[发明专利]一种浮动盘悬浮抛光装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抛光装置，尤其是一种悬浮抛光装置。

背景技术

衬底是非晶态薄膜制备过程中不可缺少的材料，衬底性质将严重影响非晶薄膜的表面形貌,为了获得薄的、无缺陷的以及良好粘附性的合金薄膜,要求衬底具有少损伤的超光滑表面。避样机械损伤、污染、氧化、过度腐蚀等因素对表面的影响，所以，传统的化学机械抛光技术不完全适用于非晶态薄膜衬底的超精密抛光。

流体抛光现已成为获取超光滑表面的重要手段之一，与刚性接触式抛光相比，磨粒与工件表面的接触状态为软性接触，既可通过提升磨粒加工的等高性获取更低粗糙度的超光滑表面，又可改善磨粒与工件表面的接触状态获得少无损伤的加工效果。依据非晶态薄膜衬底制备的技术要求，悬浮抛光与目前常见的流体抛光具有较明显的优势。如专利申请号为201210140631.4的“可主动驱动的悬浮基盘抛光装置”就公布了一种使加工变质层厚度变小，同时又能获得较高的表面质量的可主动驱动的悬浮基盘抛光装置，该装置是在专利申请号为200910153716.4的“主动驱动研磨装置的修正环驱动机构”基础上，采用悬浮基盘在圆周上设有楔形槽的设计，运用流体力学现象和粉末作用，使得抛光颗粒和工件表面软性接触。但经过试验证明，该设备存在以下问题：

该装置是通过主动驱动装置驱动修正环，悬浮基盘卡在修正环内，悬浮基盘上方通过砝码加压，由于悬浮基盘与修正环之间仅存在摩擦约束，高速旋转的悬浮基盘转动不平稳就会造成碰撞、卡死、倾斜等现象，从而影响抛光的表面质量，另一方面，砝码作为加压装置，不能很好的控制压力大小，精度不高，初始和停止状态下，悬浮基盘楔形槽产生的液体动压小，工件易被压在研磨盘上，抛光液中颗粒会对工件作用产生损伤层，极大的影响了被加工材料的内部性能。

发明内容

为了克服已有悬浮研磨抛光设备中存在的研磨不平稳、压力控制精度低、表面质量不高的问题，本发明提供一种精确加压、研磨平稳、表面损伤小质量高的浮动盘悬浮抛光装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种浮动盘悬浮抛光装置，包括抛光基盘和浮动盘，所述抛光基盘和浮动盘相对面沿圆周方向设有楔形槽和用以放置待加工工件的加工工位，所述楔形槽中充满抛光液，所述楔形槽和加工工位间隔设置，所述抛光装置还包括弹簧、力传感器、升降台和主驱动器，所述抛光基盘与主驱动器连接且可绕主轴转动，所述抛光基盘位于所述浮动盘上，所述浮动盘与弹簧的上端连接，所述弹簧的下端与所述力传感器连接，所述力传感器与所述升降台固定连接。

进一步，所述浮动盘内底面贴有抛光布。

本发明的技术构思为：悬浮基盘由主驱动带动可绕主轴旋转，悬浮基盘下表面有楔形槽，工件贴于悬浮基盘下表面上，抛光基盘与悬浮基盘之间填充有抛光液，利用流体力学现象和粉末作用，当带有楔形槽的悬浮基盘在液体的环境中做回转运动，会产生液体动压，由于抛光基盘由主驱动带动旋转，位置固定，浮动盘通过弹簧与升降机构连接，因此，楔形槽产生的液体动压压缩弹簧，使得浮动盘与工件之间不直接接触，抛光液中的颗粒与工件进行软性碰撞，减小了工件的损伤，提高了加工表面质量。

升降台可以上下移动位置，弹簧与升降台之间安装有力传感器，主驱动静止时，通过升降台调整浮动盘与抛光基盘之间的距离大小，此时浮动盘与抛光基盘之间不存在液态动压，将传感器数值清零，当抛光基盘开始转动时，楔形槽产生的液体动压压缩弹簧，力传感器可准确检测到弹簧对其作用力的大小，根据力传感器的测量值微调升降台的高度，可控制抛光压力，精确度高，抛光结束后降低升降台再停止主轴转动，无工件损伤。

本发明的有益效果主要表现在：精确加压、研磨平稳、表面损伤小质量高。

附图说明

图1是一种液体动压浮离抛光装置示意图。

图2是悬浮基盘的底面的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1和图2，一种浮动盘悬浮抛光装置，包括抛光基盘5、浮动盘1、弹簧7、力传感器8、升降台9、主驱动6。所述抛光基盘5与主驱动6固定连接且可绕主轴转动，所述浮动盘1通过弹簧7与所述升降台9固定，所述浮动盘1内底面贴有抛光布2，所述抛光基盘5和浮动盘1相对面沿圆周方向设有楔形槽10和用以放置待加工工件的加工工位，所述楔形槽10中充满抛光液，所述楔形槽10和加工工位间隔设置，

所述抛光基盘5与浮动盘1相对面沿圆周方向设有多个楔形10，所述加工工件4贴于悬浮基盘5带有楔形槽10的平面上且不影响楔形槽。

所述升降台9可以上下移动控制所述抛光基盘5与浮动盘1之间距离的大小，所述力传感器8可测量出弹簧7对其作用力的大小。初始状态下，通过所述升降台9使浮动盘1与抛光基盘5之间存在一定的间隙，所述间隙内充满抛光液3，所述力传感器数值8清零，所述主驱动6带动抛光基盘5绕主轴转动，所述抛光基盘5与浮动盘1之间存在相对运动，所述楔形槽产生液体动压,所述抛光基盘5与浮动盘1之间产生相互作用力，根据所述力传感器8的测量值微调升降台的高度。