[发明专利]一种用于硅片精密抛光的磨抛轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于硅片精密抛光的磨抛轮，其由毡基体、磨料和树脂结合剂三部分组成；以体积百分比计，毡基体50%～95%，磨料5%～50%；树脂结合剂为毡基体和磨料总质量的1%～5%。将该磨抛轮用于硅片的抛光，可以提高硅片表面质量，减少硅片的表面损伤，且耗时短，成本低，抛光过程中无需添加研磨液或抛光液，绿色环保。

技术领域

本发明属于机械制造与加工技术领域，具体涉及一种用于硅片精密抛光的磨抛轮及其制备方法。

背景技术

随着集成电路（Integrated Circuit，IC）的不断发展，电子封装需要更薄的芯片来减小封装的体积。为减小IC芯片封装后的体积，改善芯片的散热性能，降低芯片的功耗，在封装前需要对硅片背面进行减薄，通常使用砂轮磨削硅片背面使其变薄，但砂轮的磨削可能会使硅片表面产生深达微米级的损伤层，使其强度降低。

通过化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）去除磨削造成的表面损伤，可以得到表面光滑、无损伤、能够用于后续加工的单晶硅片，在抛光过程中，抛光垫与硅片表面做相对运动，通过碱性抛光液对硅片表面的腐蚀作用与纳米颗粒的研磨作用相结合，去除表面损伤层，但是CMP存在着成本较高，废液不易处理，加工耗时长（一般需要15-20min）等问题。

因此，亟待研究成本低廉、无需抛光液的工艺以避免CMP去除磨削造成的硅片表面损伤。

发明内容

本发明目的是针对传统硅片减薄过程中砂轮磨削硅片造成的硅片损伤，且化学机械抛光加工成本高和环境污染等问题，提供一种用于硅片精密抛光的磨抛轮，将该磨抛轮用于硅片的抛光，可以提高硅片表面质量，减少硅片的表面损伤，且耗时短，成本低，抛光过程中无需添加研磨液或抛光液，绿色环保。

本发明还提供了上述用于硅片精密抛光的磨抛轮的制备方法，其制备工艺简单、成本较低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于硅片精密抛光的磨抛轮，其由毡基体、磨料和树脂结合剂三部分组成；以体积百分比计，毡基体50%～95%，磨料5%～50%；树脂结合剂为毡基体和磨料总质量的1%～5%。

具体的，所述毡基体采用天然纤维或合成纤维制成，所述天然纤维可以来自动物纤维如绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛、牦牛毛等；所述合成纤维可以来自锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等，毡基体可以采用本领域常规的湿毡法制备而成，如羊毛毡等，密度在0.1～0.5 g/cm³之间。

进一步的，所述磨料可以为人造金刚石、立方氮化硼、棕刚玉、白刚玉、单晶刚玉、黑碳化硅﹑绿碳化硅﹑二氧化硅、氧化锆、氧化铈和氧化镁等中的一种或多种组合；磨料粒径优选为30μm以下。

具体的，所述树脂结合剂可以为聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸酯树脂、有机硅树脂、硅橡胶和硅烷偶联剂等中的一种或多种组合，进一步优选的，可以是硅烷偶联剂与其它类型树脂组合而成，硅烷偶联剂起到提高粘接强度的作用。

本发明提供了一种上述用于硅片精密抛光的磨抛轮的制备方法，其采用真空浸渍的方法将毡基体浸渍在含磨料和树脂结合剂的溶剂液中一定时间，然后经烘干（除去溶剂）、压制成型即得。

上述用于硅片精密抛光的磨抛轮的制备方法，其具体包括如下步骤：

1）按比例称取磨料和树脂结合剂，并加入适量溶剂，搅拌均匀，获得混合液；

2）将毡基体置于真空干燥器中并抽真空，利用真空干燥器中的负压将步骤1）所得混合液流入容器中进行浸渍，保压5-20 min，取出毡基体，烘干；

3）将浸渍并烘干后的毡基体置于模具中，在150-220℃、1-5 MPa下热压成型，保压时间为10-30 min，即得。检验入库，磨抛轮直径尺寸为Ф150mm～450mm。