[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

说明书

本发明提出了一种半导体材料加工用自修整砂轮及其制备方法和应用，用以解决现有半导体砂轮存在的磨削稳定性低、寿命差和改善砂轮锋利性的实现难度大的技术问题。本发明的金属基扇形磨料层保证砂轮的磨削强度，起到磨削和支撑的作用；通孔内填充复合材料固化层，强度低于金属基扇形磨料层，起到类似研磨膏的作用，不仅可以起到修整金属基扇形磨料层，使其始终保持锋利状态的作用，同时还起到了对工件的辅助磨削作用，并能改善工件表面的加工质量；在两种结构层的相互作用下，砂轮在半导体材料加工过程中，能始终保持自锐，无需第三方修整工具，大大提升了工件加工质量的稳定性，最后，本发明的制备方法简单，制备效率高，易于工业生产。

技术领域

本发明涉及砂轮成型的技术领域，尤其涉及一种半导体材料加工用自修整砂轮及其制备方法和应用。

背景技术

在半导体材料尤其是宽禁带半导体材料磨削加工中，要求砂轮有极高的磨削稳定性，否则会影响材料加工后的表面质量及TTV等指标的一致性。传统砂轮需要靠外力修整才能保持锋利性，间歇修整导致砂轮出刃状态产生周期性变化，工件表面加工质量产生波动，在线修整可以使砂轮始终保持高出刃状态，但磨料脱落早，参与磨削时间短，大大降低砂轮寿命。

目前，行业内有采用金属、陶瓷、树脂复合作为结合剂来改善砂轮锋利性的方法，如中国发明专利“授权公告号CN101870091B，授权公告日2011.09.14”公开的一种陶瓷结合剂超细金刚石砂轮制备方法中就使用陶瓷作为结合剂制备砂轮，但是以上三类结合剂的密度和熔点差异大，且粉料难以混匀，同步烧结难度大，不易制备。

因此，设计出一种不依靠外力也能实现自修锐同时又容易制备的砂轮，才能更好的满足半导体材料加工要求。

发明内容

针对现有半导体砂轮存在的磨削稳定性低、寿命差和改善砂轮锋利性的实现难度大的技术问题，本发明提出一种半导体材料加工用自修整砂轮及其制备方法和应用，首先，通过在砂轮基体上设置金属基扇形磨料层，保证砂轮的磨削强度，起到磨削和支撑的作用；其次，在金属基扇形磨料层上设置通孔，通孔内填充复合材料固化层，强度低于金属基扇形磨料层，在磨削过程中从通孔中脱落弥散分布到磨削面上，起到类似研磨膏的作用，不仅可以起到修整金属基扇形磨料层，使其始终保持锋利状态的作用，同时还起到了对工件的辅助磨削作用，并能改善工件表面的加工质量；再次，在两种结构层的相互作用下，砂轮在半导体材料加工过程中，能始终保持自锐，无需第三方修整工具，大大提升了工件加工质量的稳定性，最后，本发明的制备方法与金属、陶瓷、树脂直接混合作为结合剂来改善砂轮锋利度的方法相比，规避了金属、陶瓷、树脂结合剂间熔点差异大、难以同步烧结和密度差异大混料不易混匀的问题，制备方法简单，制备效率高，易于工业生产。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种半导体材料加工用自修整砂轮，包括砂轮基体和磨料层，磨料层包括金属基结合剂扇形块和复合材料层，金属基结合剂扇形块环形设置在砂轮基体上，复合材料层设置在金属基结合剂扇形块上的通孔内。

进一步的，通孔的孔径小于金属基结合剂扇形块的宽度，通孔的截面积占金属基结合剂扇形块的端面面积的20%~60%。

进一步的，金属基结合剂扇形块由锡粉、钛粉、四氧化三铁、有机造孔剂、金刚石和铜粉制成，其中，锡粉的质量百分比为25%~45%，钛粉的质量百分比为4%~10%，四氧化三铁的质量百分比为1%~5%，有机造孔剂的质量百分比为2%~5%，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。