用 UNIPOL-1200M 抛光机对芯片断面的研磨抛光

实验材料：方形芯片，芯片如图 1 所示：

图 1 实验所用样品图

实验目的：对芯片侧面的断面进行研磨抛光，并观察研磨抛光后的断面状况。

实验设备：科晶制造的 CXQ-2500 自动冷镶嵌机、UNIPOL-1200M 自动压力研磨抛 光机、4XC 金相显微镜

实验所用耗材：金相砂纸、金刚石喷雾抛光剂

 实验过程：

 镶嵌：由于芯片比较薄，侧面面积较小，不利于研磨抛光，又 UNIPOL-1200M 自 动压力研磨抛光机对样品进行研磨抛光时需要样品呈圆柱状，若原始样品为适合 研磨机的载样盘的尺寸则可直接用于研磨，否则需要将试样镶嵌成载样块所要求 尺寸的圆柱状。镶嵌样品可以使用热镶嵌和冷镶嵌两种手段，本实验中由于芯片 的部分材料不耐热，因此选用自动冷镶嵌机对试样进行镶嵌。这是因为，冷镶嵌 不会损伤试样，且镶嵌料呈透明状态，可以观察到样品内部状况，自动冷镶嵌可 对腔室进行抽真空，具有排出镶嵌料与试样之间气泡的功能，使样品更牢固的镶 嵌在水晶胶之内而不易脱落。镶嵌后的样品如图 4 所示：可见，镶嵌后的样品内 部结合紧密，无气泡存在，这样研磨过程中样品不会脱落，由于镶嵌料的透明性 可以观察到样品的正负面。

图 4 镶嵌后的样品图

研磨：将镶嵌好的样品块放置于 UNIPOL-1200M 自动压力研磨抛光机的研磨盘上 进行研磨，试样应在研磨盘上对称的位置处进行放置，防止研磨的时候载样盘受 力不均匀而将试样磨偏，如果试样数量不能构成对称可以使用树脂块与之配合形 成对称状态进行研磨。

UNIPOL-1200M 自动压力研磨抛光机对试样进行研磨时研磨介质使用砂纸， 首先使用 600#砂纸对试样进行研磨，上盘转速 30r/min，下盘转速 50r/min，下 盘顺时针旋转，上盘逆时针旋转，从而保证试样在砂纸表面承受较大的磨削力。 对试样施加的压力为 0.17MPa，第一次研磨应使试样被研磨面*去除一层，且 整个被研磨面被磨平，此过程所用时间为第一次研磨的研磨时间，本实验第一次研磨时间约为 5min。第一次研磨完成后将试样、研磨上盘和下盘用清水清洗干净， 以免给下一次研磨带进去污染。清洗之后将下盘砂纸换成 1200#砂纸对制样继续 进行研磨，本次研磨应将上一次研磨的研磨痕迹*去除，上盘转速为 30r/min， 下盘转速为 70r/min，对试样所施加的压力为 0.17MPa，所用的研磨时间为 3min。 研磨后将试样、下盘和上盘用清水清洗干净，然后使用更小颗粒度的砂纸对试样 进行研磨。本实验最后一次研磨所使用的砂纸的为 1500#的砂纸，上盘与下盘的 旋转方向相反，上盘转速 30r/min，下盘转速 70r/min，对试样施加的压力为 0.17MPa，研磨所用的时间为 1min。研磨后将砂纸取下，将试样、研磨盘上盘和 下盘冲洗干净，然后换用磨砂革抛光垫对研磨后的试样抛光，抛光时所使用的研 磨抛光液为颗粒度 1.5μm 的金刚石喷雾抛光剂，抛光样品时上盘转速为 40r/min，下盘转速为 130r/min，上盘与下盘运动方向相反，对试样所施加的压 力为 0.17MPa，抛光所用的时间为 5min。试样研磨的抛光状态如图 5 所示：

图 5 试样研磨抛光状态图

观察：由于芯片厚度较薄，用肉眼很难观察清楚研磨后的试样的表面状态，因此 使用显微镜对研磨后的试样进行观察。本实验使用的是 4XC 倒置金相显微镜，通 过观察可见抛光后的样品表面平滑光亮，无划痕存在，不同材料的分界明显。

可见，用 UNIPOL-1200M 自动压力研磨抛光机十分适合镶嵌成圆柱的小试样或圆 柱状的试样的研磨抛光，且可同时对多个样品进行研磨抛光。不仅节省人力同时 节省了大量的时间，是实验室研磨小型样品时可选前列的设备。