CN220179070U - 一种晶圆切割用划切砂轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有技术晶圆切割用的砂轮，由于其料层和基体间通过电化学沉积连接，在将料层与基体结合的过程中，会产生污染物镍和含有氰的废气等有害物质的技术问题以及电镀过程中镍表面不平整需另外整平的技术问题，提供一种新形结构的晶圆切割用划切砂轮，它包括基体和磨料层，磨料层位于基体端面，磨料层的外径大于基体外径，在基体和磨料层间设置粘胶层，基体和磨料层通过粘胶层粘结固定连接，采用本实用新型提供的一种晶圆切割用划切砂轮粘结到基体上后料层的厚度均匀一致性好，无需再打磨平整，不易损坏刀刃，得到既环保且无需后续打磨的划切砂轮，可以大面积推广使用并国产化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种砂轮，特别是涉及晶圆切割用的划切砂轮。
背景技术
划切砂轮，俗称划片刀，主要用于半导体晶圆芯片开槽与分割，芯片由半导体材料与带功能模块的电路组成，芯片制成后，需要将晶圆划切分割成一个个小的芯片，通过后续封装制成功率模块或集成电路器件，由于切割晶圆的划切砂轮刀片刃口只有0.02mm厚，刃口非常薄，制作工艺难度很大，所以电镀化学工艺制作的优势较为明显，目前主要采用电化学沉积工艺，通过电镀方式在酸碱溶液置换出镍金属，置换出的镍金属和超硬磨料金刚石一同沉积在铝轮毂表面形成一定厚度的磨削层，铝轮毂作为基体支撑沉积形成的磨削层，在铝轮毂的支撑下实现高速旋转切割。由于刃口非常薄，制作工艺难度很大，且在制作过程中产生含有大量污染物镍的废水和含氰的废气及各种有机和无机危险废物，受到环境保护的限制及工艺难度的限制，半导体行业的划切砂轮是我国半导体产业链上发展受限的一环，长期以来一直依赖进口，目前国内市场上的电镀划切砂轮的供应一直以日本为主导，无论从国家发展战略还是国家安全战略上考虑，晶圆切割用划切砂轮的国产化是目前行业急需解决的一大难 题。另外，在生产制作电镀划片刀时，由于需要用到镀液添加剂，加之电镀加工时存在高、低电位，电镀上镍过程中又存在低电位上镍快的问题，导致镀出来的半成品刀片边缘有凸起或高点，使整个砂轮上镀镍面不平整，需要再次将不平整的镍面修复平整，极容易损坏刀刃口，降低成品率，降低产品质量。
实用新型内容
本实用新型在于针对现有技术晶圆切割用的砂轮，由于其料层和基体间通过电化学沉积连接，在将料层与基体结合的过程中，会产生污染物镍和含有氰的废气等有害物质的技术问题以及电镀过程中镍表面不平整需另外整平的技术问题，提供一种新形结构的晶圆切割用划切砂轮。
本实用新型是通过下述技术方案完成的：
一种晶圆切割用划切砂轮，包括基体和磨料层，磨料层位于基体端面，磨料层的外径大于基体外径，在基体和磨料层间设置粘胶层，基体和磨料层通过粘胶层粘结固定连接；
在所述基体的端面上与磨料层相粘结的部位设置粗糙结构；
所述粗糙结构为滚花；
所述粗糙结构为喷砂层；
所述基体为铝轮毂，在基体上设置有安装定位孔，在基体的两端面分别设置有沉孔在基体的两端面分别构成安装面和定位面，沉孔的中心线与安装定位孔的中心线同线，磨料层的内径大于沉孔的孔径；
所述基体的位于安装面侧的圆周为向内倾斜的锥面，磨料层的内径小于锥面的小径；
所述磨料层的厚度小于等于0.03mm；
所述粘胶层的厚度小于等于0.002mm；
所述磨料层的内径D1大于安装面的内径D2、且磨料层的内径D1与安装面的内径D2之差小于等于磨料层的粘结宽度。
本实用新型的装置具有如下优点：
采用粘胶层连接基体和磨料层，相比于现行的采用电化学沉积的连接方式，不会产生化学物染物，对环境产生的危害少或没有污染，磨料层预先形成，磨料层厚度得到比较好的控制，因此，粘结到基体上后料层的厚度均匀一致性好，无需再打磨平整，不易损坏刀刃，得到既环保且无需后续打磨的划切砂轮，可以大面积推广使用并国产化。
附图说明
图1是本实用新型晶圆切割用划切砂轮实施例结构示意图；
图2是图1结构对于磨料层和粘胶层作了加厚处理的示意图；
图3是本实用新型采用定位胎具粘结磨料层和基体实施例结构示意图。
附图标记说明：
1、基体；2、磨料层；3、粘胶层；4、定位安装孔；5、沉孔；6、定位面；7、安装面；8、锥形表面；11、定位胎具；111、基座；112、中心定位柱；113、定位环；114、加压板；119、基座凸台；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型的结构作进一步描述和说明。
如图1-2所示，本实用新型实施例结构晶圆划切割用划切砂轮包括基体和磨料层，磨料层呈环形位于基体的端面上，磨料层的外径大于基体的外径使磨料层的周边位于基体的周边外形成划切刃，磨料层与基体间通过粘胶层固定粘结成一体。
本实用新型结构的磨料层采用超硬磨料烧结制得，整体厚度为0.015-0.018mm,厚度精度为微米级，粘胶层选取环氧树脂胶EA E-120HP与固化剂按比例混合粘结。也可采用金属结构胶TS-801作为粘结剂。粘胶层均匀位于磨料层及基体间，粘胶层的厚度为0.0015mm-0.002mm。在基体的与粘胶层结合的表面设置有粗糙结构，比如滚花、喷砂层等。
基体采用铝轮毂结构，轮毂中心设有定位安装孔4，在基体的两端面上与定位安装孔同中心线分别设置有沉孔5，在基体的两侧表面分别形成定位面6和安装面7，基体的与磨料层粘结的另一端的外圆周表面为向内孔中心线倾斜的锥形表面8，锥形表面对于磨料层进行支撑，并可以对磨料层的磨削起到让位作用。最好，磨料层的内径D1大于安装面7的内径D2，最好D1内径与D2内径之差小于等于磨料层的粘结宽度，这样可以省磨料层又可以使磨料层与基体安装面间结合的牢固程度满足加工的需要，磨料层不易脱落，锥形表面对磨料层既可以进行支撑又可以使磨料层的利用率获得提高，磨料层磨到最后不易断裂。
如图3所示，制作时，采用定位胎具进行定位，定位胎具包括基座111，基座采用凸台结构构成基座凸台119，基座凸台119的外径与磨料层外径相同，基座上设置有定位孔，定位孔内设置有中心定位柱112，中心定位柱的直径与轮毂的安装定位孔直径相同，二者为过渡配合，配合间隙小于等于0.008mm，在基座111外套设有定位环113，定位环113内径与基座凸台119外径一致，二者为过渡配合，配合间隙小于等于0.008mm，定位环113位于基座上表面的高度大于轮毂的高度，压板的外径等于外套的内径，二者为间隙配合。采用如下方法粘结基体和磨料层：依托本公司的发明专利（申请公布号CN111185858A），制作0.02mm磨料层。通过精密级数控机床完成铝轮毂的加工。通过激光或电加工将磨料层外径加工至所需尺寸，内径加工致所需尺寸，比如，外径一般为54-58mm，内径为42mm，磨料层厚度磨削至0.018mm；将磨料层放到基座111上贴平，磨料层外径与定位环113内表面径向无间隙配合，定位环113对磨料层径向完全支撑和定位；在铝轮毂的安装面7的与磨料层粘结的区域均匀涂上粘结胶形成粘胶层，粘胶层的厚度以铝轮毂与被粘接物能相互全面互粘结贴合且胶水不外溢为准，将铝轮毂的涂胶面朝下，放入粘接定位胎具中，铝轮毂的内孔与粘结定位胎具的中心定位柱紧密配合，逐渐下移至胶面贴合磨料层面，在铝轮毂的上方放置加压板114，加压板的重量选取5-10kg，提高铝轮毂和磨料层之间紧密贴合程度，胶水在室温放置固化24小时，必要时可加温至25-40℃，提高固化效率及粘接强度；固化后拿下加压板，顶出中心定位柱，取出粘接完成的划切砂轮即可。最好磨料层的胶粘接厚度小于等于0.002mm，这样即可以达到粘结牢固，也不影响整个砂轮的刚性。
为了提高粘结的牢固程度，在铝轮毂的安装面位于粘接区域作粗糙化处理，比如在基体的与磨料层粘结的表面设置滚花结构，或设置喷砂层，提高粘接附着力。
Claims (9)
1.一种晶圆切割用划切砂轮，包括基体和磨料层，磨料层位于基体端面，磨料层的外径大于基体外径，其特征在于，在基体和磨料层间设置粘胶层，基体和磨料层通过粘胶层粘结固定连接。
2.如权利要求1所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于，在所述基体的端面上与磨料层相粘结的部位设置粗糙结构。
3.如权利要求2所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于，所述粗糙结构为滚花。
4.如权利要求2所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述粗糙结构为喷砂层。
5.如权利要求1所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述基体为铝轮毂，在基体上设置有安装定位孔，在基体的两端面分别设置有沉孔在基体的两端面分别构成安装面和定位面，沉孔的中心线与安装定位孔的中心线同线，磨料层的内径大于沉孔的孔径。
6.如权利要求5所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述基体的位于安装面侧的圆周为向内倾斜的锥面，磨料层的内径小于锥面的小径。
7.如权利要求1所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述磨料层的厚度小于等于0.03mm。
8.如权利要求1或7所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述粘胶层的厚度小于等于0.002mm。
9.如权利要求1所述的晶圆切割用划切砂轮，其特征在于：所述磨料层的内径D1大于安装面的内径D2、且磨料层的内径D1与安装面的内径D2之差小于等于磨料层的粘结宽度。
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