本發(fā)明涉及石英晶片加工領(lǐng)域，具體的說，涉及了一種石英晶片研磨工藝。

背景技術(shù)：

石英晶片在研磨加工過程中，通常會(huì)采用間隙式測頻儀測量研磨處理的石英晶片的中心頻率，若石英晶片的中心頻率達(dá)到工藝要求的頻率時(shí)研磨結(jié)束，若石英晶片的中心頻率達(dá)不到工藝要求的頻率時(shí)則需要繼續(xù)研磨。雖然上述石英晶片頻率測試方法具有操作步驟簡單、測試精度高等優(yōu)點(diǎn)，但還會(huì)出現(xiàn)因忽略石英晶片邊沿四點(diǎn)的頻率不滿足工藝要求的情況，造成石英晶片在經(jīng)后續(xù)腐蝕后出現(xiàn)頻率分選單倉的集中度差，容易造成機(jī)分選頻率誤判；另一方面，若經(jīng)過研磨處理后的石英晶片散差過大或平面度差還會(huì)導(dǎo)致石英晶片成品中寄生波嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)廢品現(xiàn)象。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種能有效降低研磨石英晶片的單片散差值，能改善晶片平面度和抑制寄生波形的石英晶片研磨工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種石英晶片研磨工藝，具體包括以下步驟：

提供一種研磨設(shè)備：該研磨設(shè)備包括上研盤、下研盤和設(shè)置在所述上研盤和所述下研盤之間的中心輪、內(nèi)齒圈及具有對稱結(jié)構(gòu)的游星輪，所述游星輪嚙合在所述中心輪和所述內(nèi)齒圈之間，其中，所述上研盤、所述下研盤、所述中心輪、所述內(nèi)齒圈的傳動(dòng)比為1：5：3：1；

正向研磨：首先根據(jù)公式一計(jì)算出正向研磨停止時(shí)的石英晶片正向研磨片的理論中心頻率值，然后采用所述研磨設(shè)備對石英晶片原片進(jìn)行正向研磨，直至經(jīng)過正向研磨處理的所述石英晶片原片的實(shí)際中心頻率值與所述理論中心頻率值相等時(shí)，停止正向研磨，制得所述石英晶片正向研磨片，其中，在所述正向研磨步驟中，所述游星輪的自旋轉(zhuǎn)方向和所述下研盤的旋轉(zhuǎn)方向相同，所述石英晶片正向研磨片的理論中心頻率計(jì)算公式為：

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

式中：x為石英晶片正向研磨片的理論中心頻率，單位khz；y為石英晶片預(yù)設(shè)的達(dá)標(biāo)中心頻率，單位khz；

反向研磨：首先根據(jù)公式二計(jì)算出反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量值；然后采用所述研磨設(shè)備對所述石英晶片正向研磨片進(jìn)行反向研磨直至反向研磨加工的實(shí)際研磨量值與所述理論研磨量值相等時(shí)，停止反向研磨，得到石英晶片研磨片成品；其中，在所述反向研磨步驟中，所述游星輪的自旋轉(zhuǎn)方向和所述下研盤的旋轉(zhuǎn)方向相反，反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量計(jì)算公式為：

z＝(1.05-0.000005y)/1000(公式二)

式中：z反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量，單位mm；y為石英晶片預(yù)設(shè)的達(dá)標(biāo)中心頻率，單位khz。

基于上述，所述具有對稱結(jié)構(gòu)的游星輪為十二孔游星輪。

需要說明的是，本發(fā)明所提供的公式一和公式二是對大量的石英晶片原片依次正向研磨和反向研磨后，從大量的四點(diǎn)散差數(shù)據(jù)中選取能兼顧波形圖的正向研磨和反向研磨拐點(diǎn)捏合所得的。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步，具體的說，本發(fā)明所提供的石英晶片研磨工藝中，首先對石英晶片原片進(jìn)行正向研磨，然后再對其進(jìn)行反向研磨，使得經(jīng)過上述研磨加工處理后的石英晶片研磨片成品的四點(diǎn)散差得到有效降低，同時(shí)也使得石英晶片成品的中心點(diǎn)波形中雜波明顯減少，寄生片極大的減少；由該石英晶片研磨片成品切割所制得的成品晶片波形得到明顯的改善，同時(shí)也大大降低機(jī)分選的跑倉幾率，提高了產(chǎn)品的成品率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的石英晶片研磨工藝中的正向研磨狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明提供的石英晶片研磨工藝中的反向研磨狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明提供的驗(yàn)證試驗(yàn)石英晶片散差測試時(shí)的測試點(diǎn)分布示意圖。

圖4-圖13是本發(fā)明提供的驗(yàn)證試驗(yàn)中單一方向研磨所得的石英晶片單片的波形圖。

圖14-圖23是本發(fā)明提供的驗(yàn)證試驗(yàn)中正、反雙向研磨加工制得的石英晶片單片的波形圖。

圖中：1、內(nèi)齒圈；2、中心輪；3、下研盤；4、游星輪。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種石英晶片研磨工藝，具體包括以下步驟：

提供一種研磨設(shè)備：如圖1和圖2所示，該研磨設(shè)備包括上研盤、下研盤3和活動(dòng)設(shè)置在所述上研盤和所述下研盤3之間的中心輪2、內(nèi)齒圈1及具有對稱結(jié)構(gòu)的十二孔游星輪4，所述十二孔游星輪4嚙合在所述中心輪2和所述內(nèi)齒圈1之間，其中，所述上研盤、所述下研盤3、所述中心輪2、所述內(nèi)齒圈1的傳動(dòng)比為1：5：3：1；

正向研磨：首先根據(jù)公式一計(jì)算出正向研磨停止時(shí)的石英晶片正向研磨片的理論中心頻率，然后采用所述研磨設(shè)備對石英晶片原片進(jìn)行正向研磨，直至經(jīng)過正向研磨處理的所述石英晶片原片的實(shí)際中心頻率值與計(jì)算所得的理論中心頻率值相等時(shí)，停止正向研磨，制得所述石英晶片正向研磨片，其中，在所述正向研磨步驟中，所述游星輪的自旋轉(zhuǎn)方向和所述下研盤的旋轉(zhuǎn)方向相同，具體狀態(tài)示意圖如圖1所示。

所述石英晶片正向研磨片的理論中心頻率計(jì)算公式為：

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

式中：x為石英晶片正向研磨片的理論中心頻率，單位khz；y為石英晶片預(yù)設(shè)的達(dá)標(biāo)中心頻率，單位khz；

反向研磨：首先根據(jù)公式二計(jì)算出反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量；然后采用所述研磨設(shè)備對所述石英晶片正向研磨片進(jìn)行反向研磨，當(dāng)反向研磨加工的實(shí)際研磨量值與所述理論研磨量值相同時(shí)，停止反向研磨，得到石英晶片研磨片成品；其中，在所述反向研磨步驟中，所述游星輪的自旋轉(zhuǎn)方向和所述下研盤的旋轉(zhuǎn)方向相反，具體狀態(tài)示意圖如圖2所示。反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量計(jì)算公式為：

z＝(1.05-0.000005y)/1000(公式二)

式中：z反轉(zhuǎn)研磨加工的理論研磨量，單位mm；y為石英晶片預(yù)設(shè)的達(dá)標(biāo)中心頻率，單位khz。

試驗(yàn)驗(yàn)證：

為了驗(yàn)證由本發(fā)明所提供的石英晶片研磨工藝所制得的石英晶片研磨片的單片散差和中心波形比單一方向研磨方向制取的產(chǎn)品性能優(yōu)越性，本發(fā)明還分別進(jìn)行了以下驗(yàn)證試驗(yàn)：

(1)不同研磨工藝制取的石英晶片研磨片的四點(diǎn)單片散差對比試驗(yàn)

采用機(jī)臺(tái)號為b58的研磨機(jī)對晶片規(guī)格為長13mm寬11mm的石英晶片原片分別進(jìn)行單一方向研磨加工和正、反雙向研磨加工，研磨加工結(jié)束后分別測試每盤所制得的石英晶片的單片散差值，測試點(diǎn)選擇如圖3所示。具體結(jié)果如表1-表4所示；從表1-4中可以看出，采用正、反雙向研磨加工制得的石英晶片的單片散差平均值比采用單一方向研磨加工方向制得的石英晶片的單片散差平均值大幅度降低。

表1、單一方向研磨加工方向制得的石英晶片的單片散差

表2、正、反雙向研磨加工制得的石英晶片的單片散差

表3、正、反雙向研磨加工制得的石英晶片的單片散差

表4、正、反雙向研磨加工制得的石英晶片的單片散差

(2)不同研磨設(shè)備制取的石英晶片研磨片的四點(diǎn)單片散差對比試驗(yàn)

為了探究不同研磨設(shè)備對石英晶片的單片散差平均值會(huì)產(chǎn)生何種影響，還采用機(jī)臺(tái)號為b59的研磨機(jī)對晶片規(guī)格為長13mm寬11mm的石英晶片原片分別進(jìn)行單一方向研磨加工和正、反雙向研磨加工，研磨加工結(jié)束后分別測試每盤所制得的石英晶片的單片散差值，具體結(jié)果如表5-表6所示。結(jié)合表1-表4可以看出，不同研磨設(shè)備對石英晶片的單片散差平均值的影響與不同研磨工藝所產(chǎn)生的影響相比，可以忽略。

表5、單一方向研磨加工方向制得的石英晶片的單片散差

表6、正、反雙向研磨加工制得的石英晶片的單片散差

(3)不同理論中心頻率的設(shè)定對制取的石英晶片研磨片的單片散差對比試驗(yàn)

為了探究不同理論中心頻率的設(shè)定對石英晶片的單片散差平均值會(huì)產(chǎn)生何種影響，分別采用機(jī)臺(tái)號為b58、b59的研磨機(jī)對晶片規(guī)格為長13mm寬11mm的石英晶片原片分別進(jìn)行單一方向研磨加工和正、反雙向研磨加工。其中，達(dá)標(biāo)中心頻率為51.40mhz；分別設(shè)定理論中心頻率為51.30mhz、51.40mhz、51.50mhz、51.30mhz；研磨加工結(jié)束后。分別測試每盤所制得的石英晶片的單片散差值，具體結(jié)果如表7所示。從表7中可以看出，當(dāng)設(shè)定的理論中心頻率越接近達(dá)標(biāo)中心頻率時(shí)，制得的石英晶片的單片散差平均值和整盤散差值越小。

表7、兩種研磨加工工藝制得的石英晶片的單片散差對比表

(4)不同研磨工藝制取的石英晶片研磨片的兩端單片散差對比試驗(yàn)

采用機(jī)臺(tái)號為b58的研磨機(jī)對晶片規(guī)格為長13mm寬11mm的石英晶片原片分別進(jìn)行單一方向研磨加工和正、反雙向研磨加工，研磨加工結(jié)束后分別測試每盤所制得的石英晶片的兩端單片散差值，具體結(jié)果如表8所示；

從表8中可以看出，采用單一方向研磨加工制取的石英晶片研磨片的一端散差值明顯小于另一端的散差值，而采用正、反雙向研磨加工制取的石英晶片研磨片的一端散差值與另一端的散差值相差不大。

為了更直觀的對比兩者研磨工藝對石英晶片研磨片的散差的影響，將表8中的內(nèi)容繪制成的成品晶片波形圖，具體如圖4-圖13和圖14-圖23所示。從圖中可以明顯看出：采用正、反雙向研磨加工制取的成品晶片中心點(diǎn)波形中雜波明顯減少，寄生片極大的減少，且對比成品晶片兩端的波形，采用單一方向研磨加工制得的成品晶片波形一端明顯好于另一端，也就是說波形從一端到另一端逐漸變差，而采用正、反雙向研磨加工制取的成品晶片的波形為中心向兩端逐漸變差。由此可見，采用正、反雙向研磨加工制取的成品晶片比采用單一方向研磨加工制得的成品晶片的晶片散差值成倍減小。且采用正、反雙向研磨加工制取的成品晶片集中度更高、波形得到明顯的改善，寄生得到極大控制，也大大降低機(jī)分選的跑倉幾率。

表8、成品改善前后單片散差對比

最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。