砂结比对固结磨盘加工钽酸锂的影响

目的提升钽酸锂晶圆的加工效率和表面质量。方法采用8000#金刚石和树脂结合剂热压制成金刚石丸片,并拼接成固结磨盘,研磨钽酸锂。针对丸片配方的砂结比展开研究,设置3组砂结比变量11∶9、7∶3、17∶3,对应磨粒的质量分数分别为55%、70%、85%。通过单个磨粒晶胞模型计算磨粒裸露比,即单位面积内磨粒裸露数与总磨粒数的比值(Ng/N)。分析不同砂结比下磨粒与结合剂的分布状态变化,以及对加工钽酸锂晶圆表面粗糙度和材料去除率的影响规律。结果3组磨粒质量分数55%、70%、85%制作的金刚石丸片,其磨粒裸露比分别为1.79%、2.26%、2.47%,加工后对应的晶圆表面粗糙度分别为4.558、1.634、2.999 nm。磨粒质量分数为85%的丸片材料去除率最高,70%次之,55%最低。研究发现,磨具表面磨粒裸露比随磨粒质量比的增加而增加,当加工表面裸露颗粒越多时,其加工效率越高,材料去除速率越大。过低的磨粒质量比使得裸露磨粒少,晶圆表面材料去除不均匀,表面出现冗起,表面质量差;过高的磨粒质量比又使得树脂对磨粒的陷阱效应削弱,加工后晶圆表面易产生明显划痕。结论提高金刚石固结丸片砂结比,能有效地改善丸片表面的磨粒裸露比,实现钽酸锂高表面质量和高材料去除率的晶圆加工,但过高的砂结比极易导致表面划痕的产生。