单面研磨机

蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺研究徐晓明;周海;黄传锦;王晨宇【摘要】重点探讨了蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺方案,并开展了表面平整加工工艺的实验研究.采用形状测量激光显微系统、接触式测厚仪等,对平整加工工艺各阶段的表面形貌、表面粗糙度Ra、翘曲度、平整度及加工去除量等进行测量和对比分析.结果表明:随着本实验平整加工工艺方案的进行,蓝宝石衬底基片的表面质量不断提高,最终获得了超光滑无损伤镜面表面,化学机械抛光后的衬底表面粗糙度Ra达0.3nm,翘曲度为3.8 μm,平整度为1.5μm,符合蓝宝石衬底基片超精密加工的表面质量要求.%This paper focused on the planarization process of sapphire substrate surface,and carried out the experimental research about the planarization process. The surface morphology, surface roughness Ra, warpage, flatness and processing removal of each stage were measured and compared by using the shape measurement laser microscopy system and the contact thickness gauge. The results showthat sapphire substrate surface quality continues to increase by the planarization process, The super smooth mirror surface without damage be got at last,after chemical mechanical polishing,the surface roughness Ra was 0.3nm,the warpage was 3.8μm,and the flatness was 1.5μm,which conformed to the sapphire substrate processed by,the flattening process.All of these meet the surface quality requirements for ultra-precision machining.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P236-238,242)【关键词】蓝宝石;衬底基片;平整加工;工艺方案;实验研究;表面质量【作者】徐晓明;周海;黄传锦;王晨宇【作者单位】盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;江苏吉星新材料有限公司,江苏镇江212200【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG74;TQ1641 引言蓝宝石是三氧化二铝（Al2O3）的单晶形态，六方晶系，晶格常数为a=b=0.4758nm，c=1.2991nm，俗称“刚玉”，又称白宝石[1]。

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工艺流程图
样品清洗 原始厚度 测量 上蜡粘片 压片
抛光
研磨
减薄
二次厚度测量
融蜡取片
样品清洗
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测厚仪
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加热台
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双头晶片上蜡机 • • • • 原理：气动加压 压力:0-0.6MPa 水温:5-40℃ 时间: 0-1800sec
• 行程： 60mm
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设备简介 • • • • 制造商:AM Technology Co.Ltd HRG-150 半自动晶片减薄机 AL-380F 高精度单面研磨机 AP-380F 高精度单面抛光机
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6: 如情况良好，用丙酮棉球擦除片子表面及陶瓷托盘上的残蜡。如 不合格则返回步骤1 7：关闭电源，关闭压缩空气阀门及冷却循环水机。 B：减薄工艺：GRINDING 1：开启变压器并打开设备电源开关，开启压缩空气压力＞6MPa 根据样品材料选择合适的砂轮型号；CBN #275、CBN #325 、 CBN #600) 设定砂轮转速及托盘转速(砂轮转速：700－3000rpm 托盘转速： 100－500rpm)
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工艺原理
• 通过机械加工和化学反应的方法对样品进行一系列减薄→研磨→ 抛光工艺,使样品表面到达所需要的厚度/平整度/粗糙度.
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可加工对象:
• Si / GaAs / Sapphire / InP 等相关材料 • 尺寸：1×1cm2 － 6’’ • 常规工艺: 减薄/抛光到80-100um • 粗糙度: 5-20nm • 平整度: ±3um
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E－mail:qzha2007@
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附件
设备操作规程
一、目的 目的：对样品进行一系列减薄→研磨→抛光工艺，使样品达到一 定厚度、粗糙度，为样品后期工艺做准备。 二、使用范围 单个样片尺寸：>1*1cm2，单片不平度≤20μm，曲率半径>2m 样片表面不得有划伤玷污，特殊材料及形貌的工件应在工艺流程 单中注明。 三、注意事项 1操作过程中，要严格遵守设备使用说明，尤其是减薄机参数的设 置（砂轮转速很快）可能对使用者造成人身伤害。 2 设备使用过程中的减薄时间、研磨/抛光单次时间不要求设置过 长，以免造成过减薄及平面度相差过大无法修补！ 3 研磨/抛光工艺结束后尽快冲洗片子上的研磨/抛光液，时间过长 将很难去除。 4 研磨和抛光工艺的陶瓷盘、陶瓷环要分开使用不要混用，以免 造成磨料的污染。

SpeedFam-PW单面研磨机系列SpeedFam-PW单面研磨机(Peter Wolters 旗下品牌)的主要参数和描述：Single-side Lapping/单面研磨机Free-Abrasive and Polishing Machines (FAM)/单面研磨/抛光机The SpeedFam-PW Free-Abrasive Machine, or FAM, is used in a wide range of applications requiring precision flat machining. The unique FAM process, which requires no fixturing, clamping, or chucking of parts, is also ideal for applications involving thin or hard-to-hold parts, brittle materials, and parts sensitive to thermal distortion from heat build-up common to other types of machining.Speedfam-PW的精密研磨机可广泛应用于各种材料工件的精密平面加工，FAM-自由粒子研磨技术由早期美国Speedfam公司开创，应避免了使用复杂的装卡制据，这种加工方式特别适用于超薄、硬质、易碎材料的平面加工。

HOW FAM WORKS-什么叫自由粒子研磨?The FAM free-abrasive machining process is a simple flat machining technique that allows new machine operators to achieve precision tolerances after just one day‘s training. Thickness tolerances of +/- .00015", flatness tolerances of .000010", parallelism of .00015", and surface finishes to 2 Ra are possible, even when operated by non-machinists or other relatively untrained operators.自由粒子研磨工艺是一种简单的平面加工工艺,借助此种工艺，操作人员只需经过一天的简单培训就可以操作设备获得良好的工件加工精度,厚度误差可达+/- .00015英寸(3um),平坦度可达.000010英寸(0.2um),平行度可达.00015英寸(3um),表面粗糙度可达2 A;FAM MACHINE STANDARD FEATURES/FAM设备特点· Speedalloy Machining Plate Segments /Speedalloy超高硬度研磨盘· Heavy-Duty Steel Frame Construction /高强度机身· Totally Enclosed Motor Design and Unitized Gear Case /内置式马达以及齿轮箱· Positive Flatness Control System /盘面平坦度主动控制系统· 4-Ring-Design Work Area /工作区间可容纳4个工作环Optional FAM Features/可选项:· Water-Cooled Back-Up Wheel /研磨盘内冷却系统· Parts Handling Table /操作台· Full Pressure Air System /气动加压调压系统· Variable Speed Drive /研磨盘钻石可调· Individual Air Regulators / 气缸压力单独可调· Polishing Set-Ups for Mechanical or Pad Polishing Applications / 机械研磨/化学抛光功能切换。

车刀研磨机操作说明书美日机床专利产品 MR-M3使用说明书温岭市美日机床有限公司目录一、性能参数.......................................1 二、车刀研磨机MR-M3结构图..................2 三、安装调试.......................................3 四、磨削步骤.......................................4 五、润滑及间隙调整 (9)- 1 -性能参数型号:MR-M3使用范围:可磨削多种焊接车刀、镗刀、刨刀;可磨削多种车削、镗削、铣削刀片。

磨削材料:本机已安装好金刚石砂轮，主要适合磨削硬质合金材料，CBN材料及陶瓷材料。

用户若要磨削其他材料，需要自备并更换相适应的砂轮。

刀高范围:5~30mm刀尖圆弧:r0.4~10mm刀具前后角:0~20?刀尖角:35??a?180?电机:380v 50Hz 250W砂轮转速:2800转/分砂轮:,125X32 X,32 碗型金刚石砂轮整机外型:440 X340 X440mm 整机重量:58Kg车刀研磨机MR-M3结构图1.开关2.纵向进给手轮3.电机4.砂轮5.压力螺钉6.刀夹锁紧手柄7.刀夹8.刀杆9.主偏角刻度盘 10.后角刻度盘 11.回转推动手柄 12.半径进给手轮 13.主偏角锁紧手柄 14.后角锁紧手柄 15.推拉手柄 16.定程螺母 17.定程杠 24.横向微调手轮25.滑板锁定手柄 26.升降锁紧手柄 27.升降锁定杆 28.多功能刀架锁紧手柄29.多功能刀架 30.升降调节杆- 3 -安装调试1、将机器放置于自备的工作台面上，总高度要适宜人的操作。

用四个M10螺栓将机器与工作台牢固地连接在一起，以防止机器在操作时晃动。

2、从附件包内取出三个手柄?、?、?，按图1所示，将其安装到正确的位置，并拧紧。

3、该刀具磨削机采用三相交流电机，电压380V，频率50Hz，功率250W，转速2800转/分。