一种晶片外形加工方法

技术领域

本申请涉及晶片加工技术领域，更具体地说，涉及一种晶片外形加工方法。

背景技术

现有技术中，晶片由块状或者棒状结构切割而成，切割后的晶片表面有毛刺，后续加工和周转过程中毛刺易掉落，导致晶片表面划伤，并且棱边受力后容易崩边，因此需要对晶片的表面进行修型，同时在棱边处加工倒边。

目前，只有CNC(Computer numerical control，自动化机床)才可以把晶片的外形修好，在晶片的上下面加工出倒边。因此在切割获得晶片后，现有技术均采用CNC加工外形，主要操作包括使用数控仿形机和砂轮，把晶片外形尺寸加工到位，同时晶片上下面加工出0.03至0.15MM的倒边。但是在实际操作中，CNC每次仅能对一片晶片进行加工，导致晶片批量生产的产能较低。

综上所述，如何提高在晶片上加工倒边的加工效率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种晶片外形加工方法，其能够同时在多个晶片上加工倒边，提高了加工效率。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种晶片外形加工方法，包括：

组装产品柱；所述产品柱包括预设数量个晶片，全部所述晶片叠放固定，相邻两个所述晶片之间具有预设间隙；

当抛光机的刷毛压紧所述产品柱，控制所述抛光机的刷盘旋转，同时控制所述抛光机的刷盘轴向移动，以扫磨所述晶片的周向侧壁和棱边。

可选的，所述组装产品柱包括：

在相邻两个所述晶片之间放置隔片，所述隔片的中心与所述晶片的中心重合，所述隔片的周向侧壁与所述晶片的周向侧壁间隔预设距离。

可选的，还包括：

向所述晶片的扫磨部位供给抛光液。

可选的，所述抛光液包括食用油、白矿油和钻石粉，且比例为：

食用油：白矿油：钻石粉＝500ml：1000ml：1000CT。

可选的，所述控制所述抛光机的刷盘旋转的同时，控制所述产品柱相对于所述刷盘反向旋转，以提高扫磨效率。

可选的，所述抛光机为环绕抛光机。

可选的，在所述组装产品柱之前还包括：

对原始来料进行加工以获得预设尺寸的所述晶片，所述预设尺寸相对于所述晶片的目标尺寸的加工余量为0.02mm至0.05mm。

可选的，当晶片为方形晶片，所述对原始来料进行加工以获得预设尺寸的所述晶片包括：

通过平面磨床、砂轮和激光刀具加工初始来料，砂轮下刀量为0.02至0.05mm/次，激光刀具次数为5至10次；

通过平面磨床和砂轮在周向侧壁上研磨圆角，砂轮下刀量为0.02至0.05mm/次，激光刀具次数5至10次；

将初始来料切割为多个所述晶片，线锯下刀速度0.2至0.5mm/min。

可选的，当晶片为圆形晶片，所述对原始来料进行加工以获得预设尺寸的所述晶片包括：

通过外圆磨设备和砂轮加工初始来料，砂轮下刀量为0.02至0.05mm/次；

通过多线切割机将初始来料切割为多个所述晶片，线锯下刀速度0.2至0.5mm/min。

通过上述方案，本申请提供的晶片外形加工方法的有益效果在于：

本申请提供的晶片外形加工方法包括以下步骤：组装产品柱；其中，产品柱包括预设数量个晶片，全部晶片叠放固定，相邻两个晶片之间具有预设间隙；然后，当抛光机的刷毛压紧产品柱，控制抛光机的刷盘旋转，同时控制抛光机的刷盘轴向移动，以扫磨晶片的周向侧壁和棱边。

在加工过程中，由于相邻两个晶片之间留有预设间隙，同时抛光机的刷毛压紧在晶片的表面，因此刷毛可以深入至相邻两个晶片之间的预设间隙。当刷盘带动刷毛旋转和轴向移动，刷毛可以扫磨晶片的周向侧壁以及棱边，从而对晶片的外形进行加工。

相对现有技术中对每个晶片单独加工的方式，该晶片外形加工方法可以一次性将叠放在一起的产品柱中的多个晶片扫磨，因此提高了操作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种晶片外形加工方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种抛光机与产品柱配合的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种方形晶片的俯视图；

图4为本申请实施例提供的一种方形晶片加工出倒边后的主视图；

图5为本申请实施例提供的一种圆形晶片的俯视图；

图6为本申请实施例提供的一种圆形晶片加工出倒边后的主视图。

图中的附图标记为：晶片1、方形晶片11、圆形晶片12、隔片2、刷盘3、刷毛4。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1和图2，本申请提供的晶片外形加工方法包括以下步骤：

步骤S1、组装产品柱；产品柱包括预设数量个晶片1，全部晶片1叠放固定，相邻两个晶片1之间具有预设间隙。

具体的，晶片1的外表面包括两个主面侧壁和一个环状的周向侧壁，主面侧壁具体包括相对分布且平行的正面侧壁和背面侧壁，周向侧壁位于正面侧壁和背面侧壁之间，周向侧壁与每一个主面侧壁垂直分布。棱边指周向侧壁与每一个主面侧壁相交的区域。

晶片1根据形状的不同可以分为方形晶片11和圆形晶片12。圆形晶片12的正面侧壁和背面侧壁均为圆形，周向侧壁呈圆环状结构；方形晶片11的正面侧壁和背面侧壁均为方形，周向侧壁呈方形的环状结构。

在实际操作过程中，预设数量根据实际情况确定，预设数量可以为150个。各晶片1沿晶片1的厚度方向叠放，即上一个晶片1的背面侧壁朝向下一个晶片1的正面侧壁。并且相邻两个晶片1不贴合，而是具有预设间隙，无间隙会导致无法在棱边处加工出倒边。

步骤S2、当抛光机的刷毛4压紧产品柱，控制抛光机的刷盘3旋转，同时控制抛光机的刷盘3轴向移动，以扫磨晶片1的周向侧壁和棱边。

具体的，抛光机包括旋转驱动部、直线驱动部、刷盘3和刷毛4；其中，旋转驱动部与刷盘3连接，并控制刷盘3绕自身轴线旋转；直线驱动部可以连接旋转驱动部，进而间接连接刷盘3，用于控制刷盘3沿自身的轴线运动；刷盘3的外周均布刷毛4；刷毛4压紧产品柱后，刷毛4端部与晶片1的周向侧壁相抵，从而对周向侧壁进行扫磨，同时刷毛4的端部还可以伸入至相邻两个晶片1之间的预设间隙中，从而对正面侧壁的边缘和背面侧壁的边缘进行扫磨。

在实际应用中，刷毛4的类型、长度、压毛长度均可以根据实际情况灵活选择。例如，刷毛4可以采用黑猪毛。刷毛4长度可以为30至40mm。刷毛4的压毛长度指刷毛4压倒晶片1周向表面后由于受到挤压而弯曲的长度，压毛长度可以为3至10mm，优选3至8mm。

需要说明的是，为了提高加工效率，可以在产品柱的外周间隔布置两个以上的刷盘3。对于圆形晶片12，在进行步骤S2时，刷盘3不需要沿着晶片1的周向进行移动，刷盘3只需自转和轴向移动。对于方形晶片11，在进行步骤S2时，刷盘3在自转和轴向移动的基础上，还需要沿着晶片1的周向移动，对晶片1的周向一圈进行扫磨。

本申请提供的晶片外形加工方法应用于2D结构的晶片1外形加工，晶片1可以为宝石产品，例如具体为蓝宝石，晶片1的厚度可以为0.15至30mm。该晶片外形加工方法利用抛光机替代现有技术中的CNC，本领域技术人员一般仅将抛光机用作产品的抛光，刷毛4沿着产品的外形扫亮产品，而本申请通过抛光机实现对晶片1外形的加工。在加工过程中，相邻两个晶片1之间具有预设间隙，刷盘3自转的同时还进行轴向运动，刷毛4扫磨晶片1的周向侧壁和棱边，将晶片1的周向侧壁抛光修平整，将晶片1的棱边加工为倒边，进而提升晶片1的强度，降低后续工序崩边，内裂，碎片不良的风险。同时，相比于现有技术中对每个晶片1单独加工的方式，该晶片外形加工方法可以将叠放在一起的产品柱中的多个晶片1同时扫磨，因此提高了操作效率。

进一步的，在一种实施例中，步骤S1中组装产品柱的过程具体包括：

步骤S11、在相邻两个晶片1之间放置隔片2，隔片2的中心与晶片1的中心重合，隔片2的周向侧壁与晶片1的周向侧壁间隔预设距离。

具体的，隔片2可以具体采用磨皮。隔片2将相邻两个晶片1分割开，隔片2的厚度即为相邻两个晶片1之间的预设间隙。隔片2的厚度可以为0.5至1.0mm。

可以理解的，由于刷毛4需要进入到相邻两个晶片1之间的预设间隙中，才能够对晶片1的棱边进行扫磨，因此隔片2需要比晶片1小。隔片2居中放置在晶片1的中部，隔片2的外形优选与晶片1的外形一致。若晶片1和/或隔片2为圆形，中心为圆心；若晶片1和/或隔片2为方形，晶片1的中心为几何中心。

晶片1与隔片2组装完毕后，晶片1的中部区域被隔片2覆盖，晶片1的边缘有一环状区域未被隔片2覆盖，该环状区域的内环至外环的距离即为隔片2的周向侧壁与晶片1的周向侧壁之间所间隔的预设距离。该预设距离可以灵活选择，保障刷毛4可以深入至相邻两个晶片1的预设间隙中，对晶片1的正面侧壁和背面侧壁进行扫磨即可。单边的预设距离可以为1至6mm。

进一步的，在一种实施例中，晶片外形加工方法还包括以下步骤：

步骤S3、向晶片1的扫磨部位供给抛光液。具体的，抛光液在进行步骤S2中扫磨工序的时候喷洒，起到清洗和增光的作用。

可选的，在一种实施例中，抛光液包括食用油、白矿油和钻石粉，且比例为食用油：白矿油：钻石粉＝500ml：1000ml：1000CT，即500ml食用油、1000ml白矿油和1000CT混合为一份抛光液，CT为重量单位，1CT＝5g。钻石粉可以具体选用W5钻石粉。现有技术中，抛光液中钻石粉的用量较低，本实施例提高了钻石粉的用量，优化了扫磨效果。

进一步的，在一种实施例中，在步骤S2中控制抛光机的刷盘3旋转的同时，晶片外形加工方法还包括以下步骤：

步骤S4、控制产品柱相对于刷盘3反向旋转。具体的，在实际加工过程中，可以利用压头夹具和旋转驱动部来实现产品柱的旋转运动，例如，压头夹具可以具体包括上压头夹具和下压头夹具，二者配合将产品柱夹持固定，上压头夹具和下压头夹具通过机械结构保持固定连接；旋转驱动部可以包括电机，电机的驱动轴与压头夹具固定。电机启动后，电机的驱动轴带动压头夹具和产品柱同步旋转，并且，晶片1的转动方向与刷盘3的转动方向相反，可以提高扫磨效率。

进一步的，在一种实施例中，抛光机具体为SPM(Surround polishing machine，环绕抛光机)。具体的，SPM相对于CNC的价格更低，本领域技术人员一般仅将SPM用作产品的抛光，刷毛4沿着产品的外形扫亮产品，本申请利用SPM对晶片1的外形进行加工。并且SPM一次可以加工150片左右晶片1，实现多片加工。在实际加工时，SPM多片加工，3000S可以加工150片晶片1；而CNC工序单片加工，3000S只能加工42片。SPM相对于CNC产能提升3.5倍左右。

进一步的，在一种实施例中，在步骤S1中的组装产品柱之前，晶片外形加工方法还包括以下步骤：

步骤S5、对原始来料进行加工以获得预设尺寸的晶片1，预设尺寸相对于晶片1的目标尺寸的加工余量为0.02mm至0.05mm。

具体的，目标尺寸指晶片1在经过步骤S2处理之后的成品尺寸。加工余量指双边的加工余量，加工余量与步骤S2中扫磨晶片1周向侧壁的去除量相等。在实际加工时，晶片1有方形和圆形两种外形。

对于方形晶片11，其周向侧壁包括四个呈矩形分布的平面，并且相邻两个平面相交的四个棱角处还会加工出圆角，圆角为C角或R角。相应的，此时加工余量为0.02mm至0.05mm具体指，在步骤S5加工后且在步骤S2加工前，晶块的长度比晶片1的目标长度长0.02mm至0.05mm，并且晶块的宽度比晶片1的目标宽度宽0.02mm至0.05mm，并且晶块的圆角的直径比晶片1的目标圆角的直径大0.02mm至0.05mm。

对于圆形晶片12，其周向侧壁呈圆环状结构。相应的，此时加工余量为0.02mm至0.05mm具体指，在步骤S5加工后且在步骤S2加工前，晶棒的直径比晶片1的目标直径大0.02mm至0.05mm。

现有技术中，步骤S2的加工余量一般为0.3-0.7mm，即，在步骤S5加工后且在步骤S2加工前，晶片1的长度、宽度、圆角、直径分别比晶片1的目标长度、目标宽度、目标圆角、目标直径大0.3-0.7mm，在常规的实施方式中，只有CNC工艺可以进行外形尺寸加工及上下倒边加工，但是采用CNC加工外形时，加工余量均为0.3-0.7mm并且不会调整。而本申请使用抛光机加工晶片1外形，抛光机如SPM加工去除量小，因此本实施例中在进行步骤S2之前，将加工余量缩小至0.02mm至0.05mm，保障抛光机加工后的晶片1外形尺寸。

进一步的，在一种实施例中，当晶片1为方形晶片11，步骤S5中的对原始来料进行加工以获得预设尺寸的晶片1的过程包括：

步骤S511、晶块磨方。即，通过平面磨床、砂轮和激光刀具加工初始来料，去除掉六个面开料残留的线纹，轻微内裂。并且把晶块的长宽尺寸研磨到位，晶块长宽尺寸比晶片1的目标尺寸大0.02至0.05mm。也要把晶块的六个平面研磨平整，相邻的面两两垂直，考虑到加工精度，相邻两个面的夹角可以为90度±0.2度。砂轮可以采用树脂砂轮，砂号可以为200-400#。砂轮下刀量为0.02至0.05mm/次，激光刀具次数为5至10次，激光刀具无下刀量。

步骤S512、晶块仿角。即，通过平面磨床和砂轮在周向侧壁上研磨圆角，将晶块周向侧壁的4条立边研磨为圆角，圆角大小比晶片1的目标尺寸大0.02至0.05mm。砂轮下刀量为0.02至0.05mm/次，激光刀具次数5至10次，激光刀具无下刀量。

步骤S513、晶块切片。即，用多线切割机加工，将初始来料切割为多个晶片1，多线切割机的槽轮线锯距离与需要获得的晶片1的厚度一致，线锯下刀速度0.2至0.5mm/min。

相应的，后续进行步骤S2时，刷盘3扫磨晶片1的周向侧壁和棱边，将周向侧壁扫亮，同时在周向侧壁和主面侧壁之间可以形成R0.02至0.07MM倒边，倒边的实际尺寸根据实际情况而定，也可以为其他尺寸。加工时间可以为3000±500S，长宽去除量为0.02至0.05mm。

进一步的，在一种实施例中，当晶片1为圆形晶片12，步骤S5中的对原始来料进行加工以获得预设尺寸的晶片1的过程包括：

步骤S521、晶棒磨外圆加工。即，通过外圆磨设备和砂轮加工初始来料，将晶棒的直径研磨到位，晶棒的直径比晶片1的目标直径大0.02至0.05mm，晶棒的周向侧壁与端面垂直，考虑到加工精度，周向侧壁与端面的夹角可以为90度±0.2度。

步骤S522、晶棒切片。即，通过多线切割机将初始来料切割为多个晶片1，多线切割机的槽轮线锯距离与需要获得的晶片1的厚度一致，线锯下刀速度0.2至0.5mm/min。

相应的，后续进行步骤S2时，刷盘3扫磨晶片1的周向侧壁和棱边，将周向侧壁扫亮，同时在周向侧壁和主面侧壁之间可以形成R0.02至0.07MM倒边，倒边的实际尺寸根据实际情况而定，也可以为其他尺寸。加工时间可以为3000±500S，直径去除量为0.02至0.05mm。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的晶片外形加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。