[实用新型]单晶金刚石工具

说明书

技术领域

本实用新型是关于一种金刚石切削工具，尤指一种单晶金刚石切削工具。 

背景技术

近年来，因半导体产业的蓬勃发展，各种使用超级磨料的工具，如研磨工具、切削工具等，因其符合半导体产品精细度的需求而被广泛地应用于半导体产业。 

已知超级磨料中，由于多晶金刚石因颗粒较大，易于通过各种方式黏附于工具上，故其最常被使用于上述工具中。然而，因多晶金刚石中常含有铬(Cr)，使用其制造的工具加工工件，经常会导致被加工工件的光泽度变差，使得工件于研磨、切削等工艺后，还需重新进行抛光工艺；此外，一般人工多晶金刚石颗粒主要都是将晶种、催化剂及碳原料层在高温高压装置(HTHP)下经过长时间的晶粒成长而形成，其制备时间长，且耗费成本高。因此，利用制备时间较短且生产成本更低的人工单晶金刚石制造所需的切削工具为目前急需发展的方向，虽可考虑以不含铬的单晶金刚石制造所需的切削工具，然而，受限于单晶金刚石尺寸，单晶金刚石制造的切削工具的使用寿命往往低于以多晶金刚石所制造的工具，并不符合制造成本的考虑。因此，发展一以单晶金刚石制造的切削工具，其能克服上述使用寿命的缺陷，实有其所需。 

据此，于本实用新型中，申请人利用一种能够提高金刚石握持力的方法，以使得颗粒尺寸较小的单晶金刚石得以稳固地固定于工具上，制造出以单晶金刚石作为超级磨料的切削工具，进而克服上述使用多晶金刚石制造的工具所衍生的问题。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的是在提供一种单晶金刚石工具，是通过将单晶金刚石稳固地固着于工具上，制造出以单晶金刚石作为超级磨料的切削工具，以便能克服因多晶金刚石含有铬导致被加工工件光泽性变差及其衍生的问题。 

为达成上述目的，本实用新型是提供一种单晶金刚石工具，包括：一金属握持体，其顶部有一凹槽；一切削部，是容置于该凹槽，且该切削部是由一单晶金刚石及一金属结合层组成，其中，该金属结合层乃与该单晶金刚石的表面形成碳化物；以及一焊料合金层，是焊接于该凹槽的内截面以及该金属结合层之间。 

其中，该凹槽包括一容置部及一开口部，且该开口部的截面积小于该容置部的截面积。 

其中，该开口部还包括一卡持部，其是使该切削部卡合固定于该凹槽。 

其中，该单晶金刚石的最大边长为1毫米至5毫米。 

其中，该金属握持体为一模具钢材、钨钢、高硬度合金钢、不锈钢或高碳钢。 

其中，该金属结合层是至少一选自由钛、钒、硅、锰、钨、钼、锆、铪、钒、铌、钽、镤及铬所组成的群组。 

其中，该金属结合层的厚度为0.1微米至2微米。 

其中，该金属结合层是通过物理沉积法、化学沉积法、电镀法、烧结法或喷洒法而形成于该单晶金刚石表面。 

其中，该金属握持体及该切削部是通过焊料合金层在高温下硬焊结合，该焊料合金层为镍基金属成分。 

其中，在该单晶金刚石及该金属结合层间形成一冶金键结或一化学键结，或在该焊料合金层及该金属结合层间形成一冶金键结或一化学键结。 

其中，该焊料合金层是至少一选自由银、铁、钴、镍、铜、锡、锌、钛、铬、锰或铝，或及其合金所组成的群组。 

其中，该焊料合金层还包括硅、磷或硼。 

其中，该焊料合金层的厚度为1微米至20微米。 

其中，还包括在该单晶金刚石及该焊料合金层间的接触面形成一碳化 物或钛化物。 

本实用新型的有益效果是：其可克服因多晶金刚石含有铬导致被加工工件光泽性变差及其衍生的问题。 

附图说明

为使审查员能进一步了解本实用新型的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例详细说明如后，其中： 

图1A是本实用新型第一实施例的单晶金刚石工具的示意图。 

图1B是本实用新型第一实施例的单晶金刚石工具顶部的立体示意图。 

图2A是本实用新型第二实施例的单晶金刚石工具的示意图。 

图2B是本实用新型第二实施例的单晶金刚石工具顶部的剖视图 

图3A是本实用新型第二实施例的单晶金刚石工具顶部的立体示意图。 

图3B是本实用新型第三实施例的单晶金刚石工具顶部的立体示意图。 

图4A至4D是本实用新型第二实施例的单晶金刚石工具的制造流程示意图。 

具体实施方式