高能效轮毂型镍基刀片及其制备方法与流程

文档序号:14984239发布日期:2018-07-20 20:52阅读:362来源:国知局

本发明属于削切工具技术,具体涉及高能效轮毂型镍基刀片及其制备方法。



背景技术:

半导体是许多工业整机设备的核心,普遍应用于计算机、通信、消费电子、汽车、工业/医疗、军事/政府等核心领域。全球半导体行业规模1994年突破1000亿美元,2000年突破2000亿美元,2010年将近3000亿美元,2015年达到3363亿美元,全球半导体行业已形成庞大产业规模。2001-2016年间,国内集成电路市场规模由1260亿元增加至约12000亿元,占全球市场份额的将近60%。产业销售额扩大超过23倍,由188亿元扩大至4336亿元。2001-2016年间,我国集成电路产业与市场复合增长率分别为38.4%和15.1%。2001-2016年我国集成电路封装、制造、设计齐头并进,年均复合增长率分别为36.9%、28.2%和16.4%。其中设计业和制造业占比不断提升,推动集成电路产业结构趋于优化。

随着半导体市场的持续突破,半导体产品向着超薄超精方向发展,因此对于加工半导体材料的划片刀的规格及品质也提出了更高的要求,目前市场上轮毂型镍基刀片普遍采用二次沉锌工艺进行电镀前处理以增加铝合金基体与镀层的结合力,该工艺可用于常规轮毂型镍基划片刀的切割加工,但对于超薄(10~20μm)及高转速切割(50000rad/min)会出现脱落及断刀现象,因此需要针对该问题研发新的合理可行的解决方案。



技术实现要素:

本发明公开了一种高能效轮毂型镍基刀片及其制备方法,制备的产品可用于超薄(10~20μm)及高转速切割(50000rad/min),避免出现脱落及断刀现象。

本发明采用如下技术方案:

一种高能效轮毂型镍基刀片的制备方法,包括以下步骤,将刀片基底依次经过常温碱蚀、常温酸蚀、沉锌处理后,再经过化学镀镍,得到高能效轮毂型镍基刀片。

本发明中,刀片基底为现有产品,简单来讲为在铝合金基体上电镀一层含有金刚石的镀层,并通过化学出刃方法漏出镀层形成超薄切割刀片。

本发明创造性的使用化学镀镍,进一步增加铝合金及镍层结合力,不仅可以制备超薄(10~20μm)的产品,而且高转速切割(50000rad/min)不会出现脱落及断刀现象,解决了现有技术认为化学镀镍不适用沉锌后镀镍的偏见,取得了意想不到的技术效果。

优选的,化学镀镍时,镀液的组成如下:

niso4·6h2o21g/l

(ch3)2nhbh338.5g/l

二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.08mol/l

氯化铵50g/l

十二烷基硫酸钠20mg/l

苯并三氮唑35mg/l

其余为水。

本发明的镀液ph=9.0~10.5,有效避免锌层在化学镀时的部分溶解问题,切实提供强有力的镀镍界面效应。

本发明中,常温碱蚀的时间为2min;常温酸蚀的时间为1min;沉锌处理的时间为2min,温度为35℃;化学镀镍的时间为5min,温度为50℃。

本发明中,常温碱蚀时,碱液包括100g/lnaoh与30g/lna2co3,其余为水;常温酸蚀时,酸液为50wt%的hno3水溶液;沉锌处理时的沉锌液含有25wt%的锌。

本发明还公开了一种高能效轮毂型镍基刀片用化学镀液,组成如下:

niso4·6h2o21g/l

(ch3)2nhbh338.5g/l

二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.08mol/l

氯化铵50g/l

十二烷基硫酸钠20mg/l

苯并三氮唑35mg/l

其余为水。

同时本发明还公开了高能效轮毂型镍基刀片用化学镀液在制备高能效轮毂型镍基刀片中的应用;本发明的镀液不会影响锌层,同时有机物苯并三氮唑的应用能够选择性地吸附在基底形成难溶物,抑制腐蚀反应的,从而为锌层以及铝基在化学镀液溶液中的腐蚀提供良好的保护。

本发明首次使用化学镀镍的方式在现有刀片基底上镀镍,得到高能效轮毂型镍基刀片,发挥化学镀镍镀层结合效果优异的同时避免化学电镀对沉锌的影响;不仅可以制备超薄(10~20μm)的产品,而且高转速切割(50000rad/min)不会出现脱落及断刀现象。

附图说明

图1为本发明高能效轮毂型镍基刀片的外观照片图。

具体实施方式

制备例

将naoh与na2co3加入水中,配置包括100g/lnaoh与30g/lna2co3的碱液;配置50wt%的hno3水溶液为酸液;加水稀释调节现有沉锌液含量为25wt%。

按以下组成,将原料加入水中,配置化学镀液:

niso4·6h2o21g/l

(ch3)2nhbh338.5g/l

二乙烯三胺五甲叉膦酸钠0.08mol/l

氯化铵50g/l

十二烷基硫酸钠20mg/l

苯并三氮唑35mg/l

其余为水。

将上述溶液用于以下实施例、对比例。

实施例一

将现有刀片基底依次经过常温碱蚀2min、常温酸蚀1min、35℃沉锌处理2min后,再经过50℃化学镀镍5min,得到高能效轮毂型镍基刀片,照片见图1,刀刃12μm,以主轴转速50000rad/min、切割深度0.15mm的参数切割砷化镓晶片,切割速度60m/min,未发生脱落及断刀现象。

对比例一

将现有刀片基底依次经过常温酸蚀1min、35℃沉锌处理2min后,再经过50℃化学镀镍5min,得到高能效轮毂型镍基刀片,刀刃16μm,以主轴转速50000rad/min、切割深度0.15mm的参数切割砷化镓晶片,切割速度10m/min即发生脱落及断刀现象。

对比例二

将现有刀片基底依次经过常温碱蚀2min、35℃沉锌处理2min后,再经过50℃化学镀镍5min,得到高能效轮毂型镍基刀片,刀刃20μm,以主轴转速50000rad/min、切割深度0.15mm的参数切割砷化镓晶片,切割速度20m/min即发生脱落及断刀现象。

对比例三

将现有刀片基底依次经过常温碱蚀2min、常温酸蚀1min、35℃沉锌处理2min后,再经过50℃化学镀镍5min,得到高能效轮毂型镍基刀片,刀刃12μm,以主轴转速50000rad/min、切割深度0.15mm的参数切割砷化镓晶片,切割速度15m/min即发生脱落及断刀现象。

所用化学镀液的组成如下:

niso4·6h2o21g/l

nah2po2·h2o25.4g/l

乳酸0.48mol/l

甘氨酸0.08mol/l

苹果酸4g/l

ch3coona8g/l

十二烷基硫酸钠20mg/l

其余为水。

本公司现有电镀镍产品刀刃无法达到12μm,50μm的产品,以主轴转速50000rad/min、切割深度0.15mm的参数切割砷化镓晶片,切割速度48m/min,发生脱落及断刀现象。

化学镀镍的结合力高于电镀镍结合力,但是镍基刀片在镀镍前需要经过沉锌工艺,铝合金表面的锌可溶解在化学镀液中,当工件进入镀液过程中已开始发生溶解反应,因此现有技术认为化学镀镍铝合金镀层与铝合金结合力差,不能满足超薄型(10~20μm)轮毂型镍刀的要求。本发明在沉锌前先经过碱蚀酸蚀工艺,铝合金表面沉锌相当稳定,利于还原一层结合力更加牢固的化学镀镍,尤其是采用二乙烯三胺五甲叉膦酸盐,具有良好的螯合力、络合容量高、络合稳定常数大、金属离子等被络合后不容易解离的好处,而且耐化学稳定性好,同时配合其他化合物,有非常好的络合增溶、溶限效应、晶格畸变等性能,具有一定的分散、悬浮力,有阻垢、缓蚀、化垢功能,活性稳定性好,本身基本无毒,无公害污染,从而本发明的化学镀液可提供更加致密的化学镀镍表面结构,进一步增强镀层结合力。总的来说,本发明采用中性化学电镀方法进一步增加铝合金及镍层结合力,解决轮毂型镍基刀片在超薄(10~20μm)及高转速切割下的脱落及断刀现象。

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