一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106676612A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201611159306.7(22)申请日2016.12.15(71)申请人华侨大学地址362000福建省泉州市丰泽区城东(72)发明人陆静徐西鹏王艳辉罗求发(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204代理人张松亭游学明(51)Int.Cl.C25D15/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法(57)摘要本发明提供一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法。该方法首先将超细磨料和超细陶瓷粉加入到有机溶剂中，通过磁力搅拌和超声分散将其制备成颗粒均匀分散的悬浮液；再向悬浮液中添加高价金属阳离子，使分散均匀的颗粒带上正电荷；然后通过电泳共沉积的方法，使溶液中的带电颗粒均匀地沉积在阴级基板上；最后将风干后的基板放入箱式电阻炉中进行固化烧结，制备出陶瓷结合剂超细磨料抛光盘。本发明提供的抛光盘制备方法简单易行且成本低廉，不仅能使超细磨料均匀分散在陶瓷结合剂中，而且涂层厚度可控，能沉积在异形基体上。该方法制备的抛光盘在半导体晶圆的高效超精密加工领域具有良好的应用前景。CN106676612ACN106676612A权利要求书1/1页1.一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)电泳悬浮液的配置：将超细磨料和超细陶瓷粉加入到有机溶剂中，通过磁力搅拌和超声振动，使其分散均匀成为悬浮液；然后向该悬浮液中添加高价金属盐溶液，并搅拌均匀；其中，超细磨料与超细陶瓷粉的体积比为1:1～1:5；悬浮液的浓度为0.1-10wt％；高价金属盐浓度为0.05-0.25wt％；(2)电泳共沉积：将配置好的悬浮液倒入电泳槽中，圆形不锈钢盘作为电泳的阴极，电泳槽的底板作为电泳的阳极，接通直流电源进行电泳；电泳沉积的电压为20-100V，极板间距为1-10cm，沉积时间为10-30min；(3)固化烧结：将表面已经均匀沉积涂层的不锈钢基盘，放入箱式电阻炉中进行固化烧结，得到磨料在结合剂中均匀分布的抛光盘；烧结温度为500-600℃，保温时间为20-40min。2.根据权利要求1所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：步骤(1)所述的超细陶瓷粉是硼玻璃粉，粒径为0.01-1μm。3.根据权利要求1所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：超细磨料包括金刚石、立方氮化硼、碳化硅、碳化硼、氧化铝、氧化锆、氧化铁、氧化铈中的一种或几种，粒径为0.05-5μm。4.根据权利要求1所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：有机溶剂包括无水乙醇、丙酮和苯中的一种或两种混合。5.根据权利要求1所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：步骤(1)所述的高价金属盐包括铝盐或者铁盐，浓度为0.05-0.25wt％。6.根据权利要求1所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：固化烧结采取多段升温保温工艺。7.根据权利要求6所述的一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，其特征在于：所述多段升温保温工艺为：以18-22℃/min的速度升到390-410℃，保温18-22min；再以8-12℃/min的速度升到440-460℃，保温18-22min；以8-12℃/min的速度升到500-600℃，保温20-40min，最后随炉冷却。2CN106676612A说明书1/3页一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法[0001]本发明涉及一种电泳共沉积制备陶瓷结合剂超细磨料抛光盘的方法，属于超精密加工领域。背景技术[0002]随着半导体技术和光电技术的快速发展，诸如单晶碳化硅和蓝宝石基片等硬脆性材料的需求量增大，对其加工质量和加工效率也提出了更高的要求。抛光作为整个加工过程中的重要环节，主要用于降低材料表面粗糙度并获得光滑平整无损伤的基体，直接决定了器件的质量。[0003]针对上述硬脆性材料的抛光方式中，目前普遍使用的是游离磨料抛光。但这种抛光方式下的磨粒运动轨迹不可控，加工效率低，磨料浪费较大。同时酸碱性的抛光液严重污染环境。[0004]固结磨料抛光具有效率高可控性好的特点，但采用传统的混料烧结工艺制备时，超细磨料和结合剂粉末很难分散混匀，造成超细磨料在结合剂中难以均匀分布，进而影响其加工性能。然而，超细磨料却容易在液体介质中分散，还可以辅以物理或化学分散的方法，实现复合粉体在液体介质中稳定的悬浮。发明内容[0005]本发明的目的是针对传统粉末冶金工艺制作固结磨具中磨