一种切割晶片的方法技术

本发明专利技术涉及机械加工领域的方法，特指一种切割晶片的方法。具体包括整刀工艺：首先，根据不同晶片厚度的要求选择相应厚度的垫片，每条刀片之间放一块垫片，开始整刀，最后达到的效果是整个切割装置，两边厚度差值在0.03±0.005mm之间，刀片处于拉直状态。配砂工艺：根据不同晶片的厚度要求，配置不同浓度的砂液。切片过程中，每小时加砂前先盛出沙液，加入相应的切削油，保持切削液浓度一致。本发明专利技术提高了切片的均匀度及其表面质量。

【技术实现步骤摘要】
技术领 域本专利技术涉及机械加工领域的一种工艺方法，特指一种能提高石英晶片切割质量的 新工艺。
技术介绍
石英晶体器件具有优良的选频稳频特性，是电子信息技术中作为频率选择和控 制的核心元件，被广泛用于计算机、家用电器、航天电子、移动通信及卫星、军事装备等，成 为现代电子信息产业发展中不可缺少的重要元器件。而晶棒切割为晶片的加工工艺对晶片 的精度，质量，效率，加工成本、机器的使用寿命以及后续加工的难易有直接影响。目前，公知的晶片切割过程是整刀一配砂液一预切一切片。首先进行整刀，传统 工艺没有细化不同厚度要求的晶片采用不同厚度的刀垫和施加不同的整刀压强，这样导致 刀片的预紧力过大或者过小，而且不同厚度要求的晶片切出的厚度都一样，与标准厚度有 较大的误差，降低了后续研磨精加工的效率。然后配沙液，目前现有的砂液配置，没有一个 公认的标准，各厂家一般只有一种砂液配置，这样导致切割不同厚度的晶片时，会影响其表 面质量，增加了后续精加工的时间。配好砂液后开始预切，一般以时间为标准，切一到一个 半小时，可能因刀片与晶棒还没有接触完全，而影响切片质量甚至可能导致断刀，也可能之 前已经充分接触，而增加了预切时间，从而影响加工效率。最后开始切片，以往是每小时加 一次沙这样就会导致砂液浓度越来越浓，使切片厚薄不一，质量差异很大。
技术实现思路
为了克服现有晶片切割工艺的不足，经过多年的探索研究，本专利技术提供一套完整 的晶片切割工艺方法，该工艺方法不仅可以提高石英晶片表面质量，还可以提高晶片切割 的效率。具体采用的技术方案是首先进行整刀。整刀过程中，根据不同晶片厚度的要求 采用不同的刀垫，每条刀片之间放一块垫片，用细长螺栓串起来，固定在刀架上，用螺母拧 紧另一端。在整刀板上开始整刀，刀垫与刀片的高度相同，整刀最后要达到刀架上的刀片 和刀垫在水平方向整齐划一，且用L行角尺来测量刀片刀垫的垂直度，直到完全垂直，一般 加工长度210mm的水晶棒时，采用260根刀条和261个刀垫串起来做切割刀具。再根据刀 垫的厚度给刀架施加不同的压力，使刀片处于拉直状态，且有一定的预应力，垫片厚的，拉 力小一些，垫片薄的，拉力大一些；然后进行配砂，配砂过程根据不同晶片厚度的要求，采用 不同浓度的砂液，晶片厚的，采用相对较浓的沙液进行循环切削；预切时，根据切割的声音 判断切割晶片的均勻度，当声音浑厚低沉时，开始切片；切片过程中，每小时加砂前先盛出 400-600ml沙液，加入相应的切削油，保持切削液浓度一致。直到切削结束。以上各步的参 数对应关系在具体实施方式中作详细介绍，本专利技术较之以前的工艺，减少了 10%废品量。本专利技术的优点是1、规范了操作流程，使工人更易操作；2、提高了切片的精度，减小了切片与标准晶片厚度散差，减少了后续研磨精加工的时间；3、通过换砂加油保持砂液的浓度不变以及不同厚度要求的晶片采用相应浓度的砂液 提高了晶片表面的质量；4、减小了断刀的概率，减少了废品量；5、对废弃的砂液进行提取，循环利用，减少了对环境的污染。具体实施例方式参照部分参数对照表，本专利技术主要涉及提高晶片切割质量的新工艺。一、根据需加工晶片厚度的要求，选择刀垫的厚度开始整刀，刀垫的厚度比待加工 晶片厚度大0. 04-0. 06mm,边整刀边测量刀片与刀垫的垂直度，直到平整光滑为止，用游标 卡尺测量两边刀片间的宽度，两边差值在0. 03士0. 005mm间时，整刀结束。然后开始对刀片 加压使其绷直，根据待加工晶片厚度，选择不同的拉力值，拉力值的范围从24-40MPa，待加 工晶片厚的，取较小值，待加工晶片薄的，取较大值。以加工0.325-0. 375mm厚度的晶片为 标准，刀垫的厚度为0. 4mm,以0. 05mm的晶片厚度作单位，待加工晶片厚度比标准晶片厚度 每小一个单位即0. 005mm时，拉力值增加2Mpa，同理，比标准晶片厚度每大一个单位时，拉 力值减小2Mpa，以此类推。二、进行配砂。沙液的主要成份包括新砂、废砂、柴油和PC油，根据待加工晶片厚 度选择砂液配置，待加工晶片厚度厚的增加砂的量减少油的含量，待加工晶片厚度薄的，减 少砂量增加油的含量。以加工0. 325-0. 375mm厚度的晶片为标准，以0. Imm的晶片厚度作 单位，待加工晶片厚度每增加一个单位，砂增加100克，油减少100ml，同理晶片厚度每减少 一个单位，砂减少100克，油增加100ml。三预切。配沙完成后，开始装刀预切，每隔十分钟观察一次刀片和晶棒之间是否 充分接触，当刀片和晶棒之间接触紧密、切割的声音低沉浑厚时，预切完成，一般预切的时 间在45分钟到两小时之间。四、当刀片与晶棒完全接触 时开始切片，每小时换一次砂液，先盛出600ml的砂液 相应加入600ml的废油，再加入80士5克GC700，如此重复加砂，直到切片结束，这就是晶片 切割过程的工艺流程。实施例，具体以加工0.35mm的晶片为例，切割的晶棒长210mm左右，使用刀片数 为260根和相应的垫片数，开始整刀，检查刀片的垂直度和两边刀片间的宽度，若在允许范 围0. 03士0. 005mm内，开始加压，否则，继续整刀直到满足要求。根据工艺规范的要求，选择 36mpa进行加压，加压过称不要太快，避免各刀片受力不均。然后将刀架装入切割机，开始配 砂，对应选择图四选择新砂200g，废砂lOOOg，柴油(废油)800ml，pc油150ml。然后预切， 听刀片和晶棒切削的声音，完全接触时，声音比较整齐，低沉，最后开始切片，切片过程中每 隔一小时换一次砂。权利要求1.，其特征在于，具体步骤如下(A)根据需加工晶片厚度的要求，选择刀垫的厚度开始整刀，刀垫的厚度比待加工晶片 厚度大0. 04-0. 06mm,边整刀边测量刀片与刀垫的垂直度，直到平整光滑为止，用游标卡尺 测量两边刀片间的宽度，两边差值在0. 03士0. 005mm间时，整刀结束；(B)然后，开始对刀片加压使其绷直，根据待加工晶片厚度，选择拉力值，拉力值的范围 从24-40MPa，待加工晶片厚的，取较小值，待加工晶片薄的，取较大值；(C)进行配砂，沙液的主要成份包括新砂、废砂、柴油和PC油，根据待加工晶片厚度选 择砂液配置，待加工晶片厚度厚的增加砂的量减少油的含量，待加工晶片厚度薄的，减少砂 量增加油的含量；(D)预切，配沙完成后，装刀预切，每隔十分钟观察一次刀片和晶棒之间是否充分接触， 当刀片和晶棒之间接触紧密、切割的声音低沉浑厚时，预切完成；(E)当刀片与晶棒完全接触时开始切片，每小时换一次砂液，直到切片结束。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤(B)中选择拉力 值的方法为以加工0. 325-0. 375mm厚度的晶片为标准，以0. 05mm的晶片厚度作单位，待加 工晶片厚度比标准晶片厚度每小一个单位即0. 005mm时，拉力值增加2Mpa，同理，比标准晶 片厚度每大一个单位时，拉力值减小2Mpa，以此类推。3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述步骤(C)中配砂方 法为以加工0. 325-0. 375mm厚度的晶片为标准，以0. Imm的晶片厚度作单位，待加工晶片 厚度每增加一个单位，砂增加100克，油减少IOOml ；晶片厚度每减少一个单位，砂减少100 克，油增加100本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种切割晶片的方法，其特征在于，具体步骤如下：（Ａ）根据需加工晶片厚度的要求，选择刀垫的厚度开始整刀，刀垫的厚度比待加工晶片厚度大０．０４－０．０６ｍｍ，边整刀边测量刀片与刀垫的垂直度，直到平整光滑为止，用游标卡尺测量两边刀片间的宽度，两边差值在０．０３±０．００５ｍｍ间时，整刀结束；（Ｂ）然后，开始对刀片加压使其绷直，根据待加工晶片厚度，选择拉力值，拉力值的范围从２４－４０ＭＰａ，待加工晶片厚的，取较小值，待加工晶片薄的，取较大值；（Ｃ）进行配砂，沙液的主要成份包括新砂、废砂、柴油和ＰＣ油，根据待加工晶片厚度选择砂液配置，待加工晶片厚度厚的增加砂的量减少油的含量，待加工晶片厚度薄的，减少砂量增加油的含量；（Ｄ）预切，配沙完成后，装刀预切，每隔十分钟观察一次刀片和晶棒之间是否充分接触，当刀片和晶棒之间接触紧密、切割的声音低沉浑厚时，预切完成；（Ｅ）当刀片与晶棒完全接触时开始切片，每小时换一次砂液，直到切片结束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王树林，周波，裴宏杰，张伟展，宋志鹏，李尊栋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32