[发明专利]镍基金刚石切割片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超薄切割刀具的制造方法，具体涉及一种镍基金刚石切割片的制造方法。

背景技术

超薄切割刀具是半导体芯片制造加工中不可缺少的关键性刀具，几乎在每一道加工工序中都要使用到，尤其是在硅片的划片和芯片封装后的切割中。中国是太阳能光伏硅材料的生产大国，研发这种不可缺少的超薄切割刀具对相关产品逐步国产化具有重要战略意义。目前，随着半导体行业走出低谷，该行业仍为具有发展潜力的行业，再加上太阳能及LED行业的快速发展，对加工用的高品质、低成本的超薄切割刀具的需求会极大地增长。

目前金刚石切割片的制造方法主要有热压法和电镀法，其中热压法制得的金刚石切割片的厚度都在200微米以上，不适于制造100微米以下的金刚石切割片。而普通的电镀法存在的缺点主要是电镀层颗粒粒径大、颗粒分布不均匀，从而导致切割片组织不致密、表面不平整。另外电镀法一般采用金属板做阴极，这样切割片与金属板的剥离会造成切割片的变形或裂纹，从而导致切割片使用寿命短、成品率低。

中国专利文献CN101474778B（申请号为200910028445.X）公开了一种Ni基结合剂的超薄金刚石切割片制作工艺，该工艺采用电解沉积法，具体步骤如下：①选用镀膜塑料做阴极基板，且镀膜塑料表面用沉淀法预置有一层金刚石；②选用高纯Ni板作阳极基板；③选用镍盐、钠盐、钴盐及酸溶液混合制成电解液；④将阴极基板和阳极基板放入上述电解液中，并将阴极基板接电源负极，阳极基板接电源正极，接通电源，则阳极的Ni离子沉积在阴极基板的金刚石表面，固结金刚石，得到电铸层；⑤将附有电铸层的阴极基板放入配置好的溶解液中，将镀膜塑料溶解掉，则电铸层与镀膜塑料分开；⑥将所得到的电铸层进行后加工，制成所需规格尺寸的切割片。该工艺采用镀膜塑料做阴极基板，最后用溶解液将塑料溶解掉，从而解决了切割片在剥离时容易变形或裂纹的缺陷，但是预置金刚石难以保证电镀层中金刚石分布均匀，仍然存在电镀层颗粒分布不均匀，最后得到的切割片组织不致密、表面不平整等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种组织致密、表面平整、硬度高的镍基金刚石切割片的制造方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种镍基金刚石切割片的制造方法，具有以下步骤：①向反应器中加入纳米金刚石、镍盐水溶液、添加剂、硼酸以及适量的水作为配置步骤②的复合电镀液的原料，将阴极板和阳极板放入反应器中并分别固定在反应器上，且阴极板和阳极板相对设置，使阴极板接电镀电源负极，使阳极板接电镀电源正极；所述阴极板为镀镍塑料，所述阳极板为高纯镍板；②向密闭的反应器中通入二氧化碳气体，在35℃～70℃的温度以及7MPa～12MPa的压力下搅拌得到含有纳米金刚石的超临界流体复合电镀液；③设置电镀参数，接通电镀电源，使纳米金刚石与镍离子一起电沉积到阴极板上，得到金属镍和纳米金刚石的复合镀层；该复合镀层的厚度为50微米～1500微米；④将附有纳米金刚石复合镀层的阴极板放入箱式焚烧炉中焚烧掉塑料，使金属镍和纳米金刚石的复合镀层与塑料分开，对金属镍和纳米金刚石的复合镀层进行裁切加工得到厚度为50微米～1500微米的镍基金刚石切割片。

上述步骤①中所述的镍盐为硫酸镍和氯化镍，所述的添加剂为聚乙二醇三甲基壬基醚；步骤①中各原料的加入量以步骤②所得到的复合电镀液中各组分的浓度为相应的数值为准；步骤②所得到的超临界流体复合电镀液中各组分的浓度的相应的数值为：纳米金刚石0.01g/L～4.5g/L、硫酸镍250g/L～400g/L、氯化镍40g/L～100g/L、聚乙二醇三甲基壬基醚0.5g/L～10g/L、硼酸30g/L～100g/L；步骤③中，所得到的复合镀层的厚度为50微米～500微米；步骤④中，所得到的镍基金刚石切割片的厚度为50微米～500微米。其中超临界流体复合电镀液中纳米金刚石的浓度优选0.1g/L～1g/L。

上述步骤①中所述的镀镍塑料的镍层的厚度为0.1微米～1微米，该镀镍塑料是将塑料放入化学镀液中，在60℃～100℃的温度下进行化学镀得到；所述的塑料为ABS工程塑料。

所述的化学镀液的pH值为4～5，优选4.5；化学镀液的组分及浓度为：硫酸镍20g/L～30g/L、次亚磷酸钠20g/L～30g/L、醋酸钠1g/L～10g/L、柠檬酸钠5g/L～15g/L。优选：硫酸镍25g/L、次亚磷酸钠25g/L、醋酸钠5g/L、柠檬酸钠10g/L。

上述步骤②中所述的温度优选50℃，压力优选10Mpa。