CN113941954A - 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 - Google Patents
一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113941954A CN113941954A CN202111557783.XA CN202111557783A CN113941954A CN 113941954 A CN113941954 A CN 113941954A CN 202111557783 A CN202111557783 A CN 202111557783A CN 113941954 A CN113941954 A CN 113941954A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grinding
- disc
- quartz wafer
- swing arm
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 title claims abstract description 89
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 74
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 17
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 11
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 4
- 239000000306 component Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 235000019580 granularity Nutrition 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
- B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
- B24B37/10—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
- B24B37/105—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping the workpieces or work carriers being actively moved by a drive, e.g. in a combined rotary and translatory movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
- B24B37/32—Retaining rings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/34—Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/006—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
一种大面积石英晶片研磨装置及研磨方法，所述研磨装置设有基座、支撑臂组件、研磨盘、旋转座、旋转电机、载物块和修盘环；所述基座为布置在水平面上的方形基座，在基座对角线的两端安装支撑臂组件；所述支撑臂组件包括摆臂、摆臂轴、摆臂电机、可调节臂和滚轮，所述摆臂轴下端与摆臂电机连接，摆臂轴的上端与摆臂一端固定装配，所述摆臂中部与可调节臂一端配装，在摆臂及可调节臂的另一端均安装滚轮；所述研磨盘安装在旋转座上；所述旋转座由旋转电机驱动运转；所述载物块套装在修盘环中，在载物块底面上粘接石英晶片。本发明通过对材料去除和基片固持两方面的改进设计，达到保证大面积石英晶片的加工面形满足设计要求的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种石英晶片研磨装置及其研磨方法，尤其是一种针对大面积石英晶片的研磨装置及其研磨方法。
背景技术
石英单晶体薄基片（简称石英晶片）是石英晶体振荡器的核心部件，其性能指标（例如石英晶体的频率值）是影响石英晶体振荡器产品质量的重要因素，在角度一定的情况下，石英晶片表面质量与厚度决定了它频率的大小，石英晶片良好的表面质量，可有效地改善谐振器的力-频特性，石英晶片表面任何微小缺陷都会影响元器件的工作精度和可靠性，因此对石英晶片的加工精度提出了纳米级要求。
在石英晶片的加工过程中，可通过研磨用来满足工件平面度的要求，后续再进行抛光加工，用来去除研磨引入的损伤，达到超光滑表面。固结磨料双面研磨是兼顾高表面质量和高面形精度的有效加工方法，能够改善加工过程中石蜡的粘结误差及加工基片两个表面应力差引起的变形问题，但大面积石英晶体薄基片径厚比大、厚度较薄，双面研磨时大面积石英晶体薄基片与研磨盘的紧密接触会使加工过程中的阻力增大，从而引起薄基片的破损。因此，双面研磨主要适用于较厚基片的超精密加工，并不适用于加工石英晶体薄基片。
发明内容
本发明提供一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法，它采用单面研磨装置分别对两个表面进行粗研和精研加工，通过对材料去除和基片固持两方面的改进设计，达到保证大面积石英晶片的加工面形满足设计要求的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大面积石英晶片研磨装置，设有基座、支撑臂组件、研磨盘、旋转座、旋转电机、载物块和修盘环；所述基座为布置在水平面上的方形基座，在基座对角线的两端安装支撑臂组件；所述支撑臂组件包括摆臂、摆臂轴、摆臂电机、可调节臂和滚轮，所述摆臂轴下端与摆臂电机连接，摆臂轴的上端与摆臂一端固定装配，所述摆臂中部与可调节臂一端配装，在摆臂及可调节臂的另一端均安装滚轮；所述研磨盘安装在旋转座上；所述旋转座由旋转电机驱动运转；所述载物块套装在修盘环中，在载物块底面上粘接石英晶片。
上述大面积石英晶片研磨装置，还设有滴料器，所述滴料器置于基座后方的平台上，滴料器的滴料管出料口位于研磨盘中心位置的上方。
上述大面积石英晶片研磨装置，所述可调节臂为弧形臂，在摆臂中部与可调节臂一端均设置长孔结构的装配孔，通过穿过装配孔的螺栓组件将摆臂与可调节臂固定装配。
上述大面积石英晶片研磨装置，所述支撑臂组件还设有锁止钮，摆臂轴通过锁止钮实现与摆臂电机输出轴固定连接。
上述大面积石英晶片研磨装置，所述研磨盘底面设有三组沿周向均匀布置的定位销，在所述旋转座上设有与定位销配合的三组定位孔。
一种大面积石英晶片研磨方法，采用上述研磨装置完成大面积石英晶片表面研磨作业，首先将减薄到一定厚度的石英晶片用蜡粘接在载物块上，再用氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石对两个表面分别进行粗研和精研加工，去除石英晶片表面及亚表面损伤缺陷，控制其面形精度及亚表面的损伤深度，达到要求的厚度和面形精度；具体操作步骤如下：
a、粘样，将载物块、石英晶片放到加热平台上加热至80℃，然后在载物块一个端面上均匀地涂上石蜡，再将若干石英晶片均匀地放在载物块上，轻轻挤压，排除气泡及多余的石蜡，取下载物块，在上面压上有重力的物体进行冷却，然后使用酒精将薄片边缘多余的石蜡清理干净；
b、研磨机调试，将两个支撑臂组件中的锁止钮松开，摆臂移至基座的外侧，将研磨盘放置在旋转座上，通过三个定位销与旋转座上的三个定位孔定位，然后移回两个摆臂，调整每一组支撑臂组件中的两个滚轮角度为90°～150°，并上下移动摆臂，使摆臂上的滚轮位于修盘环高度二分之一处，再以修盘环为基准调整可调节臂的轴向位置，使得在可调节臂移动至最外侧时，修盘环能够探出研磨盘，在可调节臂移动至最内侧时，修盘环能够经过研磨盘中心，然后将锁止钮锁紧。
c、研磨盘修盘，调整好滴料管位置，打开滴料器，在研磨盘上滴上适量磨料后，放上备用的载物块并套上修盘环，将研磨装置的转速归零，打开研磨装置，调节旋转电机转速，并将摆臂电机调节至最大速度，开始对研磨盘进行修盘，修盘结束后，用清水清洗研磨盘、载物块、修盘环，再按照步骤b将研磨盘安装好；
d、进行石英晶片的研磨，通过滴料器在研磨盘上滴上适量磨料，将粘有石英晶片的载物块倒置在研磨盘上，套上修盘环，设定研磨时间后打开研磨装置，调节旋转电机转速和摆臂电机速度，使研磨盘旋转，在支撑臂组件中滚轮带动下载物块横向往复移动，直到设定研磨时间后研磨装置停止运行；
e、再次对研磨盘修盘，取下载物块、修盘环和研磨盘，用清水清洗，再按照步骤c进行再次修盘；
f、进行石英晶片的第二次研磨，修盘、清洗完成后，按照步骤d对石英晶片进行第二次研磨；
g、清洗，研磨结束后，用清水清洗粘有薄片的载物块、修盘环、研磨盘，再使用酒精清洗薄片及其周围。
上述大面积石英晶片研磨方法，在所述步骤c至步骤f中，选用的磨料硬度高于 9，磨粒直径小于 5μm，磨粒形状均为正多边形，磨料重量配比为1200# B4C：5.5%；1000# SiC：18.8%；1000# Al2O3：75.7%；重量配比误差均不大于磨料总重的0.3%.
上述大面积石英晶片研磨方法，在所述步骤c中，载物块重量为 5Kg，研磨盘转速50rpm，修盘研磨时间为20分钟。
上述大面积石英晶片研磨方法，在所述步骤d中，载物块重量为 5Kg，研磨盘转速50rpm，研磨时间为30分钟。
上述大面积石英晶片研磨方法，在所述步骤f中，载物块重量为 5Kg，研磨盘转速50rpm，研磨时间为15分钟。
本发明提供一种大面积石英晶片研磨装置，通过旋转电机、旋转座带动研磨盘旋转，通过摆臂电机、摆臂轴带动摆臂左右摆动，再通过摆臂上滚轮推动修盘环及套装在修盘环中的载物块在研磨盘上移动，以此实现对粘接在载物块底面上的石英晶片表面的研磨；本发明所述的大面积石英晶片研磨装置可通过调节载物块的重量来调整施加在石英晶片上的压力，以去除石英晶片表面及亚表面损伤缺陷，控制其面形精度及亚表面的损伤深度。本发明还提供一种大面积石英晶片研磨方法，旨在通过大面积石英晶片研磨装置，采用不同粒度的磨料氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石对两个表面分别进行粗研和精研加工，实现大面积石英晶片的研磨加工，达到保证大面积石英晶片的加工面形满足设计要求的目的。
附图说明
图1是本发明所述大面积石英晶片研磨装置示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是修盘环、载物块及石英晶片装配关系示意图；
图4是图3的仰视图；
图5、图6是大面积石英晶片研磨装置工作过程示意图。
图中各标号清单为：
1、基座；
2、支撑臂组件，2-1、摆臂电机，2-2、摆臂，2-3、可调节臂，2-4、摆臂轴，2-5、滚轮,2-6、螺栓组件，2-7、锁止钮；
3、研磨盘；
4、转盘；
5、旋转电机；
6、修盘环；
7、石英晶片；
8、滴料管；
9、载物块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
参看图 1、图2、图3、图4，本发明所述的大面积石英晶片研磨装置，设有基座1、支撑臂组件2、研磨盘3、旋转座4、旋转电机5、载物块9、修盘环6和滴料器；所述基座1为布置在水平面上的方形基座，在基座1对角线的两端安装支撑臂组件2，在基座1后方的平台上布置滴料器；所述滴料器的滴料管8出料口位于研磨盘3中心位置的上方；所述研磨盘3安装在旋转座4上，在研磨盘3的底面设有三组沿周向均匀布置的定位销，并在旋转座4上设有与定位销配合的三组定位孔；所述旋转座4由旋转电机5驱动运转；所述载物块9套装在修盘环6中，在载物块9的底面上粘接若干组石英晶片7。
参看图2，本发明所述的大面积石英晶片研磨装置，所述支撑臂组件2包括摆臂2-2、摆臂轴2-4、摆臂电机2-1、可调节臂2-3、滚轮2-5和锁止钮2-7，所述摆臂轴2-4下端通过锁止钮2-7实现与摆臂电机2-1输出轴固定连接，摆臂轴2-4的上端与摆臂2-2一端固定装配，所述摆臂2-2中部与可调节臂2-3一端配装，在摆臂2-2及可调节臂2-3的另一端均安装滚轮2-5；所述可调节臂2-3为弧形臂，在摆臂2-2中部与可调节臂2-3一端均设置长孔结构的装配孔，通过穿过装配孔的螺栓组件2-6将摆臂2-2与可调节臂2-3固定装配。
参看图5、图6 ，本发明所述的大面积石英晶片研磨方法，它采用上述研磨装置完成大面积石英晶片表面研磨作业，首先将减薄到一定厚度的石英晶片7用蜡粘接在载物块9上，再用氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石对两个表面分别进行粗研和精研加工，去除石英晶片7的表面及亚表面损伤缺陷，控制其面形精度及亚表面的损伤深度，达到要求的厚度和面形精度；上述磨料为氧化铝、碳化硅、碳化硼等，磨料硬度高于 9，磨粒直径小于 5μm，磨粒形状均为正多边形，磨料重量配比为1200# B4C：5.5%；1000# SiC：18.8%；1000# Al2O3：75.7%；重量配比误差均不大于磨料总重的0.3%。具体操作步骤如下：
a、粘样，将载物块9、石英晶片7放到加热平台上加热至80℃，然后在载物块9一个端面上均匀地涂上石蜡，再将若干石英晶片7均匀地放在载物块9上，轻轻挤压，排除气泡及多余的石蜡，取下载物块9，在上面压上有重力的物体进行冷却，然后使用酒精将薄片边缘多余的石蜡清理干净；
b、研磨机调试，将两个支撑臂组件2中的锁止钮2-7松开，摆臂2-2移至基座1的外侧，将研磨盘3放置在旋转座4上，通过三个定位销与旋转座上的三个定位孔定位，然后移回两个摆臂2-2，调整每一组支撑臂组件2中的两个滚轮2-5角度为90°～150°，并上下移动摆臂2-2，使滚轮2-5位于修盘环高度二分之一处，再以修盘环6为基准调整可调节臂2-3的轴向位置，使得在可调节臂2-3移动至最外侧时，修盘环6能够探出研磨盘3，在可调节臂2-3移动至最内侧时，修盘环6能够经过研磨盘3中心，然后将锁止钮2-7锁紧。
c、研磨盘修盘，调整好滴料管8位置，打开滴料器，在研磨盘3上滴上适量磨料后，放上备用的载物块9（载物块9的重量为 5Kg），在载物块9的外面并套上修盘环6，将研磨装置的转速归零，打开研磨装置，调节旋转电机5转速为50rpm，并将摆臂电机2-1调节至最大速度，开始对研磨盘3进行修盘，修盘研磨时间为20分钟，修盘结束后，用清水清洗研磨盘3、载物块9、修盘环6，再按照步骤b将研磨盘3安装好；
d、进行石英晶片的研磨，通过滴料器在研磨盘上滴上适量磨料，将粘有石英晶片7的载物块9（载物块9的重量为 5Kg）倒置在研磨盘3上，套上修盘环6，设定研磨时间后打开研磨装置，调节旋转电机5转速为50rpm，并将摆臂电机2-1调节至最大速度，使研磨盘3旋转，在支撑臂组件2中滚轮2-5带动下载物块9横向往复移动，研磨30分钟后研磨装置停止运行；
e、再次对研磨盘修盘，取下载物块9、修盘环6和研磨盘3，用清水清洗，再按照步骤c进行再次修盘；
f、进行石英晶片的第二次研磨，修盘、清洗完成后，按照步骤d对石英晶片7进行第二次研磨，研磨时间为15分钟；
g、清洗，第二次研磨结束后，用清水清洗粘有石英晶片7的载物块9、修盘环6、研磨盘3，再使用酒精清洗石英晶片7及其周围。
Claims (10)
1.一种大面积石英晶片研磨装置，其特征在于：它设有基座（1）、支撑臂组件（2）、研磨盘（3）、旋转座（4）、旋转电机（5）、载物块（9）和修盘环（6）；所述基座（1）为布置在水平面上的方形基座，在基座（1）对角线的两端安装支撑臂组件（2）；所述支撑臂组件（2）包括摆臂（2-2）、摆臂轴（2-4）、摆臂电机（2-1）、可调节臂（2-3）和滚轮（2-5），所述摆臂轴（2-4）下端与摆臂电机（2-1）连接，摆臂轴（2-4）的上端与摆臂（2-2）一端固定装配，所述摆臂（2-2）中部与可调节臂（2-3）一端配装，在摆臂（2-2）及可调节臂（2-3）的另一端均安装滚轮（2-5）；所述研磨盘（3）安装在旋转座（4）上；所述旋转座（4）由旋转电机（5）驱动运转；所述载物块（9）套装在修盘环（6）中，在载物块（9）底面上粘接石英晶片（7）。
2.根据权利要求1所述的大面积石英晶片研磨装置，其特征在于：它还设有滴料器，所述滴料器置于基座（1）后方的平台上，滴料器的滴料管（8）出料口位于研磨盘（3）中心位置的上方。
3.根据权利要求2所述的大面积石英晶片研磨装置，其特征在于：所述可调节臂（2-3）为弧形臂，在摆臂（2-2）中部与可调节臂（2-3）一端均设置长孔结构的装配孔，通过穿过装配孔的螺栓组件（2-6）将摆臂（2-2）与可调节臂（2-3）固定装配。
4.根据权利要求2或3所述的大面积石英晶片研磨装置，其特征在于：所述支撑臂组件（2）还设有锁止钮，摆臂轴（2-4）通过锁止钮（2-7）实现与摆臂电机（2-1）输出轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的大面积石英晶片研磨装置，其特征在于：所述研磨盘（3）底面设有三组沿周向均匀布置的定位销，在所述旋转座（4）上设有与定位销配合的三组定位孔。
6.一种大面积石英晶片研磨方法，其特征在于：它采用上述研磨装置完成大面积石英晶片表面研磨作业，首先将减薄到一定厚度的石英晶片（7）用蜡粘接在载物块（9）上，再用氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石对两个表面分别进行粗研和精研加工，去除石英晶片（7）表面及亚表面的损伤缺陷，控制其面形精度及亚表面的损伤深度，达到要求的厚度和面形精度；具体操作步骤如下：
a、粘样，将载物块（9）、石英晶片（7）放到加热平台上加热至80℃，然后在载物块（9）一个端面上均匀地涂上石蜡，再将若干石英晶片（7）均匀地放在载物块（9）上，轻轻挤压，排除气泡及多余的石蜡，取下载物块（9），在上面压上有重力的物体进行冷却，然后使用酒精将薄片边缘多余的石蜡清理干净；
b、研磨机调试，将两个支撑臂组件（2）中的锁止钮（2-7）松开，摆臂（2-2）移至基座（1）的外侧，将研磨盘（3）放置在旋转座（4）上，通过三个定位销与旋转座上的三个定位孔定位，然后移回两个摆臂（2-2），调整每一组支撑臂组件（2）中的两个滚轮（2-5）角度为90°～150°，并上下移动摆臂（2-2），使滚轮（2-5）位于修盘环高度二分之一处，再以修盘环（6）为基准调整可调节臂（2-3）的轴向位置，使得在可调节臂（2-3）移动至最外侧时，修盘环（6）能够探出研磨盘（3），在可调节臂（2-3）移动至最内侧时，修盘环（6）能够经过研磨盘（3）中心，然后将锁止钮（2-7）锁紧；
c、研磨盘修盘，调整好滴料管（8）位置，打开滴料器，在研磨盘（3）上滴上适量磨料后，放上备用的载物块（9）并套上修盘环（6），将研磨装置的转速归零，打开研磨装置，调节旋转电机（5）转速，并将摆臂电机（2-1）调节至最大速度，开始对研磨盘（3）进行修盘，修盘结束后，用清水清洗研磨盘（3）、载物块（9）、修盘环（6），再按照步骤b将研磨盘（3）安装好；
d、进行石英晶片的研磨，通过滴料器在研磨盘上滴上适量磨料，将粘有石英晶片（7）的载物块（9）倒置在研磨盘（3）上，套上修盘环（6），设定研磨时间后打开研磨装置，调节旋转电机（5）转速和摆臂电机（2-1）速度，使研磨盘（3）旋转，在支撑臂组件（2）中滚轮（2-5）带动下载物块（9）横向往复移动，直到设定研磨时间后研磨装置停止运行；
e、再次对研磨盘修盘，取下载物块（9）、修盘环（6）和研磨盘（3），用清水清洗，再按照步骤c进行再次修盘；
f、进行石英晶片的第二次研磨，修盘、清洗完成后，按照步骤d对石英晶片（7）进行第二次研磨；
g、清洗，第二次研磨结束后，用清水清洗粘有石英晶片（7）的载物块（9）、修盘环（6）、研磨盘（3），再使用酒精清洗石英晶片（7）及其周围。
7.根据权利要求6所述的大面积石英晶片研磨方法，其特征是：在所述步骤c至步骤f中，选用的磨料硬度高于 9，磨粒直径小于 5μm，磨粒形状均为正多边形，磨料重量配比为1200# B4C：5.5%；1000# SiC：18.8%；1000# Al2O3：75.7%；重量配比误差均不大于磨料总重的0.3%。
8.根据权利要求7所述的大面积石英晶片研磨方法，其特征是：在所述步骤c中，载物块（9）重量为 5Kg，研磨盘（3）转速50rpm，修盘研磨时间为20分钟。
9.根据权利要求8所述的大面积石英晶片研磨方法，其特征是：在所述步骤d中，载物块（9）重量为 5Kg，研磨盘（3）转速50rpm，研磨时间为30分钟。
10.根据权利要求9所述的大面积石英晶片研磨方法，其特征是：在所述步骤f中，载物块（9）重量为 5Kg，研磨盘（3）转速50rpm，研磨时间为15分钟。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111557783.XA CN113941954B (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
| PCT/CN2022/139437 WO2023116555A1 (zh) | 2021-12-20 | 2022-12-16 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
| US18/301,221 US20230249312A1 (en) | 2021-12-20 | 2023-04-15 | Large area quartz crystal wafer lapping device and a lapping method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111557783.XA CN113941954B (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113941954A true CN113941954A (zh) | 2022-01-18 |
| CN113941954B CN113941954B (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=79339219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111557783.XA Active CN113941954B (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230249312A1 (zh) |
| CN (1) | CN113941954B (zh) |
| WO (1) | WO2023116555A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023116555A1 (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 唐山国芯晶源电子有限公司 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
| CN114932500B (zh) * | 2022-06-24 | 2023-08-04 | 南京航空航天大学 | 一种研抛一体装置及其运行方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117206048A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-12-12 | 东海硅产(江苏)科技有限公司 | 一种石英砂多级研磨装置 |
| CN117579014B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-05-14 | 东晶电子金华有限公司 | 一种石英晶体谐振器的封装设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107391A (zh) * | 2009-12-24 | 2011-06-29 | 北京天科合达蓝光半导体有限公司 | 一种SiC单晶晶片的加工方法 |
| CN104924194A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 中北大学 | 一种用于晶体化学机械研磨减薄的装置及其使用方法 |
| CN110039405A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-23 | 广东工业大学 | 一种增压雾化喷淋装置、抛光装置及抛光方法 |
| CN213439058U (zh) * | 2020-08-28 | 2021-06-15 | 苏州铼铂机电科技有限公司 | 一种半导体材料的平面研磨装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09285950A (ja) * | 1996-04-18 | 1997-11-04 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 研磨装置及び研磨方法 |
| CN201115926Y (zh) * | 2007-10-26 | 2008-09-17 | 浙江工业大学 | 修整环型智能超精密抛光机 |
| CN101249632B (zh) * | 2008-03-20 | 2010-06-09 | 沈阳材佳机械设备有限公司 | 往复直线加旋转运动研磨抛光装置 |
| CN102601724B (zh) * | 2012-03-05 | 2015-05-27 | 浙江工业大学 | 一种主动驱动研磨装置 |
| CN112192348A (zh) * | 2020-09-19 | 2021-01-08 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 金刚石复合片精抛机及精抛工艺 |
| CN113941954B (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-18 | 唐山国芯晶源电子有限公司 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
-
2021
- 2021-12-20 CN CN202111557783.XA patent/CN113941954B/zh active Active
-
2022
- 2022-12-16 WO PCT/CN2022/139437 patent/WO2023116555A1/zh unknown
-
2023
- 2023-04-15 US US18/301,221 patent/US20230249312A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107391A (zh) * | 2009-12-24 | 2011-06-29 | 北京天科合达蓝光半导体有限公司 | 一种SiC单晶晶片的加工方法 |
| CN104924194A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-09-23 | 中北大学 | 一种用于晶体化学机械研磨减薄的装置及其使用方法 |
| CN110039405A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-23 | 广东工业大学 | 一种增压雾化喷淋装置、抛光装置及抛光方法 |
| CN213439058U (zh) * | 2020-08-28 | 2021-06-15 | 苏州铼铂机电科技有限公司 | 一种半导体材料的平面研磨装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023116555A1 (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 唐山国芯晶源电子有限公司 | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 |
| CN114932500B (zh) * | 2022-06-24 | 2023-08-04 | 南京航空航天大学 | 一种研抛一体装置及其运行方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230249312A1 (en) | 2023-08-10 |
| CN113941954B (zh) | 2022-03-18 |
| WO2023116555A1 (zh) | 2023-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113941954B (zh) | 一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法 | |
| KR100457718B1 (ko) | 실리콘웨이퍼의제조방법과그장치 | |
| EP0039209B1 (en) | Machine for grinding thin plates such as semiconductor wafers | |
| EP0940219A2 (en) | A wafer processing machine and a processing method thereby | |
| WO2008059929A1 (fr) | Appareil de chanfreinage de substrat de verre | |
| CN107984375A (zh) | 晶圆加工装置及其加工方法 | |
| JP2011156627A (ja) | 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 | |
| WO2012164757A1 (ja) | 柱状部材の加工装置 | |
| EP1145296B1 (en) | Semiconductor wafer manufacturing method | |
| JPH03121776A (ja) | 電解研摩・研削方法及びその装置 | |
| CN110605629B (zh) | 一种研磨装置 | |
| CN110625460B (zh) | 一种晶圆级异质结构的平坦化工艺方法 | |
| US11020838B2 (en) | One or more conformal members used in the manufacture of a lapping plate, and related apparatuses and methods of making | |
| JPH09168953A (ja) | 半導体ウェーハのエッジ研摩方法及び装置 | |
| CN212653275U (zh) | 研磨修复装置及硅棒加工设备 | |
| JPH09262747A (ja) | 高脆性材の両面研削装置 | |
| WO2008059930A1 (fr) | Procede de fabrication de substrat de disque | |
| CN111975627B (zh) | 非规则碲锌镉晶片的研磨方法 | |
| KR20220083600A (ko) | 피가공물의 연삭 방법 | |
| JP2001007064A (ja) | 半導体ウエーハの研削方法 | |
| JP2001191238A (ja) | 円盤状工作物の面取り加工方法、面取り用研削砥石車および面取り加工装置 | |
| JP5333428B2 (ja) | 研磨パッド用ドレッサー及びその製造方法及びガラス基板及びその製造方法及び磁気記録媒体用ガラス基板 | |
| JPH10217076A (ja) | ディスク基板の加工方法、加工装置および該加工方法に使用する外周刃砥石 | |
| JPH05285807A (ja) | 超精密加工法 | |
| JP2011211013A (ja) | 多層膜・パターン付きウェーハの再生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |