半导体材料专用加工刀具编制说明

《半导体材料专用加工刀具》团体标准

编制说明

一、工作简况

（一）任务来源

随着半导体技术的快速发展，半导体材料的加工需求也日益增长。

半导体材料加工的关键环节之一就是使用高精度的刀具进行切削加工。

然而，由于半导体材料的特殊性，常规的刀具往往难以满足其加工要求。

因此，为了提高半导体材料加工的质量和效率，制定一套适用于半导体

材料加工的团体标准显得尤为重要。

制定半导体材料专业加工刀具的团体标准可以提高加工质量、提高

加工效率、降低成本、促进技术交流与创新。

半导体材料专业加工刀具的团体标准的意义主要体现在以下几个方

面：一是促进行业发展，制定统一的标准可以促进行业内企业的竞争和

合作，推动整个行业的发展和进步。二来提高产品质量，标准化的刀具

可以保证产品的一致性和稳定性，提高产品的质量和可靠性。三可以提

高企业竞争力，通过遵循团体标准，企业可以提高自身产品的质量和效

率，提升竞争力，获得更多的市场份额。四是促进国际贸易，制定团体

标准可以提高国内企业的产品质量和信誉度，促进国际贸易的发展，拓

展海外市场。五是促进技术创新，团体标准的制定可以促进技术交流和

合作，推动半导体材料加工技术的创新和进步，提高整个行业的竞争力。

综上所述，半导体材料专业加工刀具的团体标准的制定具有重要的

背景、目的和意义。通过制定统一的标准，可以提高加工质量和效率，

降低成本，促进技术交流与创新，推动行业的发展和进步。因此，各方

应加强合作，共同制定和遵守半导体材料专业加工刀具的团体标准，为

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行业的可持续发展做出贡献。

（二）编制过程

为使本标准在半导体材料专用加工刀具市场管理工作中起到规范信

息化管理作用，标准起草工作组力求科学性、可操作性，以科学、谨慎

的态度，在对我国现有半导体材料专用加工刀具市场相关管理服务体系

文件、模式基础上，经过综合分析、充分验证资料、反复讨论研究和修

改，最终确定了本标准的主要内容。

标准起草工作组在标准起草期间主要开展工作情况如下：

1、项目立项及理论研究阶段

标准起草组成立伊始就对国内外半导体材料专用加工刀具相关情况

进行了深入的调查研究，同时广泛搜集相关标准和国外技术资料，进行

了大量的研究分析、资料查证工作，确定了半导体材料专用加工刀具市

场标准化管理中现存问题，结合现有产品实际应用经验，为标准起草奠

定了基础。

标准起草组进一步研究了半导体材料专用加工刀具需要具备的特殊

条件，明确了技术要求和指标，为标准的具体起草指明了方向。

2、标准起草阶段

在理论研究基础上，起草组在标准编制过程中充分借鉴已有的理论

研究和实践成果，基于我国市场行情，经过数次修订，形成了《半导体

材料专用加工刀具》标准草案。

3、标准征求意见阶段

形成标准草案之后，起草组召开了多次专家研讨会，从标准框架、

标准起草等角度广泛征求多方意见，从理论完善和实践应用多方面提升

标准的适用性和实用性。经过理论研究和方法验证，起草组形成了《半

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导体材料专用加工刀具》（征求意见稿）。

（三）主要起草单位及起草人所做的工作

1、主要起草单位

中国中小商业企业协会、煜涵新材料（杭州）有限公司等多家单位

的专家成立了规范起草小组，开展标准的编制工作。

经工作组的不懈努力，在2023年8月，完成了标准征求意见稿的编

写工作。

2、起草人所做工作

广泛收集相关资料。在广泛调研、查阅和研究国际标准、国家标准、

行业标准的基础之上，形成本标准草案稿。

二、标准编制原则和主要内容

（一）标准编制原则

本标准依据相关行业标准，标准编制遵循“前瞻性、实用性、统一性、

规范性”的原则，注重标准的可操作性，本标准严格按照《标准化工作指

南》和GB/T1.1《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要

求进行编制。标准文本的编排采用中国标准编写模板TCS2009版进行

排版，确保标准文本的规范性。

（二）标准主要技术内容

本标准报批稿包括11个部分，主要内容如下：

1范围

本文件规定了半导体材料专用加工刀具的术语和定义、分类、基本

要求、工艺流程、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输

和贮存及质量承诺内容。

本文件适用于半导体材料专用加工刀具。

2规范性引用文件

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下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的

条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；

不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T4309粉末冶金材料分类和牌号表示方法

GB/T5305手工具包装、标志、运输与贮存

GB/T6461金属基体上金属和其它无机覆盖层经腐蚀试验后的试

样和试件的评级

GB/T9286色漆和清漆划格试验

GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验

GB/T13818压铸锌合金

GB/T15115压铸铝合金

GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量要求

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4分类

半导体材料专用加工刀具分类见表1。

表1分类

颗粒尺寸

序号粒度号使用范围

/um

2000～

112#、14#、16#粗磨、荒磨、打磨毛刺

1000

1000～磨钢锭、打磨铸件毛刺、切断钢

220#、24#、30#、36#

400坯等

内圆、外圆、平面、无心磨、工

346#、60#400～250

具磨等

内圆、外圆、平面、无心磨、工

470#、80#250～160

具磨等半精磨、精磨

100#、120#、150#、半精磨、精磨、珩磨、成型磨、

5160～50

180#、240#工具磨等

精磨、超精磨、珩磨、螺纹磨、

6W40、W28、W2050～14

镜面磨等

精磨、超精磨、镜面磨、研磨、

7W14～更细14～2.5

抛光等

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5基本要求

5.1设计研发

5.1.1应具备产品外形、功能结构、使用安全性等特性的设计研发能力。

5.1.2应具备模具模流分析和优化设计压铸成型过程的能力。

5.1.3应具备零部件铸造加工及产品装配全过程的工装夹具设计能力。

5.1.4应具备运用三维软件对产品进行仿真、优化、验证的能力。

5.2原材料与零部件

5.2.1铝合金材料应符合GB/T15115规定，锌合金材料应符合GB/T

13818规定。

5.2.2铁二镍及铁基合金材料应符合GB/T4309规定。

5.2.3刀体涂层、刀体及构件材料应符合GB/T26572的规定，其限用

物质限量要求应符合表2规定。

表2限用物质限量要求

单位：ppm

六价铬多溴联苯多溴二苯醚

铅（Pb）汞（Hg）镉（Cd）

（Cr6+）（PBB）（PBDE）

≤1000≤1000≤100≤1000≤1000≤1000

5.3工艺装备

5.3.1刀片、滚轮应采用数控车床加工。

5.3.2刀片应采用真空热处理工艺。

5.3.3应配置伺服控制的自动螺丝机等自动化工艺装备辅助产品组合

装配。

5.4检验检测

5.4.1应具备对外观质量、装配、耐腐蚀性、抗跌落、使用寿命等项目

的检测能力。

5.4.2应配备对耐腐蚀性进行测试的盐雾测试机。

6工艺流程

6.1制备基本工艺过程

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半导体刀具适用于干磨和湿磨，特别是使用水基和油基磨削液的条

件下。半导体刀具的良好弹性使其适用于超精确磨削和表面抛光，其制

备流程见图1。

图1生产工艺流程

6.2混料工艺规程

6.2.1工序目的

混料工序的目的是将树脂、填充料、着色剂等均匀地粘附在刀具表

面。

6.2.2设备主要参数

设备主要参数为：

3

——混料锅容积：1.0m；

——搅拌转速：48r.p.m。

6.2.3工艺参数

搅拌时间应为15分钟左右。

6.2.4主要操作过程

主要操作过程应按如下步骤顺序进行。

a)称料：严格按配方将各种原料分别称好，放好，并做好相应的标

识。

b)混磨料：将称好的磨料加入上搅拌锅内。

c)加树脂液：将称好的树脂液加入上搅拌锅内，混合约两分钟。

d)加填充料：待上锅加入液体树脂的料混合约2分钟左右，将称好

的填充料、着色剂加入上搅拌锅内。

e)搅拌：将上述原料搅拌至均匀状态后放入下搅拌锅（共7分钟左

右）。

f)加树脂粉：将树脂粉加入下搅拌锅内。

g)搅拌：将上锅混合好的料翻入下锅，开机，搅拌至均匀状态约5

分钟左右加入润湿剂后再混合2分钟左右出锅。

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h)落料：将砂箱放在振筛下，打开振筛马达和落料口，将混料全部

铲入砂箱内，关机。

i)整理：将上下锅锅底锅边铲干净，将砂箱码放整齐。

6.2.5质量要求

混合料均匀、松散、干湿适中，各种物料称量误差应不超过0.1%。

6.2.6注意事项

6.2.6.1应先加料，后开动机器，严禁开机时加料。

6.2.6.2开机时严禁将头、手、物等伸到混料爪旋转范围内。

6.2.6.3应严格按顺序加料。

6.3压制工艺规程

6.3.1应将模具安装好，称量所要求量的磨料添入模具空腔，刮平后压

制。

6.3.2需要放置增强玻纤网片的应按要求放入。然后在室温下加压，一

般冷压的压力范围为15～30N/mm2，最好是15～25N/mm2。压力大小的选

择取决于物料的可塑性和砂轮要求达到的密度。不宜使用过高的压力，

否则会将磨料压碎。

6.3.3压制时间一般为5～50秒，最好是5～30秒，时间长短取决于砂

轮要求达到的密度和形状以及物料的可塑性的好坏。

6.4固化工艺规程

6.4.1将刀具用陶瓷质的圆盘固定，以保证砂轮在固化过程中不变形，

均匀放置于炉内，炉内要有空气循环以使各部位受热均匀，然后启动升

温程序进行固化。

6.4.2在整个加热过程中发生物理和化学变化，各个温度阶段主要发生

以下反应：

a)80℃时树脂开始熔融，有水分蒸出，固化反应开始；

b)110℃时六次分解并促使熔融的树脂发生交联，同时释放出氨气、

水等气体；

c)110℃～180℃树脂进行交联直至完全固化，大量的氨气释放；

d)高温区时间过长会导致树脂的过固化，在刀具硬度升高的同时，

导致刀具的强度下降。

6.4.3一般根据刀具的不同要求选择不同固化曲线和固化终温。终温为

165℃～170℃，刀具硬而韧性好；终温为175℃～180℃，刀具硬；终温

为185℃～190℃，刀具硬而脆。

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7技术要求

7.1外观质量

7.1.1半导体材料专用加工刀具表面不应有裂痕、毛刺、锈蚀，压铸件

表面不应有明显的砂眼、气孔等缺陷。

7.1.2半导体材料专用加工刀具表面涂层应色泽均匀，不得有脱层、气

泡等缺陷。

7.1.3刀体应光滑、平整、无开裂、变形等缺陷。

7.1.4刀体表面涂层附着力应不低于GB/T9286规定的2级。

7.1.5刀片不应有锈蚀、崩刃、钝口、卷刃等缺陷，电镀层表面应色泽

均匀，不应有漏镀、起皮等缺陷。

7.2装配要求

7.2.1半导体材料专用加工刀具的滑块或刀杆应能在刀体导轨上灵活

移动，刀片和滚轮应能转动自如。

7.2.2同规格刀片应能互换。互换时，刀片应不作任何加工就能与刀体

配合。

7.2.3产品应进退无卡顿、锁定及解锁顺畅、复位良好。

7.3耐腐蚀性

电镀配件应按GB/T10125要求进行48小时的中性盐雾试验，试验后

按GB/T6461规定保护评级应不低于6级。

7.4抗跌落

半导体材料专用加工刀具应进行抗跌落试验，试验后不应出现影响

正常使用功能的损伤。

7.5使用寿命

半导体材料专用加工刀具应根据相应的半导体材质类型切割材料进

行300次切割试验，试验后要求切割面整齐、无变形，刀片刃口无崩口、

卷刃现象，刀体功能正常。

8试验方法

8.1外观质量

8.1.1产品及配件的外观质量用目测和手感检测。

8.1.2喷塑涂层表面附着力按GB/T9286标准规定的要求在配件表面进

行测试评定，测试评级不低于2级。

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8.2装配要求

半导体材料专用加工刀具装配的灵活性应手感手动进行试验。

8.3耐腐蚀测试

按GB/T10125要求进行耐腐蚀试验，试验后按GB/T6461规定的评定

方法进行评定。

8.4抗跌落测试

将半导体材料专用加工刀具装夹在2米高的跌落夹上，自动松开跌落

夹让金属管割刀形成自由落体下落到混泥土地面，共3次跌落试验。

8.5使用寿命

应选取试验用半导体材料进行连续300次的切断试验。

9检验规则

9.1检验分类

产品检验分为出厂检验和型式检验。

9.2组批

以同一工艺、同一原辅材料生产的同一规格产品为一组批。

9.3出厂检验

9.3.1库存产品在出厂时都应做出厂检验，出厂检验应逐台进行。

9.3.2出厂试验项目见表3。出厂试验的所有项目合格，方可出厂。

9.4型式检验

9.4.1型式检验项目包括本文件规定的全部项目。

9.4.2型式检验在下列情况之一时进行：

——新产品或老产品转厂生产试制定型鉴定；

——正式生产后，如结构设计工艺或所用材料有较大改变可能影响产

品性能时；

——正常生产时每年至少进行一次；

——长期停产后恢复生产时；

——出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

——国家质量监督机构提出要求时。

9.4.3型式检验样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取。

9.4.4在型式检验中，如有任一台项不合格，则从该批产品中加倍抽样，

进行不合格及该项相关要求的重复试验，重复试验合格，则判该批产品

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符合本标准要求。如重复试验仍有任一台项不合格，则判该批产品不合

格。

9.4.5型式检验技术要求及试验方法等见表3。

表3检验项目

检验内容检验方式

序号

检验项目技术要求试验方法出厂检验型式检验

1外观质量7.18.1√√

2装配7.28.2√√

3耐腐蚀性7.38.3√√

4抗跌落7.48.4—√

5使用寿命7.58.5—√

注：“√”为必检项目，“—”为可选项目。

10标志、包装、运输和贮存

10.1标志

10.1.1产品标志

在产品上应有固定清晰的产品标志，标志内容应包括产品的规格和

制造商的名称或商标。

10.1.2包装标志

产品的包装标志应符合GB/T5305的规定。

10.1.3合格证标志

产品的合格证上应标志下列内容：

a)厂名、商标；

b)产品名称；

c)产品标记；

d)产品数量；

e)产品批次号；

f)检验日期；

g)检验印章。

10.2包装

10.2.1内包装