磷化磨粒的方法、含Ni2P的磨粒及含前述磨粒的切割线技术

本发明专利技术提供一种磷化磨粒的方法、含Ni2P的磨粒及含前述磨粒的切割线。所述磷化磨粒的方法包括在磨粒的表面形成至少一含镍磷的金属层，然后进行磷化反应，以在所述至少一含镍磷的金属层的表面形成具有优异的抗腐蚀性的富磷化层。磷化层。磷化层。

【技术实现步骤摘要】
磷化磨粒的方法、含Ni2P的磨粒及含前述磨粒的切割线


[0001]本专利技术涉及一种磨线的改良技术，且特别是涉及一种磷化磨粒(abrasives)的方法、含Ni2P的磨粒及含前述磨粒的切割线(cutting wire)。

技术介绍

[0002]在现今半导体产业及太阳能产业上，硅晶片的需求越来越大。然而，在传统工艺中的晶片切割所采用的是内圆切割刀，这个方法是使用一圆形刀片，里面镶上钻石使其具有切割高硬度的硅晶片的能力。但是，这种内圆切割刀每次只能切割出一片晶片，造成产出效率太慢，晶片尺寸也会受到限制，而无法达到需求。
[0003]因此，目前使用多条钻石切割线同时进行切割。例如一次使用10条钻石线，就能一次产出10片晶片，产出效率为传统方法的十倍；依此类推。钻石切割线主要是在不锈钢线表面，通过电镀的方式同时将钻石粒和镍沉积在线上，利用镍金属包覆钻石粒并将其固定在不锈钢线表面，称为上砂(tack
‑
on process)。之后使用时磨掉外层的镍层，使钻石粒裸露出来，即可切割高硬度的硅晶片。
[0004]由于钻石粒本身不是导体，所以为了满足上述电镀要求，会先在钻石粒表面无电镀镍金属化，赋予导电性。然而，商用镀镍钻石粒在上砂电镀液中有腐蚀问题亟待解决。一旦钻石粒表面的镀层被腐蚀，将影响钻石粒在不锈钢线表面的数量与分布密度，导致钻石切割线的质量变差。

技术实现思路

[0005]本专利技术是针对一种磷化磨粒的方法，能改善镀镍磨粒的腐蚀问题。
[0006]本专利技术另针对一种含Ni2P的磨粒，具有优异的抗腐蚀性。
[0007]本专利技术再针对一种含前述磨粒的切割线，以改善切割线品质。
[0008]根据本专利技术的实施例，磷化磨粒的方法包括在磨粒的表面形成至少一含镍磷的金属层，然后进行磷化反应，以在所述至少一含镍磷的金属层的表面形成富磷化层。
[0009]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述磷化反应包括在惰性气体的环境下利用次磷酸盐或磷化氢(PH3)进行磷化。
[0010]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钙、次磷酸镍、次磷酸铵或次磷酸钾。
[0011]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述富磷化层的磷含量为18wt％以上。
[0012]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述磷化反应的温度在150℃～350℃，时间为1小时至3小时。
[0013]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述富磷化层的厚度在0.01微米～1微米之间。
[0014]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述富磷化层包括Ni2P。
[0015]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，形成上述至少一含镍磷的金属层的方法包括在所述磨粒的所述表面无电镀第一镍磷层，再在所述第一镍磷层表面电镀第二镍磷层。
[0016]在根据本专利技术的实施例的磷化磨粒的方法中，上述第一镍磷层的厚度与上述第二镍磷层的厚度各自在0.01微米～1微米之间。
[0017]根据本专利技术的另一实施例，含Ni2P的磨粒是在其表面至少包含具有Ni2P晶相的镀层。
[0018]在根据本专利技术的另一实施例的含Ni2P的磨粒中，上述镀层中的磷含量在18wt％以上。
[0019]在根据本专利技术的另一实施例的含Ni2P的磨粒中，上述镀层还可包括Ni2P晶相以外的镍磷晶相。
[0020]在根据本专利技术的另一实施例的含Ni2P的磨粒中，上述磨粒的材料包括天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅、碳化硼或氧化铝。
[0021]根据本专利技术的再一实施例，切割线包含前述含Ni2P的磨粒。
[0022]在根据本专利技术的再一实施例的切割线中，上述切割线为不锈钢线，且磨粒电镀在所述不锈钢线的表面。
[0023]基于上述，本专利技术通过特殊的磷化反应，使磨粒表面形成具有优异的抗腐蚀性的Ni2P晶相，因此能防止上砂过程中磨粒表面的金属层被上砂电镀液腐蚀的问题发生，从而可制作出质量佳的切割线。
[0024]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0025]图1是依照本专利技术的一实施例的一种磷化磨粒的方法示意图。
[0026]图2是依照本专利技术的另一实施例的一种切割线的示意图。
[0027]图3是实验例1～2与比较例2的X光衍射(XRD)图。
[0028]图4是实验例1～2的磷化处理的设备图。
[0029]图5A是实验例2的产物的扫描电子显微镜(SEM)影像。
[0030]图5B是实验例2的产物经过腐蚀试验的SEM影像。
[0031]图6A是比较例1的产物经腐蚀试验后的SEM影像。
[0032]图6B是比较例2的产物经腐蚀试验后的SEM影像。
[0033]图7A是实验例1的产物经由电镀形成在不锈钢线上的SEM影像。
[0034]图7B是实验例2的产物经由电镀形成在不锈钢线上的SEM影像。
[0035]附图标记说明
[0036]100：磨粒
[0037]100a、200a：表面
[0038]102：含镍磷的金属层
[0039]102a：第一镍磷层
[0040]102b：第二镍磷层
[0041]104：富磷化层
[0042]106：含Ni2P的钻石粒
[0043]200：切割线
[0044]202：电镀镍层
具体实施方式
[0045]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中，但本专利技术还可按照多种不同形式来实施，且不应解释为限于本文所述的实施例。在附图中，为了清楚起见，各层及颗粒的厚度与大小并未按实际比例绘制。
[0046]图1是依照本专利技术的一实施例的一种磷化磨粒的方法示意图。
[0047]请参照图1，本实施例的磷化钻石粒的方法包括在磨粒100的表面100a形成至少一含镍磷的金属层102，例如在磨粒100的表面100a先无电镀第一镍磷层102a，再在第一镍磷层102a表面电镀第二镍磷层102b，其中第一镍磷层102a的厚度例如在0.01微米～1微米之间、第二镍磷层102b的厚度例如在0.01微米～1微米之间，且通过无电镀形成的第一镍磷层102a中的含磷量可为0.1wt％到14wt％。上述磨粒100的材料例如天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅、碳化硼或氧化铝。然后，进行磷化反应(phosphorization reaction)，以在含镍磷的金属层102的表面形成富磷化层(phosphorus
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rich layer)104，其中富磷化层104的磷含量例如在18wt％以上。
[0048]在一实施例中，所述磷化反应包括在惰性气体的环境下利用次磷酸盐或磷化氢(PH3)进行磷化，其反应式如下：
[0049]2NaH2PO2→
Na2HPO4+PH3[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷化磨粒的方法，其特征在于，包括：在磨粒的表面形成至少一含镍磷的金属层；以及进行磷化反应，以在所述至少一含镍磷的金属层的表面形成富磷化层。2.根据权利要求1所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述磷化反应包括在惰性气体的环境下利用次磷酸盐或磷化氢进行磷化。3.根据权利要求2所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钙、次磷酸镍、次磷酸铵或次磷酸钾。4.根据权利要求2所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述富磷化层的磷含量为18wt％以上。5.根据权利要求1所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述磷化反应的温度在150℃～350℃，时间为1小时至3小时。6.根据权利要求1所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述富磷化层的厚度在0.01微米～1微米之间。7.根据权利要求1所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述富磷化层包括Ni2P。8.根据权利要求1所述的磷化磨粒的方法，其特征在于，所述磨粒的材料包括天然钻石、人工钻石、氮化硼、碳化硅、碳化硼或氧化铝。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：卫子健，罗晖闳，黄颂修，
申请(专利权)人：华旭矽材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：