專利名稱：減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)半導(dǎo)體材料精密控制平面減薄與拋光厚度和均勻度的機(jī)械裝置。設(shè)計(jì)不同的尺寸和更換不同配重及磨拋料，可以用于需要精密控制平面減薄拋光厚度和均勻度的金屬、半導(dǎo)體及其他材料。
技術(shù)背景 隨著半導(dǎo)體激光器在軍事應(yīng)用和民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對(duì)高質(zhì)量的半導(dǎo)體激光器的制作需求更加迫切。高質(zhì)量的半導(dǎo)體激光器對(duì)散熱和導(dǎo)電性及應(yīng)力的要求尤為嚴(yán)格，這樣除對(duì)材料本身的設(shè)計(jì)提高外，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提上了更高的臺(tái)階。尤其是列陣封裝結(jié)構(gòu)器件，由于應(yīng)力的存在造成的“微笑效應(yīng)”一直是制約光纖耦合的效率得不到提高的重要因素，因此對(duì)半導(dǎo)體激光器制作過程中的減薄和拋光的精密控制尤為重要?，F(xiàn)在雖然國產(chǎn)減薄拋光機(jī)很多，但是大型設(shè)備適用于襯底材料或Si系器件的制作，不適用與激光器的制作。小型減薄拋光設(shè)備也較多，其基本的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)功能也可以與國外的設(shè)備相媲美，但是由于磨拋頭的太過簡易化，并且多數(shù)設(shè)備是靠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)時(shí)間輔助檢測(cè)來控制減薄厚度，這樣使得減薄拋光均勻度和精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到半導(dǎo)體激光器的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種對(duì)半導(dǎo)體材料精密控制平面減薄拋光厚度和均勻度的磨拋頭的機(jī)械裝置。該機(jī)械裝置價(jià)格低廉、性能優(yōu)異、體積小、重量輕，操作簡單、方便實(shí)用。
本實(shí)用新型一種減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，包括 一外套，該外套包括 一上層環(huán)體； 一下層環(huán)體，該上層環(huán)體和下層環(huán)體之間由多個(gè)連接桿固定連接； 一中層，該中層為圓形片體，該中層位于上層環(huán)體的下方、固定在多個(gè)連接桿的內(nèi)側(cè)，該中層中間的位置安裝有一限位器； 一內(nèi)套，該內(nèi)套包括 一上連接件，該上連接件為一圓盤型； 一底座，該底座為一圓盤型，該底座的中心處開有一孔，該底座和上連接件之間由多個(gè)連接柱固定連接； 該內(nèi)套位于外套的內(nèi)部； 一載物片，該載物片為一片體，該載物片位于內(nèi)套中的底座的下方。
其中所述的外套中的多個(gè)連接桿的數(shù)量為3-5個(gè)，且該連接桿為均勻分布重量相同。
其中所述的外套為一體加工制作。
其中所述的內(nèi)套中的多個(gè)連接柱的數(shù)量為3-5個(gè)，且該連接柱為均勻分布重量相同。
其中所述的外套中的下層環(huán)體的下邊緣處開有多個(gè)均勻分布的形狀相同的豁口。
本實(shí)用新型的有益效果是可以精確控制平面減薄拋光厚度、均勻度和精度，對(duì)減薄拋光樣品的均勻度和研磨機(jī)磨盤具有自修復(fù)功能，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，方便操作。

以下通過結(jié)合附圖對(duì)具有實(shí)施例的詳細(xì)描述，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，其中 圖1、圖2、圖3分別是精密磨拋頭的外套、內(nèi)套及載物片示意圖， 圖4是組裝立體圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1，圖2，圖3，圖4詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型具體實(shí)施例精密磨拋頭的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及工作情況。
請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型一種減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，包括一外套10，該外套10包括一上層環(huán)體11、一下層環(huán)體12及多個(gè)連接桿13。所述的外套10為一體加工制作，或以無縫焊接等其他連接方式構(gòu)成一個(gè)整體； 其中上層環(huán)體11與下層環(huán)體12是內(nèi)壁光滑的同心的圓環(huán)形，兩者通過均勻分布同等重量的多個(gè)連接桿13連接，起到對(duì)內(nèi)套20垂直方向?qū)б退椒较蛳尬坏淖饔茫贿B接桿13一般選用3-5個(gè)即可； 在下層環(huán)體12的下邊緣處開有多個(gè)均勻分布的形狀相同的豁口15，磨拋料液可以通過這些豁口均勻流入載物盤底面對(duì)樣品進(jìn)行研磨拋光，下層環(huán)體12下邊緣處有這些豁口就可以在研磨過程中同步對(duì)所使用的磨拋機(jī)的磨盤進(jìn)行修盤，這樣就能減少由于磨拋料液不均勻分布及磨盤的不平整帶來的磨拋不均勻性；豁口的深度以不高于載物片30的厚度為限； 外套10的中層14為圓形片體，該中層14位于上層環(huán)體11的下方、固定在多個(gè)連接桿13的內(nèi)側(cè)，該中層14中間的位置安裝有一限位器141，該限位器141可以使用市場(chǎng)可購的高精度的螺旋定位器，該限位器141的作用為對(duì)樣品磨拋厚度的精確定位； 請(qǐng)參閱圖1同時(shí)參閱圖4，為使內(nèi)套20與外套10同步旋轉(zhuǎn)可以在外套10的中層14上對(duì)應(yīng)于內(nèi)套20之多個(gè)連接柱23的相應(yīng)位置開出直徑略大于連接柱23的圓孔，組裝時(shí)把內(nèi)套20的多個(gè)連接柱23穿過這些對(duì)應(yīng)的圓孔與內(nèi)套20上連接件連接即可，也可通過在外套10的上層環(huán)體11內(nèi)壁開工字槽，內(nèi)套20上連接件21的外壁加T型柱等其他方式起到連動(dòng)作用。
為防止在使用和組裝過程中出現(xiàn)變形錯(cuò)位等現(xiàn)象，該精密磨拋頭的外套10除限位器141外，整個(gè)外套10通過無縫焊接等技術(shù)加工成為不可拆卸的整體，以保證外套10的精度。
請(qǐng)參閱圖2內(nèi)套20包括一上連接件21、一底座22和上連接件21，內(nèi)套20； 其中上連接件21為一圓盤型，其外徑略小于外套10之上層環(huán)體11的內(nèi)徑，此差值和內(nèi)套20的高度及底座22底面的平整度對(duì)樣品的磨拋的均勻度起決定作用； 底座22為一圓盤型，其外徑略小于外套10之下層環(huán)體12的內(nèi)徑，此差值與上連接件21外徑和外套10上層環(huán)體11的內(nèi)徑差相同；底座22的中心處開一孔221，以方便在使用過程中載物片30與內(nèi)套10底座22的分離； 請(qǐng)參閱圖2同時(shí)參閱圖4，內(nèi)套20與外套10組裝時(shí)內(nèi)套20的底座22通過多個(gè)連接柱23穿過外套10之中層14上的對(duì)應(yīng)孔與內(nèi)套20的上連接件21連接；連接柱23通常采用3-5個(gè)，且必須是等重量的均勻分布在底座22上面；為保證精度該連接柱23可以采用垂直焊接在底座22上，與外套10組裝后也可與上連接件21焊接在一起，也可以采用螺絲緊固等其它方式固定； 內(nèi)套20位于外套10的內(nèi)部組裝好后，內(nèi)套20必須與外套10聯(lián)動(dòng)，組裝好后再將內(nèi)套20的底座22和外套10的下層環(huán)體12一起進(jìn)行精細(xì)研磨，以使底座22的底面和下層環(huán)體12的底面處于同一平面，以提高樣片減薄拋光的均勻度。
外套10和內(nèi)套20的全部配件應(yīng)是不生銹、耐輕度酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑、耐磨、堅(jiān)硬不易變形、不易斷裂、加工表面光滑的材料制成。
如果磨盤頭外套10上層環(huán)體11和內(nèi)套20的上連接件21設(shè)計(jì)成橢圓形則可以減少受加工精度的限制，進(jìn)一步提高均勻度，并且無需增加其它的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。
請(qǐng)參閱圖3載物片30為一片體，該載物片30的尺寸應(yīng)小于外套10下層環(huán)體12的內(nèi)環(huán)，該載物片30必須厚度均勻，其材料為不生銹、耐輕度酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑、耐磨、堅(jiān)硬不易變形、耐100度高溫、加工表面光滑的材料制成；使用時(shí)該載物片30位于內(nèi)套20中的底座22的下方，并與內(nèi)套20中的底座22聯(lián)動(dòng)，請(qǐng)參閱圖2聯(lián)動(dòng)的方式可以在內(nèi)套20下層環(huán)體12底面安裝螺釘，對(duì)應(yīng)在載物片30上開淺槽等。
本實(shí)用新型的工作過程為 1、樣品尺寸應(yīng)小于載物片30； 2、將樣品固定在載物片30的平面的中心處，對(duì)于半導(dǎo)體材料可以采用熔解石蠟粘貼的方式，待冷卻后將樣品表面和邊緣的石蠟擦除干凈； 3、在載物片30的背面滴幾滴水，對(duì)準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)位置，利用水的表面張力作用將載物片30粘附在內(nèi)套20的底座22底面上； 4、將精密磨拋頭放置在研磨機(jī)的研磨盤上，將限位器141設(shè)定減薄參數(shù)，啟動(dòng)研磨機(jī)開始減薄； 5、待內(nèi)套上連接件21下方與限位器141接觸后，可停止研磨機(jī)磨拋盤的旋轉(zhuǎn)； 6、取下精密磨拋頭，用大量水將研磨料液沖洗干凈； 7、將精密磨拋頭放置在拋光機(jī)的拋光盤上，將限位器141設(shè)定拋光參數(shù)，啟動(dòng)拋光機(jī)開始拋光； 8、待內(nèi)套上連接件21下方與限位器141接觸后，可停止拋光機(jī)拋光盤的旋轉(zhuǎn)； 9、取下精密磨拋頭，用大量水將拋光液沖洗干凈； 10、向內(nèi)套20底座22上的中心孔221內(nèi)吹入氣體，使載物片30與內(nèi)套20底座22分離； 11、從載物片30上取下樣片，完成減薄拋光全部工作過程。
權(quán)利要求1.一種減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，包括
一外套，該外套包括
一上層環(huán)體；
一下層環(huán)體，該上層環(huán)體和下層環(huán)體之間由多個(gè)連接桿固定連接；
一中層，該中層為圓形片體， 該中層位于上層環(huán)體的下方、固定在多個(gè)連接桿的內(nèi)側(cè)，該中層中間的位置安裝有一限位器；
一內(nèi)套，該內(nèi)套包括
一上連接件，該上連接件為一圓盤型；
一底座，該底座為一圓盤型，該底座的中心處開有一孔，該底座和上連接件之間由多個(gè)連接柱固定連接；
該內(nèi)套位于外套的內(nèi)部；
一載物片，該載物片為一片體，該載物片位于內(nèi)套中的底座的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，其中所述的外套中的多個(gè)連接桿的數(shù)量為3-5個(gè)，且該連接桿為均勻分布重量相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，其中所述的外套為一體加工制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，其中所述的內(nèi)套中的多個(gè)連接柱的數(shù)量為3-5個(gè)，且該連接柱為均勻分布重量相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，其中所述的外套中的下層環(huán)體的下邊緣處開有多個(gè)均勻分布的形狀相同的豁口。
專利摘要一種減薄拋光用的精密磨拋頭機(jī)械裝置，其特征在于，包括一外套，該外套包括一上層環(huán)體；一下層環(huán)體，該上層環(huán)體和下層環(huán)體之間由多個(gè)連接桿固定連接；一中層，該中層為圓形片體，該中層位于上層環(huán)體的下方、固定在多個(gè)連接桿的內(nèi)側(cè)，該中層中間的位置安裝有一限位器；一內(nèi)套，該內(nèi)套包括一上連接件，該上連接件為一圓盤型；一底座，該底座為一圓盤型，該底座的中心處開有一孔，該底座和上連接件之間由多個(gè)連接柱固定連接；該內(nèi)套位于外套的內(nèi)部，并與外套聯(lián)動(dòng)；一載物片，該載物片為一片體，該載物片位于內(nèi)套中的底座的下方，并與內(nèi)套中的底座聯(lián)動(dòng)。
文檔編號(hào)H01L21/304GK201009162SQ20072010393
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者劉素平, 馬驍宇, 俊 王, 偉 李 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所