石英晶片研磨工艺的制作方法

文档序号:11537494阅读:4890来源:国知局
石英晶片研磨工艺的制造方法与工艺

本发明涉及石英晶片加工领域,具体的说,涉及了一种石英晶片研磨工艺。



背景技术:

石英晶片在研磨加工过程中,通常会采用间隙式测频仪测量研磨处理的石英晶片的中心频率,若石英晶片的中心频率达到工艺要求的频率时研磨结束,若石英晶片的中心频率达不到工艺要求的频率时则需要继续研磨。虽然上述石英晶片频率测试方法具有操作步骤简单、测试精度高等优点,但还会出现因忽略石英晶片边沿四点的频率不满足工艺要求的情况,造成石英晶片在经后续腐蚀后出现频率分选单仓的集中度差,容易造成机分选频率误判;另一方面,若经过研磨处理后的石英晶片散差过大或平面度差还会导致石英晶片成品中寄生波严重,甚至会出现废品现象。

为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术的不足,从而提供一种能有效降低研磨石英晶片的单片散差值,能改善晶片平面度和抑制寄生波形的石英晶片研磨工艺。

为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种石英晶片研磨工艺,具体包括以下步骤:

提供一种研磨设备:该研磨设备包括上研盘、下研盘和设置在所述上研盘和所述下研盘之间的中心轮、内齿圈及具有对称结构的游星轮,所述游星轮啮合在所述中心轮和所述内齿圈之间,其中,所述上研盘、所述下研盘、所述中心轮、所述内齿圈的传动比为1:5:3:1;

正向研磨:首先根据公式一计算出正向研磨停止时的石英晶片正向研磨片的理论中心频率值,然后采用所述研磨设备对石英晶片原片进行正向研磨,直至经过正向研磨处理的所述石英晶片原片的实际中心频率值与所述理论中心频率值相等时,停止正向研磨,制得所述石英晶片正向研磨片,其中,在所述正向研磨步骤中,所述游星轮的自旋转方向和所述下研盘的旋转方向相同,所述石英晶片正向研磨片的理论中心频率计算公式为:

x=1660/{1660/y+[(1.05-0.000005y)/1000]}(公式一),

式中:x为石英晶片正向研磨片的理论中心频率,单位khz;y为石英晶片预设的达标中心频率,单位khz;

反向研磨:首先根据公式二计算出反转研磨加工的理论研磨量值;然后采用所述研磨设备对所述石英晶片正向研磨片进行反向研磨直至反向研磨加工的实际研磨量值与所述理论研磨量值相等时,停止反向研磨,得到石英晶片研磨片成品;其中,在所述反向研磨步骤中,所述游星轮的自旋转方向和所述下研盘的旋转方向相反,反转研磨加工的理论研磨量计算公式为:

z=(1.05-0.000005y)/1000(公式二)

式中:z反转研磨加工的理论研磨量,单位mm;y为石英晶片预设的达标中心频率,单位khz。

基于上述,所述具有对称结构的游星轮为十二孔游星轮。

需要说明的是,本发明所提供的公式一和公式二是对大量的石英晶片原片依次正向研磨和反向研磨后,从大量的四点散差数据中选取能兼顾波形图的正向研磨和反向研磨拐点捏合所得的。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,具体的说,本发明所提供的石英晶片研磨工艺中,首先对石英晶片原片进行正向研磨,然后再对其进行反向研磨,使得经过上述研磨加工处理后的石英晶片研磨片成品的四点散差得到有效降低,同时也使得石英晶片成品的中心点波形中杂波明显减少,寄生片极大的减少;由该石英晶片研磨片成品切割所制得的成品晶片波形得到明显的改善,同时也大大降低机分选的跑仓几率,提高了产品的成品率。

附图说明

图1是本发明提供的石英晶片研磨工艺中的正向研磨状态结构示意图。

图2是本发明提供的石英晶片研磨工艺中的反向研磨状态结构示意图。

图3是本发明提供的验证试验石英晶片散差测试时的测试点分布示意图。

图4-图13是本发明提供的验证试验中单一方向研磨所得的石英晶片单片的波形图。

图14-图23是本发明提供的验证试验中正、反双向研磨加工制得的石英晶片单片的波形图。

图中:1、内齿圈;2、中心轮;3、下研盘;4、游星轮。

具体实施方式

下面通过具体实施方式,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种石英晶片研磨工艺,具体包括以下步骤:

提供一种研磨设备:如图1和图2所示,该研磨设备包括上研盘、下研盘3和活动设置在所述上研盘和所述下研盘3之间的中心轮2、内齿圈1及具有对称结构的十二孔游星轮4,所述十二孔游星轮4啮合在所述中心轮2和所述内齿圈1之间,其中,所述上研盘、所述下研盘3、所述中心轮2、所述内齿圈1的传动比为1:5:3:1;

正向研磨:首先根据公式一计算出正向研磨停止时的石英晶片正向研磨片的理论中心频率,然后采用所述研磨设备对石英晶片原片进行正向研磨,直至经过正向研磨处理的所述石英晶片原片的实际中心频率值与计算所得的理论中心频率值相等时,停止正向研磨,制得所述石英晶片正向研磨片,其中,在所述正向研磨步骤中,所述游星轮的自旋转方向和所述下研盘的旋转方向相同,具体状态示意图如图1所示。

所述石英晶片正向研磨片的理论中心频率计算公式为:

x=1660/{1660/y+[(1.05-0.000005y)/1000]}(公式一),

式中:x为石英晶片正向研磨片的理论中心频率,单位khz;y为石英晶片预设的达标中心频率,单位khz;

反向研磨:首先根据公式二计算出反转研磨加工的理论研磨量;然后采用所述研磨设备对所述石英晶片正向研磨片进行反向研磨,当反向研磨加工的实际研磨量值与所述理论研磨量值相同时,停止反向研磨,得到石英晶片研磨片成品;其中,在所述反向研磨步骤中,所述游星轮的自旋转方向和所述下研盘的旋转方向相反,具体状态示意图如图2所示。反转研磨加工的理论研磨量计算公式为:

z=(1.05-0.000005y)/1000(公式二)

式中:z反转研磨加工的理论研磨量,单位mm;y为石英晶片预设的达标中心频率,单位khz。

试验验证:

为了验证由本发明所提供的石英晶片研磨工艺所制得的石英晶片研磨片的单片散差和中心波形比单一方向研磨方向制取的产品性能优越性,本发明还分别进行了以下验证试验:

(1)不同研磨工艺制取的石英晶片研磨片的四点单片散差对比试验

采用机台号为b58的研磨机对晶片规格为长13mm宽11mm的石英晶片原片分别进行单一方向研磨加工和正、反双向研磨加工,研磨加工结束后分别测试每盘所制得的石英晶片的单片散差值,测试点选择如图3所示。具体结果如表1-表4所示;从表1-4中可以看出,采用正、反双向研磨加工制得的石英晶片的单片散差平均值比采用单一方向研磨加工方向制得的石英晶片的单片散差平均值大幅度降低。

表1、单一方向研磨加工方向制得的石英晶片的单片散差

表2、正、反双向研磨加工制得的石英晶片的单片散差

表3、正、反双向研磨加工制得的石英晶片的单片散差

表4、正、反双向研磨加工制得的石英晶片的单片散差

(2)不同研磨设备制取的石英晶片研磨片的四点单片散差对比试验

为了探究不同研磨设备对石英晶片的单片散差平均值会产生何种影响,还采用机台号为b59的研磨机对晶片规格为长13mm宽11mm的石英晶片原片分别进行单一方向研磨加工和正、反双向研磨加工,研磨加工结束后分别测试每盘所制得的石英晶片的单片散差值,具体结果如表5-表6所示。结合表1-表4可以看出,不同研磨设备对石英晶片的单片散差平均值的影响与不同研磨工艺所产生的影响相比,可以忽略。

表5、单一方向研磨加工方向制得的石英晶片的单片散差

表6、正、反双向研磨加工制得的石英晶片的单片散差

(3)不同理论中心频率的设定对制取的石英晶片研磨片的单片散差对比试验

为了探究不同理论中心频率的设定对石英晶片的单片散差平均值会产生何种影响,分别采用机台号为b58、b59的研磨机对晶片规格为长13mm宽11mm的石英晶片原片分别进行单一方向研磨加工和正、反双向研磨加工。其中,达标中心频率为51.40mhz;分别设定理论中心频率为51.30mhz、51.40mhz、51.50mhz、51.30mhz;研磨加工结束后。分别测试每盘所制得的石英晶片的单片散差值,具体结果如表7所示。从表7中可以看出,当设定的理论中心频率越接近达标中心频率时,制得的石英晶片的单片散差平均值和整盘散差值越小。

表7、两种研磨加工工艺制得的石英晶片的单片散差对比表

(4)不同研磨工艺制取的石英晶片研磨片的两端单片散差对比试验

采用机台号为b58的研磨机对晶片规格为长13mm宽11mm的石英晶片原片分别进行单一方向研磨加工和正、反双向研磨加工,研磨加工结束后分别测试每盘所制得的石英晶片的两端单片散差值,具体结果如表8所示;

从表8中可以看出,采用单一方向研磨加工制取的石英晶片研磨片的一端散差值明显小于另一端的散差值,而采用正、反双向研磨加工制取的石英晶片研磨片的一端散差值与另一端的散差值相差不大。

为了更直观的对比两者研磨工艺对石英晶片研磨片的散差的影响,将表8中的内容绘制成的成品晶片波形图,具体如图4-图13和图14-图23所示。从图中可以明显看出:采用正、反双向研磨加工制取的成品晶片中心点波形中杂波明显减少,寄生片极大的减少,且对比成品晶片两端的波形,采用单一方向研磨加工制得的成品晶片波形一端明显好于另一端,也就是说波形从一端到另一端逐渐变差,而采用正、反双向研磨加工制取的成品晶片的波形为中心向两端逐渐变差。由此可见,采用正、反双向研磨加工制取的成品晶片比采用单一方向研磨加工制得的成品晶片的晶片散差值成倍减小。且采用正、反双向研磨加工制取的成品晶片集中度更高、波形得到明显的改善,寄生得到极大控制,也大大降低机分选的跑仓几率。

表8、成品改善前后单片散差对比

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

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