[发明专利]一种基于动态磁场的抛光装置、抛光方法、应用

说明书

本发明涉及超精密加工技术领域，具体公开了一种基于动态磁场的抛光装置、抛光方法、应用，所述基于动态磁场的抛光装置包括磁流变抛光组件与磁场发生组件，磁流变抛光组件包括抛光盘，所述抛光盘的表面沿圆周方向设有若干个V形结构，用于增加抛光过程中流体动压力，所述抛光盘外侧的工作台部分设置有回收槽，本发明实施例通过在抛光盘上设有高低起伏的V形结构，使磁流变液在流过时形成流体动压膜；通过在磁场发生组件时，使磁流变液由液态变成固态的柔性抛光垫，在柔性抛光垫和动压膜的双重作用下，工件被打磨得更均匀、效率更好、效果更好，解决了现有磁流变抛光装置存在无法实现工件的均匀快速抛光去除的问题，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，具体是一种基于动态磁场的抛光装置、抛光方法、应用。

背景技术

超精密加工是一种为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。目前，随着社会的发展和信息电子化技术的进步，半导体材料作为高性能微电子元器件的应用愈发广泛，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，面型精度也有较高要求，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Ra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。

在涉及到各种金属材料及非金属材料的平面和曲面的加工，尤其涉及用于电子半导体及光学元件的平面平坦化加工中，通常要用到磁流变抛光技术(Magnetorheologicalfinishing,MRF)，磁流变抛光技术是利用磁流变抛光液在梯度场中发生流变表现为类似固体的性质而形成的具有黏塑行为的柔性“小磨头”,当与工件之间具有快速的相对运动时，工件表面受到很大的剪切力，从而使工件表面材料被去除。磁流变抛光技术具有抛光效果好、不产生次表面损伤、适合复杂表面加工等传统抛光所不具备的优点，已发展成为一种革命性光学表面加工方法，特别适合轴对称非球面的超精密加工，广泛应用于大型光学元件、半导体晶片、LED基板、液晶显示面板等的最后加工工序。

但是上述的技术方案在实际使用时还存在以下不足：现有的磁流变抛光装置属于柔性加工技术，无法实现工件的均匀快速抛光去除，导致材料去除率低，加工效率不高，加工精度难以保证。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于动态磁场的抛光装置，以解决上述背景技术中提出的现有磁流变抛光装置存在无法实现工件的均匀快速抛光去除的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于动态磁场的抛光装置，包括工作台以及设置在工作台上的用于抛光待加工工件的磁流变抛光组件，所述磁流变抛光组件包括：

基座，所述基座上转动设置有用于抛光的抛光盘，且所述抛光盘伸出所述工作台上开设的开口，并绕抛光盘的轴心线进行转动，所述抛光盘的表面沿圆周方向设有若干个V形结构，用于增加抛光过程中流体动压力，所述抛光盘外侧的工作台部分设置有回收槽，所述工作台上还设置有磁流变冷却搅拌箱，所述回收槽与所述磁流变冷却搅拌箱连通，通过蠕动泵将磁流变液输送至抛光盘上；以及

调节机构，设置在所述工作台上，所述调节机构上设置有用于安装所述待加工工件的安装结构，所述安装结构可在所述调节机构的驱动下带动所述待加工工件进行移动和旋转，以调节待加工工件的抛光位置；

所述基于动态磁场的抛光装置还包括磁场发生组件，所述磁场发生组件包括用于向所述磁流变抛光组件提供工作磁场的励磁机构，以使磁流变液产生去除待加工材料的抛光力，抛光力的大小可以通过改变电流大小进行调节，以将待加工工件进行抛光作业。