[发明专利]一种半导体材料加工用自修整砂轮及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种半导体材料加工用自修整砂轮，其特征在于，包括砂轮基体（1）和磨料层，所述磨料层包括金属基结合剂扇形块（2）和复合材料层（3），所述金属基结合剂扇形块（2）环形设置在砂轮基体（1）上，复合材料层（3）设置在金属基结合剂扇形块（2）上的通孔（4）内；

所述复合材料层（3）由CaSO₄·H₂O粉、金刚石、玻璃纤维、玻璃微珠、硼砂、消泡剂和去离子水制成，其中，所述CaSO₄·H₂O粉的质量百分比为50%~70%，所述金刚石的质量百分比为8%~15%，所述玻璃纤维的质量百分比为3%~6%，所述玻璃微珠的质量百分比为1%~4%，所述硼砂的质量百分比为0.01%~0.05%，所述消泡剂的质量百分比为0.05%~0.15%，所述去离子水的质量百分比为15%~25%。

2.根据权利要求1所述的半导体材料加工用自修整砂轮，其特征在于，所述通孔（4）的孔径小于金属基结合剂扇形块（2）的宽度，通孔（4）的截面积占金属基结合剂扇形块（2）的端面面积的20%~60%。

3.根据权利要求1所述的半导体材料加工用自修整砂轮，其特征在于，所述金属基结合剂扇形块（2）由锡粉、钛粉、四氧化三铁、有机造孔剂、金刚石和铜粉制成，其中，所述锡粉的质量百分比为25%~45%，所述钛粉的质量百分比为4%~10%，所述四氧化三铁的质量百分比为1%~5%，所述有机造孔剂的质量百分比为2%~5%，所述金刚石的质量百分比为1%~5%，剩余的为铜粉，有机造孔剂为PMMA或PS微球。

4.根据权利要求3所述的半导体材料加工用自修整砂轮，其特征在于，所述锡粉、钛粉和四氧化三铁的中值粒径均≤10μm，所述有机造孔剂的粒径为金刚石粒径的0.5~3倍。

5.根据权利要求4所述的半导体材料加工用自修整砂轮，其特征在于，所述复合材料层（3）中的金刚石的粒度比金属基结合剂扇形块（2）中的金刚石粒径小1～3个粒度号，所述CaSO₄·H₂O粉的中值粒径≤10μm，所述玻璃纤维的直径＜35μm，玻璃纤维的长径比5:1～10:1，复合材料层（3）中的玻璃微珠的粒径为金属基结合剂扇形块（2）中的金刚石粒径的0.5～3倍。

6.权利要求3至5任意一项所述的半导体材料加工用自修整砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将锡粉、钛粉、四氧化三铁、有机造孔剂、金刚石和铜粉装入混料机中混匀，得到混合料；

S2、将步骤S1中得到的混合料使用石墨模具热压烧结定型，得到金属基结合剂扇形块（2），在金属基结合剂扇形块（2）的端面上加工出通孔（4）；

S3、将步骤S2中加工通孔（4）后的金属基结合剂扇形块（2）按照环形结构粘接到砂轮基体（1）上，得到多个金属基结合剂扇形块（2）组成的环形磨料层砂轮半成品；

S4、获取CaSO₄·H₂O 粉、金刚石、玻璃纤维、玻璃微珠、硼砂、消泡剂和去离子水，将CaSO₄·H₂O 粉、金刚石、玻璃纤维和玻璃微珠装入混料机中混匀，得到混合料；

S5、将步骤S4获取的硼砂、消泡剂和去离子水混合搅拌均匀，无固体残留时得到混合液体；

S6、将步骤S5得到的混合液体缓慢加入到步骤S4得到的混合料中并搅拌，无色差、硬块和气泡时得到复合浆料；

S7、将步骤S6得到的复合浆料注入步骤S3中的金属基结合剂扇形块（2）上的通孔（4）内，复合浆料的液面高于金属基结合剂扇形块（2）的端面；

S8、将步骤S7得到的金属基结合剂扇形块（2）放置在室温下静置干燥，干燥后再进行烘干，烘干后将金属基结合剂扇形块（2）上高出端面的复合浆料磨平，得到半导体材料加工用自修整砂轮。