CN219275526U - 一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮及装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮，该行星轮包括行星轮本体，所述行星轮本体为硬质材料，所述行星轮本体设有若干个用于放置氮化镓晶片的通孔，各所述通孔的孔壁具有一层柔性层。与现有技术相比，本实用新型通过在行星轮通孔孔壁设置柔性层，将行星轮与晶片的硬性接触变为柔性接触，不仅能有效解决研磨加工时氮化镓晶片边缘崩角的问题，提高整体良率，还能提高晶片研磨效率和研磨的均一性。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体晶片加工领域，具体涉及一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮及装置。
背景技术
现有氮化镓晶片双面研磨装置如图1-2所示，包括内齿圈2、太阳轮3、第一研磨盘5、第二研磨盘6和若干个行星轮4，行星轮4的本体开有若干个可放置氮化镓晶片的通孔1，通孔1对氮化镓晶片起到限位的作用，各所述行星轮分别与内齿圈和太阳轮啮合，第一研磨盘和第二研磨盘分别位于所述行星轮的相对两侧。行星轮在内齿圈和太阳轮的带动下做自转和公转，同时晶片在行星轮内做自转和公转，在第一、第二研磨盘作用下再搭配合适的研磨浆料，实现氮化镓晶片双面研磨的目的。为了防止研磨加工过程中出现滑片爆盘等现象，行星轮必须采用不易翘曲的硬质材料。但氮化镓晶片在加工过程中又会不可避免在通孔内晃动，从而不停地撞击通孔孔壁，由于氮化镓晶片属于硬脆材质，导致晶片边缘极易出现崩边和碎裂等情况，同时产生的残渣留又会对晶片造成大面积的划伤，降低了生产良率。
氮化镓晶片的自转主要是靠行星轮自转与公转时晶片与行星轮孔壁之间的摩擦力带动，而现有行星轮与晶片的接触面光滑很难带动晶片自转，从而导致晶片的自转效果差且不稳定，很大程度上降低了研磨效率和研磨的均一性。
为了解决现有技术上存在的上述问题，本实用新型由此而来。
实用新型内容
为了克服现有氮化镓晶片双面研磨时发生崩边的问题，本实用新型提供一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮，在改善晶片边缘缺陷问题的同时，能有效提高研磨效率和晶片表面质量。
一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮，包括行星轮本体，所述行星轮本体为硬质材料，其特点在于：所述行星轮本体设有若干个用于放置氮化镓晶片的通孔，各所述通孔的孔壁具有一层柔性层。
优选地，所述柔性层为硅胶层或阻尼布层。
优选地，所述柔性层的厚度为200-500μm。
优选地，各所述通孔的直径为氮化镓晶片直径的1.001～1.01倍。
更优选地，各所述通孔的直径为氮化镓晶片直径的1.003～1.008倍。
优选地，所述行星轮的厚度为300～800μm。
优选地，所述通孔的数量为3～24个。
一种用于氮化镓晶片双面研磨的装置，包括内齿圈、太阳轮、第一研磨盘、第二研磨盘和若干个如上所述的行星轮，其中，各所述行星轮分别与内齿圈和太阳轮啮合，第一研磨盘和第二研磨盘分别位于所述行星轮的相对两侧。
优选地，所述行星轮的数量为3～6个。
优选地，第一研磨盘的自转方向与第二研磨盘的自转方向相反,内齿圈的自转方向与太阳轮的自转方向相反。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型通过在行星轮限位区内壁设置柔性层，将行星轮与晶片的硬性接触变为柔性接触，不仅能有效解决研磨加工时氮化镓晶片边缘崩角的问题，提高整体良率，还能提高晶片研磨效率和研磨的均一性。
附图说明
图1为氮化镓晶片双面研磨装置的正视图。
图2为氮化镓晶片双面研磨装置的俯视图。
图3为本实用新型行星轮的结构示意图。
其中，1-通孔，2-内齿圈，3-太阳轮，4-行星轮，5-第一研磨盘，6-第二研磨盘，7-柔性层。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步详细说明。
氮化镓晶片双面研磨装置如图1所示，其包括内齿圈2、太阳轮3、第一研磨盘5、第二研磨盘6和若干个行星轮4，行星轮4的本体开有若干个可放置氮化镓晶片的通孔1，通孔1(以下亦称为限位区)对氮化镓晶片起到限位的作用，各所述行星轮4分别与内齿圈2和太阳轮3啮合，第一研磨盘5和第二研磨盘6分别位于所述行星轮4的相对两侧。各所述行星轮4基本处于同一平面内。
第一研磨盘5的自转方向与第二研磨盘6的自转方向相反，内齿圈2的自转方向与太阳轮3的自转方向相反。
研磨装置的旋转轴一般与水平面垂直，即第一研磨盘5为下磨盘，位于行星轮4的下方，第二研磨盘6为上磨盘，位于行星轮4的上方。第二研磨盘6利用自身重力以及与研磨盘连接的施压装置如气缸(图中省略未画)对加工的氮化镓晶片施加压力。
图2是一台具有5个行星轮，每个行星轮具有24个限位区的双面研磨装置俯视图。
本实用新型是对研磨装置的行星轮进行改进，即在行星轮的通孔孔壁(即限位区的内壁)涂覆或粘接一层柔性层7。利用柔性层将晶片边缘与行星轮的硬性接触变为柔性接触，解决了边缘极易出现崩角的问题，同时硬性接触变为柔性接触后晶片与行星轮的摩擦力增大，改善了晶片的自转效率从而提高了研磨效率和研磨的均一性。图3是一个改进后的具有3个限位区的行星轮结构示意图。
柔性层采用硅胶或阻尼布。
行星轮的本体采用本领域常规的硬质材料制成，如不锈钢、硬质树脂等。
实施例一
双面研磨装置共放置6个行星轮，每个行星轮内设置18个可放置2英寸氮化镓晶片的限位区，限位区的柔性层为厚度为500μm的硅胶层，限位区直径为51.1±0.1mm。
行星轮厚度为380±20μm，待加工的氮化镓晶片厚度为520±30um。
将各行星轮的外齿分别与内齿圈2的内齿和太阳轮3的外齿啮合，再将氨化镓晶片放置到各行星轮的限位区中，然后放上第二研磨盘6，通过与第二研磨盘搭配的气缸施加压力，滴加研磨浆料后开始进行研磨加工，加工的工艺参数为：上磨盘(第一研磨盘5)转速30rpm，下磨盘(第二研磨盘6)转速45rpm，太阳轮转速20rpm，内齿圈转速30rpm，压力180kg。
加工结束后，测量晶片厚度并计算其移除率，同时检测晶片的表面品质。同时用限位区内壁未经柔性处理的相同尺寸结构的行星轮在相同的加工条件下做对照实验，改良前后的晶片研磨加工结果见表一。
表一
TV5即5点厚度偏差，是晶片厚度差的一种测量值，为晶片五个厚度测量点(晶片圆心点及周边的四点)之间的最大厚度差值。
对照实验结果表明，限位区内壁的柔性层可有效解决氮化镓晶片崩边的问题，提高整体良率。而且设置柔性层后，还能有效提高移除速率，降低厚度偏差，具有更高的研磨效率和均一性。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于氮化镓晶片双面研磨的行星轮，包括行星轮本体，所述行星轮本体为硬质材料，其特征在于：所述行星轮本体设有若干个用于放置氮化镓晶片的通孔，各所述通孔的孔壁具有一层柔性层。
2.根据权利要求1所述的行星轮，其特征在于：所述柔性层为硅胶层或阻尼布层。
3.根据权利要求1所述的行星轮，其特征在于：所述柔性层的厚度为200～500μm。
4.根据权利要求1所述的行星轮，其特征在于：各所述通孔的直径为氮化镓晶片直径的1.001～1.01倍。
5.根据权利要求4所述的行星轮，其特征在于：各所述通孔的直径为氮化镓晶片直径的1.003～1.008倍。
6.根据权利要求1所述的行星轮，其特征在于：所述行星轮的厚度为300～800μm。
7.根据权利要求1所述的行星轮，其特征在于：所述通孔的数量为3～24个。
8.一种用于氮化镓晶片双面研磨的装置，其特征在于：包括内齿圈、太阳轮、第一研磨盘、第二研磨盘和若干个如权利要求1～7任一所述的行星轮，其中，各所述行星轮分别与内齿圈和太阳轮啮合，第一研磨盘和第二研磨盘分别位于所述行星轮的相对两侧。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述行星轮的数量为3～6个。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：第一研磨盘的自转方向与第二研磨盘的自转方向相反,内齿圈的自转方向与太阳轮的自转方向相反。
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