单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102092010A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102092010A(43)申请公布日2011.06.15(21)申请号201010579583.X(22)申请日2010.12.09(71)申请人郭兵健地址313000浙江省湖州市长兴县经济开发区县前东街1299号长兴众成电子有限公司(72)发明人郭兵健(74)专利代理机构长沙正奇专利事务所有限责任公司43113代理人马强(51)Int.Cl.B24D3/18(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法(57)摘要一种单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法，步骤为：将海绵板按所需砂轮规格裁剪，再清洗干燥待用；将金刚石磨料与硼玻璃粉、长石粉、石英粉按一定质量比在球磨条件下混合均匀后，与水玻璃溶液按比例配成陶瓷浆料；将海绵板放入密闭容器中抽真空，用导管向容器中导入陶瓷浆料浸渍海绵板，保压；取出浸渍有陶瓷浆料的海绵板，干燥，擦去表面多余浆料，再干燥；重复浸渍、干燥步骤2次；将浸渍完全的海绵板在80℃烘箱中干燥24小时，放入井式炉，用白刚玉完全掩埋，在N2保护下烧结，700℃保温1小时，随炉冷却；将烧结后的砂轮坯体进行外圆、内圆和平面加工，即得。本方法可制备出组织结构一致，孔隙含量高于60％的金刚石砂轮。CN1029ACCNN110209201002092016A权利要求书1/1页1.一种单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法，其特征是，该方法为：(1)制备陶瓷浆料：a.干粉料的重量百分比组成：金刚石(粒径10-40μm)48％-52％，硼玻璃粉(粒径10-40μm)28％-32％，粘土粉(粒径10-40μm)8％-12％，石英粉(粒径10-40μm)8％-12％；将上述各组分混合均匀，得干粉料；b.制备陶瓷浆料：按重量百分比取68％-72％的干粉料与28％-32％的水玻璃溶液，均匀混合，即得；(2)制备多孔金刚石砂轮：将裁剪好的海绵模板在真空条件下反复浸渍加有所述陶瓷浆料，浸渍体干燥后放入井式炉中，用粒度为240#的白刚玉完全掩埋，在N2保护下烧结，0℃～400℃的升温速率为1℃/分钟，400℃～700℃的升温速率为5℃/分钟，在700℃保温1小时；然后随炉冷却，得烧结后的砂轮坯体；将烧结后的砂轮坯体在工具磨床上进行外圆、内圆和平面加工，获得加工单晶硅棒用多孔金刚石砂轮。2CCNN110209201002092016A说明书1/2页单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷结合剂砂轮制备方法，进一步是指用于单晶硅棒表面抛光的高孔隙率陶瓷结合剂砂轮的制备技术，采用该砂轮在普通磨床上对粗磨后的单晶硅棒进行精磨抛光，可以获得高光洁度低残余应力的单晶硅加工面。背景技术[0002]目前，单晶硅棒的表面抛光主要采用HF化学腐蚀法，少量的单晶硅棒使用金刚石磨具抛光。磨具按结合剂的材质分为树脂结合剂和陶瓷结合剂，其中树脂结合剂砂轮加工的单晶硅棒光洁度较好，但是砂轮结构为全致密，磨削过程中磨削力和磨削发热均较大，加工面的应力层很厚，在晶棒的后继加工中容易崩边。陶瓷结合剂砂轮采用普通的粉末干压成型无压烧结工艺，砂轮中含有30％-50％的气孔，磨削单晶硅棒的效率高于树脂砂轮，但是气孔率还是偏低，磨削应力层偏厚；另外由于气孔分布不均造成砂轮硬度波动，加工的单晶硅棒表面有磨削波纹。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提出一种单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法，所制得的金刚石砂轮孔隙率可高达60％以上，孔结构大小均匀可调，砂轮硬度波动小，可对单晶硅棒进行高效率低应力磨削加工。[0004]本发明的技术方案是，所述单晶硅棒抛光用高孔隙率陶瓷结合剂砂轮制备方法包括：[0005](1)制备陶瓷浆料：[0006]a.干粉料的重量百分比组成：[0007]金刚石(粒径10-40μm)48％-52％，[0008]硼玻璃粉(粒径10-40μm)28％-32％，[0009]粘土粉(粒径10-40μm)8％-12％，[0010]石英粉(粒径10-40μm)8％-12％；[0011]将上述各组分混合均匀，得干粉料；[0012]b.制备陶瓷浆料：按重量百分比取68％-72％的干粉料与28％-32％的水玻璃溶液，均匀混合，即得；[0013](2)制备多孔金刚石砂轮：将裁剪好的海绵板在真空条件下反复浸渍加有所述陶瓷浆料，浸渍体干燥后放入井式炉中，用粒度为240#的白刚玉完全掩埋，在N2保护下烧结，0℃～400℃的升温速率为1℃/分钟，400℃～700℃的升温速率为5℃/分钟，在700℃保温1小