一種用于晶體化學(xué)機(jī)械研磨減薄的裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械研磨減薄技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于鈮酸鋰、石英、藍(lán)寶石等晶體的化學(xué)機(jī)械研磨減薄的裝置及其使用方法，特別適用于光電探測(cè)器敏感層制作、聲光器件壓電換能器制作等超精密晶體加工相關(guān)方面。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)光滑表面的需求也越來越多，正是由于這種需求的背景帶動(dòng)了精密加工技術(shù)的發(fā)展。目前為止，最常見的拋光表面加工技術(shù)是傳統(tǒng)的研磨拋光技術(shù)，現(xiàn)在為了適應(yīng)科技發(fā)展及人們對(duì)光滑表面的要求，很多國(guó)家對(duì)傳統(tǒng)的拋光技術(shù)進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，但是光電探測(cè)器敏感層、聲光器件壓電換能器等精密光學(xué)器件的超精密晶體加工還存在問題，晶體的厚度需要減薄到幾十個(gè)甚至十幾個(gè)微米，而且誤差要限制在I微米以內(nèi)，是光學(xué)精密加工的一個(gè)難題。為了追求降低表面粗糙度或者提高尺寸精度，實(shí)現(xiàn)功能材料元件的功能，我們要解決與高精度相匹配的表面粗糙度和極小的變質(zhì)層問題，另外，對(duì)于單晶材料的加工，同時(shí)還要求平面度、厚度和晶相的定向精度等技術(shù)關(guān)鍵與難點(diǎn)所在。因此研宄一種用于晶體化學(xué)機(jī)械拋光減薄的裝置及方法對(duì)高精度光電器件的加工制作等實(shí)際操作具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供一種晶體的化學(xué)機(jī)械研磨減薄的裝置及激光反射校準(zhǔn)法，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體的上下兩個(gè)面的平行度的高精度校準(zhǔn)，減薄后晶體超薄，厚度能達(dá)到幾十甚至十幾個(gè)微米，平行度誤差I(lǐng)微米以內(nèi)，校準(zhǔn)精度高、易操作。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種用于晶體化學(xué)機(jī)械研磨減薄的裝置，包括第一固定片、微分頭、載物塊、修盤環(huán)、膠皮墊、第二固定片、加工晶體、有孔校準(zhǔn)玻璃和第三固定片，所述加工晶體通過玻璃基底固定在載物塊上，所述第一固定片通過螺釘與載物塊固定，所述微分頭有三個(gè)，所述微分頭通過自身的螺紋與第一固定片固定，所述微分頭通過修盤環(huán)上的通孔與其聯(lián)接，所述第二固定片通過螺釘與修盤環(huán)聯(lián)接，所述第一固定片與第二固定片間設(shè)置有膠皮墊，所述有孔校準(zhǔn)玻璃通過第三固定片與修盤環(huán)固定。
[0005]所述加工晶體通過玻璃基底粘接在載物塊上。
[0006]所述加工晶體通過石蠟粘接在玻璃基底上。
[0007]所述膠皮墊有輕微彈性，保證微分頭微調(diào)時(shí)，第二固定片可以相對(duì)與第一固定片進(jìn)行少量移動(dòng)。
[0008]所述微分頭為有鎖裝置。
[0009]將一束激光近乎垂直入射到有孔校準(zhǔn)玻璃，會(huì)產(chǎn)生反射光束，有孔校準(zhǔn)玻璃的表面有反射光束a，有孔校準(zhǔn)玻璃的底面有反射光束b，玻璃基底表面有反射光束C，通過調(diào)節(jié)三個(gè)微分頭使得上述光束平行，從而確定玻璃基底表面與修盤環(huán)平行，也就使得加工晶體的底面與修盤環(huán)平行，從而保證了加工晶體加工后上下兩個(gè)面的平行度和面型精度，當(dāng)被加工晶體的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于反射距離時(shí)，可認(rèn)為反射光束重合時(shí)，加工晶體的上下兩個(gè)面是平行的，完成校準(zhǔn)。
[0010]調(diào)節(jié)完微分頭后將其鎖死。
[0011 ] 完成校準(zhǔn)后，可以拆下有孔校準(zhǔn)玻璃和第三固定片直接進(jìn)行減薄。
[0012]加工晶體的尺寸(x*y)mm2遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于反射距離(L)m時(shí)，即L》10 5x>105y，可認(rèn)為反射光束重合時(shí)，加工晶體的上下兩個(gè)面是平行的。
[0013]所述入射激光與有孔校準(zhǔn)玻璃的角度為5° -10°。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明所具有的有益效果為:
1)該減薄裝置采用三個(gè)微分頭作為微調(diào)部分，可以實(shí)現(xiàn)高精度、微距離調(diào)節(jié)，進(jìn)而可以提高減薄后晶體的上下兩個(gè)面的平行度；
2)該減薄裝置校準(zhǔn)后，可以將裝置用于校準(zhǔn)部分的有孔玻璃和固定片拆卸，需要校準(zhǔn)時(shí)安裝即可，操作簡(jiǎn)單方便，提高減薄效率；
3)該減薄裝置采用的微分頭帶有鎖裝置，每次調(diào)節(jié)校準(zhǔn)后，將其鎖死，避免研磨轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由于慣性造成微分頭示數(shù)偏移，產(chǎn)生誤差，從而提高校準(zhǔn)精度。
【附圖說明】
[0015]下面通過附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]圖1為本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的校準(zhǔn)原理示意圖；
圖3為本發(fā)明中第一固定片的示意圖；
圖4為本發(fā)明中微分頭的示意圖；
圖5為本發(fā)明中載物塊的示意圖；
圖6為本發(fā)明中修盤環(huán)的示意圖；
圖7為本發(fā)明中膠皮墊的示意圖；
圖8為本發(fā)明中第二固定片的示意圖；
圖9為本發(fā)明中有孔校準(zhǔn)玻璃的示意圖；
圖10為本發(fā)明中第三固定片的示意圖。
[0017]圖中:1為第一固定片、2為微分頭、3為載物塊、4為修盤環(huán)、5為膠皮墊、6為第二固定片、7為加工晶體、8為有孔校準(zhǔn)玻璃、9為第三固定片。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0019]如圖1所示，該減薄裝置包括第一固定片1、微分頭2、載物塊3、修盤環(huán)4、膠皮墊5、第二固定片6、加工晶體7、有孔校準(zhǔn)玻璃8、第三固定片9組成。
[0020]其中，第一固定片I與粘有加工晶體7的載物塊3通過螺釘固定，三個(gè)微分頭2通過自身的螺紋結(jié)構(gòu)與第一固定片I固定；微分頭2通過通孔與修盤環(huán)4連接，第二固定片6通過螺釘與修盤環(huán)4固定；膠墊5放在第一固定片I與第二固定片6之間，由于其帶有些許彈性，用于保證微調(diào)時(shí)上下移動(dòng)距離，微分頭2是有鎖裝置，每次旋轉(zhuǎn)后，將其鎖死，避免研磨轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由于慣性造成微分頭示數(shù)偏移，產(chǎn)生誤差。
[0021]如圖2所示，采用激光反射校準(zhǔn)法，校準(zhǔn)時(shí)，將有孔校準(zhǔn)玻璃8與修盤環(huán)4用第三固定片9通過螺釘固定，一束激光近乎垂直入射到有孔校準(zhǔn)玻璃8，其表面的反射光束為a，有孔校準(zhǔn)玻璃8底面的反射光束為b，粘有晶體的基底玻璃表面的反射光束為C。通過調(diào)節(jié)三個(gè)微分頭2，使得反射光束平行，從而使得玻璃基底表面與裝置的修盤環(huán)4平行，也就是使得晶體底面與裝置的修盤環(huán)4平行，從而保證加工后的晶體的上下兩個(gè)面的平行度和面型精度。然而，在實(shí)際操作過程中，平行光束的定性和定量描述非常復(fù)雜，便于實(shí)踐操作，當(dāng)被加工晶體尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于反射距離時(shí)，可認(rèn)為反射光束重合時(shí)，面與面是平行的。
[0022]其中，有孔校準(zhǔn)玻璃8的孔的作用是:校準(zhǔn)后，被減薄晶體通過孔稍高出修盤環(huán)4，完成校準(zhǔn)過程后，拆下有孔校準(zhǔn)玻璃8和第三固定片9，可直接進(jìn)行減薄。
[0