专利名称：电镀钻石线锯的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电镀钻石线锯的装置。电镀钻石线锯主要用于将
单晶硅等晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)。
(二)
背景技术：
在过去的5年内，电子、新能源以及光学行业迅猛发展，将单晶硅等 晶棒(Ingot)切割成晶片(Wafer)的制造厂商不断增加。市场上的主流切割工 艺为"裸钢线+磨料桨液"。这种采用游离磨料的切割方式与以往的内圆 锯相比，具有可切割大直径晶棒和多组线同时切割等优势，但也存在以下 明显不足
1) 晶棒及其加工区域被脂基研磨液污染；
2) 泥浆状的研磨液在使用后需经处理才能排放,易造成环境污染；
3) 切割工艺为游离磨粒的材料去除机理，切削效率低；
4) 砷化镓、碳化硅等第二、三代半导体材料硬度高，难以切削，晶圆 表面粗糙度高。
钻石线锯切割工艺，切割速度是"裸钢线+磨料浆液"的5倍。在 切割相同材料时，前者所需要的磨粒线只有后者的10%。自从改用乳化水 冷却后，生产相同数量产品的废水量减少到以往的1/50,符合国家"节能减排"的倡导。
电镀钻石线锯是将高硬度、高耐磨性的金刚石微粉固结在金属丝上。
运用于晶体切割，切割速度快，废水量少，晶片弯曲度(BOW)、翘曲度 (WARP)小，平行度(TAPER)好，总厚度公差(TTV)离散性小，刀 口切割损耗小，表面损伤层浅，晶片表面粗糙度小。被切割材料覆盖各种 半导体材料，如硅、锗、钽酸锂，银酸锂，砷化镓、磷化铟，人造宝石、 碳化硅及石英玻璃、氧化铝片等材料的精密切割。
目前生产电镀钻石线锯的方法主要存在以下不足
1、 目前生产电镀钻石线锯主要采用单个电镀槽缠绕式生产，因局限于 电镀槽的大小，钻石线长度受到限制，只能在3000米内。
2、 在生产过程中，因钻石线为缠绕式排列，为使钻石线基材上各角度 度均能镀覆到钻石，需不断调正缠绕线圈的角度，多次重复此过程，大大 影响了钻石线锯的生产效率， 一般1000米钻石线锯所用生产时间为24小 时。 、
3、 因生产条件的局限与固定，往往易出现钻石粉镀覆不均的现象，导 致线径粗细不一。
4、 采用单一规格的钻石微粉，在使用过程中一旦钻石磨损破裂之后， 没有后续的磨料参与工作，导致钻石线使用寿命较短，失效快。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能连续快速生产、钻本实用新型的目的是这样实现的 一种电镀钻石线锯的装置，所述装 置自前至后依次包括放线轮、超声波清洗机、磁力搅拌装置和收线轮，所 述放线轮钢丝出口与超声波清洗机钢丝进口相连，超声波清洗机内自前至 后依次设置有去脂槽和酸洗槽，超声波清洗机钢丝出口与磁力搅拌装置钢 丝进口相连，磁力搅拌装置内自前至后依次设置有第一清洗槽、电镀槽和 第二清洗槽，磁力搅拌装置钢丝出口与收线轮相连。
电镀钻石线锯的具体制备方法如下
步骤一、镀前预处理
a、 预先对微米金刚石颗粒进行粗糙化处理，以增加微米金刚石颗粒的
耐磨性以及与镀层的结合牢度，微米金刚石颗粒10 80pm，
b、 以1: 3的质量比将纳米金刚石粉加入的阳离子表面活性剂(十六
烷基三甲基氯化铵)中，制成均匀稳定的纳米金刚石粉悬浮液，纳米金刚
石粉的粒径为20 30nrn，
c、 将镀液置于电镀槽中，再将以1: 3质量比称量好的纳米金刚石粉 悬浮液与微米金刚石颗粒混合后，添加到镀液中备用，控制镀液温度40~70 °C,并不断循环，
d、 在钢线进入电镀槽前，釆用超声波清洗机内的去脂槽和酸洗槽对钢 线进行去油污和去氧化物处理，镀液选择氨基磺酸镍为主料，另加硼酸和 氯化镍，三者的配比为氨基磺酸镍400-1300克/升，硼酸10~50克/升， 氯化镍5 25克/升。
步骤二、复合电镀钢线连续均匀的通过电镀槽，在电流的作用下，镍离子由阳极向阴极 移动，带动纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒向钢线移动，使钢线在化学镀 镍的同时镀上纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒，在钢线上形成弱吸附。纳 米金刚石粉和微米金刚石颗粒一开始通过化学反应吸附在钢线表面，随着 镍离子不断沉积，纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒被牢牢的固定在钢线上。
在相邻微米金刚石颗粒之间，有更细的直径在20 30nm的纳米金刚石粉 沉积在钢线表面。
步骤三、镀后处理
在钢线离开电镀槽后，经清洗和烘干后由收线轮收线。 本实用新型具有如下有益效果
1、 为了减少纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒的沉积和团聚现象，镀液 的镀槽中增加了磁力搅拌装置。实验表明，搅拌后， 一方向镀液流动速度 加快，采用此工艺生产速度可达3~7 m/min。另一方面加入的阳离子表面 活性剂使纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒在镀液中均匀悬浮，使钢线镀层 中的纳米金刚石粉和微米金刚石颗粒量随而增大。
2、 镀层的沉积速度主要影响是镀液的种类、温度及阴极表面镀液的流 速。镀液选择氨基磺酸镍，它不仅极限电流密度较高，而且镀层扭曲度较 好，符合线锯实际使用要求。镀液不断循环，大大提高了镀层的沉积速度。 从而提高了钻石线锯的产量，降低了生产成本。
3、 在电镀的过程中，纳米金刚石粉的加入不仅能增大阴极极化，有利 于新晶核的生成，而且能抑制晶粒的聚集和长大，起到细化基质金属晶粒的作用。同时纳米金刚石粉本身所具有的高强度、高硬度以及其均匀分布 在镍层中，大大提高了镀层的耐磨性。
通过上述技术措施，本实用新型能连续快速生产，生产效率高，每分
钟能生产3 7米，钻石粉镀覆均匀，使用过程中粗的钻石磨损破裂之后， 还有后续的细的磨料参与工作，耐磨性好，使用寿命长。
图1为本实用新型电镀钻石线锯的装置的结构示意图。
图中
钢丝101、放线轮102、第一传动轮103、去脂槽104、酸洗槽105、 超声波清洗机106、第一清洗槽107、第二传动轮108、电镀槽109、金刚 石微粉和阳极110、磁力搅拌装置lll、第二清洗槽112、收线轮113。
具体实施方式
参见图1，本实用新型电镀钻石线锯的装置，所述装置自前至后依次 包括放线轮102、第一传动轮103、超声波清洗机106、磁力搅拌装置111 和收线轮113，所述超声波清洗机106内自前至后依次设置有去脂槽104 和酸洗槽105，磁力搅拌装置111内自前至后依次设置有第一清洗槽107、 电镀槽109和第二清洗槽112，所述第一清洗槽107与电镀槽109之间设 置有第二传动轮108。
权利要求1、一种电镀钻石线锯的装置，其特征在于所述装置自前至后依次包括放线轮(102)、超声波清洗机(106)、磁力搅拌装置(111)和收线轮(113)，所述放线轮(102)钢丝出口与超声波清洗机(106)钢丝进口相连，超声波清洗机(106)内自前至后依次设置有去脂槽(104)和酸洗槽(105)，超声波清洗机(106)钢丝出口与磁力搅拌装置(111)钢丝进口相连，磁力搅拌装置(111)内自前至后依次设置有第一清洗槽(107)、电镀槽(109)和第二清洗槽(112)，磁力搅拌装置(111)钢丝出口与收线轮(113)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种电镀钻石线锯的装置，所述装置自前至后依次包括放线轮(102)、超声波清洗机(106)、磁力搅拌装置(111)和收线轮(113)，所述放线轮(102)钢丝出口与超声波清洗机(106)钢丝进口相连，超声波清洗机(106)内自前至后依次设置有去脂槽(104)和酸洗槽(105)，超声波清洗机(106)钢丝出口与磁力搅拌装置(111)钢丝进口相连，磁力搅拌装置(111)内自前至后依次设置有第一清洗槽(107)、电镀槽(109)和第二清洗槽(112)，磁力搅拌装置(111)钢丝出口与收线轮(113)相连。本实用新型装置能连续快速生产电镀钻石线锯，生产效率高。
文档编号C25D15/00GK201428002SQ20092004697
公开日2010年3月24日 申请日期2009年7月3日 优先权日2009年7月3日
发明者庄政伟 申请人:江苏中博钻石科技有限公司