本发明涉及磨具制造
技术领域：
，尤其涉及一种树脂结合剂切割刀片及其制备方法。
背景技术：
：目前，切割用刀片是由超硬磨粒、结合剂以及填料组成。其中，超硬磨粒可以是金刚石或氮化硼，结合剂可以是热固性树脂粉末或粘性液体，而填料的加入可以调节刀片的导电性能或机械性能。随着我国半导体、LED、太阳能以及光通讯行业的快速发展，结合剂为树脂的树脂型结合剂切割刀片的应用越来越多。但国产树脂结合剂切割刀片问题比较多，普遍存在强度低、导电性差、磨耗不均一、寿命短以及崩边大等问题，因此树脂结合剂切割刀片基本依赖进口。但由于进口刀片价格高、订货周期长、售后服务不便，在一定程度上影响了树脂结合剂切割刀片的广泛应用，尤其限制了其在半导体方面的应用，进而限制了半导体的进一步发展。鉴于此，为了进一步扩大树脂结合剂切割刀片在半导体中的应用，亟需提供一种综合性能较好的树脂结合剂切割刀片。技术实现要素：本发明解决的技术问题在于提供一种树脂结合剂切割刀片及其制备方法，本申请提供的树脂结合剂切割刀片综合性能较好，具体的，本申请提供的树脂结合剂切割刀片具有强度高、导电性好、耐冲击性好、耐磨损、热膨胀系数小以及抵抗热变性能强的特点。有鉴于此，本申请提供了一种树脂结合剂切割刀片，由以下原料制备得到：所述结构增强剂为多壁碳纳米管。优选的，所述多壁碳纳米管为金属型多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管的管直径为2～100nm，长度为100nm～100μm。优选的，所述树脂结合剂为酚醛树脂粉末。优选的，所述磨料为金刚石，所述金刚石为低强度、高脆性的RVD系列金刚石，所述金刚石的粒径小于100μm。优选的，所述导电剂为炭黑，所述炭黑的电阻率小于1Ω.m，所述炭黑的粒径为20～60μm。优选的，所述结构增强剂的含量为3～10重量份。优选的，所述树脂结合剂的含量为40～70重量份。优选的，所述导电剂的含量为2～8重量份。本申请还提供了上述方案所述的树脂结合剂切割刀片的制备方法，包括：将结构增强剂、树脂结合剂、磨料与导电剂混合后，热压成型，再进行固化，得到树脂结合剂切割刀片。优选的，所述热压的温度为100～220℃，所述固化的温度为140～220℃，所述固化的时间为5～8h。本申请提供了一种树脂结合剂切割刀片，其包括20～60重量份的磨料，30～80重量份的树脂结合剂，2～13重量份的结构增强剂与1～10重量份的导电剂，其中所述结构增强剂为多壁碳纳米管。本申请的树脂切割刀片以多壁碳纳米管作为结构增强剂，由于多壁碳纳米管具有硬度大、良好的柔韧性、非凡的长径比、较高的热导率与导电性，因此，本申请提供的树脂结合剂切割刀片具有力学性能优良、导电性好、耐冲击性好、耐磨损、热膨胀系数小以及抵抗热变性能强的优点。附图说明图1为本发明实施例1制备的树脂结合剂切割刀片的照片。具体实施方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明实施例公开了一种树脂结合剂切割刀片，由以下原料制备得到：所述结构增强剂为多壁碳纳米管。本申请提供的树脂结合剂切割刀片，以多壁碳纳米管作为结构增强剂，使树脂结合剂切割刀片综合性能较好，解决了现有树脂结合剂切割刀片易变形，磨损快等缺点。按照本发明，所述树脂结合剂切割刀片的基础组分为磨料与树脂结合剂。所述磨料优选为金刚石，其具有硬度高，耐磨性好的优点；所述金刚石的强度优选为低强度、高脆性的RVD系列金刚石，粒径优选小于100μm，示例的，所述金刚石优选为W40金刚石、325/400金刚石或200/230金刚石。本申请所述树脂结合剂切割刀片中的磨料在切割刀片中主要作为切割工具，用于去除材料。在本发明中，所述磨料的含量为20～60重量份，在某些实施例中，所述磨料的含量优选为30～55重量份，更优选为40～50重量份。所述磨料的含量过低，则磨削效率低，影响切割工具的寿命，还会造成单边磨耗过快，产品出现V型槽；含量过高，金刚石过度聚集造成产品出现超尺寸崩边，影响产品性能，同时磨料易过早脱落，导致磨料浪费。所述树脂结合剂是将松散的磨料固结起来，形成具有一定形状、一定硬度与一定磨削性能的磨具。本申请所述树脂结合剂优选为酚醛树脂粉末。所述树脂结合剂的含量为30～80重量份，在实施例中，所述树脂结合剂的含量优选为40～70重量份，更优选为50～65重量份。若树脂结合剂的含量较小，对金刚石磨料的把持能力下降，磨料容易还未充分发挥其功用就会过早脱落；若树脂结合剂含量过高，则磨料含量就会过低，影响切割刀片的切割能力，减小刀片的使用寿命。在本发明中，所述结构增强剂作为切割刀片的增强组元，能够大幅度改善基体材料的机械强度、耐热性、耐磨性与耐腐蚀性等。本申请所述结构增强剂为多壁碳纳米管，碳纳米管本身结构纤细，且具高强度、高模量，加入到树脂中能够均匀分散，起骨架作用；多壁碳纳米管的存在能够有效地传递应力，阻止裂纹扩展。多壁碳纳米管除有一般无机填料降低收缩率的作用外，还因受力时能产生一定的形变，使应力容易松弛，消除界面应力集中和残余应力，减小制品的内应力。多壁碳纳米管总的作用效果是使聚合物内聚强度增大。此外多壁碳纳米管还可增加切割刀片的导电性，同时高硬度还可起到辅助磨料的作用。此外多壁碳纳米管的导热性好，切割过程中产生的瞬间高温可通过多壁碳纳米管迅速传给基体，热量散失快，从而减轻了磨削区的局部过热现象，提高了结合剂的耐热性能。所述多壁碳纳米管优选为金属型碳纳米管，管直径为2～100nm，长度优选为100nm～100μm，更优选为50～80μm；其来源本申请没有特别的限制，按照本领域技术人员熟知的方式制备得到，或直接为市售产品。本申请中所述多壁碳纳米管的含量为2～13重量份，在某些实施例中，所述多壁碳纳米管的含量更优选为3～10重量份，更优选为4～8重量份。若多壁碳纳米管含量过低，则发挥不到结构增强剂的骨架作用，对产品的韧性改变不大；若多壁碳纳米管含量过高，则会影响到结合剂和磨料的含量，影响产品性能。本申请所述导电剂能够使树脂结合剂切割刀片具有导电性能，切割刀片在接触到切割平台时通过瞬间电流导通，测定切割产品的高度，利于产品的切割。本申请所述导电剂优选为炭黑，所述炭黑为低电阻的中性炭黑，所述炭黑的电阻率小于1Ω.m，其粒径优选为20～60μm。所述导电剂的含量为1～10重量份，在实施例中，所述导电剂的含量优选为2～8重量份，更优选为4～6重量份。所述导电剂的含量过低，则树脂结合剂切割刀片的导电性不够，切割刀片接触到切割平台时电流无导通，刀片会继续向下旋转切割，损坏切割平台；导电剂的含量过高则会影响其他组分含量，影响树脂结合剂切割刀片的性能。本申请还提供了一种树脂结合剂切割刀片的制备方法，包括：将结构增强剂、树脂结合剂、磨料与导电剂混合后，热压成型，再进行固化，得到树脂结合剂切割刀片。在制备树脂结合剂切割刀片的过程中，所述热压与所述固化均为本领域技术人员熟知的技术手段，对此本申请没有特别的限制。所述热压的温度优选为100～220℃，更优选为150～200℃，所述热压的压力优选为300～500kg/cm2，更优选为350～400kg/cm2。所述固化的温度优选为140～220℃，更优选为160～200℃，所述固化的时间优选为5～8h。本申请提供了一种树脂结合剂切割刀片，其包括：磨料、树脂结合剂、结构增强剂与导电剂。本申请主要通过结构增强剂即多壁碳纳米管的添加，并添加树脂结合剂、导电剂与磨料，同时通过控制各组分的含量，实现了切割刀片综合性能的提高，树脂切割刀片最小厚度可达120μm；切割半导体芯片时，无崩边，无金属拉丝想象；刀片双边磨耗均一，产品切割过程中无V型出现；产品寿命长，能达到国外同类产品寿命。本申请提供的树脂结合剂切割刀片主要适用于半导体芯片、基板及封装体；LED/衬底材料及封装体切割；太阳能电池板切割；光通讯基板切割及开槽等。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的树脂结合剂切割刀片及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。以下实施例中的原料均为市售产品。实施例1将表1中的材料按比例称量，经混料机充分混匀后，放入300μm厚的磨具中摊料刮平，盖上压板在150℃下、500kg/cm2的压力下进行压制，压制完成后将半成品放入固化炉内在180℃下保温5h，冷却后进行外圆58mm和内圆40mm的修整，完成后即得外圆58mm、内圆40mm、厚度300μm的成品。如图1所示，图1为本实施例制备的切割刀片的照片。该成品在切割800um厚度的QFN材料时，可以在转速30krpm，切割速度150mm/s的条件下稳定工作；切割过程中刀片磨损率为0.3μm/m，进口刀片为0.35μm/m，国产刀片普遍超过0.6μm/m；最终寿命超过4000m，崩边小于20μm，达到或超过国外同类产品的水平。表1本实施例树脂结合剂切割刀片的组分数据表序号材料名称规格重量百分比1人造金刚石W4030重量份2碳纳米管长度50～80μm10重量份3导电炭黑<1Ω.m8重量份4树脂粉939P52重量份实施例2制备方法与实施例1相同，区别在于：树脂结合剂切割刀片的组分不同，具体如表2所示。表2本实施例树脂结合剂切割刀片的组分数据表序号材料名称规格重量百分比1人造金刚石325/40035重量份2碳纳米管长度50～80μm8重量份3导电炭黑<1Ω.m8重量份4树脂粉939P49重量份实施例3制备方法与实施例1相同，区别在于：树脂结合剂切割刀片的组分不同，具体如表3所示。表3本实施例树脂结合剂切割刀片的组分数据表序号材料名称规格重量百分比1人造金刚石200/23040重量份2碳纳米管长度50～80μm6重量份3导电炭黑<1Ω.m10重量份4树脂粉939P44重量份以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页1 2 3