[发明专利]一种连续生产金刚石线的方法

说明书

本发明涉及一种连续生产金刚石线的方法.此方法包括金刚石预电镀、电镀增厚镍层两个过程。其中，预电镀装置是利用一个喷嘴喷出的金刚石与镍电镀液形成的液滴，在钢丝表面形成一层薄镍和金刚石的混合镀层，电镀增厚是加厚镍层的厚度，进一步包裹金刚石，增加金刚石的附着力.两个电镀过程相联，可以不间断的生产金刚石线锯所用镀层均一的金刚石线。本方法生产的设备简单，操作简便，所需的电解液质质量少，剩余的含镍废液少，有利于降低金刚石线的生产成本和环境的维护。

技术领域

本发明涉及一种利用电镀方法，制备用于切割蓝宝石晶体棒的金刚石线的连续生产方法和装置，属于金刚石线制造领域.

背景技术

蓝宝石单晶是一种由铝元素和氧元素组成的氧化物。它的硬度很大，光学透光率优异。它已被应用于个人消费电子产品，如手机，Ipad等电子设备的屏幕，同时它是微电子和光电子产业极为重要的基底材料，可以用作为LED灯的基底材料.随着个人消费电子产品需求的增长和节约能源的需要，蓝宝石晶体片的需求越来越大。蓝宝石晶体片是由晶体棒被金刚石线锯切割而得，金刚石线的需求也呈现上升的趋势.

目前，金刚石线的生产一般由两种方法：第一种方法是埋沙法，是指将钢丝线埋入砂槽内部，用金刚石磨料埋住钢丝，砂堆又完全泡在电镀液中，通电后，在电沉积的作用下，和钢丝体接触的金刚石磨料粘在基体表面上，从而完成金刚石线的生产.这种方法的弊端是钢丝线上下两面的压力不同，表面砂的摩擦力也不同，必然使得线的上下面金刚石的颗粒数有很大区别，使得钢丝线在切割中容易出现跑偏的现象。另外，由于钢丝线在砂堆中穿行，容易将新固定的金刚石颗粒被阻挡下来，造成不钢丝线表面金刚石颗粒不均一。另一种方法是落砂法，是指利用金刚石微粉直接加入电解液，并悬浮在电镀液体中，在微粉自身的重力下落到钢丝体上，再进行电镀固定金刚石微粉.这种方法也会导致钢丝线上部和下部的金刚石数目不均衡，不利于切片的过程.因此，需要一种设备简单，连续生产镀层均一的金刚石线的方法和设备.

发明内容

本发明是针对上述的金刚石线生产方法的不足，提出一种本发明可以连续生产金刚石线的连续生产金刚石线的方法.

本发明的目的是怎样实现的：首先利用金刚石微粉与镍的电镀液混合形成预电镀溶液，再由一个由蠕动泵或其它机械式泵形成一个液滴，使得这个液滴进入钢丝线和环形镍阳极，钢丝线与电源的负极相连；开启电源通过电流，电流经过环形镍阳极，均匀地到达阴极钢丝线；同时，阳极镍溶解，形成镍离子进入电解液.电解液中的镍离子在钢丝线阴极表面还原，形成电镀镍层，同时液滴中的金刚石微粉被固定在钢丝线上，这是预电镀的过程；表面固定了金刚石微粉的钢丝线，再一次进入电镀槽进行电镀，这个电镀槽的电镀液内没有金刚石微粉，仅能电镀镍层；钢丝线上固定的金刚石微粉周围的镍层逐渐加厚，金刚石颗粒被进一步深埋入镍层固定；这个过程不断反复，即含有金刚石和镍离子的电解液不断滴下，预电镀过程不断进行，镍层增厚过程也不断进行，金刚石线也被连续生产出来，经过去离子水洗净后干燥，进入退火炉退火，消除镀层内的应力.

本发明的具体实施步骤为：首先配制金刚石与镍离子的混合电镀液.每升电镀液包括：10～25g金刚石，100～260g的NiSO4，40～110g NiCl2，40～60g硼酸，预电镀利用以上的混合电镀液。增厚电镀则不含金刚石微粒，其余成分不变。将混合电镀液放置于喷液装置中，这个装置有个喷嘴，喷嘴直径是300～600μm，喷嘴由一根橡皮导管和一个盛由电镀混合液的容器相连，喷嘴液滴形成的驱动力由一个蠕动泵或其它机械式泵提供。将环形的镍金属阳极穿过钢丝线，在镍环的上部滴下一滴混合电解液，使得电解液浸没阳极环和钢丝线，同时恒流电源施加电流.阳极镍溶解的同时，溶液中的镍离子电沉积在钢丝线表面。金刚石颗粒也被一层较薄的镍薄膜固定在钢丝表面，这是预电镀的过程。钢丝移动的速率与溶液滴下速率相互配合，保证每次组成电子回路时，都有新鲜的电解液在钢丝线周围，即每次电镀都有足够的镍离子和金刚石颗粒沉积在钢丝表面。电镀完成后，利用不含金刚石微粒的电镀液，进行镍层的增厚电镀，将金刚石包裹在镍层中。完成电镀后，去离子水洗涤后干燥。再将金刚石线在加热炉中退火一定时间，消除镀层的内部应力.