本发明属于砂轮技术，具体涉及一种LED外延片研磨砂轮及其制备方法。
背景技术：
LED外延片是指在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石、SiC、Si等）上所生长出的特定单晶薄膜。外延片处于LED产业链中的上游环节，是半导体照明产业技术含量最高、对最终产品品质、成本控制影响最大的环节。近年来，下游应用市场的繁荣带动我国LED产业迅猛发展，外延片市场也迎来发展良机。国内LED外延片产能快速提升，技术水平不断进步，产品已开始进入中高档次。在芯片市场供货偏紧和各地政策支持力度加大的背景下，2011年我国LED外延片产能继续扩张。在区域分布上，我国LED外延片企业主要集中在闽三角地区、环渤海湾地区和珠三角地区。外延片是LED核心器件中的前端高技术产品，我国在这一领域的企业竞争目前仍处于“蓝海”阶段。国内外延片市场的基本格局是外资企业产品技术占据主导，本土厂商逐步崛起。
外延片的加工必不可少的要经过减薄工艺，由于其莫氏硬度达7.0，为满足划片、裂片等后续工艺的要求，同样需要将衬底厚度减薄至一定程度。现有技术减薄后的衬底背面存在表面损伤，同时如果残余应力过大，也会导致后续裂片时容易发生碎裂，从而影响成品率，因此对于减薄机配套的研磨砂轮要求极高。
技术实现要素：
本发明公开了一种LED外延片研磨砂轮及其制备方法，得到的LED外延片研磨砂轮解决了现有研磨砂轮存在的加工应力过大问题。
本发明采用如下技术方案：
一种LED外延片研磨砂轮，包括轮体与磨料；所述轮体设有复数个倾斜的卡槽；所述磨料位于卡槽内；所述磨料为金属结合剂磨料，在保证品质的同时又具有较长的寿命。
上述技术方案中，所述轮体优选为圆形；所述卡槽为36个；所述卡槽的倾斜角为10°，倾斜角定义为任一开槽长边与所对应的轮体直径夹角。
上述技术方案中，所述轮体采用高密度铝合金加工而成，具有较高的精度和光洁度，还可以采用胶木材料。
上述技术方案中，磨料为金属结合剂磨料块，被固定于轮体的卡槽内，磨料块优选配方，不但具有很好的锋利性，而且具有较长的寿命。优选的，所述磨料的制备方法包括以下步骤：
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；
（2）将混合料过200目筛网，然后于室温下以3.5吨/cm2的压力保压25分钟制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料。
一种LED外延片研磨砂轮的制备方法，包括以下步骤：
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料；
（4）在基体上开设卡槽，得到轮体；
（5）将磨料用胶粘接固定在轮体卡槽内，得到预制件；
（6）将预制件内外圆加工后置于平面磨床，加工至图纸要求尺寸精度，得到LED外延片研磨砂轮。
本发明还公开了一种磨料及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；
（2）将混合料过200目筛网，然后于室温下以3.5吨/cm2的压力保压25分钟制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料。
上述技术方案中，钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2.5∶1.8∶0.7∶2.5；浓度过低会造成切割刀切削力不足，浓度过高会造成切割背崩过大，该浓度范围保证刀片具有很好的自锐性并兼具较长的寿命，钛和铝的联合加入，为钛与金刚石的界面反应提供足够的能量，可以强化胎体，同时还可以改善胎体对金刚石的润湿和粘接；特别是稀土元素的加入，可以有效降低合金的熔点，同时稀土元素也具有很强的脱氧、脱硫、脱氮作用，有抑制氧、硫、偏析的作用。
上述技术方案中，碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米，可以提供优异 耐磨性，又避免对砂轮致密性的影响。
本发明创造性的设计倾斜的卡槽，同时优化金属磨料块设计，可以有效降低加工应力，减少后续工序裂片碎裂不良，利用金属间的联合作用可以提高切割刀的强度与硬度，结合稀土元素的加入避免金属元素析出，尤其是在制备坯体时加入碳纤维，可以提高最终产品的耐磨性，更主要是抑制金属镧的氧化，配合烧结参数，防止金属镧过度氧化，同时少量存在的氧化镧可以提供高的强度；而且具有较长的使用寿命，同时其独特的卡槽设计，可以很好的固定磨料块，防止其加工断裂。
附图说明
图1为实施例一LED外延片研磨砂轮的结构示意图；
其中，1为轮体，2为磨料，3为卡槽。
具体实施方式
实施例一
一种LED外延片研磨砂轮，包括轮体1与磨料2；所述轮体设有复数个倾斜的卡槽3，所述轮体为圆形；所述卡槽为36个；所述卡槽的倾斜角为10°，倾斜角定义为任一开槽长边与所对应的轮体直径夹角，见附图角度的标记，左边一根线指示开槽长边，右边一根线指示该开槽对应的轮体直径；所述磨料位于卡槽内。
磨料的制备包括以下步骤：
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2.5∶1.8∶0.7∶2.5；碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料。
LED外延片研磨砂轮的制备方法包括以下步骤：
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2.5∶1.8∶0.7∶2.5；碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料；
（4）在基体上利用常规技术开设卡槽，得到轮体；
（5）将磨料用胶粘接固定在轮体卡槽内，得到预制件；
（6）将预制件内外圆加工后置于平面磨床，加工至图纸要求尺寸精度，得到LED外延片研磨砂轮。
该LED外延片研磨砂轮可以用于LED外延片的减薄磨削，具有自锐性强和寿命长的特点，常规加工负载小于22，可以有效避免破片，可精加工660μm厚度的4吋片，一般寿命约为3500片，高于现有常见进口产品。
对比例一
（1）将钛粉、铝粉、碳纤维放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2.5∶2∶2.5；碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料；
（4）在基体上利用常规技术开设卡槽，得到轮体；
（5）将磨料用胶粘接固定在轮体卡槽内，得到预制件；
（6）将预制件内外圆加工后置于平面磨床，加工至图纸要求尺寸精度，得到LED外延片研磨砂轮。该减薄砂轮用于LED外延片的减薄磨削，常规加工负载小于22，可精加工660μm厚度的4吋片，寿命约为2600片，高于现有常见进口产品。
对比例二
（1）将钛粉、铝粉、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2.5∶1.5∶2.5；碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料；
（4）在基体上利用常规技术开设卡槽，得到轮体；
（5）将磨料用胶粘接固定在轮体卡槽内，得到预制件；
（6）将预制件内外圆加工后置于平面磨床，加工至图纸要求尺寸精度，得到LED外延片研磨砂轮。该减薄砂轮用于LED外延片的减薄磨削，常规加工负载小于22，可精加工660μm厚度的4吋片，寿命约为2700片，高于现有常见进口产品。
对比例三
（1）将钛粉、碳纤维、金属镧放入三维混料机内，预混合2.5小时后再加入金刚石，混合6小时后过60目网，得到混合料；钛粉、铝粉、碳纤维、金属镧、金刚石的质量比为6∶2∶0.8∶2.5；碳纤维的长度为8～10微米，直径为300纳米；
（2）将混合料过200目筛网，筛分4次，确保物料不结团，然后缓慢投入模具，转动模具并用刮刀刮平，放上上压环，连同模具放置于砂轮液压机的压制平台上，室温下施加压力3.5吨/cm2，保压25分钟从而制得冷压坯体；
（3）将冷压坯体连同模具一同放置入烧结炉内，升温速率25℃/min，升温至最终烧结温度700℃保温0.5小时，随炉冷却至室温取出，去毛刺后得到磨料；
（4）在基体上利用常规技术开设卡槽，得到轮体；
（5）将磨料用胶粘接固定在轮体卡槽内，得到预制件；
（6）将预制件内外圆加工后置于平面磨床，加工至图纸要求尺寸精度，得到LED外延片研磨砂轮。该减薄砂轮用于LED外延片的减薄磨削，常规加工负载25，可精加工660μm厚度的4吋片，寿命约为2500片，高于现有常见进口产品。