本發(fā)明涉及光學(xué)元件領(lǐng)域,具體涉及一種石英擺片基片及其制備方法。
背景技術(shù):
石英撓性加速度計是一種高精度加速度傳感器,被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、石油勘探等領(lǐng)域。它通常由石英擺片和功能電路組成,其中石英擺片是石英撓性加速度計中的核心元件,起慣性敏感作用,其加工質(zhì)量對加速度計的精度和穩(wěn)定性有重要影響。石英擺片基片是制作石英擺片的前提,它是具有特定尺寸的圓形石英玻璃拋光片,后續(xù)經(jīng)過刻圖、酸蝕、鍍膜等工序形成石英擺片,因此,石英擺片基片的平面度、平行度、表面粗糙度和亞表面質(zhì)量等指標(biāo)直接影響石英擺片的性能。
對于石英擺片基片的加工,目前行業(yè)內(nèi)主要使用的加工方法為石英玻璃原料切方、粗滾圓、細(xì)滾圓、內(nèi)圓切片機(jī)切片、倒角、單面研磨、單面拋光,現(xiàn)行方法主要存在以下一些缺點(diǎn):1.石英玻璃原料切方方式造成材料利用率低,原料成本增加;2.內(nèi)圓切片方式的切割刀口寬,造成材料浪費(fèi);3.研磨拋光工序復(fù)雜,效率低,且石英玻璃圓片與基板粘貼時,兩者之間松香或白蠟的厚度不一致,導(dǎo)致石英玻璃圓片的平行度和厚度一致性差。此外,石英玻璃圓片的厚度不易檢測。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種石英擺片基片及其制備方法,本發(fā)明方法具有節(jié)省原料,工序簡單和精度高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種石英擺片基片的制備方法,包括以下步驟:
(1)掏棒:使用掏棒機(jī)對石英玻璃原料掏棒,所用鉆頭為銅燒結(jié)金剛石圓筒鉆頭或電鍍金剛石圓筒鉆頭,金剛石目數(shù)為150-1000目,鉆頭轉(zhuǎn)速不小于1000r/min,進(jìn)給速度不大于5mm/min,棒料直徑比需制備的石英擺片基片直徑大2-4mm;
(2)滾圓:使用外圓磨床或無心磨床對所述棒料進(jìn)行外圓磨削,所用砂輪為不小于#320的樹脂燒結(jié)金剛石砂輪,其中砂輪進(jìn)給速度不大于0.1mm/min,將所述的料棒直徑磨削至所述的石英擺片基片的尺寸;
(3)線切割切片:使用多線切割機(jī)將所述的料棒采用線切割切成石英玻璃片,所用線材為直徑為0.1-0.3mm電鍍金剛石切割線,所述的石英玻璃片的厚度比所述的石英擺片基片的厚度大0.2-0.4mm;
(4)倒角:對石英玻璃片的上下兩面與側(cè)面交界處進(jìn)行倒角,倒角大小為0.2-0.3mm×45°;
(5)雙面研磨:使用雙面研磨機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量研磨,研磨得到的石英玻璃研磨片厚度比所述的石英擺片基片的厚度大0.05-0.06mm;
(6)雙面拋光:使用雙面拋光機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量拋光,拋光后得到的石英玻璃拋光片厚度比所述的石英擺片基片厚度大0.01-0.02mm;
(7)環(huán)拋:將所述的石英玻璃拋光片進(jìn)行環(huán)拋,使所述的石英玻璃拋光片的兩面分別去除0.005-0.01mm厚度,至厚度為所述的石英擺片基片的厚度,環(huán)拋工作環(huán)境溫度為21-23℃,濕度為50-70%。
進(jìn)一步的,所述的步驟(5)的雙面研磨和(6)中的雙面拋光都采用游星片卡具所述的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片,其厚度較石英擺片厚度小0.2-0.3mm,材質(zhì)為硬質(zhì)合成樹脂,邊緣齒能夠與雙面研磨拋光機(jī)上太陽輪與行星輪上的齒相吻合,開孔分為工位孔和非工位孔,工位孔直徑較石英玻璃片直徑大0.1-0.2mm,以游星片卡具中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片卡具外邊緣距離保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出拋光盤邊緣,非工位孔均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi)。
進(jìn)一步的,所述的步驟(5)中的雙面研磨中采用的研磨漿料為研磨微粉與純水按體積比1:20~1:5組成的混合物,再加入無機(jī)堿或有機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)研磨漿料pH=10-12,所述的研磨微粉粒徑D(50)=3-5μm,D(90)=5-7μm。
進(jìn)一步的,所述的研磨微粉材質(zhì)為氧化鋁、碳化硅、碳化硼、氮化硼、天然金剛砂或金剛石。
進(jìn)一步的,所述的步驟(6)所用拋光液為硅溶膠與氧化鈰拋光液按體積比為1:1~5:1組成的混合物,再加入無機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)pH=10-12,其中硅溶膠中磨料質(zhì)量濃度為20-40%,所含二氧化硅顆粒粒徑為50-100nm,所用氧化鈰拋光液中磨料質(zhì)量濃度為10-20%,所含氧化鈰顆粒粒徑為100-200nm,過濾精度為0.2μm。
進(jìn)一步的,所述的步驟(7)選用的拋光介質(zhì)為#80光學(xué)瀝青與松香按重量比4:1~7:1組成的混合物并在鋁質(zhì)基體上澆筑成盤,厚度為10-20mm,表面刻有方形網(wǎng)格,刻槽寬度為0.2-0.5mm,深度為0.5-1mm,網(wǎng)格寬度為5-20mm。
進(jìn)一步的,所述的步驟(7)中采用的卡具為圓形不銹鋼盤與帶孔硬質(zhì)塑料片以及襯墊構(gòu)成的組合體,其中圓形不銹鋼盤為基底,上下兩面平行度小于10″,平面度小于0.3μm,硬質(zhì)塑料片為圓形,直徑與基底一致,厚度所述的石英擺片基片厚度一致,內(nèi)部有圓形開孔,孔徑較石英擺片直徑大0.1-0.2mm,開孔呈環(huán)形均勻分布,硬質(zhì)塑料片粘貼于基底圓形表面,形成帶圓形開槽基底,襯墊為圓形阻尼布,直徑與圓形開槽一致,厚度為0.1-0.3mm,粘貼于開槽底部。
進(jìn)一步的,所述的(6)雙面拋光所用的拋光介質(zhì)為肖氏硬度大于85的聚氨酯拋光墊,拋光墊表面開有相互垂直交叉的溝槽,溝槽寬度為0.5-2mm,溝槽間距為5-20mm。
第二方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種石英擺片基片,所述的石英擺片基片由上述的方法制備而得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明石英擺片基片及其制備方法至少具有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明方法制備石英擺片基片可以節(jié)省材料,降低加工成本,提高出片率,同時保證了基片的精度;加工的石英擺片基片的平行度小于3″,平面度小于300nm,表面粗糙度(均方根值)小于1nm。
本發(fā)明方法中掏棒較切方開料可以節(jié)省5-8%的石英玻璃原材料,省去粗滾圓工序,簡化了工藝;且線切割方式對石英玻璃片造成的機(jī)械應(yīng)力小,因此可以減小切片厚度,提高出片率,節(jié)省材料;雙面研磨方式可以有效保證石英擺片基片上下兩面的平行度,提升加工效率,提高厚度檢測的可操作性和準(zhǔn)確性;雙面拋光可以快速有效地去除研磨對石英擺片基片造成的表面及亞表面損傷層,同時保證石英擺片基片的平行度;環(huán)拋可以消除石英擺片基片在雙面拋光過程中形成的“塌邊”現(xiàn)象,提高石英擺片基片的平面度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明石英擺片基片及其制備方法的工藝流程圖;
圖2為本發(fā)明石英擺片基片及其制備方法中雙面研磨拋光游星片卡具結(jié)構(gòu)與位置示意圖;
圖3為本發(fā)明石英擺片基片及其制備方法中環(huán)拋卡具結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合較佳實(shí)施例對本發(fā)明方案做詳細(xì)闡述,應(yīng)當(dāng)理解,實(shí)施例是為了方便本發(fā)明方案的理解,而不作為本發(fā)明方案的限定。
圖1為本發(fā)明石英擺片基片及其制備方法的工藝流程圖,按照圖1所示的流程制備石英擺片基片。
一種石英擺片基片的制備方法,包括以下步驟:
(1)掏棒:使用掏棒機(jī)對石英玻璃原料掏棒,所用鉆頭為銅燒結(jié)金剛石圓筒鉆頭,金剛石目數(shù)為150-1000目,鉆頭轉(zhuǎn)速不小于1000r/min,進(jìn)給速度不大于5mm/min,棒料直徑比需制備的石英擺片基片直徑大2-4mm;
(2)滾圓:使用外圓磨床對所述棒料進(jìn)行外圓磨削,所用砂輪為不小于#320的樹脂燒結(jié)金剛石砂輪,其中砂輪進(jìn)給速度不大于0.1mm/min,將所述的料棒直徑磨削至所述的石英擺片基片的尺寸;
(3)線切割切片:使用多線切割機(jī)將所述的料棒采用線切割切成石英玻璃片,所用線材為直徑為0.1-0.3mm電鍍金剛石切割線,所述的石英玻璃片的厚度比所述的石英擺片基片的厚度大0.2-0.4mm;
(4)倒角:對石英玻璃片的上下兩面與側(cè)面交界處進(jìn)行倒角,倒角大小為0.2-0.3mm×45°;
(5)雙面研磨:使用雙面研磨機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量研磨,研磨得到的石英玻璃研磨片厚度比所述的石英擺片基片的厚度大0.05-0.06mm;
(6)雙面拋光:使用雙面拋光機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量拋光,拋光后得到的石英玻璃拋光片厚度比所述的石英擺片基片厚度大0.01-0.02mm;
(7)環(huán)拋:將所述的石英玻璃拋光片進(jìn)行環(huán)拋,使所述的石英玻璃拋光片的兩面分別去除0.005-0.01mm厚度,至厚度為所述的石英擺片基片的厚度,環(huán)拋工作環(huán)境溫度為21-23℃,濕度為50-70%。
這里要說明的是:掏棒較切方開料可以節(jié)省5-8%的石英玻璃原材料,省去粗滾圓工序,簡化了工藝;且線切割方式對石英玻璃片造成的機(jī)械應(yīng)力小,因此可以減小切片厚度,提高出片率,節(jié)省材料;雙面研磨方式可以有效保證石英擺片基片上下兩面的平行度,提升加工效率,提高厚度檢測的可操作性和準(zhǔn)確性;雙面拋光可以快速有效地去除研磨對石英擺片基片造成的表面及亞表面損傷層,同時保證石英擺片基片的平行度;環(huán)拋可以消除石英擺片基片在雙面拋光過程中形成的“塌邊”現(xiàn)象,提高石英擺片基片的平面度。
以上方案已經(jīng)可以完成石英擺片基片的制備,下面在此基礎(chǔ)上給出優(yōu)選方案。
這里對掏棒過程所用的鉆頭不做具體限定,優(yōu)選#150銅燒結(jié)金剛石套筒鉆頭,滾圓過程中所用的砂輪不做具體限定;優(yōu)選#320的樹脂燒結(jié)金剛石砂輪對石英玻璃棒料進(jìn)行外圓磨削;對切割線的直徑不做具體限定,優(yōu)選采用直徑為0.1-0.3mm切割線對石英玻璃圓柱進(jìn)行切片;倒角所用的砂輪不做具體限定,優(yōu)選倒角砂輪為#2000-#3000電鍍金剛石砂輪;
作為優(yōu)選,所述的步驟(5)的雙面研磨和(6)中的雙面拋光都采用游星片卡具所述的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片,其厚度較石英擺片厚度小0.2-0.3mm,材質(zhì)為硬質(zhì)合成樹脂,邊緣齒能夠與雙面研磨拋光機(jī)上太陽輪與行星輪上的齒相吻合,開孔分為工位孔和非工位孔,工位孔直徑較石英玻璃片直徑大0.1-0.2mm,以游星片卡具中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片卡具外邊緣距離保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出拋光盤邊緣,非工位孔均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi)。
作為優(yōu)選,所述的步驟(5)中的雙面研磨中采用的研磨漿料為研磨微粉與純水按體積比1:20組成的混合物,再加入無機(jī)堿或有機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)研磨漿料pH=10-12,所述的研磨微粉粒徑D(50)=3-5μm,D(90)=5-7μm。
這里要說明的是:雙面研磨機(jī)利用上下兩個平行盤面將裝有石英擺片基片的游星片卡具夾在中間,上下盤分別做反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,通過內(nèi)齒圈和外齒圈的控制,游星片夾持石英擺片基片做自轉(zhuǎn)和以上下盤圓心為中心的公轉(zhuǎn)運(yùn)動,在研磨漿料的研磨作用下同時對石英擺片基片上下兩面研磨,實(shí)現(xiàn)厚度的減小。
作為優(yōu)選,所述的研磨微粉材質(zhì)為氧化鋁、碳化硅、碳化硼、氮化硼、天然金剛砂或金剛石。
作為優(yōu)選,所述的步驟(6)所用拋光液為硅溶膠與氧化鈰拋光液按體積比為1:1組成的混合物,再加入無機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)pH=10-12,其中硅溶膠中磨料質(zhì)量濃度為20-40%,所含二氧化硅顆粒粒徑為50-100nm,所用氧化鈰拋光液中磨料質(zhì)量濃度為10-20%,所含氧化鈰顆粒粒徑為100-200nm,過濾精度為0.2μm。
這里要說明的是:該拋光液的優(yōu)點(diǎn)在于拋光速率快,拋光的石英玻璃表面粗糙度小;不含雜質(zhì),避免對石英玻璃造成亞表面損傷。
作為優(yōu)選,所述的步驟(7)選用的拋光介質(zhì)為#80光學(xué)瀝青與松香按重量比4:1組成的混合物并在鋁質(zhì)基體上澆筑成盤,厚度為10-20mm,表面刻有方形網(wǎng)格,刻槽寬度為0.2-0.5mm,深度為0.5-1mm,網(wǎng)格寬度為5-20mm。
這里要說明的是:采用該拋光介質(zhì)可以有效消除石英玻璃圓片的塌邊狀況。
作為優(yōu)選,所述的步驟(7)中采用的卡具為圓形不銹鋼盤與帶孔硬質(zhì)塑料片以及襯墊構(gòu)成的組合體,其中圓形不銹鋼盤為基底,上下兩面平行度小于10″,平面度小于0.3μm,硬質(zhì)塑料片為圓形,直徑與基底一致,厚度所述的石英擺片基片厚度一致,內(nèi)部有圓形開孔,孔徑較石英擺片直徑大0.1-0.2mm,開孔呈環(huán)形均勻分布,硬質(zhì)塑料片粘貼于基底圓形表面,形成帶圓形開槽基底,襯墊為圓形阻尼布,直徑與圓形開槽一致,厚度為0.1-0.3mm,粘貼于開槽底部。
這里要說明的是:非工位孔均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi),大小及數(shù)量不限,其作用是有利于拋光液均勻分布于盤面。
作為優(yōu)選,所述的(6)雙面拋光所用的拋光介質(zhì)為肖氏硬度大于85的聚氨酯拋光墊,拋光墊表面開有相互垂直交叉的溝槽,溝槽寬度為0.5-2mm,溝槽間距為5-20mm。
這里要說明的是:該拋光介質(zhì)具備較高的拋光去除速率,可以有效減小石英玻璃圓片在拋光過程中形成的塌邊,開槽有利于拋光液的分布均勻,保證石英玻璃圓片厚度的一致性。
實(shí)施例1
以加工直徑為22.200±0.010mm,厚度為0.700±0.005mm的石英擺片基片為例進(jìn)行加工方法說明,包括以下步驟:
1.掏棒:將石英玻璃原料置于掏棒機(jī)加工區(qū)并固定,使用#150銅燒結(jié)金剛石套筒鉆頭在石英玻璃砣料選定位置鉆出棒料,加工過程中鉆頭轉(zhuǎn)速為2000r/min,進(jìn)給速度為3mm/min,棒料直徑為25-26mm。
2.滾圓:將石英玻璃棒料裝卡于外圓磨床頭架與尾座之間,使用#320樹脂金剛石砂輪對石英玻璃棒料進(jìn)行外圓磨削,加工過程中砂輪進(jìn)給速度為0.1mm/min,磨削后石英玻璃圓柱直徑為22.200±0.010mm。
3.線切割切片:將石英玻璃圓柱固定于線切割機(jī)床加工區(qū),采用直徑為0.2mm的切割線對石英玻璃圓柱進(jìn)行切片,切割后石英玻璃片厚度為0.900±0.005mm。
4.倒角:使用圓片倒角機(jī)對石英玻璃片的上下兩面與側(cè)面交界處進(jìn)行倒角,倒角大小為0.2-0.3mm×45°,所用倒角砂輪為#3000電鍍金剛石砂輪。
5.雙面研磨:使用雙面研磨機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量研磨,研磨過程中使用特定的游星片卡具和研磨漿料,研磨后石英玻璃片厚度為0.760±0.005mm。其中所述特定的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片4,其厚度為0.5-0.6mm,材質(zhì)為環(huán)氧樹脂,邊緣齒能夠與雙面研磨機(jī)上外齒輪圈1與內(nèi)齒輪圈2上的齒相吻合,開孔分為工位孔5和非工位孔6,工位孔5直徑為22.400mm,以游星片中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片外邊緣距離適中,保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出研磨盤3邊緣。非工位孔6均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi),大小及數(shù)量不限。其中所述研磨漿料為研磨微粉與純水按體積比1:20組成的混合物,再加入無機(jī)堿或有機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)研磨漿料pH=10-12,研磨微粉材質(zhì)可選氧化鋁、碳化硅、碳化硼、氮化硼、天然金剛砂、金剛石等,微粉粒徑D(50)=3-5μm,D(90)=5-7μm。
6.雙面拋光:圖2為雙面研磨拋光游星片卡具結(jié)構(gòu)與位置示意圖;使用雙面拋光機(jī)對石英玻璃研磨片進(jìn)行批量拋光,拋光過程中使用特定的游星片卡具、拋光液、拋光介質(zhì)和過濾器,拋光后石英玻璃片厚度為0.720±0.005mm。其中所述特定的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片4,其厚度為0.5-0.6mm,材質(zhì)為環(huán)氧樹脂,邊緣齒能夠與雙面拋光機(jī)上外齒輪圈1與內(nèi)齒輪圈2上的齒相吻合,開孔分為工位孔5和非工位孔6,工位孔直徑為22.400mm,以游星片中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片外邊緣距離適中,保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出拋光盤3邊緣。非工位孔6均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi),大小及數(shù)量不限。其中所述拋光介質(zhì)為肖氏硬度為90的聚氨酯拋光墊,拋光墊表面開有相互垂直交叉的溝槽,溝槽寬度為1mm,溝槽間距為15mm,所用拋光液為硅溶膠與氧化鈰拋光液按體積比為1:1組成的混合物,再加入無機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)pH=10,其中硅溶膠中磨料質(zhì)量濃度為20%,所含二氧化硅顆粒粒徑為50-100nm,所用氧化鈰拋光液中磨料質(zhì)量濃度為20%,所含氧化鈰顆粒粒徑為100-200nm,所用過濾器的過濾精度為0.2μm。
7.環(huán)拋:圖3為環(huán)拋卡具結(jié)構(gòu)示意圖,使用環(huán)拋機(jī)配合特制的卡具依次對石英玻璃拋光片兩面進(jìn)行拋光,拋光后石英擺片基片的厚度為0.700±0.005mm,環(huán)拋工作環(huán)境溫度為21-23℃,濕度為60%。其中所述特制卡具為圓形不銹鋼盤與帶孔硬質(zhì)塑料片7以及內(nèi)襯墊9構(gòu)成的組合體,其中圓形不銹鋼盤為基底8,上下兩面平行度小于10″,平面度小于0.3μm,硬質(zhì)塑料片7為圓形,直徑與基底一致,厚度為0.700±0.005mm,內(nèi)部有圓形開孔,孔徑為22.400mm,開孔呈環(huán)形均勻分布,硬質(zhì)塑料片7粘貼于基底8圓形表面,形成圓槽,內(nèi)襯墊9為圓形阻尼布,直徑為22.400mm,厚度為0.2mm,粘貼于圓槽底部。所述拋光介質(zhì)為#80光學(xué)瀝青與松香按重量比4:1組成的混合物并在鋁質(zhì)基體上澆筑成盤,厚度為10-20mm,表面刻有方形網(wǎng)格,刻槽寬度為0.2-0.5mm,深度為0.5-1mm,網(wǎng)格寬度為5-20mm。
實(shí)施例2
以加工直徑為25.000±0.010mm,厚度為0.750±0.005mm的石英擺片基片為例進(jìn)行加工方法說明,包括以下步驟:
1.掏棒:將石英玻璃原料置于掏棒機(jī)加工區(qū)并固定,使用#500電鍍金剛石套筒鉆頭在石英玻璃砣料選定位置鉆出棒料,加工過程中鉆頭轉(zhuǎn)速為3000r/min,進(jìn)給速度為5mm/min,棒料直徑為27-28mm。
2.滾圓:將石英玻璃棒料裝卡于無心磨床工作區(qū),使用#400樹脂金剛石砂輪對石英玻璃棒料進(jìn)行外圓磨削,加工過程中砂輪進(jìn)給速度為0.1mm/min,磨削后石英玻璃圓柱直徑為25.000±0.010mm。
3.線切割切片:將石英玻璃圓柱固定于線切割機(jī)床加工區(qū),采用直徑為0.15mm的切割線對石英玻璃圓柱進(jìn)行切片,切割后石英玻璃片厚度為0.950±0.005mm。
4.倒角:使用圓片倒角機(jī)對石英玻璃片的上下兩面與側(cè)面交界處進(jìn)行倒角,倒角大小為0.2-0.3mm×45°,所用倒角砂輪為#3000電鍍金剛石砂輪。
5.雙面研磨:使用雙面研磨機(jī)對石英玻璃片進(jìn)行批量研磨,研磨過程中使用特定的游星片卡具和研磨漿料,研磨后石英玻璃片厚度為0.810±0.005mm。其中所述特定的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片4,其厚度為0.6-0.7mm,材質(zhì)為環(huán)氧樹脂,邊緣齒能夠與雙面研磨機(jī)上外齒輪圈1與內(nèi)齒輪圈2上的齒相吻合,開孔分為工位孔5和非工位孔6,工位孔5直徑為25.200mm,以游星片中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片外邊緣距離適中,保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出研磨盤3邊緣。非工位孔6均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi),大小及數(shù)量不限。其中所述研磨漿料為研磨微粉與純水按體積比1:20組成的混合物,再加入無機(jī)堿或有機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)研磨漿料pH=10-12,研磨微粉材質(zhì)可選氧化鋁、碳化硅、碳化硼、氮化硼、天然金剛砂、金剛石等,微粉粒徑D(50)=3-5μm,D(90)=5-7μm。
6.雙面拋光:圖2為雙面研磨拋光游星片卡具結(jié)構(gòu)與位置示意圖;使用雙面拋光機(jī)對石英玻璃研磨片進(jìn)行批量拋光,拋光過程中使用特定的游星片卡具、拋光液、拋光介質(zhì)和過濾器,拋光后石英玻璃片厚度為0.770±0.005mm。其中所述特定的游星片卡具為邊緣帶齒內(nèi)部開孔的圓形薄片4,其厚度為0.6-0.7mm,材質(zhì)為環(huán)氧樹脂,邊緣齒能夠與雙面拋光機(jī)上外齒輪圈1與內(nèi)齒輪圈2上的齒相吻合,開孔分為工位孔5和非工位孔6,工位孔直徑為25.200mm,以游星片中心點(diǎn)為中心呈環(huán)形均勻分布,開孔中心與游星片外邊緣距離適中,保證工作過程中石英玻璃片有不大于1/2的部分可以伸出拋光盤3邊緣。非工位孔6均勻分布于工位孔形成的圓環(huán)以內(nèi),大小及數(shù)量不限。其中所述拋光介質(zhì)為肖氏硬度為90的聚氨酯拋光墊,拋光墊表面開有相互垂直交叉的溝槽,溝槽寬度為1mm,溝槽間距為15mm,所用拋光液為硅溶膠與氧化鈰拋光液按體積比為1:1組成的混合物,再加入無機(jī)堿溶液調(diào)節(jié)pH=10,其中硅溶膠中磨料質(zhì)量濃度為20%,所含二氧化硅顆粒粒徑為50-100nm,所用氧化鈰拋光液中磨料質(zhì)量濃度為20%,所含氧化鈰顆粒粒徑為100-200nm,所用過濾器的過濾精度為0.2μm。
7.環(huán)拋:圖3為環(huán)拋卡具結(jié)構(gòu)示意圖,使用環(huán)拋機(jī)配合特制的卡具依次對石英玻璃拋光片兩面進(jìn)行拋光,拋光后石英擺片基片的厚度為0.750±0.005mm,環(huán)拋工作環(huán)境溫度為21-23℃,濕度為60%。其中所述特制卡具為圓形不銹鋼盤與帶孔硬質(zhì)塑料片7以及內(nèi)襯墊9構(gòu)成的組合體,其中圓形不銹鋼盤為基底8,上下兩面平行度小于10″,平面度小于0.3μm,硬質(zhì)塑料片7為圓形,直徑與基底一致,厚度為0.750±0.005mm,內(nèi)部有圓形開孔,孔徑為25.200mm,開孔呈環(huán)形均勻分布,硬質(zhì)塑料片7粘貼于基底8圓形表面,形成圓槽,內(nèi)襯墊9為圓形阻尼布,直徑為25.200mm,厚度為0.2mm,粘貼于圓槽底部。所述拋光介質(zhì)為#80光學(xué)瀝青與松香按重量比4:1組成的混合物并在鋁質(zhì)基體上澆筑成盤,厚度為10-20mm,表面刻有方形網(wǎng)格,刻槽寬度為0.2-0.5mm,深度為0.5-1mm,網(wǎng)格寬度為5-20mm。
本發(fā)明中采用雙面研磨拋光方法對石英擺片基片研磨拋光,有效保證了基片兩面的高平行度;研磨及拋光過程中可以隨時對基片厚度進(jìn)行檢測,提高了厚度尺寸的控制精度;雙面拋光采用堿性納米磨料拋光液,既提高石英玻璃材料去除速率,快速去除基片原有亞表面裂紋層,又避免對亞表面造成二次損傷;使用環(huán)拋技術(shù)修整基片面型,保證了基片表面的高平面度。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。