專利名稱：電鍍鉆石線鋸的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電鍍鉆石線鋸的裝置。電鍍鉆石線鋸主要用于將
單晶硅等晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)。
(二)
背景技術(shù)：
在過去的5年內(nèi)，電子、新能源以及光學(xué)行業(yè)迅猛發(fā)展，將單晶硅等 晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)的制造廠商不斷增加。市場上的主流切割工 藝為"裸鋼線+磨料槳液"。這種采用游離磨料的切割方式與以往的內(nèi)圓 鋸相比，具有可切割大直徑晶棒和多組線同時切割等優(yōu)勢，但也存在以下 明顯不足
1) 晶棒及其加工區(qū)域被脂基研磨液污染；
2) 泥漿狀的研磨液在使用后需經(jīng)處理才能排放,易造成環(huán)境污染；
3) 切割工藝為游離磨粒的材料去除機理，切削效率低；
4) 砷化鎵、碳化硅等第二、三代半導(dǎo)體材料硬度高，難以切削，晶圓 表面粗糙度高。
鉆石線鋸切割工藝，切割速度是"裸鋼線+磨料漿液"的5倍。在 切割相同材料時，前者所需要的磨粒線只有后者的10%。自從改用乳化水 冷卻后，生產(chǎn)相同數(shù)量產(chǎn)品的廢水量減少到以往的1/50,符合國家"節(jié)能減排"的倡導(dǎo)。
電鍍鉆石線鋸是將高硬度、高耐磨性的金剛石微粉固結(jié)在金屬絲上。
運用于晶體切割，切割速度快，廢水量少，晶片彎曲度(BOW)、翹曲度 (WARP)小，平行度(TAPER)好，總厚度公差(TTV)離散性小，刀 口切割損耗小，表面損傷層淺，晶片表面粗糙度小。被切割材料覆蓋各種 半導(dǎo)體材料，如硅、鍺、鉭酸鋰，銀酸鋰，砷化鎵、磷化銦，人造寶石、 碳化硅及石英玻璃、氧化鋁片等材料的精密切割。
目前生產(chǎn)電鍍鉆石線鋸的方法主要存在以下不足
1、 目前生產(chǎn)電鍍鉆石線鋸主要采用單個電鍍槽纏繞式生產(chǎn)，因局限于 電鍍槽的大小，鉆石線長度受到限制，只能在3000米內(nèi)。
2、 在生產(chǎn)過程中，因鉆石線為纏繞式排列，為使鉆石線基材上各角度 度均能鍍覆到鉆石，需不斷調(diào)正纏繞線圈的角度，多次重復(fù)此過程，大大 影響了鉆石線鋸的生產(chǎn)效率， 一般1000米鉆石線鋸所用生產(chǎn)時間為24小 時。 、
3、 因生產(chǎn)條件的局限與固定，往往易出現(xiàn)鉆石粉鍍覆不均的現(xiàn)象，導(dǎo) 致線徑粗細不一。
4、 采用單一規(guī)格的鉆石微粉，在使用過程中一旦鉆石磨損破裂之后， 沒有后續(xù)的磨料參與工作，導(dǎo)致鉆石線使用壽命較短，失效快。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能連續(xù)快速生產(chǎn)、鉆本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種電鍍鉆石線鋸的裝置，所述裝 置自前至后依次包括放線輪、超聲波清洗機、磁力攪拌裝置和收線輪，所 述放線輪鋼絲出口與超聲波清洗機鋼絲進口相連，超聲波清洗機內(nèi)自前至 后依次設(shè)置有去脂槽和酸洗槽，超聲波清洗機鋼絲出口與磁力攪拌裝置鋼 絲進口相連，磁力攪拌裝置內(nèi)自前至后依次設(shè)置有第一清洗槽、電鍍槽和 第二清洗槽，磁力攪拌裝置鋼絲出口與收線輪相連。
電鍍鉆石線鋸的具體制備方法如下
步驟一、鍍前預(yù)處理
a、 預(yù)先對微米金剛石顆粒進行粗糙化處理，以增加微米金剛石顆粒的
耐磨性以及與鍍層的結(jié)合牢度，微米金剛石顆粒10 80pm，
b、 以1: 3的質(zhì)量比將納米金剛石粉加入的陽離子表面活性劑(十六
烷基三甲基氯化銨)中，制成均勻穩(wěn)定的納米金剛石粉懸浮液，納米金剛
石粉的粒徑為20 30nrn，
c、 將鍍液置于電鍍槽中，再將以1: 3質(zhì)量比稱量好的納米金剛石粉 懸浮液與微米金剛石顆?；旌虾?，添加到鍍液中備用，控制鍍液溫度40~70 °C,并不斷循環(huán)，
d、 在鋼線進入電鍍槽前，釆用超聲波清洗機內(nèi)的去脂槽和酸洗槽對鋼 線進行去油污和去氧化物處理，鍍液選擇氨基磺酸鎳為主料，另加硼酸和 氯化鎳，三者的配比為氨基磺酸鎳400-1300克/升，硼酸10~50克/升， 氯化鎳5 25克/升。
步驟二、復(fù)合電鍍鋼線連續(xù)均勻的通過電鍍槽，在電流的作用下，鎳離子由陽極向陰極 移動，帶動納米金剛石粉和微米金剛石顆粒向鋼線移動，使鋼線在化學(xué)鍍 鎳的同時鍍上納米金剛石粉和微米金剛石顆粒，在鋼線上形成弱吸附。納 米金剛石粉和微米金剛石顆粒一開始通過化學(xué)反應(yīng)吸附在鋼線表面，隨著 鎳離子不斷沉積，納米金剛石粉和微米金剛石顆粒被牢牢的固定在鋼線上。
在相鄰微米金剛石顆粒之間，有更細的直徑在20 30nm的納米金剛石粉 沉積在鋼線表面。
步驟三、鍍后處理
在鋼線離開電鍍槽后，經(jīng)清洗和烘干后由收線輪收線。 本實用新型具有如下有益效果
1、 為了減少納米金剛石粉和微米金剛石顆粒的沉積和團聚現(xiàn)象，鍍液 的鍍槽中增加了磁力攪拌裝置。實驗表明，攪拌后， 一方向鍍液流動速度 加快，采用此工藝生產(chǎn)速度可達3~7 m/min。另一方面加入的陽離子表面 活性劑使納米金剛石粉和微米金剛石顆粒在鍍液中均勻懸浮，使鋼線鍍層 中的納米金剛石粉和微米金剛石顆粒量隨而增大。
2、 鍍層的沉積速度主要影響是鍍液的種類、溫度及陰極表面鍍液的流 速。鍍液選擇氨基磺酸鎳，它不僅極限電流密度較高，而且鍍層扭曲度較 好，符合線鋸實際使用要求。鍍液不斷循環(huán)，大大提高了鍍層的沉積速度。 從而提高了鉆石線鋸的產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本。
3、 在電鍍的過程中，納米金剛石粉的加入不僅能增大陰極極化，有利 于新晶核的生成，而且能抑制晶粒的聚集和長大，起到細化基質(zhì)金屬晶粒的作用。同時納米金剛石粉本身所具有的高強度、高硬度以及其均勻分布 在鎳層中，大大提高了鍍層的耐磨性。
通過上述技術(shù)措施，本實用新型能連續(xù)快速生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，每分
鐘能生產(chǎn)3 7米，鉆石粉鍍覆均勻，使用過程中粗的鉆石磨損破裂之后， 還有后續(xù)的細的磨料參與工作，耐磨性好，使用壽命長。


圖1為本實用新型電鍍鉆石線鋸的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中
鋼絲101、放線輪102、第一傳動輪103、去脂槽104、酸洗槽105、 超聲波清洗機106、第一清洗槽107、第二傳動輪108、電鍍槽109、金剛 石微粉和陽極110、磁力攪拌裝置lll、第二清洗槽112、收線輪113。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型電鍍鉆石線鋸的裝置，所述裝置自前至后依次 包括放線輪102、第一傳動輪103、超聲波清洗機106、磁力攪拌裝置111 和收線輪113，所述超聲波清洗機106內(nèi)自前至后依次設(shè)置有去脂槽104 和酸洗槽105，磁力攪拌裝置111內(nèi)自前至后依次設(shè)置有第一清洗槽107、 電鍍槽109和第二清洗槽112，所述第一清洗槽107與電鍍槽109之間設(shè) 置有第二傳動輪108。
權(quán)利要求1、一種電鍍鉆石線鋸的裝置，其特征在于所述裝置自前至后依次包括放線輪(102)、超聲波清洗機(106)、磁力攪拌裝置(111)和收線輪(113)，所述放線輪(102)鋼絲出口與超聲波清洗機(106)鋼絲進口相連，超聲波清洗機(106)內(nèi)自前至后依次設(shè)置有去脂槽(104)和酸洗槽(105)，超聲波清洗機(106)鋼絲出口與磁力攪拌裝置(111)鋼絲進口相連，磁力攪拌裝置(111)內(nèi)自前至后依次設(shè)置有第一清洗槽(107)、電鍍槽(109)和第二清洗槽(112)，磁力攪拌裝置(111)鋼絲出口與收線輪(113)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種電鍍鉆石線鋸的裝置，所述裝置自前至后依次包括放線輪(102)、超聲波清洗機(106)、磁力攪拌裝置(111)和收線輪(113)，所述放線輪(102)鋼絲出口與超聲波清洗機(106)鋼絲進口相連，超聲波清洗機(106)內(nèi)自前至后依次設(shè)置有去脂槽(104)和酸洗槽(105)，超聲波清洗機(106)鋼絲出口與磁力攪拌裝置(111)鋼絲進口相連，磁力攪拌裝置(111)內(nèi)自前至后依次設(shè)置有第一清洗槽(107)、電鍍槽(109)和第二清洗槽(112)，磁力攪拌裝置(111)鋼絲出口與收線輪(113)相連。本實用新型裝置能連續(xù)快速生產(chǎn)電鍍鉆石線鋸，生產(chǎn)效率高。
文檔編號C25D15/00GK201428002SQ20092004697
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者莊政偉 申請人:江蘇中博鉆石科技有限公司