超薄金刚石切割片作为切割硅晶圆中最常用的工具,其稳定性、均匀性及切割性能决定了硅晶圆的精度与质量。然而,我国所生产的刀具平均寿命与性能远不及国外所生产的刀具。因此,研究开发切割精度高、使用寿命长、稳定性和均匀性良好的超薄金刚石刀具十分必要。本文采用自主研发、可实现电镀过程中阴极自旋转的电镀装置,以金刚石颗粒为增强相,制备出了镍-金刚石超薄刀具。重点研究了阴极不同运动状态下刀具的微观形貌、硬度、金刚石微粒含量、刀具厚度均匀性、刀具耐磨性以及刀具的切割性能。主要研究内容如下:利用正交实验获得了镍-金刚石刀具最佳制备工艺参数为:金刚石浓度为25g/L,电流密度为1.8A/dm2,搅拌速度为250rpm,镀液温度为45℃,电镀时间为50min,pH为4.0。在此工艺条件下设计平行实验。平行实验所制备的刀具厚度平均值为30.39μm,硬度为2893.5Hv,金刚石含量为80.18%。且每个刀具厚度、硬度、金刚石微粒含量均趋于一致,说明最佳工艺条件具有可重复性,所制备的刀具性能稳定一致,质量较好。设计单因素实验研究了阴极电流密度、搅拌速度、镀液温度、电镀时间对刀具硬度,金刚石微粒含量,刀具厚度均匀性以及刀具耐磨性的影响。研究表明,在工艺条件中,电流密度和搅拌速度对刀具性能影响最为显著。耐磨性研究表明,镀层中金刚石微粒含量是影响镀层摩擦性能的主要原因。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）以及X射线衍射仪（XRD）对刀具表面形貌、断层形貌、金刚石微粒分布状态和相结构进行分析。分析结果表明,镀层成分为金属镍和金刚石微粒,金刚石微粒较为均匀地分布在整个镀层中,断面形貌表明,金刚石微粒不仅仅分布在镀层表面,镀层内部也镶嵌了大量的金刚石,XRD研究得知镀层中镍晶面择优取向为Ni（111）,金刚石的加入使镀层晶粒尺寸增大3%,但是并未改变镀层中镍晶面的择优取向。设计并发明了一套电镀实验设备,研究了阴极自旋转状态对刀具硬度、耐磨性、金刚石含量及分布均匀性的影响。与阴极静止相比,阴极自旋转极大的提高了刀具的性能,阴极运动方式是影响镀层中金刚石微粒分布均匀性、刀具厚度均匀性、金刚石含量、刀具切割性能等刀具综合性能的关键因素。此外,以阴极不同运动状态为实验变量,研究了阴极不同运动状态下刀具的摩擦系数,并对镍-金刚石刀具的磨损机理进行了探究。利用DISCO-DAD3350自动划片机,以切缝宽、崩边尺寸、切缝比为衡量标准,研究了阴极自旋转运动状态下所制备刀具的切割性能,与阴极静止相比,阴极自旋转所制备的刀具切缝比和崩边尺寸更小。平均切缝比和崩边尺寸为1.64和 4.83μm。利用电化学工作站,对镀液电化学行为进行了研究,利用阴极极化曲线研究了表面活性剂、光亮剂、金刚石微粒对镍离子电沉积过程的影响,结果表明镀液中加入表面活性剂、光亮剂、金刚石微粒能够使镍离子的沉积电位负移,阴极极化增加,而且极化曲线的斜率减小,有利于镀层晶粒的细化,提高镀层光亮度;加快电沉积反应。