[发明专利]一种氧化铝陶瓷基片表面加工方法

说明书

本发明是一种氧化铝陶瓷基片表面加工方法，该方法包括基片的固定和粘贴，将基片和辅助二氧化硅薄片共同粘贴在陶瓷承载盘上；基片的磨削加工，砂轮以中间进给方式磨削基片去除材料；基片的研磨加工，采用固着磨料，去除磨削留下的砂轮印；基片的高速抛光，采用固着抛光丸片对基片进行高速抛光；基片的化学机械抛光，采用纳米二氧化硅抛光液进行抛光；基片的拆卸，基片正面加工完成后，将基片从陶瓷承载盘上拆卸下；基片的翻面固定，融化石蜡，将基片翻面同正面一样固定；基片的反面减薄，将基片最厚位置厚度加工至要求的上限值之上的一个值，通过研磨‑测量‑研磨循环步骤精确控制基片的厚度。本发明方法加工时间短、成品率高、成本低。

技术领域

本发明涉及氧化铝陶瓷基片加工技术领域，具体涉及一种氧化铝陶瓷基片表面加工方法。

背景技术

氧化铝陶瓷基片，是在96％～99％氧化铝陶瓷材料中添加了适量的矿物原料烧结而成的电子陶瓷基片，对膜电路元件及外贴切元件起支撑底座的作用。由于氧化铝陶瓷基片具有耐高温、电绝缘性能好、介电常数和介质损耗低、热导率大、化学稳定性好、与元件的热膨胀系数相近等优点，并且价格便宜，因而广泛应用于薄膜集成电路、厚/薄膜混合集成电路及各种薄膜元器件(如薄膜电容、PTC电阻等)中。作为衬底的电子陶瓷基片，其厚度和表面质量均是十分重要的指标，因而需要对氧化铝陶瓷进行机械加工以获得所需厚度及表面粗糙度。

现有氧化铝陶瓷基片加工方法有磨削加工、切削加工、激光加工、超声波加工、高压磨料水射流加工。由于氧化铝陶瓷材料属于难加工材料，考虑加工成本，最常用的加工方法为磨削加工。磨削加工中又有单面研磨抛光加工和双面研磨抛光加工。单面研磨抛光的抛光效率和表面质量均优于双面研磨抛光。双面抛光时工件装夹在游星轮保持架内，通过中心轴齿轮和外圈齿的啮合在上下抛光盘间做游星运动，该运动由于齿轮啮合产生的工件跳动较大，磨料对工件的去除效率较低，产生的表面损失较多。单面研磨抛光的工艺流程为贴蜡、研磨、化学机械抛光、拆卸、反面减薄。单面研磨抛光贴蜡时，蜡的厚度不能做到均匀一致。粘贴完成的基片放在研磨抛光机中使用研磨盘配合研磨液进行研磨抛光。使用研磨液对基片进行加工，容易造成材料的浪费，且研磨抛光效率不高。由于蜡粘贴的不均匀性，造成基片表面高度不一致，直接进行研磨，会因为压力分布不均导致材料去除效率低，浪费研磨液。研磨后的基片表面粗糙度大，直接进行化学机械抛光，所需要的抛光时间会很长，且不容易得到优质表面。在反面减薄步骤中，如果使用研磨方式进行，则需花费大量时间，采用金刚石砂轮磨削减薄，又容易出现崩边问题，提高废品率。且用砂轮磨削减薄，砂轮实际进给量并一定等于基片厚度的去除量，厚度不易控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种氧化铝陶瓷基片表面加工方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种氧化铝陶瓷基片表面加工方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）基片的固定和粘贴，切取与基片厚度相同的辅助二氧化硅薄片，并通过热融的石蜡将基片和辅助二氧化硅薄片共同粘贴在陶瓷承载盘上；

步骤2）基片的磨削加工，将固定有基片的陶瓷承载盘放在磨床上，砂轮以中间进给方式磨削基片去除材料，使基片表面高度一致；

步骤3）基片的研磨加工，采用固着磨料，通过定轴给固定在陶瓷承载盘上基片施加压力，通过托盘旋转带动基片绕定轴旋转进行研磨，去除磨削留下的砂轮印，降低基片表面粗糙度，改善基片平面度；

步骤4）基片的高速抛光，采用固着抛光丸片以及步骤3）中的研磨加工装置对基片进行高速抛光，每高速抛光一次，修整一次抛光盘，最后清洗高速抛光后的基片，去除基片表面的抛光残留物，进一步降低基片表面粗糙度；

步骤5）基片的化学机械抛光，先预热抛光垫，稳定控制抛光温度，之后采用纳米二氧化硅抛光液进行抛光，用显微镜观察基片表面质量，达到要求后进入下一步；