[发明专利]一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法

权利要求书

1.一种大面积石英晶片研磨方法，其特征在于：它采用研磨装置完成大面积石英晶片表面研磨作业，所述研磨装置设有基座（1）、支撑臂组件（2）、研磨盘（3）、旋转座（4）、旋转电机（5）、载物块（9）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）；

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，再通过不同粒度的磨料（氧化铝、碳化硅、碳化硼或金刚石等）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；

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%；

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。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求1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。