造环境。
Description
一、技术领域
本发明涉及在一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法。
二、背景技术
金刚石线锯切割技术以其生产效率高、被加工工件直径不受限制等特点已被广泛应用于单晶硅、多晶硅、砷化镓、钽酸锂、铌酸锂等半导体材料以及半导体管芯的切割加工中。
目前主流的金刚石线锯床采用的是游离磨粒的金刚石线切割技术，即在切割时，钢丝沿纵向走丝，同时与工件相互压紧，含有金刚石磨粒的浆液注入到工件与钢丝之间时，钢丝的快速运动将含有金刚石磨粒的磨削液带入工件切缝中，从而对工件材料产生切割作用。由于采用了游离磨粒，存在着切断效率低、作业环境恶劣和废浆液的处理等问题。
针对这些问题，近几年被称为固结磨粒金刚石线锯逐步开始进入工业应用，即切割用的锯丝表面已经固结有金刚石磨粒，切割过程中固结磨粒替代了原来的游离磨粒，使得切割效率大大提高。目前这种固结有金刚石磨粒的锯丝通常采用电镀工艺制造而成，结合剂为铜、镍等金属结合剂。但是，由于这种锯丝采用的是电镀生产工艺，存在着三个致命的弱点：第一是锯丝的电镀生产过程存在着废液处理问题；第二是金属结合剂形成的磨粒镀层虽然硬度高，但是在切割过程中，锯丝要连续多重回转，在大角度弯曲的条件下，磨粒镀层易断裂脱落。第三是锯丝的生产效率问题，由于电镀层需要形成一定的厚度才有可能将磨粒固结，受电镀沉积速度的限制，使得生产效率和生产成本较高。
三、发明内容
本发明的目的是解决现有电镀法制备磨粒线锯存在废水问题、磨粒层容易脱落、生产效率低等缺点，提供一种生产效果高、磨粒层牢固粘结在线锯上的且不会污染环境的光敏树脂结合剂线锯的制备方法。
为此，本发明采取以下技术方案：
一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，所述的方法包括以下步骤：
(1)、配料，用搅拌机把光敏树脂结合剂与磨粒均匀混合；
(2)、对需处理锯丝进行清洁、干燥；
(3)、在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。
进一步，固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
步骤(1)配料中的磨具浓度为25％～100％。在磨加工学中，定义磨削层每立方厘米体积所含磨料为0.878g定义为100％浓度。
更进一步，所述的磨粒为下式之一或下式任意组合：①人造金刚石；②二氧化硅微粉；③碳化硅。
所述的磨粒为人造金刚石与二氧化硅微粉的混合物，人造金刚石与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，人造金刚石的尺寸规格为10～40μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为1～10μm。
又或者是，所述的磨粒为碳化硅与二氧化硅微粉的混合物，碳化硅与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，碳化硅的尺寸规格为16～20μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为尺寸2um。
进一步，所述的磨粒由人造金刚石与二氧化硅微粉混合，人造金刚石与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，人造金刚石的尺寸规格为10～40μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为1～10μm；固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
本发明所述的一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法具有如下优点：
1、使用光敏树脂结合剂作为砂轮的结合剂，提高线锯磨削层机械性能及与锯丝的固结程度；2、减少了制造能耗；3、降低了制造成本；4、同时改善了制造环境。
四、附图说明
图1是本发明的光敏树脂结合剂线锯的截面结构图。
1、光敏树脂结合剂 2、锯丝 3、黏结层 4、磨粒
五、具体实施方式
实施例1
参照附图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将113.07g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10-40μm的人造金刚石36.93g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为50％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强∽为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例2
参照附图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将98.14g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的人造金刚石51.86g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为75％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例3
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将85.11g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的人造金刚石64.89g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为100％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例4
参照附图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将101.77g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的人造金刚石36.93g，1～10um的二氧化硅微粉11.3g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为50％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例5
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将88.33g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的人造金刚石51.86g，1～10um的二氧化硅微粉9.81g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为75％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例6
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将11.63g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10-40μm的碳化硅37.37g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为50％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例7
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将97.39g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的碳化硅52.61g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为75％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例8
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将83.9g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的碳化硅66.1g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为100％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)、在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例9
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将101.43g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10-40μm的碳化硅37.37g，1～10um的二氧化硅微粉11.2g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为50％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
实施例10
参照图1，一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)、配料，将87.65g市售光敏树脂结合剂、磨粒尺寸规格为10～40μm的碳化硅52.61g，1～5um的二氧化硅微粉9.74g用搅拌机将上述材料搅拌均匀，磨具浓度为75％；
(2)、清洁干燥需处理的金属锯丝，所述金属锯丝尺寸如下：直径0.1～0.3mm，长度：50m；(需制备线锯整体尺寸：直径0.2～0.4mm，长度50m；)其中，锯丝清洁，将成卷的锯丝安装在绕线装置上，控制放线速度，锯丝分别通过超声波振动装置、去脂槽、酸洗槽，达到清洁目的；锯丝干燥，锯丝分别通过清洗槽、干燥箱达到干燥目的；
(3)：在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。二次固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
线锯用途：切割半导体材料(如硅及碳化硅、砷化镓、碲化铋)、光电子材料、压电晶体、磁性材料等。
Claims (7)
1、一种光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于，所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法包括如下工艺步骤：
(1)、配料，用搅拌机把光敏树脂结合剂与磨粒均匀混合；
(2)、对需处理锯丝进行清洁、干燥；
(3)、在锯丝表面均匀涂覆一层黏结层；
(4)、将配料均匀涂覆在黏结层表面，固化成型；
(5)、二次涂覆及固化：再次将配料均匀涂覆在锯丝表面，固化成型即可。
2、如权利要求1所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，光强为2.4w/cm，固化时间15s。
3、如权利要求1所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：步骤(1)配料中的磨具浓度为25％～100％。
4、如权利要求3所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：所述的磨粒可以是下式之一或下式任意组合：①人造金刚石②二氧化硅微粉 ③碳化硅。
5、如权利要求4所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：所述的磨粒为人造金刚石与二氧化硅微粉的混合物，人造金刚石与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，人造金刚石的尺寸规格为10～40μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为1～10μm。
6、如权利要求4所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：所述的磨粒为碳化硅与二氧化硅微粉的混合物，碳化硅与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，碳化硅的尺寸规格为16～20μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为尺寸2um。
7、如权利要求6所述的光敏树脂结合剂线锯的制备方法，其特征在于：所述的磨粒由人造金刚石与二氧化硅微粉混合，人造金刚石与二氧化硅微粉的质量比为：1∶0.1～1.0，人造金刚石的尺寸规格为10～40μm，二氧化硅微粉的尺寸规格为1～10μm；固化成型采用自制紫外线照射装置，固化参数如下：波长200nm～500nm，固化时间15s。
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