[发明专利]一种切割硅片用自锐性金刚线及其制造方法和使用方法

权利要求书

1.一种切割硅片用自锐性金刚线，包括钢母线，其特征在于，所述钢母线的外表面镀覆有第一预生长层，所述第一预生长层的材质为镍，第一预生长层的厚度为0.5~1.5μm，第一预生长层上附着固定有若干金刚石颗粒，金刚石颗粒的粒径为6~10mm，所述第一预生长层的外表面镀覆有第二复合定位层，所述第二复合定位层的材质为镍，第二复合定位层的厚度为1~2μm，所述第二复合定位层的外表面镀覆有第三加固层，所述第三加固层的材质为锌，第三加固层的厚度为2~3μm，各所述金刚石颗粒通过第二复合定位层和第三加固层固定在第一预生长层上，所述金刚石颗粒的外侧裸露在第三加固层外面，所述金刚石颗粒的裸露部分高度为3~4μm；金刚石颗粒的裸露部分形成切割刃；所述金刚线在线长方向上金刚石颗粒的分布密度为320~430颗/mm。

2.根据权利要求1所述的一种切割硅片用自锐性金刚线的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）表面预处理：

控制辊筒上卷绕的钢母线放线，将钢母线放入除油剂溶液中，除油剂的浓度为30~40g/L，在50~60℃的环境下超声波处理钢母线10~15S，除去钢母线上的油污；再将钢母线用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再用稀盐酸腐蚀钢母线2~4S，进行表面除锈，最后用水清洗钢母线并烘干；

将金刚石颗粒在60~70℃的环境，先在质量浓度为10%~20%的KOH溶液中超声波处理1~2min ，再将金刚石颗粒在质量浓度为16%~19%的HCl溶液中超声波处理2~3min；再将金刚石颗粒用超声波水洗，然后再依次一次漂洗、酸洗和二次漂洗；再将金刚石颗粒依次放入KOH溶液、HCl溶液进行浸泡腐蚀20~30min，再将金刚石颗粒漂洗干净，然后过滤烘干； （2）分别在表面预处理后的金刚石颗粒和钢母线上预镀上一层镍，金刚石颗粒上预镀镍层的厚度为0.5~1μm，钢母线上预镀镍层的厚度为0.2~0.4μm；

（3）一次镀镍：将预镀后的金刚石颗粒撒入电镀液中，电镀液槽中的搅拌装置以60~90r/min的速度将混入金刚石颗粒的电镀液搅拌混合均匀，电镀液槽中电镀液的体积为220~260L，电镀液中金刚石颗粒含量为4.3~5.2g/L，所述电镀液的组成成分为：硫酸镍50~80g/L，氯化镍30~60g/L，次亚磷酸钠 45~60 g/L，硼酸30~40 g/L；然后将预镀后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到电镀液下方，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，钢母线与电源负极相连，电源正极与镍块相连，电镀过程中电流13~17A，电镀液的温度60~70℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线外表面镀上厚度为0.5~1.5μm的第一预生长层，金刚石颗粒附着在第一预生长层上；

（4）二次镀镍：将一次镀镍后的钢母线再按照上述步骤浸入到二次电镀液内，二次电镀液的体积为260~300L，所述二次电镀液的组成成分为：硫酸镍60~90g/L，氯化镍40~70g/L，次亚磷酸钠 50~65 g/L，硼酸35~45 g/L；在钢母线的第一预生长层外表面镀上厚度为1~2μm的第二复合定位层；

（5）三次镀锌：将二次镀镍后的钢母线卷绕在辊筒上并浸没到三次电镀液下方9~16mm，使得钢母线以0.2~0.4m/S的速度穿过，所述三次电镀液的体积为280~320L，三次电镀液的组成成分为：硫酸锌210~280g/L，硫酸钠35~50g/L，氯化铵55~75g/L，明矾40~60 g/L，硼酸30~45g/L；钢母线与电源负极相连，电源正极与锌块相连，电镀过程中电流11~16A，电镀液的温度65~75℃，pH为4.3~5.3，使得钢母线的第二复合定位层外表面镀上厚度为2~3μm的第三加固层；

（6）镀后处理：将三次镀锌后的钢母线在水槽内用超声波漂洗干净，再将得到的金刚线烘干，最后将金刚线卷绕在线轮上。

3.根据权利要求1所述的一种切割硅片用自锐性金刚线的使用方法，其特征在于包括如下步骤：放线轮放出金刚线，金刚线卷绕在2个前后对应设置的导线轮上，使得2个导线轮之间形成切割线网，切割线网的收线端卷绕到收线轮上，利用切割线网对硅棒进行切割，当金刚线切割使用直到裸露在第三加固层外面的金刚石颗粒被磨平，金刚石颗粒的外侧与第三加固层相平齐；将金刚线收回到放线轮上，使得放线轮上的金刚线浸没到侵蚀液下方5~10mm，金刚线以0.05~0.1m/S的速度穿过，所述侵蚀液为质量浓度为15%~20%的NaOH溶液，侵蚀液将金刚线上的第三加固层腐蚀掉，使得金刚石颗粒裸露在第二复合定位层外面，形成切割刃；再将金刚线在水槽中超声波漂洗除去杂质，最后将金刚线烘干。