碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子行业使用的碳化硅晶片加工设备，具体涉及一种碳化硅晶片斜面磨削、研磨、抛光加工设备及其碳化硅晶片斜面的磨削、研磨和抛光方法。
【背景技术】
[0002]碳化硅晶片目前已经广泛应用于光电子、微电子、光学、激光、超导、国防等领域。在碳化硅晶片的制造过程中，因碳化硅晶片的崩边而脱落的材料，会划伤晶片表面，是碳化硅晶片的平面研磨和抛光质量变差的最主要原因之一。为了避免晶片的崩边，通常在晶片平面加工之前，先对晶片进行倒角，并对倒角面进行磨削、研磨和抛光。现有晶片倒角设备主要是磨削设备，还没有专用倒角斜面研磨和抛光设备。目前碳化硅晶片斜面研磨和抛光主要是靠手工进行，在生产过程中普遍存在如下问题:
1、晶片的倒角斜面经研磨、抛光后宽度尺寸误差大；
2、晶片的倒角斜面经研磨、抛光后的角度一致性差；
3、晶片的倒角斜面经的研磨、抛光加工效率低，成本高。
[0003]4、晶片的倒角斜面的磨削、研磨角度难以控制，误差较大。
[0004]因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发一种结构设计合理，操作方便，可以方便调整磨削、研磨和抛光角度，调整磨削和研磨尺寸，工作效率高的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机。
【发明内容】
[0005]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种结构设计合理，操作方便，可以方便调整磨削、研磨和抛光角度，调整磨削和研磨尺寸和磨削和研磨时间，磨削和研磨精度高，工作效率高，抛光效果好的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机。本发明另一个目的是提供工作效率高的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机方法。采用本发明既可以用于平面圆形碳化硅晶片的斜面磨削、研磨或者抛光，也可以用于平面非圆形，如矩形、椭圆形等碳化硅晶片的斜面磨削、研磨或者抛光，适用性强，可解决现有技术的技术缺陷。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，它包括支撑片、与支撑片相连的旋转轴，与旋转轴相连的驱动电机，所述的驱动电机安装在电机支架上，电机支架安装在垂直转臂上，所述的垂直转臂与水平转臂相连，水平转臂与滑架相连，滑架通过内衬套套在螺杆上，螺杆的外周设有衬套筒，衬套筒固定在立柱上，螺杆的下端与第一圆锥齿轮相连，第一圆锥齿轮与第二圆锥齿轮相连，所述的第二圆锥齿轮与调节轴相连，调节轴与转轮相连，所述的调节轴外设有调节轴套筒，调节轴和调节轴套筒之间设有滚动轴承；
所述的立柱固定在上支撑座上，上支撑座焊接在下支撑座上；
所述的支撑片的下方安装有碳化硅晶片的处理工具，处理工具连接在轴的上端，轴的下端连接在电机上，所述的处理工具为砂轮、研磨盘或者抛光盘。
[0007]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，所述的水平转臂上安装有驱动电机的限位开关，通过限位开关可以控制驱动电机的运转和停止。
[0008]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，所述的驱动电机上连接有时间继电器。通过时间继电器可以根据不同的实际需求，设定磨削、研磨和抛光的时间，达到不同磨削、研磨和抛光程度的目的。
[0009]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，所述的螺杆顶部安装有固定盖板。
[0010]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，所述的下支座上开有槽，通过摇柄固定在工作台上。
[0011]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，所述的调节轴穿过立柱的侧面开孔，通过两个滚动轴承置于调节套筒内，调节轴的右端通过过盈装配与转轮连接。
[0012]本发明所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机实际工作时，转动转轮，通过第二圆锤齿轮和第一圆锤齿轮转动螺杆，带动滑架上下移动，从而带动水平转臂、垂直转臂和驱动电机上下移动；通过水平转臂，可以调节垂直转臂和驱动电机在水平面上的转动；通过调节垂直转臂，可以调节驱动电机在竖直面上的转动。从而通过调节滑架、水平转臂和垂直转臂可以调节晶片在砂轮上的倾斜角度和放置位置。
[0013]本发明提供的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光方法，包括以下步骤:
a、首先将待加工的碳化硅晶片粘结在支撑片上，然后在轴的上端先安装砂轮，然后启动电机，电机带动轴上的砂轮旋转；
b、旋转转轮，转轮带动调节轴转动，然后调节轴依次驱动第二圆锥齿轮和第一圆锥齿轮旋转，第一圆锥齿轮从而驱动螺杆旋转，螺杆带动滑架上下移动，从而依次带动水平转臂和垂直转臂上下移动，然后垂直转臂带动电机支架上的驱动电机上下移动，从而调整支撑片上的待加工的碳化硅晶片与电机的距离，从而调整斜面磨削角度和磨削尺寸；
C、开启驱动电机，并使驱动电机与电机呈反方向旋转，驱动电机带动旋转轴上的支撑片转动，使支撑片上的待加工的碳化硅晶片与砂轮摩擦，对待加工的碳化硅晶片进行磨削，并通过时间继电器控制磨削的时间；
d、磨削结束后，关闭驱动电机和电机，然后将轴上端的砂轮卸下，安装上研磨盘，并在研磨盘上涂抹研磨液；然后按步骤b相同的操作方式，调整好磨削后的碳化硅晶片与研磨盘的角度，然后开启电机和/或驱动电机，对碳化硅晶片进行研磨处理，并通过时间继电器控制磨削的时间；
e、研磨结束后，关闭电机和/或驱动电机，然后将轴上端的研磨盘卸下，安装上抛光盘，并在抛光盘上涂抹抛光液；然后按步骤b相同的操作方式，调整好研磨后的碳化硅晶片与抛光盘的角度，然后开启电机和/或驱动电机，对碳化硅晶片进行抛光处理，并通过时间继电器控制抛光的时间，抛光结束后，关闭电机和/或驱动电机，取下抛光好的碳化娃晶片。
[0014]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光方法，其特征在于，步骤a中，砂轮为金刚石微粉制成的砂轮，且在砂轮上面涂抹有磨削液。
[0015]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光方法，步骤d中，研磨盘由球墨铸铁制成，所述的研磨液由下列重量百分比的原料制成:10?20%粒度为0.5微米的金刚石微粉、10?20%橄榄油、60?80%色拉油。本发明通过大量实验，根据碳化硅晶片物理化学性能，筛选不同的研磨液，优选得到以上最佳的研磨液，采用该研磨液可以对碳化硅晶片表面进行高精度的研磨，研磨质量高。
[0016]作为优选方案，以上所述的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光方法，步骤e中，抛光盘由环氧树脂制成，所述的抛光液由下列重量百分比的原料制成:5%粒度为50纳米的S12微粒、10%醇胺、85%去离子水。由于碳化硅晶片光洁度要求高，普通的抛光方式达不到要求，本发明通过大量实验筛选，采用环氧树脂材料作为抛光盘，并且本发明通过大量实验筛选出最佳的抛光液，米用上述优选的抛光液配合环氧树脂抛光盘，可以很好的对碳化娃晶片进行抛光处理，能够使抛光斜面的粗糙度< 0.1微米，精度非常高。
[0017]有益效果:本发明和现有技术相比具有以下优点:
1、本发明提供的碳化硅晶片斜面磨削、研磨和抛光机，结构设计合理，操作方便，工作效率高，可以对碳化硅晶片进行斜面磨削、研磨和抛光一体化处理，工作效率更高，并且能够使得碳化硅晶片斜面的研磨、抛光后宽度尺寸稳定，角度一致，能够使抛光斜面的粗糙度< 0.1微米，加工精度高，可避免碳化硅晶片在后