[发明专利]一种用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用

说明书

本发明属于树脂砂轮技术领域，具体涉及一种用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用。按照配方比例将处理过的金刚石与偶联剂混合、超声处理后依次与酚醛树脂、造孔剂以及碳化硅与空心球形二氧化硅的混合料进行混合球磨制成成型料，再热压脱模制成成品砂轮，所制备的树脂砂轮可以用于碲锌镉晶片减薄的磨削，砂轮的气孔率为40‑70%，气孔分布均匀且孔径大小为70‑200μm，在碲锌镉晶片减薄工艺中可以控制晶片崩口在35μm内，同时表面纹路一致性好，避免表面颗粒的镶嵌，减薄磨削后晶片表面纹路均匀性、无深划痕保证了碲锌镉晶片的良品率，提高了加工效率，表现出了较好地推广应用价值。

技术领域

本发明属于树脂砂轮技术领域，具体涉及一种用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮、其制备方法及应用。

背景技术

碲锌镉晶片（CdZnTe，CZT）晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体，其单晶体在室温条件下具有极高的分辨率，被广泛用作红外探测器HgCdTe的外延衬底和室温核辐射探测器等，它具有优异的光电性能，可以在室温状态下直接将X射线和γ射线光子转变为电子，是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料。与硅和锗检波器相比，CdZnTe晶体是唯一能在室温状态下工作并且能处理两百万光子/（s·mm）的半导体。另外，CdZnTe晶体分光率胜过所有能买到的分光镜。CdZnTe探测器的诸多优点，使得它得到了越来越广泛的应用，核安全、环境监测、天体物理等领域均有应用。

大连理工大学的张振宇等采用直径2-5μm的Al₂O₃对CZT晶片进行研磨抛光和抛光液抛光的实验（软脆功能晶体碲锌镉化学机械抛光.机械工程学报,2008,44(12):215-220、新型环保抛光液的制备及其对软脆碲锌镉晶片的化学机械抛光中国机械工程,2014,25(22):3008-3011）证明CZT晶体是一种软脆晶体，其除具有通常的硬脆材料（如单晶硅）的硬脆断裂特性外，晶体中往往会有硬质颗粒的嵌入。目前对于CZT晶体的加工方法大多采用研磨工艺，这种方法加工出来的工件表面层缺陷明显、崩口较多，表面有凹坑、微裂纹，且容易有颗粒镶嵌在晶体表面，这些缺陷会影响探测器的性能和其质量，因此CZT的加工就有一定的难度。传统工艺的CZT晶体加工技术是先用内圆切割机切下晶片，然后用1-2μm的白刚玉研磨，再用纳米级别的颗粒进行机械抛光，最后用2-5%的Br-MeOH溶液进行腐蚀去除表面的机械损伤层。但总体而言，现有对于CZT晶片的减薄工艺的研究报道较少，而且现有加工方法的主要弊端在于：效率慢且容易镶嵌颗粒物在表面，无法通过抛光去除，因此极有必要对于现有加工工艺及加工过程中相关加工设备进行进一步改进。

发明内容

本发明目的是设计一种用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮，并将其应用于碲锌镉晶片的减薄工艺，这种减薄砂轮在减薄碲锌镉（CZT）晶片的过程中可以提高工作效率降低崩口率，可以避免颗粒物镶嵌在表面，可以替代传统的碲锌镉晶片减薄加工工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮，由下述体积份数的原料制备而成：金刚石10-20份，碳化硅2-5份，偶联剂5-10份，造孔剂0.5-2份，球形二氧化硅8-15份，酚醛树脂12-18份。

所述用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮，具体配方的体积份数例如为：金刚石12份，碳化硅3份，偶联剂8份，造孔剂1份，球形二氧化硅15份，酚醛树脂15份。

具体的，金刚石粒度是4-6μm；碳化硅粒度是0.5μm-2μm；球形二氧化硅为空心结构，其中值是0.9μm。

优选的，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

上述用于碲锌镉晶片磨削的树脂砂轮的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳化硅、空心球形二氧化硅分别过280目筛网3遍后混合，得混合粉料I；造孔剂过350目筛1-3次后备用；酚醛树脂用液氮球磨机球磨72-120h后过350目筛网1次备用；