一种减薄砂轮及其制备方法.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CN108942708A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810756436.1(22)申请日2018.07.11(71)申请人郑州磨料磨具磨削研究所有限公司地址450001河南省郑州市高新区梧桐街121号(72)发明人闫宁赵延军惠珍(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人时立新(51)Int.Cl.B24D3/28(2006.01)B24D7/02(2006.01)B24D18/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种减薄砂轮及其制备方法(57)摘要本发明属于衬底基片加工技术领域，具体涉及一种减薄砂轮及其制备方法。所述减薄砂轮，包括以下体积份数的原料：金刚石17-22份、碳化硅9-19份、氧化锌2-5份、石墨1-3份、酚醛树脂25-45份、碳酸氢钠2-4份、偶联剂2-4份。本发明制备的衬底基片加工用砂轮分别采用单向压制和双向压制而成，采用该砂轮可以使磨削的基片表面粗糙度低，无划痕、凹坑、微裂纹等表面/亚表面损伤；砂轮可以实现纵向梯度差小于2%，基片表面粗糙度值小于20nm，提高了基片表面几何精度和表面完整性；避免了基片加工的质量不稳定，提高了生产效率和良品率。CN108942708ACN108942708A权利要求书1/1页1.一种减薄砂轮的制备方法，其特征在于，包括以下体积份数的原料：金刚石17-22份、碳化硅9-19份、氧化锌2-5份、石墨1-3份、酚醛树脂25-45份、碳酸氢钠2-4份、偶联剂2-4份；包括如下步骤：将配方中的金刚石、碳化硅、偶联剂与稀释剂搅拌均匀；将步骤1）的混合物料进行超声分散，然后烘干；将氧化锌、石墨、酚醛树脂和碳酸氢钠与步骤2）的物料进行混合、过筛；将步骤3）的混合物料分成两部分投入模具进行压制成型，投入第一部分用料时，采取单向压制；投入第二部分用料时，采用双向压制；将步骤4）压制成型后的物料降至室温脱模，得到砂轮环；步骤5）得到的砂轮环经过加工即得所述减薄砂轮。2.根据权利要求1所述的减薄砂轮的制备方法，其特征在于，所述金刚石为镀镍金刚石，偶联剂为偶联剂550。3.根据权利要求1所述的减薄砂轮的制备方法，其特征在于，配料中金刚石粒径为8-12μm，碳化硅采用两种不同的粒径，分别为3.5μm、5μm，其对应的体积份数分别为4-10份、5-9份，氧化锌粒径为1-3μm，石墨粒径为2-4μm，酚醛树脂粒径为13-20μm，碳酸氢钠粒径为50-100μm。4.根据权利要求1所述的减薄砂轮的制备方法，其特征在于，步骤1）中稀释剂为乙醇。5.根据权利要求1所述的减薄砂轮的制备方法，其特征在于，步骤4）压制成型温度为150-250℃。6.根据权利要求1所述的减薄砂轮的制备方法，其特征在于，步骤4）中第一部分用料投入高度为1-5mm，单向压制的压力为1-10Mpa；第二部分用料投入高度为5-10mm，双向压制的压力为5-20Mpa。7.权利要求1-6任一所述制备方法制得的砂轮。8.权利要求7所述的砂轮用于基片衬底的减薄。9.根据权利要求7所述的砂轮，其特征在于，砂轮环尺寸是1A8型。2CN108942708A说明书1/6页一种减薄砂轮及其制备方法技术领域[0001]本发明属于衬底基片加工技术领域，具体涉及一种减薄砂轮及其制备方法。背景技术[0002]随着微电子和光电子技术的快速发展，单晶硅、蓝宝石等基片作为性能优异的衬底材料在集成电路、光电、航空航天及国防科技等领域中被广泛应用。出于后续加工工工艺和器件性能需求，基片衬底加工具有极高的表面几何精度和表面完整性要求。[0003]目前，晶体基片加工工艺主要有研磨、磨削、化学腐蚀和化学机械抛光(CMP)等，常用的是采用金刚石砂轮进行磨削。但是，采用金刚石砂轮磨削，需通过金刚石磨粒与基片表面挤压、划擦、耕犁等作用实现材料去除。此过程中无疑会对基片表面造成划痕、崩碎等损伤,也会对亚表面造成微裂纹等损伤,而磨削压力与磨削速度等参数的变化,也将大大影响磨削表面/亚表面损伤形式，如图8所示。即使磨削过程中一切客观因素均不变，仍可能在磨削过程出现划痕、碎片等毁灭性的风险，主要是是因为基片属于硬脆材料，遇到大于其晶格常数的外力时，裂纹会沿着基片晶向方向断裂，其中这里面的风险主要来源之一是砂轮。为了消除磨削损伤层，需要通过后续的CMP获得超光滑无损伤表面，这无疑会增加加工工时和成本。特别是在超薄晶体基片的超精密磨削加工(如硅片的背面磨削减薄)时，磨削表面层损伤很容易引起基片的碎裂。因此，减小和消除磨削表面层损伤、避免砂轮纵向梯度不均匀是基片精密磨削急需解决的关键问题。[0004]中国专利公开号CN1951635A，公布日期是2