具有绞合芯线的金刚石线锯及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有绞合芯线的金刚石线锯及其制造方法，其中该金刚石线锯包括：绞合芯线，绞合芯线包括至少两股金属丝，至少两股金属丝相互绞合，其中，每股金属丝的外表面分为第一区域和第二区域，第一区域为金属丝的切割区域，第二区域为金属丝的外表面中除第一区域外的其他区域，第一区域的曲率半径大于第二区域的曲率半径；磨料层，磨料层包覆绞合芯线，且磨料层中分散镶嵌有金刚石磨粒。本发明专利技术具有可靠性好，切割速度快，不易断裂，使用寿命长，易于回收利用等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其中该金刚石线锯包括：绞合芯线，绞合芯线包括至少两股金属丝，至少两股金属丝相互绞合，其中，每股金属丝的外表面分为第一区域和第二区域，第一区域为金属丝的切割区域，第二区域为金属丝的外表面中除第一区域外的其他区域，第一区域的曲率半径大于第二区域的曲率半径；磨料层，磨料层包覆绞合芯线，且磨料层中分散镶嵌有金刚石磨粒。本专利技术具有可靠性好，切割速度快，不易断裂，使用寿命长，易于回收利用等优点。【专利说明】
本专利技术设计一种硬质材料切割
，尤其是涉及一种。
技术介绍
半导体元件基底通常是对硅片、蓝宝石、砷化镓、碳化硅等脆而硬的材料通过有效切割加工形成。一般可采用表面固定着金刚石磨粒的金刚石线锯。但普通的单芯线的金刚石线锯易因弯曲疲劳或切割时的应力冲击而断裂，所以现有金刚石线锯经常在表面磨料层尚可使用时断线，可靠性差。 专利201110362318.0公开了一种具有绞合芯线的金刚石线锯，如图1所示，该金刚石线锯的芯线是由多根金属丝绞合而成，绞合芯线外面包覆缓冲层，缓冲层外面进一步包覆带有金刚石磨粒的磨料层。但实际应用中，发现这种金刚石线锯存在以下缺陷: 如图2所示，从横截面上看，金刚石线锯与被切割物体之间是点接触，切割界面面积小，切割过程中磨料磨损严重，切割能力快速下降，使用寿命短。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此，本专利技术的一个目的在于提出一种具有绞合芯线的金刚石线锯，包括:绞合芯线，所述绞合芯线包括至少两股金属丝，所述至少两股金属丝相互绞合，其中，每股金属丝的外表面分为第一区域和第二区域，所述第一区域为所述金属丝的切割区域，所述第二区域为所述金属丝的外表面中除第一区域外的其他区域，所述第一区域的曲率半径大于所述第二区域的曲率半径；和磨料层，所述磨料层包覆所述绞合芯线，且所述磨料层中分散镶嵌有金刚石磨粒。 在本专利技术的一个实施例中，还包括:软质金属缓冲层或树脂缓冲层，所述软质金属缓冲层或树脂缓冲层紧密包覆所述绞合芯线，所述磨料层紧密包覆所述软质金属缓冲层或树脂缓冲层。 在本专利技术的一个实施例中，所述软质金属缓冲层为软质Cu、Sn、Al、铝合金中的一种或多种的组合。 在本专利技术的一个实施例中，所述软质金属缓冲层的平均厚度为1-50 μ m。 在本专利技术的一个实施例中，所述磨料层包括镍或镍合金层，所述金刚石磨粒分散镶嵌在所述镍或镍合金层中。 在本专利技术的一个实施例中，所述磨料层包括树脂磨料层，所述金刚石磨粒分散镶嵌在所述树脂磨料层中。 在本专利技术的一个实施例中，所述磨料层的平均厚度为5-20 μ m。 在本专利技术的一个实施例中，所述绞合芯线中所述金属丝的数目为三股。 在本专利技术的一个实施例中，所述绞合芯线的外径为50-500 μ m。 在本专利技术的一个实施例中，所述金属丝的等效直径为5-250 μ m。 在本专利技术的一个实施例中，所述金属丝为钢丝。 本专利技术的一个目的在于提出一种具有绞合芯线的金刚石线锯的制造方法，包括以下步骤:S1.将两股或两股以上的金属丝绞合成绞合芯线，其中，每股金属丝的外表面分为第一区域和第二区域，所述第一区域为所述金属丝的切割区域，所述第二区域为所述金属丝的外表面中除第一区域外的其他区域；S2.对绞合后的所述绞合芯线进行拉丝处理以使所述第一区域的曲率半径大于第二区域；以及S3.在所述绞合芯线表面形成磨料层，所述磨料层包覆所述绞合芯线，且所述磨料层中分散镶嵌有金刚石磨粒。 在本专利技术的一个实施例中，还包括:在所述步骤SI与步骤S2之间通过电镀方法在所述绞合芯线表面形成软质金属缓冲层。 在本专利技术的一个实施例中，还包括:在所述步骤S2与步骤S3之间，通过电镀方法在所述绞合芯线表面形成软质金属缓冲层，或通过涂覆树脂并固化的方法在所述绞合芯线表面形成树脂缓冲层。 在本专利技术的一个实施例中，所述软质金属缓冲层为软质Cu、Sn、Al、铝合金中的一种或多种的组合。 在本专利技术的一个实施例中，所述磨料层包括镍或镍合金层，所述金刚石磨粒分散镶嵌在所述镍或镍合金层中。 在本专利技术的一个实施例中，所述镍或镍合金层通过电镀的方式形成。 在本专利技术的一个实施例中，所述磨料层为树脂磨料层，所述金刚石磨粒分散镶嵌在所述树脂磨料层中。 在本专利技术的一个实施例中，所述树脂磨料层通过涂覆树脂然后热固化或光固化树脂的方式形成。 在本专利技术的一个实施例中，所述绞合芯线中所述金属丝的数目为三股。 根据本专利技术实施例的，至少具有下列优占- ^ \\\. 1、芯线由两股或两股以上的金属丝绞合而成，具有更好的可靠性，切割过程中不易断裂，即使组成芯线的多股金属丝中有部分断裂，剩下的金属丝仍可维持整个金刚石线锯继续使用。 2、由于多股金属丝绞合结构可以形成容屑空间，在锯切过程中锯屑很容易被带出切割界面，不易形成锯屑堵塞，一方面能使金刚石磨料层长期保持锋利，增加金刚石线锯的寿命和重复使用次数，另一方面由于锯屑被带出切割界面，切割界面处金刚石颗粒与被切材料间直接接触的几率大大增加,可以明显增加切割的速率。但容屑空间过大时,一方面为了保持线锯的强度，整个线锯的直径就需要增大，造成切割刀口损失大，另一方面容屑空间大时相应的切割缩小，造成切割界面磨损快。例如，多股圆形的金属丝绞合后形成的金刚石线锯，从横截面上看，金刚石线锯与被切割物体之间是点接触，切割界面面积小，切割过程中磨料磨损严重，切割能力快速下降。而本专利技术中，由于对金属芯线绞合之后进行了拉丝处理，使线锯表面切割区域的曲率半径大于其它区域，尽管缩小了截面积，容屑空间有所降低，但金刚石线锯与被切割物体之间是面接触，增加了切割界面面积，可以明显增加金刚石线锯的切割的耐久性。通过控制拉丝的变形量，可以有效控制线锯的容屑空间和表面切割区域所占的比例，在保障容屑空间的同时，增加切割界面面积，使金刚石线锯的切割效率和耐久性(使用寿命)达到最优。 3、缓冲层的存在，尤其是软质缓冲层的存在，可以改善金刚石线锯的韧性，减缓因磨料层中金刚石颗粒与被切材料间的高速冲击产生的巨大冲击应力，在很大程度上避免了芯线断裂，大大改善了金刚石线锯的可靠性。 4、由于缓冲层包覆绞合芯线，使得组成绞合芯线的多根单金属丝能够紧密地束在一起，即使中有部分单金属丝松释或者断裂，也仍被缓冲层包覆在内，不会散乱或者形成毛刺，尤其是在金刚石线锯多次重复使用之后，表层磨料层磨损严重，此时如果绞合芯线表面仅有磨料层，芯线就很容易发生断裂，而且断裂的单金属丝易散乱并形成毛刺。如果绞合芯线散乱或形成毛刺，则会严重恶化被切割的表面质量，比如形成较深的刀痕、裂纹、甚至碎片，这在切割超薄片比如超薄硅片时会形成大量的不良品。通过缓冲层包覆绞合芯线，能够有效地改善这一问题。 5、缓冲层的存在有利于金刚石线锯的回收再利用。金刚石线锯的芯线一般为钢丝，磨料层一般为镍金属或镍合金与金刚石共镀。当金刚石线锯表面磨料层磨损之后，如果有耐酸的缓冲层存在，比如金属铜缓冲层，则可以通过酸洗去除残余磨料层，比如盐酸清洗去除镍基磨料层，却不会腐蚀金属铜缓冲层，酸洗后再重新电镀磨料层，就可以获得全新的金刚石线锯。如果没有缓冲层，酸洗去除表面镍基磨料层时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有绞合芯线的金刚石线锯，其特征在于，包括：绞合芯线，所述绞合芯线包括至少两股金属丝，所述至少两股金属丝相互绞合，其中，每股金属丝的外表面分为第一区域和第二区域，所述第一区域为所述金属丝的切割区域，所述第二区域为所述金属丝的外表面中除第一区域外的其他区域，所述第一区域的曲率半径大于所述第二区域的曲率半径；和磨料层，所述磨料层包覆所述绞合芯线，且所述磨料层中分散镶嵌有金刚石磨粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李园，
申请(专利权)人：李园，
类型：发明
国别省市：北京;11