一种集群动压磁流变抛光设备及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107900792A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711448619.9(22)申请日2017.12.27(71)申请人广东工业大学地址510006广东省广州市番禺区大学城外环西路100号(72)发明人潘继生罗斌阎秋生郑坤(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图13页(54)发明名称一种集群动压磁流变抛光设备及方法(57)摘要本发明提供一种动压磁流变抛光设备，包括：设备本体，所述设备本体设有磁抛光轮，所述磁抛光轮与动力机构通过传动带连接；所述传动带沿所述磁抛光轮的厚度方向包覆所述磁抛光轮的抛光部。本发明将传动带和磁抛光轮相结合，在使用该动压磁流变抛光设备进行抛光时，磁流变液经过传动带与磁抛光轮包络位置时，能形成楔形效应动压力，提高磁流变液在抛光过程中对工件的材料去除率，从而去除率高，提高了工作效率。本发明还提供一种动压磁流变抛光方法，应用于上述的动压磁流变抛光设备，也具有相同的有益效果，在此不再赘述。CN107900792ACN107900792A权利要求书1/1页1.一种动压磁流变抛光设备，其特征在于，包括：设备本体，所述设备本体设有磁抛光轮，所述磁抛光轮与动力机构通过传动带连接；所述传动带沿所述磁抛光轮的厚度方向包覆所述磁抛光轮的抛光部。2.根据权利要求1所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，还包括：张紧轮，所述张紧轮与所述传动带接触；所述张紧轮通过具有锁定功能的第一位移装置与所述设备本体连接。3.根据权利要求2所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述位移装置能够在所述设备本体上下移动，并锁定。4.根据权利要求1所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述磁抛光轮内设有数量可调、相串联的预设磁铁。5.根据权利要求4所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述预设磁铁为圆形磁铁、半圆形磁铁、U型磁铁中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述传动带的外表面为砂带。7.根据权利要求1至6任一项所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述磁抛光轮的数量为N，N个所述磁抛光轮通过所述传动带传动连接。8.根据权利要求1至6任一项所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，还包括：大小不同用于更换的磁抛光轮。9.根据权利要求1至6任一项所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，所述磁抛光轮通过具有锁定功能的第二位移装置与所述抛光设备本体连接。10.一种动压磁流变抛光方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的动压磁流变抛光设备，其特征在于，包括：获取加工对象；将所述加工对象的抛光面固定于所述磁抛光轮的预设距离处；向所述磁抛光轮供应磁流变液，启动所述动力结构，以对所述加工对象进行抛光处理。2CN107900792A说明书1/9页一种集群动压磁流变抛光设备及方法技术领域[0001]本发明涉及精密加工技术领域，特别涉及一种集群动压磁流变抛光设备及方法。背景技术[0002]随着信息电子化的社会发展，半导体材料作为高性能微电子元器件应用愈发广泛，如单晶硅、氧化铝、钛酸锶和单晶碳化硅等电子陶瓷材料的需求越来越大。一般半导体晶片制造要经过切片、研磨、抛光等工序，要达到良好的使用性能，其表面精度需要达到超光滑程度(粗糙度Ra达到1nm以下)，面型精度也有较高要求(面型精度达到0.5μm以下)，以LED外延蓝宝石衬底为例，一般要求总厚度偏差小于10μm、表面总平整度小于10μm、表面粗糙度小于0.05μm。因此半导体材料的制造越来越依赖研磨抛光技术来满足其生产要求。[0003]现有国内外对半导体晶片的加工方法主要是高效研磨、超精密抛光、化学机械抛光、磁流变抛光和基于端面磨床的磨抛加工，磁流变抛光变抛光作为一种典型半导体基片的平坦化加工技术，该方法利用磁流变液流变的特性形成抛光垫对加工表面进行逐点扫描加工，但是加工效率比较低，同时，永磁铁形成的静态磁场形成的磁流变效应抛光垫缺乏自我修整和磨料更新自锐的机制，磁流变液在磁场作用下的黏弹性使得静磁场形成的抛光垫对工件表面加工后受力畸变，难以保持加工后工件的性能稳定，制约了该工艺的进一步应用和发展。目前，磁流变抛光以美国QEDTechnologies公司的抛光方法为主流技术，该方法由于能形成楔形效应的流体动压力，因而材料去除率较高，但该技术的机器价格高昂，而且属于单斑点接触，需要靠高精度数控系统保证斑点的运动才能实现工件的抛光。国防科技大学的小口径磁流变抛光装置采用结构为200mm和20mm磁抛光轮，其内部磁场发生装置是永磁铁，因为结构限制其磁场强度在0.15T左右，导致其材料去除率