用 UNIPOL-1200M 拋光機對芯片斷面的研磨拋光

實驗材料：方形芯片，芯片如圖 1 所示：

圖 1 實驗所用樣品圖

實驗目的：對芯片側面的斷面進行研磨拋光，并觀察研磨拋光后的斷面狀況。

實驗設備：科晶制造的 CXQ-2500 自動冷鑲嵌機、UNIPOL-1200M 自動壓力研磨拋 光機、4XC 金相顯微鏡

實驗所用耗材：金相砂紙、金剛石噴霧拋光劑

 實驗過程：

 鑲嵌：由于芯片比較薄，側面面積較小，不利于研磨拋光，又 UNIPOL-1200M 自 動壓力研磨拋光機對樣品進行研磨拋光時需要樣品呈圓柱狀，若原始樣品為適合 研磨機的載樣盤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，本實驗中由于芯片 的部分材料不耐熱，因此選用自動冷鑲嵌機對試樣進行鑲嵌。這是因為，冷鑲嵌 不會損傷試樣，且鑲嵌料呈透明狀態，可以觀察到樣品內部狀況，自動冷鑲嵌可 對腔室進行抽真空，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 嵌在水晶膠之內而不易脫落。鑲嵌后的樣品如圖 4 所示：可見，鑲嵌后的樣品內 部結合緊密，無氣泡存在，這樣研磨過程中樣品不會脫落，由于鑲嵌料的透明性 可以觀察到樣品的正負面。

圖 4 鑲嵌后的樣品圖

研磨：將鑲嵌好的樣品塊放置于 UNIPOL-1200M 自動壓力研磨拋光機的研磨盤上 進行研磨，試樣應在研磨盤上對稱的位置處進行放置，防止研磨的時候載樣盤受 力不均勻而將試樣磨偏，如果試樣數量不能構成對稱可以使用樹脂塊與之配合形 成對稱狀態進行研磨。

UNIPOL-1200M 自動壓力研磨拋光機對試樣進行研磨時研磨介質使用砂紙， 首先使用 600#砂紙對試樣進行研磨，上盤轉速 30r/min，下盤轉速 50r/min，下 盤順時針旋轉，上盤逆時針旋轉，從而保證試樣在砂紙表面承受較大的磨削力。 對試樣施加的壓力為 0.17MPa，第一次研磨應使試樣被研磨面*去除一層，且 整個被研磨面被磨平，此過程所用時間為第一次研磨的研磨時間，本實驗第一次研磨時間約為 5min。第一次研磨完成后將試樣、研磨上盤和下盤用清水清洗干凈， 以免給下一次研磨帶進去污染。清洗之后將下盤砂紙換成 1200#砂紙對制樣繼續 進行研磨，本次研磨應將上一次研磨的研磨痕跡*去除，上盤轉速為 30r/min， 下盤轉速為 70r/min，對試樣所施加的壓力為 0.17MPa，所用的研磨時間為 3min。 研磨后將試樣、下盤和上盤用清水清洗干凈，然后使用更小顆粒度的砂紙對試樣 進行研磨。本實驗最后一次研磨所使用的砂紙的為 1500#的砂紙，上盤與下盤的 旋轉方向相反，上盤轉速 30r/min，下盤轉速 70r/min，對試樣施加的壓力為 0.17MPa，研磨所用的時間為 1min。研磨后將砂紙取下，將試樣、研磨盤上盤和 下盤沖洗干凈，然后換用磨砂革拋光墊對研磨后的試樣拋光，拋光時所使用的研 磨拋光液為顆粒度 1.5μm 的金剛石噴霧拋光劑，拋光樣品時上盤轉速為 40r/min，下盤轉速為 130r/min，上盤與下盤運動方向相反，對試樣所施加的壓 力為 0.17MPa，拋光所用的時間為 5min。試樣研磨的拋光狀態如圖 5 所示：

圖 5 試樣研磨拋光狀態圖

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，因此 使用顯微鏡對研磨后的試樣進行觀察。本實驗使用的是 4XC 倒置金相顯微鏡，通 過觀察可見拋光后的樣品表面平滑光亮，無劃痕存在，不同材料的分界明顯。

可見，用 UNIPOL-1200M 自動壓力研磨拋光機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，且可同時對多個樣品進行研磨拋光。不僅節省人力同時 節省了大量的時間，是實驗室研磨小型樣品時可選前列的設備。