[发明专利]玻璃晶圆片切割用超薄树脂划片刀及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种树脂结合剂超薄切割刀片及其制备工艺，将金刚石与液体酚醛树脂液首次搅拌混合后再与石墨粉、二硫化钼、银粉、铝粉、碳化钨、冰晶石二次搅拌混合，再加入酚醛树脂粉，再次搅拌混合后过筛，得到成型料；成型料经过热压，得到毛坯；毛坯烧结后经过常规加工，得到玻璃晶圆片切割用超薄树脂划片刀。主要应用于高精度玻璃晶圆的切割，可用于半导体衬底和3D晶圆级芯片封装等领域；且发明划片刀锋利性强，加工件表面光洁，质量稳定，不崩边，不起毛刺，不烧伤，进刀速度快，提高生产效率。

技术领域

本发明属于砂轮技术，具体涉及玻璃晶圆片切割用超薄树脂划片刀及其制备方法与应用。

背景技术

目前树脂超薄切割刀片主要是由磨粒、填料、树脂粉构成，磨粒主要包括金刚石与cBN，树脂粉主要是酚醛树脂、环氧树脂、新酚树脂等，填料则可以改善刀片的强度、硬度与导电性能。树脂超薄切割刀片因良好的切割加工性能与较快的切割速度，广泛用于硬脆性材料的加工，而随着目前半导体行业的快速发展，玻璃晶圆被广泛用于半导体衬底和3D晶圆级芯片封装等领域，对于此类玻璃晶圆材料的切割加工处理需要良好的加工品质与精度要求。目前的树脂超薄切割刀片存在寿命短、消耗不稳定、加工崩边大的问题，因此树脂切割刀片主要依赖于进口，但进口刀片反馈周期长、价格高、售后不方便的问题一直存在，影响玻璃晶圆片在半导体产业方面的应用，也制约着国内半导体产业的发展。

发明内容

本发明公开了一种树脂结合剂超薄切割刀片及其制备工艺，主要应用于高精度玻璃晶圆的切割，可用于半导体衬底和3D晶圆级芯片封装等领域；且发明划片刀锋利性强，加工件表面光洁，质量稳定，不崩边，不起毛刺，不烧伤，进刀速度快，提高生产效率。

本发明采用如下技术方案：

玻璃晶圆片切割用超薄树脂划片刀，其制备方法包括以下步骤：

（1）将金刚石与液体酚醛树脂液首次搅拌混合后再与石墨粉、二硫化钼、银粉、铝粉、碳化钨、冰晶石二次搅拌混合，再加入酚醛树脂粉，再次搅拌混合后过筛，得到成型料；

（2）成型料经过热压，得到毛坯；

（3）毛坯烧结后经过常规加工，得到玻璃晶圆片切割用超薄树脂划片刀。

本发明中，按总重100份计，酚醛树脂粉25-50份、液体酚醛树脂2-5份、石墨粉3-9份、二硫化钼3-9份、银粉5-15份、铝粉5-15份、碳化钨5-20份、冰晶石1-5份，余量为金刚石。

本发明中，首次搅拌混合的时间为50-75分钟，首先将金刚石磨粒与液体酚醛树脂混合，在搅拌机中搅拌，使高粘度的树脂液均匀分布在磨粒表面，提高磨料与树脂结合剂以及其他无机组分的相容性，同时可以不采用现有技术使用的润湿剂（有机硅润湿剂、偶联剂）而使得磨料与基体结合力好。

本发明中，二次搅拌混合的时间为50-70分钟，再次搅拌混合的时间为10-15分钟，防止混料时间过长导致发热使磨料表面的树脂膜被溶解，进而使成型料失去松散性而造成结块。

本发明中，混料完成后用200目筛网过筛，得到成型料；本发明搅拌在现有常规搅拌机中进行。

本发明中，热压的温度为170-180℃，压力为5-9MPa，时间为100-200s；优选的，先在压力5MPa的条件下保温保压60s，然后调整压力到9MPa保温保压120s，形成环状树脂刀毛坯；热压后风冷脱模取出毛坯。现有成型工艺，热压过程中的保温时间长达60min，降低了生产效率，同时还使刀片在使用过程中发生脆性断裂，本发明在提高了刀片的强度的同时提高了生产效率。

本发明中，烧结为阶段升温，比如将预压成型后的刀片毛坯装入夹具中，放置入保温炉中，40min从室温升到140℃，1h从140℃升温至160℃，2h从160℃升温至180℃并保温8h，保温时间结束后随炉冷却至室温，得到具有一定强度的刀片毛坯；常规加工可以为端面磨床，直接加工为成品。