摘要:超薄金剛石切割片,由于具有超薄切割槽寬,切割斷口平滑,廢品率低,切割效率高等優(yōu)點(diǎn),已逐步得到人們的重視。文章綜述了近10年來(lái)超薄金剛石切割片的主要制作方法的研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀,介紹了超薄金剛石切割片的制備方法,包括電鍍法和固化樹(shù)脂法,其中電鍍法以其設(shè)備簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、可循環(huán)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為*有可能大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的制備方法,文章*后指出了其發(fā)展方向。

    關(guān)鍵詞:超薄;金剛石切割片;電鍍;固化樹(shù)脂

    中圖分類號(hào):TQ164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-1433(2010)06-0034-04

   太陽(yáng)能作為一種取之不盡的清潔能源,它的開(kāi)發(fā)利用正引起人類的*大關(guān)注,商業(yè)化利用太陽(yáng)能已成為世界趨勢(shì)。太陽(yáng)能電池就是由此而誕生的太陽(yáng)能利用工具。硅系的太陽(yáng)能電池包括:單晶硅電池、多晶硅薄膜電池等,其中單晶硅大陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率*高,光電轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到23%,在現(xiàn)階段的大規(guī)模應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。近年來(lái),隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷成熟完善,硅片制造成本不斷降低,但是太陽(yáng)能電池所用硅片的切割成本卻一直居高不下,要占太陽(yáng)能電池總制造成本的30%以上。為了降低硅片加工期間發(fā)生崩邊的可能性,提高材料利用率,硅片的切割傾向于使用薄刀片。目前使用的普通刀片可大致分為厚度15~100μm的電鍍刀片和100~500μm的樹(shù)脂刀片兩種。在我國(guó),目前生產(chǎn)電鍍金剛石超薄切割片技術(shù)還不成熟,主要還處于試驗(yàn)研究階段，生產(chǎn)所需的超薄切割片主要依賴從美國(guó)、德國(guó)和日本進(jìn)口,因此,高精度金鋼石切割工具的研制技術(shù)是我國(guó)工具及微電子行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。

    2 金剛石超薄切割片研究現(xiàn)狀

    2.1 固化樹(shù)脂法

    樹(shù)脂法制造金剛石超薄切割片是一種可以得到很好保型性的方法,一般采用熱固性酚醛樹(shù)脂作為結(jié)合劑,它的做法是將金剛石磨粒與樹(shù)脂混合,然后用熱壓法燒結(jié)和熱固化后進(jìn)行研磨加工,這種工序需要數(shù)小時(shí),因此生產(chǎn)成本較高。隨著技術(shù)的進(jìn)步,熱固化樹(shù)脂逐漸被光固化樹(shù)脂所替代,光固化樹(shù)脂主要由基礎(chǔ)聚合物(光交聯(lián)性聚合物)、活性稀釋劑(光聚合性單體)、光引發(fā)劑以及添加劑組成。它和熱固化樹(shù)脂*本質(zhì)的區(qū)別在于其固化過(guò)程是吸收適當(dāng)波長(zhǎng)的光而引起的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,它從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w是分子量增加的結(jié)果,而不是溶劑揮發(fā)所造成的,故具有快速固化、無(wú)污染、節(jié)省能源的優(yōu)點(diǎn),但制約因素是其原材料價(jià)格較高。

    運(yùn)用光固化樹(shù)脂法制造超薄金剛石切割片方面,彭偉,谷泰弘等利用光固化樹(shù)脂作為結(jié)合劑研制成功厚度為0.15mm的超薄型金剛石切割砂輪,并完成了對(duì)單晶硅片的切割試驗(yàn)。切割使用后的砂輪形態(tài)為:53mm×40mm×0.15mm。對(duì)于實(shí)驗(yàn)制得的試樣進(jìn)行了切割試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,*終結(jié)果顯示,添加適量的SiO2能夠提高切割片的綜合性能,且當(dāng)所添加的微粒含量為48%時(shí),切割片的切割效果*好,切割斷口較光滑。