[发明专利]电磁耦合装置及具有其的抛光装置、电磁流变性能测量装置

说明书

本发明涉及精密光学加工的技术领域，更具体地，涉及电磁耦合装置及具有其的抛光装置、电磁流变性能测量装置，包括底座、电场发生组件、磁场发生组件、第一旋转组件、第二旋转组件以及设于电场发生组件上方的绝缘挡边，第一旋转组件与电场发生组件连接，第二旋转组件与磁场发生组件连接，电场发生组件、磁场发生组件均与底座连接，绝缘挡边内部分布有电场发生组件产生的电场以及磁场发生组件产生的磁场。本发明通过改变电场发生部分结构和磁极结构实现不同形式的电、磁耦合场，为电磁流变链串控制方式和电磁流变抛光方式的研究提供设备基础；并应用于电磁流变抛光试验、电磁流变性能测试，推动电磁流变抛光在光学精密加工领域的广泛应用。

技术领域

本发明涉及精密光学加工的技术领域，更具体地，涉及电磁耦合装置及具有其的抛光装置、电磁流变性能测量装置。

背景技术

信息科学技术在高速发展，半导体材料在微电子元器件领域的应用愈加广泛，同时对其使用性能提出了更高的要求，常见的半导体材料包括单晶硅、蓝宝石和单晶碳化硅等。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，一方面晶片的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(面形精度达到0.5微米以下)，另一方面晶片尺寸的不断扩大也给超精密抛光加工带来更大的挑战。现有国内外对大尺寸半导体晶片的加工装置主要是高效研磨、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等。其中，磁流变抛光技术是应用磁流变流变效应产生半固着的柔性抛光头从事抛光加工的方法，因相对抛光技术能够有效减少工件加工表面的细微裂纹和残余应力而得到广泛应用。

尽管电磁耦合式抛光装置陆续被开发出来，但或多或少存在一定的缺陷，如：中国专利CN103192297B公开了一种单晶碳化硅晶片的化学集群磁流变耦合加工方法，基于芬顿反应腐蚀单晶SiC反应、磁流变抛光原理、集群作用机理提出化学反应和机械加工的耦合抛光方法，有效提高了一定尺寸单晶SiC的加工效率，但是加工方法适应性弱，不能广泛应用于其他晶片材料的抛光加工，且其磁极集群程度较低；中国专利CN 103317413 B公开了一种电磁自激震动电流变耦合抛光方法及装置，引入电磁自激振动实现电场发生装置的高速纵向往复运动，从而对由电流变效应产生的柔性磨头产生纵向作用，提高加工效率，但由于采用的是单点抛光方法，不能适应大尺寸晶片加工的需求。影响电磁耦合式抛光装置性能的因素很多，而目前尚未有有效的抛光质量影响因素的试验装置，阻碍了电磁流变在光学精密加工领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁耦合装置及具有其的抛光装置、电磁流变性能测量装置，可实现不同形式的电磁耦合场，且针对不同形式的电磁耦合场对电磁流变性能进行测量，为电磁流变链串控制方式和电磁流变抛光方式的研究提供了基础。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种电磁耦合装置，包括底座、电场发生组件、磁场发生组件、驱动电场发生组件转动的第一旋转组件、驱动磁场发生组件转动的第二旋转组件以及设于电场发生组件上方的绝缘挡边，所述第一旋转组件与电场发生组件连接，所述第二旋转组件与磁场发生组件连接，所述电场发生组件、磁场发生组件均与底座连接，所述绝缘挡边内部分布有电场发生组件产生的电场以及磁场发生组件产生的磁场。

本发明的电磁耦合装置，电场发生组件、电磁发生组件配合在绝缘挡边内形成电磁耦合场，通过改变电场发生组件的参数生成不同分布结构、不同大小的电场，通过改变磁场发生组件的参数生成不同形成的永磁动场，不同电场和不同磁场的结构为电磁流变链串控制方式和电磁流变抛光方式的研究提供设备基础。

进一步地，所述电场发生组件包括电极组、电极底盘、电极盘轴筒、第一碳刷、第一碳刷架、第二碳刷、第二碳刷架、第一导电环以及第二导电环：

所述第一碳刷架固定安装于电极盘轴筒、所述第一碳刷固定于第一碳刷架且第一碳刷和第一碳刷架之间设有第一导电片，所述第一碳刷贴设于电极底盘的底部且第一导电环设于第一碳刷与电极底盘之间；