[发明专利]一种大面积石英晶片研磨装置及其研磨方法

说明书

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。

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：