用 UNIPOL-1200M 拋光機(jī)對(duì)芯片斷面的研磨拋光

實(shí)驗(yàn)材料：方形芯片,，芯片如圖 1 所示：

圖 1 實(shí)驗(yàn)所用樣品圖

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>對(duì)芯片側(cè)面的斷面進(jìn)行研磨拋光，并觀察研磨拋光后的斷面狀況。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：科晶制造的 CXQ-2500 自動(dòng)冷鑲嵌機(jī),、UNIPOL-1200M 自動(dòng)壓力研磨拋 光機(jī)、4XC 金相顯微鏡

實(shí)驗(yàn)所用耗材：金相砂紙,、金剛石噴霧拋光劑

 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

 鑲嵌：由于芯片比較薄,，側(cè)面面積較小，不利于研磨拋光,，又 UNIPOL-1200M 自 動(dòng)壓力研磨拋光機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行研磨拋光時(shí)需要樣品呈圓柱狀,，若原始樣品為適合 研磨機(jī)的載樣盤(pán)的尺寸則可直接用于研磨，否則需要將試樣鑲嵌成載樣塊所要求 尺寸的圓柱狀,。鑲嵌樣品可以使用熱鑲嵌和冷鑲嵌兩種手段,，本實(shí)驗(yàn)中由于芯片 的部分材料不耐熱，因此選用自動(dòng)冷鑲嵌機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行鑲嵌,。這是因?yàn)?，冷鑲?不會(huì)損傷試樣，且鑲嵌料呈透明狀態(tài),，可以觀察到樣品內(nèi)部狀況,，自動(dòng)冷鑲嵌可 對(duì)腔室進(jìn)行抽真空，具有排出鑲嵌料與試樣之間氣泡的功能,，使樣品更牢固的鑲 嵌在水晶膠之內(nèi)而不易脫落,。鑲嵌后的樣品如圖 4 所示：可見(jiàn)，鑲嵌后的樣品內(nèi) 部結(jié)合緊密,，無(wú)氣泡存在,，這樣研磨過(guò)程中樣品不會(huì)脫落，由于鑲嵌料的透明性 可以觀察到樣品的正負(fù)面,。

圖 4 鑲嵌后的樣品圖

研磨：將鑲嵌好的樣品塊放置于 UNIPOL-1200M 自動(dòng)壓力研磨拋光機(jī)的研磨盤(pán)上 進(jìn)行研磨,，試樣應(yīng)在研磨盤(pán)上對(duì)稱(chēng)的位置處進(jìn)行放置,，防止研磨的時(shí)候載樣盤(pán)受 力不均勻而將試樣磨偏，如果試樣數(shù)量不能構(gòu)成對(duì)稱(chēng)可以使用樹(shù)脂塊與之配合形 成對(duì)稱(chēng)狀態(tài)進(jìn)行研磨,。

UNIPOL-1200M 自動(dòng)壓力研磨拋光機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行研磨時(shí)研磨介質(zhì)使用砂紙,， 首先使用 600#砂紙對(duì)試樣進(jìn)行研磨，上盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min,，下盤(pán)轉(zhuǎn)速 50r/min,，下 盤(pán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，上盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),，從而保證試樣在砂紙表面承受較大的磨削力,。 對(duì)試樣施加的壓力為 0.17MPa，第一次研磨應(yīng)使試樣被研磨面*去除一層,，且 整個(gè)被研磨面被磨平,，此過(guò)程所用時(shí)間為第一次研磨的研磨時(shí)間，本實(shí)驗(yàn)第一次研磨時(shí)間約為 5min,。第一次研磨完成后將試樣,、研磨上盤(pán)和下盤(pán)用清水清洗干凈， 以免給下一次研磨帶進(jìn)去污染,。清洗之后將下盤(pán)砂紙換成 1200#砂紙對(duì)制樣繼續(xù) 進(jìn)行研磨,，本次研磨應(yīng)將上一次研磨的研磨痕跡*去除，上盤(pán)轉(zhuǎn)速為 30r/min,， 下盤(pán)轉(zhuǎn)速為 70r/min,，對(duì)試樣所施加的壓力為 0.17MPa，所用的研磨時(shí)間為 3min,。 研磨后將試樣,、下盤(pán)和上盤(pán)用清水清洗干凈，然后使用更小顆粒度的砂紙對(duì)試樣 進(jìn)行研磨,。本實(shí)驗(yàn)最后一次研磨所使用的砂紙的為 1500#的砂紙,，上盤(pán)與下盤(pán)的 旋轉(zhuǎn)方向相反，上盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min,，下盤(pán)轉(zhuǎn)速 70r/min,，對(duì)試樣施加的壓力為 0.17MPa，研磨所用的時(shí)間為 1min,。研磨后將砂紙取下,，將試樣、研磨盤(pán)上盤(pán)和 下盤(pán)沖洗干凈,，然后換用磨砂革拋光墊對(duì)研磨后的試樣拋光,，拋光時(shí)所使用的研 磨拋光液為顆粒度 1.5μm 的金剛石噴霧拋光劑，拋光樣品時(shí)上盤(pán)轉(zhuǎn)速為 40r/min,，下盤(pán)轉(zhuǎn)速為 130r/min,，上盤(pán)與下盤(pán)運(yùn)動(dòng)方向相反,，對(duì)試樣所施加的壓 力為 0.17MPa，拋光所用的時(shí)間為 5min,。試樣研磨的拋光狀態(tài)如圖 5 所示：

圖 5 試樣研磨拋光狀態(tài)圖

觀察：由于芯片厚度較薄,，用肉眼很難觀察清楚研磨后的試樣的表面狀態(tài)，因此 使用顯微鏡對(duì)研磨后的試樣進(jìn)行觀察,。本實(shí)驗(yàn)使用的是 4XC 倒置金相顯微鏡,，通 過(guò)觀察可見(jiàn)拋光后的樣品表面平滑光亮，無(wú)劃痕存在,，不同材料的分界明顯,。

可見(jiàn)，用 UNIPOL-1200M 自動(dòng)壓力研磨拋光機(jī)十分適合鑲嵌成圓柱的小試樣或圓 柱狀的試樣的研磨拋光,，且可同時(shí)對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行研磨拋光,。不僅節(jié)省人力同時(shí) 節(jié)省了大量的時(shí)間，是實(shí)驗(yàn)室研磨小型樣品時(shí)可選前列的設(shè)備,。