[发明专利]一种蓝宝石衬底减薄砂轮及其制备方法

说明书

本发明公开了一种蓝宝石衬底减薄砂轮，其由基体及沿基体圆周方向等间距粘接于基体之上的刀头组成，所述刀头包括4～10份金刚石粉、80～95份金属结合剂、5～15份低熔点玻璃粉、5～10份填充剂、0.1～0.2份脱膜剂及0.2～0.5份湿润剂，并经混料、压制、烧结、整形而成。本发明所公开的蓝宝石衬底减薄砂轮自锐性好，使用寿命长，韧性好、耐冲击。

技术领域

本发明涉及晶体材料加工技术领域，尤其涉及一种蓝宝石衬底减薄砂轮及其制备方法。

背景技术

蓝宝石晶体作为一种集优良光学性能、物理性能、机械性能和化学性能于一体的晶体材料，广泛应用于LED照明衬底材料、导弹导引头球罩、高能探测和高功率强激光窗口。

在蓝宝石LED衬底制作过程中需要对蓝宝石需进行切片、倒角和减薄(从0.8~1.7mm减至0.3~0.65 mm)、研磨等工序，越到工序后期，加工精度和难度逐渐增加。减薄的工序对蓝宝石衬底的质量起到关键作用，由于蓝宝石晶体莫氏硬度达9，仅次于金刚石，减薄与表面平坦化加工非常困难，如采用普通的金属结合剂金刚石磨具对蓝宝石晶体进行加工时，因为结合剂自锐性差，加工效率低，并且加工时表面易被阻塞，从而拉伤蓝宝石表面，甚至产生较深的划痕和碎裂，现阶段蓝宝石衬底减薄主要采用自锐性好的树脂蓝宝石衬底减薄砂轮或陶瓷结合剂蓝宝石衬底减薄砂轮进行加工。

中国发明专利ZL201510892167.8公开了一种蓝宝石衬底减薄砂轮，该砂轮磨料层含金刚石磨料16%～22%、碳化硼磨料，并以含量为28～32%的聚酰亚胺树脂为结合剂，并添加19～22%的石墨以调节自锐性。

中国专利公开CN 110125822 A公开了一种用于蓝宝石衬底晶片磨削的固着磨具，包括三氧化二铬磨粒99～99.875%，聚乙烯醇树脂结合剂0.125～1%。

中国专利公开CN 105437089 A公开了一种蓝宝石减薄金刚石树脂砂轮，由以下重量百分比的物质组成，金刚石粉末19～33%、酚醛树脂粉45～49%、铜粉16～20%、铝粉2～5%、绿碳化硅粉2～4%、氧化锌/氧化镁粉末2～3%。

树脂结合剂或陶瓷结合剂金刚石砂轮对蓝宝石衬底材料进行减薄加工时，虽自锐性好，不存在阻塞问题，但树脂结合剂对金刚石的把持力较差，金刚石没有能够充分利用就脱落，造成砂轮使用寿命短、面形稳定性差，所加工衬底材料面形不好。自锐性好，而寿命又长的，配方较为独特的金属结合剂减薄砂轮，是蓝宝石衬底减薄砂轮的发展方向。

中国专利公开CN 106863152 A公开了一种金属结合剂、采用该结合剂制备的金刚石砂轮及其制造方法，金属结合剂为铜锡预合金粉95～99% ,石墨粉0.5～3%，纳米A1₂O₃0.5～2%。铜锡预合金粉中锡40～55%，余量为铜。按照一定配比取铜锡预合金粉末、石墨粉、纳米。A1z₂0₃和金刚石，依次经配料混料、制粒、压型、烧结、后处理工序，可以制得刀头，将多个刀头沿圆周方向等间距排列设置于基体上，且刀头的弧面垂直于基体，制得蓝宝石衬底减薄砂轮。但预合金粉中过高的锡含量，易造成结合剂硬度过剩而韧性不足，导致减薄砂轮耐冲击性能不好，在使用过程中，刀头易损坏。

发明内容

本发明针对现有树脂结合剂蓝宝石衬底减薄砂轮使用寿命短、金属结合剂蓝宝石衬底减薄砂轮耐冲击性能不好的问题，提供一种自锐性好，使用寿命长，韧性好、耐冲击的蓝宝石衬底减薄砂轮。

本发明所公开的蓝宝石衬底减薄砂轮由基体及沿基体圆周方向等间距粘接于基体之上的刀头组成，所述刀头包括金刚石粉、金属结合剂、低熔点玻璃粉、填充剂、脱膜剂及湿润剂，并经混料、热压、粘接、整形而成，上述各组分重量份数比为：金刚石粉4～10份、金属结合剂80～95份、低熔点玻璃粉5～15份、填充剂5～10份、湿润剂0.2～0.5份及脱膜剂0.1～0.2份。