專利名稱：復(fù)合電噴鍍法制備不銹鋼金剛石切割線的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)切割晶體用金剛石切割線的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶體，如單晶硅、單晶鍺、砷化鎵以及光電晶體，如鈮酸鋰、石英，生長直徑不斷加大，如何高效低耗地切割這些脆和貴重的晶體，成為晶體加工中的一個(gè)至關(guān)重要的問題。
傳統(tǒng)的切割晶體方法是采用金剛石內(nèi)圓鋸片。這種方法只能單片切割直徑小于6英寸的晶體，且鋸片較厚，晶體損耗大效率低。近年來國外發(fā)展出多刀線切割機(jī)，采用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的0.15～0.3mm直徑的平滑高強(qiáng)鋼絲線加入S:C等磨料，與晶體研磨切割。此種方法雖然可切割6英寸以上的晶片，但設(shè)備成本較高，且切割后的晶片面型不穩(wěn)定，大量廢液體磨料也造成環(huán)境污染。
而采用0.15～0.3mm的帶有金剛石涂層的切割線，取代平滑光線，避免使用液體磨料進(jìn)一步提高切割效率、降低切割成本一直是晶體加工業(yè)的研發(fā)目標(biāo)。這要求帶有金剛石涂層的鋼絲線，連續(xù)長度達(dá)到至少20米長，一般應(yīng)達(dá)到6萬米長。而且涂層牢固，線徑均勻形成一種金剛石與金屬復(fù)合材料的微細(xì)線材具有較高的耐磨性及抗蝕性，切割線一般有較高的拉伸與彎曲強(qiáng)度。
美國專利4485757曾提出一種用滾壓方式制備連續(xù)金剛石線的工藝。但此種工藝制備的金剛石涂層直徑均勻厚度及線徑不均勻，很難生產(chǎn)出大于120米長的金剛石線，無法切割直徑大于6″的晶體。
本發(fā)明人曾提出采用擠壓方法加工金剛石切割線的專利申請(專利申請?zhí)枮?3133434.2)，經(jīng)實(shí)際使用收到了較好的效果。但電噴鍍法仍不失為一種可以提高生產(chǎn)率，解決金剛石易脫落的好辦法?？朔朔N方法存在的工藝成本高等缺陷，正是本發(fā)明要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種，利用復(fù)合電噴鍍技術(shù)來生產(chǎn)不銹鋼金剛石切割線的方法及其專用裝置，使之達(dá)到利用噴、鍍的綜合技術(shù)特點(diǎn)，來實(shí)現(xiàn)金剛石附著性能強(qiáng)且簡化工藝的發(fā)明目的。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的復(fù)合電噴鍍法制備不銹鋼金剛石切割線的裝置，包括有脈沖電源、鍍筆、磁力循環(huán)泵、鍍液濃度平衡池、空氣壓縮機(jī)，以及放線、收線輥組成。
其鍍液按下列容積比配制硫酸鎳100-200克/升、氯化鎳5-20克/升、次磷酸鈉20-30克/升、硫酸鈉20-50克/升、乙酸鈉10-20克/升、檸檬酸鈉3-10克/升、乳酸60-80克/升、硝酸鉛0-0.005克/升、金剛石粉混合顆粒5-100μm 20-100克/升。配制后PH值為1.5～6，液溫在70～90℃之間。
工藝過程為不銹鋼線清洗——熱處理——清洗——復(fù)合電噴鍍——檢測——熱處理——清洗——檢驗(yàn)——包裝。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是本發(fā)明提出的生產(chǎn)金剛石切割線工藝及裝置的方法，可以形成自動(dòng)化生產(chǎn)線，制備切割線長度可調(diào)，金剛石線抗磨性好，拉伸強(qiáng)度高，金剛石不易脫落，生產(chǎn)成本低，工藝簡單。使用本發(fā)明制備出的金剛石線，可通過任何線切割機(jī)切割半導(dǎo)體、光壓晶體、陶瓷等材料。


附圖為本發(fā)明的制備金剛石切割線工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式其制備原理是復(fù)合電噴鍍技術(shù)是電鍍技術(shù)中的一個(gè)重要分支。除了有電鍍的共同特點(diǎn)外，在保證鍍層品質(zhì)的基礎(chǔ)上，更強(qiáng)調(diào)鍍層的快速高效沉積。復(fù)合電噴鍍的基本過程是用特種鍍液的鍍筆(陽極)貼合在工件(陰極)的被鍍部位并做相對運(yùn)動(dòng)形成鍍層，復(fù)合電噴鍍電源串接于兩極之間。為了穩(wěn)定地向工件表面液層提供足夠的被鍍金屬離子，高濃度的復(fù)合電噴鍍鍍液直接泵送或自然回流至陰陽極之間。在高濃度的鍍液中混有5-100μm的金剛石粉，并使其與主體金屬共沉積在基材上形成復(fù)合鍍層。
實(shí)施例一取硫酸鎳100公斤/千升、氯化鎳5公斤/千升、次磷酸鈉20公斤/千升、硫酸鈉20公斤/千升、乙酸鈉10公斤/千升、檸檬酸鈉3公斤/千升、乳酸60公斤/千升、金剛石粉混合顆粒5-100μm 20公斤/千升。上述配液PH值為1.5～6之間，控制溫度在70～90℃之間，備用。
將不銹鋼線(一般在0.1～1mm)進(jìn)行除油、除雜質(zhì)清洗，在200～500℃溫度下半小時(shí)左右熱處理，然后再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗。進(jìn)行電噴鍍時(shí)將繞線通過陰陽極鍍液池，相對運(yùn)動(dòng)5～30米/分鐘，然后進(jìn)行鍍層檢測，一般控制鍍層厚度在5～80μm之間即可。檢測后再進(jìn)行熱處理200-500℃半小時(shí)左右，再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗，經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝。整個(gè)生產(chǎn)過程全部為連續(xù)作業(yè)，合格品為成卷包裝，再根據(jù)切割機(jī)的需要尺寸，截用長度即可。
生產(chǎn)中應(yīng)控制其脈沖電源的輸出電壓為0-30伏可調(diào)，刷鍍筆的額定電流為0-100A可調(diào)，供液泵0-10升/分鐘，其陽極可采用石墨或鉑-銥合金。
實(shí)施例二取硫酸鎳150公斤/千升、氯化鎳17.5公斤/千升、次磷酸鈉25公斤/千升、硫酸鈉35公斤/千升、乙酸鈉15公斤/千升、檸檬酸鈉6.5公斤/千升、乳酸70公斤/千升、硝酸鉛0.0025公斤/千升、金剛石粉混合顆粒5-100μm 60公斤/千升。上述配液PH值為1.5～6之間，控制溫度在70～90℃之間，備用。
將不銹鋼線(一般在0.1～1mm)進(jìn)行除油、除雜質(zhì)清洗，在200～500℃溫度下半小時(shí)左右熱處理，然后再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗。進(jìn)行電噴鍍時(shí)將繞線通過陰陽極鍍液池，相對運(yùn)動(dòng)5～30米/分鐘，然后進(jìn)行鍍層檢測，一般控制鍍層厚度在5～80μm之間即可。檢測后再進(jìn)行熱處理200-500℃半小時(shí)左右，再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗，經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝。整個(gè)生產(chǎn)過程全部為連續(xù)作業(yè)，合格品為成卷包裝，再根據(jù)切割機(jī)的需要尺寸，截用長度即可。
生產(chǎn)中應(yīng)控制其脈沖電源的輸出電壓為0-30伏可調(diào)，刷鍍筆的額定電流為0-100A可調(diào)，供液泵0-10升/分鐘，其陽極可采用石墨或鉑-銥合金。
實(shí)施例三取硫酸鎳200公斤/千升、氯化鎳20公斤/千升、次磷酸鈉30公斤/千升、硫酸鈉50公斤/千升、乙酸鈉20公斤/千升、檸檬酸鈉10公斤/千升、乳酸80公斤/千升、硝酸鉛0.005公斤/千升、金剛石粉混合顆粒5-100μm 100公斤/千升，調(diào)PH值1.5～6之間，控制溫度在70～90℃之間，備用。
將不銹鋼線(一般在0.1～1mm)進(jìn)行除油、除雜質(zhì)、清洗，在200～500℃溫度下半小時(shí)左右熱處理，然后再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗。進(jìn)行電噴鍍時(shí)將繞線通過陰陽極鍍液池，相對運(yùn)動(dòng)5～30米/分鐘，然后進(jìn)行鍍層檢測，一般控制鍍層厚度在5～80μm之間即可。檢測后再進(jìn)行熱處理200-500℃半小時(shí)左右，再進(jìn)行除雜質(zhì)清水清洗，經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝。整個(gè)生產(chǎn)過程全部為連續(xù)作業(yè)，合格品為成卷包裝，再根據(jù)切割機(jī)的需要尺寸，截用長度即可。
生產(chǎn)中應(yīng)控制其脈沖電源的輸出電壓為0-30伏可調(diào)，刷鍍筆的額定電流為0-100A可調(diào)，供液泵0-10升/分鐘，其陽極可采用石墨或鉑-銥合金。
制備時(shí)如果選取直徑0.1mm的不銹鋼線時(shí)可選取顆粒為5μm左右的金剛石顆粒，如果選取1mm線時(shí)可以選取100μm左右的金剛石顆粒。
用本發(fā)明生產(chǎn)的不銹鋼切割線，其切割壽命可達(dá)4小時(shí)以上。
權(quán)利要求
1.復(fù)合電噴鍍法制備不銹鋼金剛石切割線的裝置，其特征在于該裝置包括有脈沖電源、鍍筆、磁力循環(huán)泵、鍍液濃度平衡池、空氣壓縮機(jī)，以及放線、收線輥組成。
2.復(fù)合電噴鍍法制備不銹鋼金剛石切割線的方法，其特征在于a、該鍍液按下列容積比配制硫酸鎳100-200克/升、氯化鎳5-20克/升、次磷酸鈉20-30克/升、硫酸鈉20-50克/升、乙酸鈉10-20克/升、檸檬酸鈉3-10克/升、乳酸60-80克/升、硝酸鉛0-0.005克/升、金剛石粉混合顆粒5-100μm 20-100克/升；配制后PH值為1.5～6，液溫在70～90℃之間；b、工藝過程為不銹鋼線清洗——熱處理——清洗——復(fù)合電噴鍍——檢測——熱處理——清洗——檢驗(yàn)——包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)切割晶體用金剛石切割線的裝置及其方法。該裝置包括有脈沖電源、鍍筆、磁力循環(huán)泵、鍍液濃度平衡池、空氣壓縮機(jī)，以及放線、收線輥組成。不銹鋼線清洗…熱處理…清洗…復(fù)合電噴鍍…檢測…熱處理…清洗…檢驗(yàn)…包裝。本發(fā)明可以形成自動(dòng)化生產(chǎn)線，制備切割線長度可調(diào)，金剛石線抗磨性好，拉伸強(qiáng)度高，金剛石不易脫落，生產(chǎn)成本低，工藝簡單。使用本發(fā)明制備出的金剛石線，可通過任何線切割機(jī)切割半導(dǎo)體、光壓晶體、陶瓷等材料。
文檔編號B24D18/00GK1583336SQ200410020618
公開日2005年2月23日 申請日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者江曉平, 張革, 張旭 申請人:沈陽晶通金剛石復(fù)合材料有限公司