CN101973076A - 石英晶片切角大规模精确校正工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种石英晶片切角大规模精确校正工艺，它包括：对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，定向标识石英晶片；将石英晶片按角度范围分档；将同档角度范围内的石英晶片进行两两组合，将每组石英晶片错位后进行叠粘，每组石英晶片错位宽度一致；将叠粘好的每组石英晶片放在双面研磨设备中进行批量研磨；研磨中对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，当角度达到要求角度时，完成整批石英晶片的切割角度初步校正工作，即可下片；将每组石英晶片两两分离，再将石英晶片的校角研磨面朝下置于双面研磨设备下盘面，并对石英晶片进行双面研磨，直至石英晶片两主平面平行。该工艺具有加工精度高、产品一致性好、适合大规模生产的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶体切割后晶片角度的校正生产工艺，具体地说，涉及了一种石英晶片切角大规模精确校正工艺。
背景技术
现在电子信息技术及光电子应用领域所用的石英谐振器、石英振荡器，光学低通滤波器，其主要构成的晶片都是将人造石英晶体块经过特殊要求的切片、定向筛选、角度修正、研磨、外形加工等主要工序后完成的，应用领域的不同决定了所要求切割晶片的角度也各不相同，较高的精度要求切角误差在15秒以内，一般的也在5分以内，切角直观的理解就是切割方向与晶体光轴方向夹角，晶体光轴不随其外形变化而变化，始终是固定的，就像指南针一样。
特殊切型的晶片，往往原料质量要求高，出材率低，所以原材料成本高，为了保证每一个切割出的晶片部能满足使用要求，就需要对切割角度偏离设计要求的晶片进行角度修整，使其达到合格角度范围，校角综合成本远低于从新切割的成本，使其成为目前高精密晶体切片流程中的一个重要工序。
日前，对晶片切角的常见修正工艺是腐蚀校正工艺，如图1所示，将晶片正反两面位于两侧一定长度范围的表面进行覆盖，如图中黑色填充位置为覆盖保护物3，然后，将晶片置于腐蚀性溶液中对晶片其余部分腐蚀去除至要求的深度，如图中网状线包含范围为腐蚀去除部分2，最后所得斜线部分为腐蚀后剩余的晶片保留部分1；
图2为腐蚀后去掉覆盖保护物的晶片侧面形状，将其置于双面研磨设备中，使晶片两主平面被对称去除相同的部分，使其在上下盘面的压力下，自然发生一定角度的翻转，最终，在两主平面磨平后，使其角度发生了按预先设计的变化，网格线部分为研磨去除部分4，磨去研磨去除部分4后，剩余斜线部分为晶体平面体5；
传统工艺所存在的问题是：需要对每一片进行粘接覆盖物进行腐蚀前保护，操作繁琐，需要校正角度越大，腐蚀量越大，腐蚀速度因腐蚀量的增大而非常缓慢，校正10分左右，需要大约8小时的时间；而且长期的腐蚀对晶片外形产生破坏，同时对晶片内部也产生内在损害，所以该工艺只适合角度偏移小的、如3分以内的晶片的精密校角。
对晶片进行衬垫的修正工艺，其方法与腐蚀校正工艺原理相近，且不具备大批量生产的能力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种工艺简单、易于操作、加工精度高、质量稳定、产品一致性好、适合大规模生产的石英晶片切角大规模精确校正工艺。
本发明所采用的技术方案是：一种石英晶片切角大规模精确校正工艺，它包括以下步骤：
步骤1、对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，按定向时方位，将检测角度值对应标识在超差需校正角度的石英晶片上；
步骤2、角度标识完毕后，将石英晶片按角度范围分档；
步骤3、将同档角度范围内的石英晶片进行组合，两块石英晶片为一组，并将每组石英晶片错位后进行叠粘，每组石英晶片错位宽度一致；
步骤4、将叠粘好的每组石英晶片放在双面研磨设备中进行批量研磨；
步骤5、研磨中，对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，当角度达到要求角度时，完成整批石英晶片的切割角度初步校正工作，即可下片；
步骤6、将每组石英晶片两两分离，然后，再将石英晶片的校角研磨面朝下置于双面研磨设备下盘面，并对石英晶片进行双面研磨，直至石英晶片两主平面平行，即可。
基于上述，在步骤2中，将角度范围为1分～4分作为一档，将角度范围为5分～10分作为一档，角度范围为10分～15作为一档。
基于上述，在步骤3中，错位宽度大于1mm。
基于上述，在步骤5中，研磨中，每研磨0.02mm深度时，对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，该石英晶片切角大规模精确校正工艺具有以下有益效果：
1、利用平面研磨设备进行角度校正工作效率高、精度较高，晶片角度校正一致性好，特别适于角度偏差远、大尺寸晶片校角，具备大批量生产的优点；
2、较小的研磨量即可使晶片角度产生迅速的变化，如研磨0.01mm可改变角度5～10分，一次同时完成整盘上百片晶片角度校正，效率远远超过其它角度校正工艺；
3、采用该工艺使得生产效率大大提高，产品质量稳定，校角质量和效率超过传统的腐蚀校正法和其它方法，生产成本大幅降低，劳动强度降低，为高精密切角晶片的规模生产创造了条件。
附图说明
图1为本发明背景技术中所述晶片的腐蚀结构示意图；
图2为本发明背景技术中所述晶片的研磨结构示意图；
图3为本发明所述石英晶片切角大规模精确校正工艺的校正原理示意图一；
图4为本发明所述石英晶片切角大规模精确校正工艺的校正原理示意图二。
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。
本发明所采用的技术方案是：一种石英晶片切角大规模精确校正工艺，它包括以下步骤：
步骤1、对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，按定向时方位，将检测角度值对应标识在超差需校正角度的石英晶片上；
步骤2、角度标识完毕后，将石英晶片按角度范围分档；
步骤3、将同档角度范围内的石英晶片进行组合，两块石英晶片为一组，并将每组石英晶片错位后进行叠粘，每组石英晶片错位宽度一致，错位宽度一般大于1mm；
步骤4、将叠粘好的每组石英晶片放在双面研磨设备中进行批量研磨；
步骤5、研磨中，每研磨0.02mm深度时，对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，当角度达到要求角度时，完成整批石英晶片的切割角度初步校正工作，即可下片；
研磨中，石英晶片在翻转力矩的作用下，全部石英晶片在厚度研磨的同时，角度迅速一致向目标角度逼近，中间可以随时进行X射线角度检测，检测晶片角度达到目标中心厚度后，完成整批的校正工作；
步骤6、将每组石英晶片两两分离，然后，再将石英晶片的校角研磨面朝下置于双面研磨设备下盘面，并对石英晶片进行双面研磨，直至石英晶片两主平面平行，即可。
基于上述，在步骤2中，将角度范围为1分～4分作为一档，将角度范围为5分～10分作为一档，角度范围为10分～15作为一档。
如图3和图4所示，在方形晶体棒料上进行旋转35～45度的切片，得到的石英晶片存在图3所示的斜边，带有斜边的石英晶片在研磨中，角度会发生变化，利用力学原理分析找其原因：石英晶片两主平面偏移后产生一个翻转力矩，在此力矩作用下，两主平面原始角度在研磨后发生了变化；
如图3所示，其中，石英晶片12的上表面所受双面研磨设备上盘压力中心位置6，石英晶片12的下表面所受双面研磨设备下盘压力中心位置7；石英晶片上下表面受力中心偏移而形成旋转力矩，进而形成石英晶片研磨后虚线8所示的石英晶片状态，即角度发生变化。
如图4所示，其中，上侧石英晶片13，下侧石英晶片14，上侧石英晶片13的上表面所受双面研磨设备上盘压力中心位置9，下侧石英晶片14的下表面所受双面研磨设备下盘压力中心位置10；上侧石英晶片13、下侧石英晶片14的受力中心偏移而形成旋转力矩，力臂2mm，上侧石英晶片13、下侧石英晶片14的粘接偏移2mm，可使两石英晶片一侧角度迅速一致的变化；
利用图3的原理，将两块石英晶片上下叠加后粘接，再进行上下双面研磨，达到研磨要求后，下片，将两块石英晶片分离，再对单独的石英晶片研磨，就精确的、批量的、轻易的达到了校正的目的，也就不难产生本发明所述的石英晶片切角大规模精确校正工艺。
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；尽管参照较住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。
Claims (4)
1.一种石英晶片切角大规模精确校正工艺，其特征在于，该校正工艺包括以下步骤：
步骤1、对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，按定向时方位，将检测角度值对应标识在超差需校正角度的石英晶片上；
步骤2、角度标识完毕后，将石英晶片按角度范围分档；
步骤3、将同档角度范围内的石英晶片进行组合，两块石英晶片为一组，并将每组石英晶片错位后进行叠粘，每组石英晶片错位宽度一致；
步骤4、将叠粘好的每组石英晶片放在双面研磨设备中进行批量研磨；
步骤5、研磨中，对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测，当角度达到要求角度时，完成整批石英晶片的切割角度初步校正工作，即可下片；
步骤6、将每组石英晶片两两分离，然后，再将石英晶片的校角研磨面朝下置于双面研磨设备下盘面，并对石英晶片进行双面研磨，直至石英晶片两主平面平行，即可。
2.根据权利要求1所述的石英晶片切角大规模精确校正工艺，其特征在于：在步骤2中，将角度范围为1分～4分作为一档，将角度范围为5分～10分作为一档，角度范围为10分～15作为一档。
3.根据权利要求1所述的石英晶片切角大规模精确校正工艺，其特征在于：在步骤3中，错位宽度大于1mm。
4.根据权利要求1所述的石英晶片切角大规模精确校正工艺，其特征在于：在步骤5中，研磨中，每研磨0.02mm深度时，对石英晶片的切割角度进行X射线角度检测。
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