晶圆减薄砂轮是结合国产替代的现状，重点开发的#-#的陶瓷结合剂金刚石减薄砂轮。

细粒度砂轮（5微米以细）制作的难点主要在于：

1、微粉磨料的质量管控。

比如金刚石微粉，5微米以细的微粉容易有大颗粒、大片，这些将严重影响加工表面质量，必须加以管控；2微米以细的微粉容易软团聚，会影响混料均匀性。另外，批次稳定性是各个微粉厂家存在的普遍问题，D50、粒度分布宽度、颗粒形状等存在较大范围的波动。

2、结合剂粒度的细化。

结合剂粒度与磨料粒度要匹配，所以制作5微米以细的砂轮，结合剂粒度也应在5微米以细，而现有的球磨工艺很难将结合剂细化到小于5微米。

3、最难，也是最关键的地方是：混料均匀性、成型均匀性。

传统的干法混料难以使5微米以细的粉料混匀；越细的粉体，松装密度越大，冷压成型时的压力衰减也越严重，砂轮的内部组织难以均匀，导致磨削加工不稳定。所以，如何使砂轮的组织结构均匀、批次稳定是非常、非常重要的问题。

对于以上难点或问题，我们做了以下工作：

1）2微米以细微粉的“松团”；

2）陶瓷结合剂超细化制作；

3）5微米以细粉体的均匀化混料；

4）5微米以细粉体的“造粒”；

5）2微米以细微粉的显微镜质量检测。

在以上工作的基础上，有企业历经三年创新地发展了“湿法工艺”，完美地解决了“均匀性”的关键问题。该工艺完美适用2微米、甚至1微米以细的超细粒度砂轮的制作，业已在终端厂家得到验证。

晶圆减薄一般采用晶圆片自旋转磨削，加工过程包括粗磨和精磨加工。粗磨加工的轴向进给速度大，使用粒度较大的金刚石砂轮，以达到快速去除约90%的加工余量；精磨加工的轴向进给速度较小，使用粒度极小的金刚石砂轮，精磨加工的目的有两个：

1）去除剩余的10%加工余量；

2）消除粗磨加工造成的损伤层。

在半导体晶圆减薄工序，市场目前已批量生产金属结合剂砂轮、陶瓷结合剂砂轮、复合结合剂砂轮，涉及粗磨、半精磨、精磨各工序。

图1半导体加工工序（图片来源：郑州千磨）

结合剂是影响金刚石砂轮性能和磨削效果的重要因素之一。SiC等第三代半导体材料有硬度高、脆性大、易烧伤的特点，导致使用传统陶瓷、树脂和金属结合剂金刚石砂轮难以达到加工要求。复合型结合剂（金属/陶瓷复合结合剂）综合两种结合剂的优点，具有寿命长、自锐性好、形变小和加工质量高等优点，在精密陶瓷部件的加工中表现出优异的性能。复合型结合剂金刚石砂轮，在第三代半导体材料减薄中具有广阔的应用前景。

表1相关产品磨削实例（图片来源：郑州千磨）

相关产品照片（图片来源：郑州千磨）

参考资料：

1、郑州千磨

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