CN110640565B - 一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，采用控制磨削力和卧式平面磨削法对易解理的氧化镓晶片进行磨削加工，步骤为将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；分别采用粗、细粒度金刚石砂轮对氧化镓晶片进行粗、精磨削，分别设定粗、精磨削时工作台纵向初始纵向进给速度、最大磨削力F_粗和F_精、砂轮一次垂直进给深度、磨削深度，并且在粗、精磨削过程中保证磨削力在F_粗±0.1N和F_精±0.1N的范围内。负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度或工作台纵向进给速度和砂轮垂直进给深度提高了成品率。

Description

一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法

技术领域

本发明属于硬脆半导体晶片超精密加工技术领域，特别是涉及一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法。

背景技术

氧化镓(β-Ga₂O₃)是一种新型的超宽禁带氧化物半导体材料，其禁带宽度可大于3.4eV。氧化镓(β-Ga₂O₃)半导体材料具有击穿场强高、电子迁移率高、热导率高等优势。而超宽禁带半导体材料的耐高压、耐高温、抗辐射能力均优于现有已经广泛应用的宽禁带半导体材料。因此，氧化镓在超高压电力电子器件、深紫外光电探测器、射频电子发射器、量子通信和极端环境应用等领域有巨大的应用前景。Ga₂O₃晶体相对其他第四代半导体材料，它具有禁带宽度更大，吸收截止边更短，生长成本更低(可通过熔体法生长)、物理化学性质更稳定等优点，是制作超高压功率器件，深紫外光电器件，高亮度LED等半导体器件的优选材料，可在军事和民用关键领域发挥巨大应用价值。

β-Ga₂O₃晶体属于难加工的硬脆晶体材料，并且具有特殊的单斜晶系结构，相比单晶硅、蓝宝石等晶体材料还存在诸多加工问题。在研磨或磨削等传统的晶体加工过程中，为提高材料去除率，必须对晶片施加一定的压力。因此，氧化镓晶体容易受磨削力的作用沿某一特定晶向发生解理，产生解理裂纹，解理凹坑，解理剥离等表面及亚表面缺陷，其加工精度和表面质量不稳定，这都严重影响超精密加工的质量。

在超精密加工方面，氧化镓晶片的加工多采用磨削的方式，虽然β-Ga₂O₃易解理的特性在磨削过程中会产生崩裂和凹坑，降低成品率，但是相对比研磨工艺，磨削工艺更容易控制。平面磨削采用周边磨削方式具有以下优点：能减少工件受热所产生的变形，有利于提高工件的磨削精度。适用于精磨工件的平面，平面度误差能控制在0.01-0.02mm/1000mm，表面粗糙度可达Ra0.8-0.2微米。但由于不磨削时要用横向进给来完成工件表面的磨削，所以生产效率低。同时采用横向磨削的方法，即在在磨削时，当工作台纵向行程结束时，砂轮主轴或工作台作一次横向进给，此时砂轮所磨削的金属层厚度就是实际背吃刀量，以此往复多次磨削，直至切除全部余量为止。因其接触面积小、排屑、冷却条件好，因此磨削热较小，工件变形小，容易保证工件的加工工质量。因此，平面磨削常用于脆硬材料的磨削加工中。但是鉴于氧化镓的易解理，平面磨削的加工效率有待提高。另外，由于目前国内外关于易解理氧化镓单晶基片超精密加工的研究仅处于初期探索阶段。因此，急需一种解决氧化镓晶体防解理的高效加工方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，本发明整个加工过程基于控制磨削力来有效控制最大磨削力，确保整个磨削过程所受磨削力小于发生氧化镓晶体发生解理的临界磨削力；其次采用细粒度金刚石砂轮来减小磨削力的波动，降低解理现象，二者相结合有效地控制了在传统晶体加工工艺中(尤其是磨削阶段)出现的解理现象，提高了产品的成品率，提高了产品的表面质量。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，具有如下步骤：

S1、将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；

S2、启动粗粒度金刚石砂轮旋转，打开工作台限位开关；

S3、将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定粗磨削时的最大磨削力F_粗、粗粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h_粗和磨削深度H_粗后对氧化镓晶片进行粗磨削直至达到设定磨削深度H_粗，粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；

S4、对粗磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削，之后，抬起粗粒度金刚石砂轮，并停止粗粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；

S5、将粗粒度金刚石砂轮更换成细粒度金刚石砂轮，启动细粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；

S6、将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定精磨削时的最大磨削力F_精、精粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h_精和磨削深度H_精后对氧化镓晶片进行精磨削直至达到设定磨削深度H_精，精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，对精磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削。

氧化镓晶片为方形晶片，其吸附在工作台的磁力盘上或固定在工作台上。

所述粗磨削、所述无进给磨削和所述精磨削过程中均通过冷却液冷却，冷却液的流量为4-6L/min，冷却液为去离子水。

所述步骤S2中，所述粗粒度金刚石砂轮的转速为600-1000r/min，转速方向为顺时针；

所述粗粒度金刚石砂轮的磨料粒度大小为W10-W14。

所述步骤S3中，将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，的具体步骤如下：

将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面进给至接近氧化镓晶片上方，之后，以10μm/min的垂直进给速度缓慢向氧化镓晶片进给，直至力传感器出现示值后停止进给；停止后，将粗粒度金刚石砂轮向上抬起1mm后，移动至工作台原点后，将粗粒度金刚石砂轮向下降1mm，恢复对刀高度；

所述步骤S3中，所述工作台纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述最大磨削力F_粗为20-30N，所述一次垂直进给深度h_粗为1-2μm，所述磨削深度H_粗为10-20μm；

所述步骤S3中，通过负反馈系统在粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；

所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度或工作台纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度，控制方法可以分成两种；第一种：通过控制系统控制工作台纵向进给运动，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小控制工作台纵向进给速度，以保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_粗；控制磨削力的过程如图2流程图所示控制工作台纵向进给来控制磨削力在一定范围内，并且工作台纵向进给速度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m呈一定相关关系。第二种：通过控制系统控制工作台纵向进给运动和粗粒度金刚石砂轮的垂直进给深度：通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台纵向进给速度和金刚石砂轮垂直进给深度，此时完成一次工作台往直线运动，在工作台返直线运动中，根据粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台往返运动，以此保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；然后工作台横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_粗。控制磨削力的过程如图3流程图所示控制工作台纵向进给和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度来控制磨削力在一定范围内，并且工作台纵向进给速度的增减程度、粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m、m与h_n、h_m呈一定相关关系。

粗磨削过程中利用数据处理器，分析磨削力数据，并反馈控制工作台的纵向进给速度或者控制工作台的纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度，不断地控制其最大磨削力，保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内，以控制氧化镓晶体发生解理的概率。

所述步骤S4中，所述无进给磨削的参数除磨削深度为零外，其余参数和所述粗磨削参数一致；

所述无进给磨削的磨削时间为3min。

所述无进给磨削的目的是为了消除由于进刀时产生的弹性变形及其让刀量，提高表面光洁度，为精磨削做准备。

所述步骤S5中，所述细粒度金刚石砂轮的转速为1000-2400r/min，转速方向为顺时针；

所述细粒度金刚石砂轮的的磨料粒度大小为W1-W5。

所述步骤S6中，将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将细粒度金刚石砂轮移至工作台原点，的具体步骤如下：

将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面进给至接近氧化镓晶片上方，之后，以10μm/min的垂直进给速度缓慢向氧化镓晶片进给，直至力传感器出现示值后停止进给；停止后，将细粒度金刚石砂轮向上抬起1mm后，移动至工作台原点后，将细粒度金刚石砂轮向下降1mm，恢复对刀高度；

所述步骤S6中，所述工作台纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述最大磨削力F_精为30-60N，所述一次垂直进给深度h_精为0.1-1μm，所述磨削深度为5-10μm；

所述步骤S6中，通过负反馈系统在精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内；

所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度或工作台纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度实时控制，控制方法可以分成两种：第一种：通过控制系统控制工作台纵向进给运动，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小控制工作台纵向进给速度，以保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_精，控制磨削力的过程如图2流程图所示控制工作台纵向进给来控制磨削力在一定范围内，并且工作台纵向进给速度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m呈一定相关关系。第二种：通过控制系统控制工作台纵向进给运动和细粒度金刚石砂轮的垂直进给深度，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度，此时完成一次工作台往直线运动，在工作台返直线运动中，根据细粒度金刚石砂轮垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台往返运动，以此保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，然后工作台横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_精，控制磨削力的过程如图3流程图所示控制工作台纵向进给和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度来控制磨削力在一定范围内，并且工作台纵向进给速度的增减程度、细粒度金刚石砂轮垂直进给深度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m、m与h_n、h_m呈一定相关关系。

所述步骤S6中，所述无进给磨削的参数除磨削深度为零外，其余参数和所述精磨削参数一致；

所述无进给磨削的磨削时间为3min。

精磨削过程中利用数据处理器，分析磨削力数据，并反馈控制工作台的纵向进给速度或者控制工作台的纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度，不断地控制其最大磨削力，保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，以控制氧化镓晶体发生解理的概率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于力传感器的反馈来控制工作台纵向进给速度或工作台纵向进给速度和砂轮垂直进给深度以控制磨削力，同时采用细粒度金刚石砂轮的超精密加工方法，有效的解决了氧化镓在机械加工阶段，尤其是磨削阶段出现的解理问题，并且细粒度的磨粒可降低损伤层的损伤程度和损伤厚度，缩短了后续的化学机械抛光工序的时间和减少了其去除量。

负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统对工作台纵向进给速度进行实时控制，或者对工作台的纵向进给速度和砂轮垂直进给深度实时控制，以实现磨削力小于氧化镓解理应力阈值，解决了氧化镓机械加工中易出现的解离现象，提高了氧化镓晶体表面质量，实现了高成品率。

基于上述理由本发明可在硬脆半导体晶片超精密加工等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的具体实施方式中基于控制力的氧化镓防解理加工方法的防解理示意图。

图2为本发明中的控制系统控制纵向进给的方法流程图一。

图3为本发明中的控制系统控制纵向进给和垂直进给的方法流程图二。

图中：1为金刚石砂轮；2为氧化镓晶片；3为力传感器；4为工作台。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，具有如下步骤：

S1、打开超精密平面磨床，将一片切割后的方形的氧化镓晶片2固定在超精密平面磨床的工作台4中心处；

S2、使用粗粒度金刚石砂轮1，所述粗粒度金刚石砂轮1的磨料粒度大小为W10-W14，将粗粒度金刚石砂轮1的磨料层圆周面调整到工作台4的中心位置，然后打开冷却液，冷却液为去离子水，冷却液流量为4-6L/min；然后启动粗粒度金刚石砂轮1，其转速为600-1000r/min，转速方向为顺时针；对刀后，将金刚石砂轮1移动到工作台4原点；

S3、打开力传感器3，将粗粒度金刚石砂轮1手动进给至方形氧化镓晶片2上方直至力传感器3出现示值后停止垂直进给，即，氧化镓晶体边缘在砂轮轴线正下方，砂轮磨料层圆周面靠近氧化镓晶体表面；将粗粒度金刚石砂轮1移动到工作台4原点；然后打开负反馈系统，同时设定粗磨削的工作台4纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，最大磨削力F_粗为30N，所述一次垂直进给深度h_粗为2μm，磨削深度H_粗为20μm，之后，然后启动工作台4，对氧化镓晶片2进行粗磨削直至达到设定磨削深度H_粗，粗磨削过程中所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器3测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台4纵向进给速度或工作台4纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮1垂直进给深度，控制方法可以分成两种；第一种：通过控制系统控制工作台4纵向进给运动，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小控制工作台4纵向进给速度，以保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_粗；控制磨削力的过程如图2流程图所示控制工作台4纵向进给来控制磨削力在一定范围内，并且工作台4纵向进给速度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m呈一定相关关系。第二种：通过控制系统控制工作台4纵向进给运动和粗粒度金刚石砂轮1的垂直进给深度：通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台4纵向进给速度和金刚石砂轮1垂直进给深度，此时完成一次工作台4往直线运动，在工作台4返直线运动中，根据粗粒度金刚石砂轮1垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台4往返运动，以此保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内，以控制氧化镓晶体发生解理的概率；然后工作台4横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台4往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_粗。控制磨削力的过程如图3流程图所示控制工作台4纵向进给和粗粒度金刚石砂轮1垂直进给深度来控制磨削力在一定范围内，并且工作台4纵向进给速度的增减程度、粗粒度金刚石砂轮1垂直进给深度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m、m与h_n、h_m呈一定相关关系。

粗磨削后，进行3min无进给磨削(即图1中砂轮无垂直向下进给)，为下一步精磨削做准备；

S4、抬起粗粒度金刚石砂轮1，并停止粗粒度金刚石砂轮1旋转和工作台4运动，将粗粒度金刚石砂轮1更换成细粒度金刚石砂轮1，所述细粒度金刚石砂轮1的磨料粒度大小为W1-W5，将细粒度金刚石砂轮1的磨料层端面调整到工作台4的中心位置，然后打开冷却液，冷却液为去离子水，冷却液流量为4-6/min；然后启动细粒度金刚石砂轮1，其转速为1000-2400r/min，转速方向为顺时针；

S5、打开力传感器3，将细粒度金刚石砂轮1手动进给至无进给磨削后的方形氧化镓晶片2边缘上方直至力传感器3出现示值后停止垂直进给，即，氧化镓晶体边缘在砂轮轴线正下方，砂轮边缘靠近氧化镓晶体表面；将金刚石砂轮1移动到工作台4原点；然后打开负反馈系统，同时设定精磨削的工作台4纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述一次垂直进给深度h_精为1μm，最大磨削力F_精为60N，磨削深度为10μm，之后，然后启动工作台4，对氧化镓晶片2进行精磨削直至达到设定磨削深度，精磨削过程中所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器3测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台4纵向进给速度或工作台4纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮1垂直进给深度实时控制，控制方法可以分成两种：第一种：通过控制系统控制工作台4纵向进给运动，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小控制工作台4纵向进给速度，以保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_精，控制磨削力的过程如图2流程图所示控制工作台4纵向进给来控制磨削力在一定范围内，并且工作台4纵向进给速度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m呈一定相关关系。第二种：通过控制系统控制工作台4纵向进给运动和细粒度金刚石砂轮1的垂直进给深度，通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台4纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮1垂直进给深度，此时完成一次工作台4往直线运动，在工作台4返直线运动中，根据细粒度金刚石砂轮1垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台4往返运动，以此保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，以控制氧化镓晶体发生解理的概率，实现低于解理磨削力的超精密磨削，然后工作台4横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台4往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_精，控制磨削力的过程如图3流程图所示控制工作台4纵向进给和细粒度金刚石砂轮1垂直进给深度来控制磨削力在一定范围内，并且工作台4纵向进给速度的增减程度、细粒度金刚石砂轮1垂直进给深度的增减程度与所受实时磨削力与最大磨削力的差值相关，即图中m与V_n、V_m、m与h_n、h_m呈一定相关关系；精磨削后，进行3min无进给磨削(即图1中砂轮无垂直向下进给)；

无进给磨削结束后，可将氧化镓晶片2取下，进行清洗，氧化镓晶片2的超精密磨削加工完成。最终测量，得到的氧化镓晶片2的Ra≤1nm，TTV≤5μm。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于控制力的氧化镓防解理加工方法，其特征在于，具有如下步骤：

S1、将氧化镓晶片固定在工作台上，其下设有力传感器；

S2、启动粗粒度金刚石砂轮旋转，打开工作台限位开关；

S3、将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定粗磨削时的最大磨削力F_粗、粗粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h_粗和磨削深度H_粗后对氧化镓晶片进行粗磨削直至达到设定磨削深度H_粗，粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；

S4、对粗磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削，之后，抬起粗粒度金刚石砂轮，并停止粗粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；

S5、将粗粒度金刚石砂轮更换成细粒度金刚石砂轮，启动细粒度金刚石砂轮旋转和工作台运动；

S6、将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将金刚石砂轮移至工作台原点，设定工作台纵向初始纵向进给速度，设定精磨削时的最大磨削力F_精、精粒度金刚石砂轮一次垂直进给深度h_精和磨削深度H_精后对氧化镓晶片进行精磨削直至达到设定磨削深度H_精，精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，对精磨削后的氧化镓晶片进行无进给磨削；

氧化镓晶片为方形晶片，其吸附在工作台的磁力盘上；

所述步骤S2中，所述粗粒度金刚石砂轮的转速为600-1000r/min，转速方向为顺时针；

所述粗粒度金刚石砂轮的磨料粒度大小为W10-W14；

所述步骤S3中，将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将粗粒度金刚石砂轮移至工作台原点的具体步骤如下：

将粗粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面进给至接近氧化镓晶片上方，之后，以10μm/min的垂直进给速度缓慢向氧化镓晶片进给，直至力传感器出现示值后停止进给；停止后，将粗粒度金刚石砂轮向上抬起1mm后，移动至工作台原点后，将粗粒度金刚石砂轮向下降1mm，恢复对刀高度；

所述步骤S3中，通过负反馈系统在粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；

所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度，具体地：通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台纵向进给速度和粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度，此时完成一次工作台往直线运动，在工作台返直线运动中，根据粗粒度金刚石砂轮垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台往返运动，以此保证粗磨削过程中控制磨削力在F_粗±0.1N的范围内；然后工作台横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_粗；

所述步骤S3中，所述工作台纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述最大磨削力F_粗为20-30N，所述一次垂直进给深度h_粗为1-2μm，所述磨削深度H_粗为10-20μm；

所述步骤S5中，所述细粒度金刚石砂轮的转速为1000-2400r/min，转速方向为顺时针；

所述细粒度金刚石砂轮的的磨料粒度大小为W1-W5；

所述步骤S6中，将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面在氧化镓晶片上方进行垂直进给向其靠近，直至力传感器出现示值后停止进给，将细粒度金刚石砂轮移至工作台原点的具体步骤如下：

将细粒度金刚石砂轮的磨料层圆周面进给至接近氧化镓晶片上方，之后，以10μm/min的垂直进给速度缓慢向氧化镓晶片进给，直至力传感器出现示值后停止进给；停止后，将细粒度金刚石砂轮向上抬起1mm后，移动至工作台原点后，将细粒度金刚石砂轮向下降1mm，恢复对刀高度；

所述步骤S6中，所述工作台纵向初始纵向进给速度为0.5-1μm/min，所述最大磨削力F_精为30-60N，所述一次垂直进给深度h_精为0.1-1μm，所述磨削深度H_精为5-10μm；

所述步骤S6中，通过负反馈系统在精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内；

所述负反馈系统实时接收由数据处理器采集并放大的所述力传感器测得的磨削力的信号，不断地反馈给控制系统控制工作台纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度，具体地：通过所述负反馈系统传递的信息，根据测得的磨削力大小实时的控制工作台纵向进给速度和细粒度金刚石砂轮垂直进给深度，此时完成一次工作台往直线运动，在工作台返直线运动中，根据细粒度金刚石砂轮垂直进给深度确定回程位置，完成一次直线回程，此时完成一次工作台往返运动，以此保证精磨削过程中控制磨削力在F_精±0.1N的范围内，然后工作台横向进给一次，以相同的方式完成一次工作台往返运动，直至完成整个平面的一次磨削；以此往复，直至达到设定磨削深度H_精。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述粗磨削、粗磨削后氧化镓晶片进行的无进给磨削和所述精磨削、精磨削后的氧化镓晶片进行的无进给磨削过程中均通过冷却液冷却，冷却液的流量为4-6L/min，冷却液为去离子水。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述无进给磨削的参数除磨削深度为零外，其余参数和所述粗磨削参数一致；

所述无进给磨削的磨削时间为3min。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述无进给磨削的参数除磨削深度为零外，其余参数和所述精磨削参数一致，所述无进给磨削的磨削时间为3min。

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