涂鎳金剛石顆粒及制備所述顆粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及涂覆小研磨顆粒的方法，尤其是涉及制備涂鎳金剛石顆粒的方法。本 發(fā)明還涉及一種研磨制品，如包含涂鎳金剛石顆粒的固結(jié)金剛石線(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于太陽(yáng)能設(shè)備的硅晶片或用于LED應(yīng)用的藍(lán)寶石晶片的切片需要具有通過(guò)樹(shù)脂 或電鍍粘結(jié)附接到線(xiàn)的微米尺寸小金剛石顆粒的固結(jié)金剛石線(xiàn)(FDW)。為使在硅和藍(lán)寶石 晶片上鋸切的過(guò)程中的切縫損失最小化并提供特別高的晶片質(zhì)量而無(wú)表面損傷或表面損 傷極小并且需要的額外的下游加工極少，持續(xù)需要具有較小金剛石顆粒尺寸的較薄FDW。例 如，從20世紀(jì)90年代中葉到現(xiàn)在，線(xiàn)直徑從180μπι降至通常120μπι，一些在研發(fā)水平的生產(chǎn)探 索甚至降至lOOwn和80μηι。
[0003] -種將小金剛石顆粒固結(jié)到線(xiàn)基材上的已知方法是通過(guò)無(wú)電鍍用鎳涂覆金剛石 顆粒并還經(jīng)由鎳電鍍將涂鎳金剛石顆粒附接到線(xiàn)網(wǎng)。鑒于金剛石顆粒尺寸的不斷減小，變 得難以向金剛石顆粒施加均勻且連續(xù)的鎳涂層。相應(yīng)地，隨著金剛石的粒度變得越來(lái)越小， 此類(lèi)細(xì)研磨材料的操作、制造和生產(chǎn)將面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。工業(yè)上繼續(xù)需要更細(xì)的研磨 材料以用于各種應(yīng)用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)一個(gè)方面，用于形成經(jīng)涂覆研磨顆粒批料的方法包括提供研磨顆粒在浴中的 分散體，其中所述研磨顆粒的平均粒度< ?〇μπι;在所述浴中用涂覆材料涂覆所述研磨顆粒； 向所述浴施加超聲能并調(diào)節(jié)超聲能的功率以形成非團(tuán)聚系數(shù)(NAF)為至少0.90的經(jīng)涂覆研 磨顆粒批料，非團(tuán)聚系數(shù)定義為比率(D50sa/D50b)，其中05(^表示該經(jīng)涂覆研磨顆粒批料的 中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨顆粒的中值粒度。在一個(gè)優(yōu)選的方面，所述方法涉及形成 涂鎳金剛石顆粒批料。
[0005] 根據(jù)另一個(gè)方面，用于制造研磨制品的方法包括提供基材并將經(jīng)涂覆研磨顆粒批 料附接到所述基材，其中所述研磨顆粒批料具有至少約0.9的非團(tuán)聚系數(shù)(NAF)，非團(tuán)聚系 數(shù)定義為比率(D50sa/D50b)，其中D50b表示該經(jīng)涂覆研磨顆粒批料的中值粒度而D50 sa表示 涂覆前研磨顆粒的中值粒度。在一個(gè)特別的實(shí)施例中，所述方法可涉及制造固結(jié)金剛石線(xiàn) (FDff)〇
[0006] 在又一個(gè)方面，經(jīng)涂覆研磨顆粒批料可具有< ΙΟμπι的平均粒度和至少0.90的非團(tuán) 聚系數(shù)(NAF)，非團(tuán)聚系數(shù)定義為比率(D50sa/D50b)，其中D50b表示該經(jīng)涂覆研磨顆粒批料 的中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨顆粒的中值粒度。優(yōu)選地，所述研磨顆粒批料含涂鎳金 剛石顆粒。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 參考附圖，本發(fā)明可得到更好地理解，并且其眾多特征和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人 員顯而易見(jiàn)。
[0008] 圖1示出了直至達(dá)到無(wú)團(tuán)聚階段，涂鎳金剛石顆粒的不同團(tuán)聚階段的一系列四個(gè) SEM圖像。該圖像系列僅最后一個(gè)圖像落在要求保護(hù)的本發(fā)明下。
[0009] 圖2A為實(shí)驗(yàn)E1的顆粒樣品的SEM圖像；圖2B為實(shí)驗(yàn)E1的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)1 的樣品代表本發(fā)明。
[0010]圖3A為實(shí)驗(yàn)E2的顆粒樣品的SEM圖像；圖3B為實(shí)驗(yàn)E4的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)E2 的樣品代表本發(fā)明。
[0011 ]圖4A為實(shí)驗(yàn)E3的顆粒樣品的SEM圖像；圖4B為實(shí)驗(yàn)E5的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)E3 的樣品代表本發(fā)明。
[0012]圖5A為實(shí)驗(yàn)E4的顆粒樣品的SEM圖像；圖5B為實(shí)驗(yàn)E6的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)E4 的樣品代表本發(fā)明。
[0013]圖6A為實(shí)驗(yàn)E5的顆粒樣品的SEM圖像；圖6B為實(shí)驗(yàn)E7的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)E5 的樣品代表本發(fā)明。
[0014]圖7A為實(shí)驗(yàn)E6的顆粒樣品的SEM圖像；圖7B為實(shí)驗(yàn)E8的樣品的粒度分析圖。實(shí)驗(yàn)E6 的樣品代表本發(fā)明。
[0015]圖8A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C1的顆粒樣品的SEM圖像；圖8B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C1的樣品的粒度分析 圖。
[0016]圖9A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C2的顆粒樣品的SEM圖像；圖9B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C2的樣品的粒度分析 圖。
[0017]圖10A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C3的顆粒樣品的SEM圖像；圖10B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C3的樣品的粒度分 析圖。
[0018] 圖11A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C4的顆粒樣品的SEM圖像；圖11B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C4的樣品的粒度分 析圖。
[0019] 圖12A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C5的顆粒樣品的SEM圖像；圖12B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C5的樣品的粒度分 析圖。
[0020] 圖13A為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C6的顆粒樣品的SEM圖像；圖13B為對(duì)比實(shí)驗(yàn)C6的樣品的粒度分 析圖。
[0021] 圖14為未涂覆小金剛石顆粒的粒度分析圖，該顆粒為本說(shuō)明書(shū)的實(shí)驗(yàn)中的參比樣 品。
[0022]圖15A為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例E6涂覆了均勻的20重量％鎳涂層、NAF為0.985的涂鎳 金剛石顆粒的SEM圖像。
[0023]圖15B為根據(jù)比較例C5在團(tuán)聚的金剛石顆粒批料中涂覆、NAF為0.471的涂鎳金剛 石顆粒的SHM圖像。
[0024]圖16A為比較例C7的顆粒樣品在壓碎和過(guò)篩前的SEM圖像；圖16B為比較例C7的顆 粒樣品在壓碎和過(guò)篩后的SEM圖像。
[0025] 圖17A和17B為示出平均粒度在ΙΟμπι以下、具有20重量％鎳涂層且NAF大于0.9的涂 鎳金剛石顆粒的一個(gè)實(shí)施例在通過(guò)10微米尺寸篩過(guò)篩前(17Α)和過(guò)篩后（17Β)的SEM圖像。
[0026]圖18示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的研磨制品的一部分的橫截面示意。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如本文所用，術(shù)語(yǔ)"包含"、"包括"、"具有"或它們的任何其它變型意在涵蓋非排他 性包括。例如，包括特征列表的工藝、方法、制品或裝置不一定僅限于這些特征而是可包括 未明確列出的或此類(lèi)工藝、方法、制品或裝置所固有的其它特征。
[0028] 如本文所用，并且除非明確指出相反，否則"或"指包括性的或而非排他性的或。例 如，條件A或B由以下中的任何之一滿(mǎn)足:A為真(或存在)而B(niǎo)為假(或不存在），A為假(或不存 在)而B(niǎo)為真(或存在），及A和B均為真(或存在）。
[0029] 此外，"一個(gè)"、"一種"的使用用來(lái)描述本文描述的要素和部件。這樣做僅是為了方 便和給出本發(fā)明的范圍的一般意義。此描述應(yīng)理解為包括一種或至少一種并且單數(shù)還包括 復(fù)數(shù)，除非很明顯是其它意思。
[0030] 下面將結(jié)合附圖僅通過(guò)舉例的方式描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。
[0031] 如本文所用，"平均粒度"指體積平均粒度。
[0032] 如本文所用，"D50"指粒度分布的中值直徑，其意味著50%的顆粒在D50值之上而 50%在050值之下。
[0033] 本說(shuō)明書(shū)涉及經(jīng)涂覆研磨顆粒批料和形成所述經(jīng)涂覆研磨顆粒批料的方法。所述 方法包括提供平均粒度< 1〇μπι的研磨顆粒在浴中的分散體;在所述浴中用涂覆材料涂覆所 述研磨顆粒；向所述浴施加超聲能并調(diào)節(jié)超聲能的功率以形成非團(tuán)聚系數(shù)(NAF)為至少 0.90的經(jīng)涂覆研磨顆粒批料，非團(tuán)聚系數(shù)定義為比率(D50sa/D50b)，其中D50 b表示該經(jīng)涂覆 研磨顆粒批料的中值粒度而D50sa表示涂覆前研磨顆粒的中值粒度。
[0034] 研磨顆粒的材料可為以下列表中的任何材料，但不限于此列表:超級(jí)磨料，如金剛 石或立方氮化硼;和磨料，如碳化硅、碳化硼、氧化鋁、氮化硅、碳化鎢、氧化鋯或它們的任何 組合。在至少一個(gè)實(shí)施例中，研磨顆?；居山饎偸M成。
[0035] 在特別的情況下，研磨顆粒可具有至少約7、如至少約8、至少約8.5、至少約9或甚 至至少約9.5的莫氏硬度。在至少一個(gè)實(shí)施例中，莫氏硬度可在約7至約10的范圍內(nèi)或甚至 約9至10的范圍內(nèi)。
[0036] 經(jīng)涂覆研磨顆粒的涂覆材料可為金屬或金屬合金，包括例如過(guò)渡金屬。一些合適 的金屬可包括鎳、鋅、鈦、銅、絡(luò)、青銅或它們的組合。在一個(gè)特別的方面，涂覆材料可為鎳基 合金，使得涂層可含過(guò)半含量的鎳，如基于涂層的總重量計(jì)至少60重量％的鎳。在另一個(gè)實(shí) 施例中，涂層可基本由鎳組成。
[0037]在某些情況下，浴及同樣地涂層可含活化劑。合適的活化劑可包括金屬，如銀 (Ag)、鈀(Pd)、錫(Sn)、鋅(Zn)以及它們的組合。通常，此類(lèi)活化劑可以較小的量如基于浴中 固體的總重量計(jì)低于約1重量％存在。在其它情況下，活化劑的量可更小，如低于約0.8重 量％、低于約0.5重量％、低于約0.2重量％或低于約0.1重量％。
[0038] 另外，浴及在一些情況下涂層可含較小含量的某些雜質(zhì)，包括金屬元素如鐵(Fe)、 鈷(Co)、鋁(A1)、鈣(Ca)、硼(B)、鉻(Cr)以及它們的組合。所述雜質(zhì)中的一者或多者可以較 小的量特別是低于約50ppm、低于約20pp