蓝宝石晶片研磨工艺的研究.pdf

第44卷第10期
当代化工
Vo1.44,No.10
2015年10月
Contemporary Chemical Industry
October, 2015
蓝宝石晶片研磨工艺的研究
董云娜,曹淑
(天津西美科技有限公司,天津300382)
摘要;利用碳化硼W5对蓝宝石研磨实验进行硏究,得出不同磨料浓度、不同悬浮液黏度和加工压力对
表面状态、粗糙程度和工件去除率的影响。结果表明,碳化硼W5比较适宜研磨,用此磨料在浓度为15%,悬
浮液黏度为0.15%(黏度通过控制羧甲基纤维素的衍生物的含量控制),研磨压力为4Nlem2时效果较佳,去除
率可达0.63 u m/min,表面无划痕,粗糙度较理想。
关键词:蓝宝石晶片;碳化硼W5;研磨;去除率;工艺参数
中图分类号:T028
文献标识码:A
文章编号:1671-0460(2015)10-2410-03
Study on the Grinding Technique for Sapphire wafer
DONG Yun-na, CAO Shu-yun
(Tianjin Ximei Technology Co, Ltd, Tianjin 300382, China)
Abstract: The grinding experiment of sapphine wafer by using boron carbide W5 was studied. Effect of abrasive
concentration, suspension viscosity and surtace processing pressure on the surlace state, roughness and removal rate
was investigated. The results show that, boron carbide W5 is appropriate for grinding; when the abrasive
concentration is 15%, the viscosity of the suspension is 0.15%, and the pressure is 4 N/cm,, the removal rate can
reach to 0.63 l m/min, and the roughness of surface is ideal
Key words: Sapphire wafer, Boron carbide W5 Grinding; Removal rate, Technological paramcters
蓝宝石具有优异的光学性能、机械性能和化学磨抛光机。研磨加工时,研磨盘为带有均匀方形槽
稳定性。其表面质量对器件的质量、寿命等起关键的新型研磨盘。
作用。随着科学技术的发展,蓝宝石的应用领域
实验所用工件是直径为2英寸的蓝宝石圆片,
越来越广泛,涉及科研、工业、国防、生活等各个厚度约为0.6mm,晶片置于本司研发的新型实用的
领域,如精密研磨轴承、红外透光材料、半导体芯研磨模板上
片的衬底片、表镜等。但蓝宝石的硬度很大(为其
实验所用的研磨液为碳化硼W5与悬浮液配制
硬度为莫氏9),其硬度仅次于金刚石,脆性大,使而成。所用碳化硼W5(牡丹江产),悬浮液为本司
得对其进行机械加工难度很大。
研发的悬浮液CM-S301,此悬浮液由表面活性剂
研抛光为超精密加工的重要手段,而研磨作分散剂、表面改性剂、去离子水等组成,pH值为11
为抛光加工的前道工序,可以在一定程度上降低表
实验中研磨的压力通过增加配重盘来实现。研
面粗糙度,提高工件的表面精度,其质量的好坏直磨液采用循环使用模式,由自动滴加器供给。加工
接影响着后续的抛光效率和工件的表面质量,且完毕,去离子水清洗工件,将工件从模板中取出
在单位时间内加工出更多符合要求的晶片,有必要清洗干净,进行。多
研磨工序是蓝宝石最关键的环节之一。因此,为
研究其研磨抛光工艺参数以得到较好的表面质量和
实验过程中,研磨时间为20min,流量为85
mL/min,转速为80r/min。
较优的去除率。
本文中的物质浓度均采用质量百分数表示。
鉴于此,本文在实验的基础上研究了研磨压力
晶片的表面状态采用200x数码显微镜进行观
不同悬浮液粘度、不同磨料浓度对表面粗糙度和去
除率的影响,得出了较佳的研磨加工工艺。
察,采用五点法测量晶片厚度,用 LINKS(0-25mm
电子外径千分尺测量晶片厚度。按照平均值作为参
蓝宝石晶片的研磨实验
与计算的数据。研磨后的表面在LED光学检测专用
研寤实验所用设备为 UNIPOL-150昶精密研强光灯下观察有无划痕和蚀坑。
收稿日期:2015-04~17
作者简介:董云娜(1985-),女、天津人,硕士,毕业于天津工业大学,研究方向:从事半导体材料研究。E-mail:Xmec.cn@gmailcot