PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片及其应用

摘要

本发明公开了PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片及其应用，其制备方法包括以下步骤：将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；将金刚石超薄切割片电镀品于180～250℃加热2h，得到金刚石超薄切割片成型体；金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片。本发明制备轮毂型金刚石超薄切割片时，掺和了石墨粉，石墨粉的硬度远远低于金刚石和结合剂镍，切割过程中使产品具有更高的锋利性，改善产品切割品质；尤其是限定比例，可以达到优异的切割效果。

权利要求

1.PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片的制备方法包括以下步骤：（1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

（2）将金刚石超薄切割片电镀品于180～250℃加热2h，得到金刚石超薄切割片成型体；

（3）金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片；

电镀液由硫酸镍、氯化镍、硼酸、糖精、丁炔二醇、乙酸钠、水组成；硫酸镍的浓度为390-

410g/L，氯化镍的浓度为38-42g/L，硼酸的浓度为30-40g/L，糖精的浓度为0.3-0.6g/L，1,4丁炔二醇的浓度为0.2-0.5g/L，石墨粉的浓度为1g/L，金刚石的浓度为0.2g/L，乙酸钠的浓度为05g/L。

2.根据权利要求1所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，采用研磨机对金刚石超薄切割片成型体镀层面进行单面研磨加工；机加工包括开孔加工和车加工整形；

碱蚀为用氢氧化钠腐蚀；磨削开刃为将金刚石超薄切割片成型体切割油石。

3.根据权利要求1所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，研磨的时间为5～40min；磨削开刃时间为1～30min；电镀处理时采用搅拌上砂方式，搅拌包括高速搅拌与低速搅拌，高速搅拌、低速搅拌依次进行；电镀处理的温度为35～45℃，电镀时间为180min～300min。

4.根据权利要求3所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，高速搅拌的时间为5s-30s，低速搅拌的时间为30s-2min；高速搅拌与低速搅拌的转速分别为800rpm、

150rpm。

5.根据权利要求1所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，金刚石的粒度范围为10/20-30/40；石墨粉的粒径为0.5-2μm。

6.根据权利要求1所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其特征在于，轮毂型金刚石超薄切割片的刀刃设有槽。

7.权利要求1所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片在切割PCB基板中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，切割PCB基板时，进到速度为160mm/s-

200mm/s。

说明书

PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于砂轮技术，具体涉及PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片及其应用。

背景技术

[0002] 现在的轮毂型金刚石超薄切割片，由于其主要是由镍和金刚石构成，在切割产品过程中，由于镍比较硬，金刚石不容易脱落，所以在切割PCB板一段时间后，金刚石刃口磨损，导致切削力降低，最后切割出来的产品出现崩边、裂纹和破碎等现象。

发明内容

[0003] 本发明公开了PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片及其应用，具有较好的切割品质与较高的切割效率。

[0004] 本发明采用如下技术方案：

[0005] PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片，其制备方法包括以下步骤：

[0006] （1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

[0007] （2）将金刚石超薄切割片电镀品于180-250℃加热2h，得到金刚石超薄切割片成型体；

[0008] （3）金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片。

[0009] PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片的制备方法，包括以下步骤：

[0010] （1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散得到混合体系，然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

[0011] （2）将金刚石超薄切割片电镀品于180-250℃加热2h，得到金刚石超薄切割片成型体；

[0012] （3）金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片。

[0013] PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片成型体，其制备方法包括以下步骤：

[0014] （1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

[0015] （2）将金刚石超薄切割片电镀品于180-250℃加热2h，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片成型体。

[0016] PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片成型体的制备方法，包括以下步骤：

[0017] （1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

[0018] （2）将金刚石超薄切割片电镀品于180-250℃加热2h，得到PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片成型体。

[0019] 本发明还公开了所述PCB板用轮毂型金刚石超薄切割片在切割PCB基板中的应用。

[0020] PCB板的切割方法，包括以下步骤：

[0021] （1）将石墨粉、金刚石、电镀液混合后超声分散，得到混合体系；然后加入铝基体，进行电镀处理，得到金刚石超薄切割片电镀品；

[0022] （2）将金刚石超薄切割片电镀品于180-250℃加热2h，得到金刚石超薄切割片成型体；

[0023] （3）金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到超薄切割片；

[0024] （4）将超薄切割片装在切割机上；将贴好膜的PCB板放在切割机陶瓷盘上，开真空，将PCB板吸在陶瓷盘上；然后将超薄切割片的刀痕对准PCB板的切割道，开始切割。

[0025] 优选的，切割时，进刀速度为160mm/s～200 mm/s。现有常规切割片的进刀速度一般在120 mm/s～140 mm/s，再快会导致切割毛刺很大，切割产品都是不良品。

[0026] 本发明中，金刚石超薄切割片成型体经过研磨、机加工、碱蚀、磨削开刃，得到轮毂型金刚石超薄切割片；优选的，采用研磨机对金刚石超薄切割片成型体镀层面进行单面研磨加工，避免随机落砂带来的镀层平面度较差的问题，机加工包括开孔加工和车加工整形，碱蚀为用氢氧化钠腐蚀，从而露出背面镀层，磨削开刃为将金刚石超薄切割片成型体切割油石，对刀片的正面和背面进行磨削开刃，露出金刚石，避免采用化学腐蚀得到的产品平面度不一致问题，最后得到完整的轮毂型金刚石超薄切割片。进一步优选的，研磨的时间为5-40min，得到的镀层平面度为2μm，磨削开刃时间为1-30min，保证刀片正面和背面的金刚石高度一致性，使其都在同一平面上，增加了切割过程中金刚石的有效使用数量，也就是说切割时同时有更多的金刚石参与切割，提升了切割效率。

[0027] 本发明中，石墨粉的粒径为0.5-2μm，石墨粉的硬度远远低于金刚石和结合剂镍，切割过程中使产品具有更高的锋利性，改善产品切割品质。

[0028] 本发明中，电镀处理时采用搅拌上砂方式，搅拌包括高速搅拌与低速搅拌，优选的，高速搅拌的时间为5s-30s，低速搅拌的时间为30s-2min，使石墨粉与金刚石均匀分布在镀液中；高速搅拌、低速搅拌是依次进行，高速搅拌的作用是把金刚石和石墨粉搅拌起来，使其均匀的分布在镀液中，低速搅拌的作用是落砂，让金刚石和石墨粉落到基体上，与镍一起电沉积上去，形成镀层，同时低速搅拌可以获得圆周均匀的镀层。优选的，高速搅拌与低速搅拌的转速分别为800rpm、150rpm。

[0029] 本发明中，电镀液包括硫酸镍、氯化镍、硼酸、糖精、丁炔二醇、水，好控制，镀液稳定；优选的，混合体系中，硫酸镍的浓度为390-410g/L，氯化镍的浓度为38-42g/L，硼酸的浓度为30-40g/L，糖精的浓度为0.3-0.6g/L，1,4丁炔二醇的浓度为0.2-0.5g/L，石墨粉的浓度为1g/L，金刚石的浓度为0.2g/L。

[0030] 本发明中，金刚石的粒径范围为10/20-30/40；电镀处理的温度为35-45℃，电镀时间为180min-300min。

[0031] 优选的，电镀液还包括乙酸钠，乙酸钠的浓度为0.5g/L，乙酸钠在以往的化学镀液中用的较多，电镀液未见报道，其作用一般是酸碱值调节物，用量不是太高但是也不少，本发明创造性的加入较少量的乙酸钠调节电镀液，发现其与电镀液其他组分相容性不错，而且可以增加电镀切割片的冲击强度，这与电镀体系酸碱值无关，少量的乙酸钠对电镀体系的酸碱值几乎没有影响，猜测是与乙酸钠调节镍离子的沉积有关，可能使得镍离子的沉积更均匀，同时增加乙酸钠的用量反而不利于切割片发挥优异性能。

[0032] 优选的，轮毂型金刚石超薄切割片的刀刃设有槽，可以增加排屑效果，提高产品加工品质，槽的数量没有特别限制，槽利用常规加工方法制备。

[0033] 本发明的优点：

[0034] 1、本发明制备轮毂型金刚石超薄切割片时，掺和了石墨粉，石墨粉的硬度远远低于金刚石和结合剂镍，切割过程中使产品具有更高的锋利性，改善产品切割品质；尤其是限定比例，可以达到优异的切割效果。

[0035] 2、本发明制备轮毂型金刚石超薄切割片时，电镀后的金刚石超薄切割片电镀品放入烘箱，降低了刀片内应力，增加了延展性。

[0036] 3、本发明制备轮毂型金刚石超薄切割片时，电镀后产品采用单面研磨，提高了刀片的平整度，使产品具有比现有技术更高的精度，提升了切割品质。

[0037] 4、本发明制备轮毂型金刚石超薄切割片时，不再使用电化学抛光的出刃的模式，采用切割油石出刃，保证刀片正面和背面的金刚石高度一致性，使其都在同一平面上，增加了切割过程中金刚石的有效使用数量，也就是说切割时同时有更多的金刚石参与切割，提升了切割效率。

附图说明

[0038] 图1为本发明轮毂型金刚石超薄切割片结构示意图；

[0039] 图2为本发明轮毂型金刚石超薄切割片局部放大图；

[0040] 其中，1为铝基体，2为金刚石刀刃，3为槽；

[0041] 图3为实施例的超薄切割刀进刀速度180mm/s下切割图片；

[0042] 图4为实施例的超薄刀片进刀速度200mm/s下切割图片。

具体实施方式

实施例

[0043] 1、配备电镀液，其配方为：硫酸镍400g/L，氯化镍40g/L，硼酸35g/L，糖精0.5g/L，1,4丁炔二醇0.3g/L，其余为水。

[0044] 2、选取粒径为0.5-2μm的石墨粉，与金刚石一起放在烧杯里，加入电镀液后用超声波分散，得到混合体系，其中石墨粉的浓度为1g/L，金刚石的浓度为0.2g/L；然后加入铝基体于40℃电镀，得到金刚石超薄切割片电镀品。

[0045] 电镀时采用搅拌上砂方式，搅拌为依次采用高速搅拌、低速搅拌，使石墨粉与金刚石均匀分布在镀液中，得到带有金刚石的珍珠镍镀层，电镀到已经制作好的铝基体上；高速搅拌与低速搅拌的转速分别为800rpm、150rpm；金刚石粒度、搅拌时间以及电镀时间、研磨机研磨时间、切割油石时间如下：

[0046]

[0047] 3、电镀结束后，将镀后的产品金刚石超薄切割片电镀品拿出来，放进烘箱里，210℃加热2h，去除应力，得到金刚石超薄切割片成型体。

[0048] 4、电镀后的产品，电镀落砂是随机落砂，本发明采用研磨机对金刚石超薄切割片成型体镀层面进行单面研磨加工，研磨时间如上，加工后的镀层平面度为2μm；然后采用机加工开孔和车加工整形处理，再用氢氧化钠碱蚀后，露出背面镀层，作为切割刀。

[0049] 6、将露出背面镀层的金刚石超薄切割片成型体装在切割机上，切割油石，对金刚石超薄切割片成型体的正面和背面进行磨削开刃，时间如上，露出金刚石刀刃，避免采用化学腐蚀得到的产品平面度不一致，最后用线切割开槽，得到完整的轮毂型金刚石超薄切割片。

[0050] 上述制备的轮毂型金刚石超薄切割片结构示意图见图1，其中局部放大图见图2，切割片直径55.63毫米，内孔孔径19.05毫米，厚度4.49毫米，铝基体直径56.5mm，设有32个槽，每个槽槽深2mm、槽宽1mm。

[0051] 以15/25型号金刚石工艺参数为基准，通过其他条件的改变，得到对比例，如下：

[0052] 在实施例的基础，不加入石墨粉，其他一样，得到金刚石超薄切割片D1。

[0053] 在实施例的基础，不开槽，其他一样，得到金刚石超薄切割片D2。

[0054] 在实施例的基础，搅拌为600rpm单速搅拌，其他一样，得到金刚石超薄切割片D3。

[0055] 在实施例的基础，采用常规化学腐蚀开刃，其他一样，得到金刚石超薄切割片D4。

[0056] 在实施例的基础，金刚石的浓度为0.4g/L，其他一样，得到金刚石超薄切割片D5。

[0057] 在实施例的基础，石墨粉的浓度为2g/L，其他一样，得到金刚石超薄切割片D6。

[0058] 在实施例的基础，电镀液中加入浓度为0.5g/L的乙酸钠，其他一样，得到金刚石超薄切割片，冲击强度较不加入乙酸钠提高4.8%，切割性能基本一样，尤其是切割毛刺也在8μm左右；但是如果加入1g/L的乙酸钠，切割刀毛刺会较不加入乙酸钠增大，达到15μm。

[0059] 利用上述超薄切割片切割常规PCB板，切割步骤如下：

[0060] 第一步：将切割片装在DISCO 3350切割机上；

[0061] 第二步：把PCB基板贴在UV膜上，用贴膜机贴牢；

[0062] 第三步：将贴好膜的PCB板放在切割机陶瓷盘上，开真空，将UV膜和PCB板吸在陶瓷盘上；

[0063] 第四步：操作机器，在触摸屏窗口寻找PCB基板的放大图像，用刀痕对准PCB基板的切割道，切割深度设置为入UV膜0.09mm深；

[0064] 第五步：开始切割，进刀速度140mm/s；CH1为横向切割，CH2为纵向切割；

[0065] 第六步：切割完CH1和CH2后，检查芯粒切割部位是否发黑和有毛刺。

[0066] 实施例的超薄切割刀（15/25型号金刚石）、超薄刀片D1到D6的刀割毛刺分别为8μm、57μm、33μm、16μm、39μm、26μm、30μm；现有常规切割刀毛刺为69μm（进刀速度120mm/s下，毛刺为50μm），切割部位发黑；用切割米数作为切割刀寿命的指标，测试表明实施例的超薄切割刀、超薄刀片D1到D6、现有常规切割刀的切割米数分别达到1.5万米、1.02万米、1.34万米、1.44万米、1.28万米、1.39万米、1.37万米、1万米；图3为实施例的超薄切割刀进刀速度180mm/s下切割图片，图4为实施例的超薄刀片进刀速度200mm/s下切割图片，可以看出，实施例切割面平滑、切割品质好，切割刀毛刺分别为11μm、18μm，切割部位不发黑。

[0067] 本发明采用新的电镀配方以及工艺，将金刚石与石墨粉一起电镀到基体上，降低了一部分镍结合剂的体积，起到软化结合剂的作用；使得结合剂硬度比较低，在切削过程中更容易脱落，连带着镍结合剂磨损，露出新的更具有锋利性的金刚石，改善切割品质，还可以利用石墨粉粒度比金刚石要细，只有金刚石的1/4左右的优点，切削过程中起到精磨的作用，改善崩边，实施例的超薄切割刀崩边小于10μm，即使采用进刀速度200mm/s，切割刀毛刺为18μm，完全符合品质要求。