固结金刚石线锯的复合电镀工艺研究

固结金刚石线锯的复合电镀工艺研究

在大尺寸半导体基片和功能晶体的切割中，固结磨料线锯以无可比拟的优点被认为是最有前途的切割方法之一。与现有的几种固结超硬磨粒的方法相比，电镀方式具有制造周期短和生产成本低等优势，且电镀线锯具有耐热性和耐磨性良好等特点。

固结金刚石线锯的电镀工艺是金刚石线锯生产和应用的关键技术。本文根据硬脆晶体材料切片加工的要求和电化学共沉积工艺的特点，对固结金刚石线锯的复合电镀工艺进行了试验研究。

选用琴钢丝作为电镀线锯芯线，金刚石作为第二相颗粒，并对其表面进行了镀前预处理。选择以氨磺酸型高速镀镍液作为基础镀液，通过正交试验研究了电镀工艺规范对镀层显微硬度的影响关系，试验结果表明：镀液主盐氨基磺酸镍浓度和镀液温度是影响镀层硬度的显著因素，单脉冲供电模式下的电镀沉积速率和镀层质量优于直流和双脉冲模式。

在试验基础上，确定了获得高显微硬度镍层的电镀工艺规范。通过试验研究了不同粒径金刚石微粒加入镀液的方法、锯丝在镀液中的放置方向和阳极排布方式对电镀过程和镀层质量的影响，结果表明：与采用间歇板泵搅拌的悬浮法相比，埋砂法能在锯丝基体表面上获得分布均匀一致的复合镀层；采用阳极环形均布的方式，能改善锯丝表面电流分布，从而获得金刚石颗粒表面积百分数高达50％的复合镀层。

通过改变复合电镀时的上砂时间和加厚镀层时间可以控制金刚石磨粒在镀层中的裸露高度，金刚石粒径越大，加厚镀层时间越长。对电镀线锯表面镍—金刚石复合镀层的质量进行了检测，分析评价了固结金刚石线锯的机械力学综

合性能，然后在自制的简易切割实验装置上进行对比切割试验，研究了试制线锯样件的切割加工性能。

结果表明：固结金刚石线锯线径一致性好，镀层中金刚石颗粒分布均匀，表面积百分数50％左右，镀层对金刚石磨粒的把持力较高；试制的电镀金刚石线锯的断裂抗拉载荷高达177N，线锯延伸率不超过2％，具有良好的扭曲强度和弯曲强度；切割加工试验表明，新制的电镀固结金刚石线锯在切割效率和加工精度方面均优于商品线锯。