CN108878347B - 一种不锈钢晶片载体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种不锈钢晶片载体及其制备方法，涉及晶片制造领域，该不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，在加热过程中，其下表面受热膨胀的速率大于上表面受热膨胀的速率，微拱型的构造最终会趋于平整，从而能够保证晶片加工过程中的精度。同时，其采用不锈钢材质，材料价格是因瓦合金的1/4，大大降低了生产成本，并且其硬度高，耐磨损，具有更长的使用寿命。一种不锈钢晶片载体的制备方法，该制备方法的操作简单，并且对设备要求不高，能够快速高效地得到上述不锈钢晶片载体。

Description

一种不锈钢晶片载体及其制备方法
技术领域
本发明涉及晶片制造领域，具体而言，涉及一种不锈钢晶片载体及其制备方法。
背景技术
晶片载体是在晶片加工过程中用于对晶片进行承载的薄片，其在使用过程中，需要承受一定程度的高温。由于晶片加工过程中，对于精度的要求较高，这就要求晶片载体在高温下能够保持较好的平整性。
热膨胀是所有材料都存在的一种特性，当晶片载体在受热的时候，或多或少都会因受热膨胀而导致变形。并且，由于热量的传递是由晶片载体的下表面传递至上表面，因此下表面的膨胀变形比上表面严重，导致晶片载体的边缘翘起，严重影响晶片加工过程的精度。
为了解决上述问题，现有技术中，采用热膨胀系数小的因瓦合金(俗称不变钢)来加工制成晶片载体，但这种材料的价格高昂，价格大约是不锈钢的4倍。同时，因瓦合金相比与不锈钢来说，其硬度仅为不锈钢的1/4，制成的晶片载体在反复使用的过程中，容易划伤，使用寿命较短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢晶片载体，其成本低、硬度高、使用寿命长，并且其在受热情况下能够保持平整，不影响晶片加工的精度。
本发明的另一目的在于提供一种上述不锈钢晶片载体的制备方法，其操作简单，对设备要求不高，能够快速高效地得到上述不锈钢晶片载体。
本发明的实施例是这样实现的：
一种不锈钢晶片载体，该不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，其具有相对的上表面和下表面，不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷，不锈钢晶片载体的上表面的中部向外凸起。
一种上述不锈钢晶片载体的制备方法，其包括：
在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片；
失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例提供了一种不锈钢晶片载体，该不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，其具有相对的上表面和下表面，不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷，不锈钢晶片载体的上表面的中部向外凸起。该不锈钢晶片在加热过程中，下表面受热膨胀的速率大于上表面受热膨胀的速率，微拱型的构造最终会趋于平整，从而能够保证晶片加工过程中的精度。同时，其采用不锈钢材质，材料价格是因瓦合金的1/4，大大降低了生产成本，并且其硬度高，耐磨损，具有更长的使用寿命。
本发明实施例还提供了一种上述不锈钢晶片载体的制备方法，其在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。由于加工余量的不同，失衡不锈钢薄片的上表面和下表面的应力大小不一致，导致失衡不锈钢薄片在自然状态下会拱起，形成微拱型的不锈钢晶片载体。该制备方法的操作简单，并且对设备要求不高，能够快速高效地得到上述不锈钢晶片载体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为表面平整的不锈钢晶片载体在受热状态下的形变过程示意图；
图2为本发明实施例所采用的微拱型的不锈钢晶片载体在受热状态下的形变过程示意图；
图3为本发明实施例所采用的平整的淬火态不锈钢的内部应力分布示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种不锈钢晶片载体及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供了一种不锈钢晶片载体，该不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，其具有相对的上表面和下表面，不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷，不锈钢晶片载体的上表面的中部向外凸起。
热膨胀是所有材料都存在的一种特性，当晶片载体在受热的时候，或多或少都会因受热膨胀而导致变形。为了解决上述问题，现有技术中，采用热膨胀系数小的因瓦合金来加工制成晶片载体，但这种材料的价格高昂，价格大约是不锈钢的4倍。同时，因瓦合金相比与不锈钢来说，其硬度仅为不锈钢的1/4，制成的晶片载体在反复使用的过程中，容易划伤，使用寿命较短。
因瓦合金的热膨胀系数通常为1.5×10-6K-1，而在本发明实施例中，采用的不锈钢晶片载体热膨胀系数为10×10-6～15×10-6K-1，不锈钢的热膨胀系数数倍于因瓦合金。如图1所示，当采用平整的不锈钢晶片载体时，在加热过程中，由于热量的传递是由晶片载体的下表面传递至上表面，因此下表面的膨胀变形比上表面严重，导致晶片载体的边缘翘起，严重影响晶片加工过程的精度。而采用本发明实施例所提供的微拱型的不锈钢晶片载体，如图2所示，在加热过程中，由于下表面的膨胀变形比上表面严重，最终会微拱型的表面会趋于平整，从而能更好地保证晶片加工的精度。
可选地，本发明实施例所采用的不锈钢晶片载体的直径为300～500mm，厚度为1～2mm。不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷的深度为0.05～0.3mm。在上述尺寸范围内的不锈钢晶片载体均能在热膨胀后保持较好的平整性，保证晶片加工的精度。
本发明实施例所提供的不锈钢晶片载体在表面温度为125～150℃的工作台上进行加热时，上表面和下表面膨胀由于膨胀程度的差异会趋于形成平面；其中，不锈钢晶片载体的下表面为不锈钢晶片载体面向工作台的一侧，其膨胀变形的程度大于上表面。
本发明实施例还提供了一种上述不锈钢晶片载体的制备方法，其包括：
在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片；
失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
如图3所示，平整的淬火态不锈钢，其内部的应力处于平衡状态。并且，由于淬火冷却时表面会先冷却，然后再是逐步向内部冷却，因此，在不同的厚度区域，应力大小不一样，相对来说，淬火态不锈钢的表层应力最大，中间应力最小。当在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量时，原本的应力平衡状态被打破，得到平整的失衡不锈钢薄片的上表面和下表面应力不一致，就会自然拱起，形成微拱型的不锈钢晶片载体。
可选地，淬火态不锈钢的上表面和下表面的加工余量之比为1：0.4～0.6。淬火态不锈钢的上表面加工余量更多，得到的失衡不锈钢薄片的上表面更接近原淬火态不锈钢的中间层，应力更小。相反的，淬火态不锈钢的下表面加工余量更少，得到的失衡不锈钢薄片的下表面更接近原淬火态不锈钢的表层，应力更大。在这种不均衡的应力作用下，失衡不锈钢薄片的下表面内凹，上表面外凸，得到微拱型的不锈钢晶片载体。可选地，淬火态不锈钢的上表面的加工余量为0.8～1.2mm。淬火态不锈钢的下表面的加工余量为0.3～0.7mm。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种不锈钢晶片载体，其制备方法为：
S1.在平整的淬火态不锈钢的上表面去除1.2mm的加工余量，在平整的淬火态不锈钢的下表面去除0.7mm的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。
S2.失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
该不锈钢晶片载体的直径为500mm，厚度为2mm，其下表面的中部向内凹陷的深度为0.3mm。其热膨胀系数为10.62×10-6K-1，在125℃下加热一段时间后表面基本平整。
实施例2
本实施例提供了一种不锈钢晶片载体，其制备方法为：
S1.在平整的淬火态不锈钢的上表面去除0.8mm的加工余量，在平整的淬火态不锈钢的下表面去除0.35mm的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。
S2.失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
该不锈钢晶片载体的直径为300mm，厚度为1mm，其下表面的中部向内凹陷的深度为0.05mm。其热膨胀系数为13.87×10-6K-1，在150℃下加热一段时间后表面基本平整。
实施例3
本实施例提供了一种不锈钢晶片载体，其制备方法为：
S1.在平整的淬火态不锈钢的上表面去除1mm的加工余量，在平整的淬火态不锈钢的下表面去除0.5mm的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。
S2.失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
该不锈钢晶片载体的直径为350mm，厚度为1.5mm，其下表面的中部向内凹陷的深度为0.2mm。其热膨胀系数为11.25×10-6K-1，在125℃下加热一段时间后表面基本平整。
实施例4
本实施例提供了一种不锈钢晶片载体，其制备方法为：
S1.在平整的淬火态不锈钢的上表面去除1.1mm的加工余量，在平整的淬火态不锈钢的下表面去除0.6mm的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。
S2.失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
该不锈钢晶片载体的直径为400mm，厚度为1.8mm，其下表面的中部向内凹陷的深度为0.2mm。其热膨胀系数为12.63×10-6K-1，在150℃下加热一段时间后表面基本平整。
实施例5
本实施例提供了一种不锈钢晶片载体，其制备方法为：
S1.在平整的淬火态不锈钢的上表面去除0.8mm的加工余量，在平整的淬火态不锈钢的下表面去除0.4mm的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。
S2.失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成不锈钢晶片载体。
该不锈钢晶片载体的直径为300mm，厚度为1.6mm，其下表面的中部向内凹陷的深度为0.12mm。其热膨胀系数为14.16×10-6K-1，在125℃下加热一段时间后表面基本平整。
综上所述，本发明实施例提供了一种不锈钢晶片载体，该不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，其具有相对的上表面和下表面，不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷，不锈钢晶片载体的上表面的中部向外凸起。该不锈钢晶片在加热过程中，下表面受热膨胀的速率大于上表面受热膨胀的速率，微拱型的构造最终会趋于平整，从而能够保证晶片加工过程中的精度。同时，其采用不锈钢材质，材料价格是因瓦合金的1/4，大大降低了生产成本，并且其硬度高，耐磨损，具有更长的使用寿命。
本发明实施例还提供了一种上述不锈钢晶片载体的制备方法，其在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片。由于加工余量的不同，失衡不锈钢薄片的上表面和下表面的应力大小不一致，导致失衡不锈钢薄片在自然状态下会拱起，形成微拱型的不锈钢晶片载体。该制备方法的操作简单，并且对设备要求不高，能够快速高效地得到上述不锈钢晶片载体。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种不锈钢晶片载体，其特征在于，所述不锈钢晶片载体整体为微拱的圆片状，其具有相对的上表面和下表面，所述不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷，所述不锈钢晶片载体的上表面的中部向外凸起；
所述不锈钢晶片载体的制备方法包括：在平整的淬火态不锈钢的上表面和下表面分别去除不同的加工余量，得到平整的失衡不锈钢薄片；
所述失衡不锈钢薄片在自然状态下拱起，形成所述不锈钢晶片载体。
2.根据权利要求1所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述不锈钢晶片载体热膨胀系数为10×10-6～15×10-6K-1。
3.根据权利要求2所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述不锈钢晶片载体的直径为300～500mm。
4.根据权利要求3所述的不锈钢晶片载体X，其特征在于，所述不锈钢晶片载体的厚度为1～2mm。
5.根据权利要求4所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述不锈钢晶片载体的下表面的中部向内凹陷的深度为0.05～0.3mm。
6.根据权利要求5所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述不锈钢晶片载体在表面温度为125～150℃的工作台上进行加热时，所述不锈钢晶片载体的上表面和下表面膨胀形成平面；其中，所述不锈钢晶片载体的下表面为所述不锈钢晶片载体面向所述工作台的一侧。
7.根据权利要求1所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述淬火态不锈钢的上表面和下表面的加工余量之比为1：0.4～0.6。
8.根据权利要求1所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述淬火态不锈钢的上表面的加工余量为0.8～1.2mm。
9.根据权利要求8所述的不锈钢晶片载体，其特征在于，所述淬火态不锈钢的下表面的加工余量为0.3～0.7mm。
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