[发明专利]超薄金刚石切割片及其制造方法

说明书

本发明是一种超薄金刚石切割片及其制造方法，主要用于制造一种切割集成电路、光学材料及宝石的切割片。

在集成电路加工划片工序中，需将大晶片分割成具有独立单元的集成电路的小芯片，而所用的加工工具为超薄金刚石切割片。集成电路工业的发展，要求集成度越来越高，高集成度晶片的分割必须使用更薄厚度的切割片，才能达到高准确度，低成本，微加工余量的要求。划片的方法目前主要有两种，一是激光划片，另一种就是金刚石切割划片。由于激光划片时熔融的硅会在芯片边缘翻转堆砌，给引线键合带来困难，因此，目前硅集成电路加工已不用此法，故目前划片主要是使用金刚石切割片。

常规的金刚石切割片制造方法有热压法和电镀法。但对于要制造厚度极薄(100μm以下)的切割片，热压法很不适宜。常规的电镀法制造这种超薄的切割片，也存在有许多不足之处。如图1所示：1是基体，主要起支撑切割作用，2是金刚石胎体，用来切割。基体材料一般是弹簧钢或工具钢。胎体一般是由金刚石单晶和Ni-Co电镀合金组成。基体1与胎体2的连接由电镀沉积来实现。此种方法生产的切割片存在如下缺点：胎体与基体在受到强冲击载荷时两者会分离脱落；由于基体很薄(100μm以下)，而又要求端面跳动，表面粗糙度、刚度等性能指标较高，所以基体制备成本高，且在极薄的基体上实施敷镀工艺繁杂。

国外为了解决常规电镀法制造的超薄金刚石切割片所带来的不足，有采用CVD(化学汽相沉积)法首先制得金刚石多晶薄膜环，而后再焊接于基体上。此方法一定程度上改善了切割片的性能，但金刚石脱落问题及高精度连接问题仍有其不足。此外CVD法所需设备工艺复杂，价格昂贵。

本发明的目的在于利用电镀法和化学法相结合，制造一种无基体式金刚石切割片。此种切割片在切割过程中不存在切刃与基体分离现象，所制造的切割片刚性强，强度高，端面跳动小，使用寿命长，成本低且切割精度大大提高，故解决了已有技术中存在的问题。

本发明是采用电镀法和化学镀法相结合，制造出无基式金刚石切割片。该金刚石切割片是由混合均匀为一体的材料如：Ni-Co，Ni-Mn，NiP或单Ni合金与金刚石单晶(或聚晶)等组成。如图2和图3所示，图2中1为一个完整的切割片，图3中1为切割片，2为底衬。切割片1由电镀和化学镀方法先在底衬2上形成。1与2两者经机械及加热方法分离后，将经冲压整型达到规定的几何尺寸，这样就制成了本发明的切割片。

本发明切割片的具体制造方法及工艺详述如下：

a)底衬材料的选择：底衬材料要选择可加工性好，导电性好，表面成膜性好的材料，如：选择铁板，铜板，不锈钢板等作底衬材料。

b)底衬材料表面成膜：先将选择好的底衬材料进行机械加工，使其表面粗糙度达到Ra为3.2-0.025之间。而后用以将其置于氧化膜形成溶液中一定时间，即可形成氧化膜。具体底衬氧化膜形成溶液配方及工艺条件是：

对于铁板氧化膜：

溶液中NaOH含量为550-650g/l；

NaNO₂含量为150-250g/l；

加工时间为15-45分；加工温度为135-145℃

对于铜板氧化膜：

溶液中Na₂CrO₇.2H₂O含量为100-150g/l；

H₂SO₄含量为5-10g/l；

NaCl含量为4-7g/l；

加工时间为3-8秒；加工温度为室温。

c)电镀及化学镀：在已经形成氧化膜的底衬材料上首先进行化学镀，然后进行电镀，最后再进行化学镀。具体化学镀和电镀液配方及工艺条件是：

化学镀液配方为：

镀液中NiSO₄.7H₂O含量为18-24g/l；

NaH₂PO₂.H₂O含量为22-30g/l；

C₄H₆O₅含量为12-16g/l；

C₄H₆O₄含量为18-22g/l；

Pb含量为1-2×10^-3g/l；

化学镀工艺条件为：

PH值为4.5-5.2；温度为90-98℃；金刚石浓度为5-12g/l；加工中需搅拌，加工时间根据需要加工厚度而定。

所用电镀法中电镀液配方为：