超精密兩面拋光加工是化學(xué)機(jī)械拋光的應(yīng)用(CMP)技術(shù)性,借助產(chǎn)品工件、碾磨顆粒物、拋光劑和拋光輪的機(jī)械作用,在工件打磨拋光環(huán)節(jié)中,發(fā)生部分持續(xù)高溫和髙壓,使產(chǎn)品與碾磨顆粒物、拋光劑和拋光輪中間最直接的化學(xué)物理轉(zhuǎn)變,造成工件表面的化學(xué)物理轉(zhuǎn)變。因為機(jī)械設(shè)備和化學(xué)變化的重合,工件表面的生成物逐漸被碾磨,從而使得工件表面光潔。兩面噴砂工藝要在單層噴砂工藝的前提下發(fā)展起來,因為他可以有效的防止片狀產(chǎn)品工件加工中地應(yīng)力差及粘接偏差所引起的形變難題。
因此與單層打磨拋光對比,兩面打磨拋光具備生產(chǎn)加工高效率、外表形變小、表層超光潔的優(yōu)勢。
一般的超精密兩面打磨拋光系統(tǒng)軟件由四個構(gòu)成部分構(gòu)成載產(chǎn)品工件和下拋光輪的操作臺、增加荷載的布拋光輪、推動產(chǎn)品工件往復(fù)運動的行星輪和給予拋光劑裝置。體系結(jié)構(gòu)如下圖所示。在兩面打磨拋光環(huán)節(jié)中,因為拋光劑與拋光墊間的物理運動,拋光劑里的化學(xué)溶液和碾磨顆粒物在產(chǎn)品中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。與此同時,在下拋光輪對工件轉(zhuǎn)動工作壓力影響下,除去工件表面的化學(xué)變化物。其作用是在工件表面隨時變化的化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生一種有機(jī)化學(xué)膜。與此同時,因為旋轉(zhuǎn)機(jī)械磨擦激光切割,去掉了這一層有機(jī)化學(xué)膜,超精密表層持續(xù)更替得到。這類超精密表層處理又稱為分散耐磨材料CMP。在這樣的加工過程中,不可以選擇比產(chǎn)品工件硬度大的磨砂顆粒,只能選強度比產(chǎn)品工件軟或相當(dāng)磨砂顆粒。在機(jī)械設(shè)備和化學(xué)的多重影響下,工件表面持續(xù)造成一層非常薄的有機(jī)化學(xué)塑料薄膜,同時被斷開,并實現(xiàn)很薄的表層處理,以此來實現(xiàn)工件表面的高精密、低外表粗糙度和沒有表層處理缺點。不過目前的探索在反映層造成和除去細(xì)節(jié)方面還不太清楚,必須進(jìn)一步的科學(xué)研究。
超精密兩面打磨拋光的運動原理
雙面拋光機(jī)整個的運動機(jī)構(gòu)可以理解為是一個差動保護(hù)行星輪系統(tǒng)軟件。結(jié)構(gòu)如下圖2-2所顯示(a>如下圖所示。四個交流伺服電機(jī)根據(jù)同步帶傳動推動四個主軸軸承轉(zhuǎn)動后,中心輪、外齒輪、上拋光輪和下拋光盤以設(shè)置的角速轉(zhuǎn)動。將待打磨拋光的產(chǎn)品工件放置于行星輪中,使它與行星輪內(nèi)腔有一定的空隙,使產(chǎn)品在行星輪中獲得局部性的隨心所欲的隨意挪動。依據(jù)差動保護(hù)基本原理,大家可以獲得,當(dāng)中心輪與外環(huán)線傳動齒輪反方向轉(zhuǎn)動時,行星輪將采取傳動齒輪中間不利的關(guān)聯(lián)推動,以一定的角速度繞核心軸旋轉(zhuǎn),與此同時轉(zhuǎn)動,以此來實現(xiàn)工件轉(zhuǎn)動和旋轉(zhuǎn)。在下拋光面負(fù)載力的影響下,產(chǎn)品工件積極與左右拋光墊的摩擦運動。因為磨擦的功效,產(chǎn)品工件與左右拋光墊、拋光劑和拋光液里的碾磨顆粒物出現(xiàn)了化學(xué)物理轉(zhuǎn)變,從而使得工件表層原材料產(chǎn)生反映且被除去,從而得到超光潔表層的實際效果。
兩面打磨拋光的運動原理如下圖2所顯示(b)表明。打磨拋光前,并沒有開關(guān)電源,中心輪和外齒輪處在靜息狀態(tài),產(chǎn)品工件仍然處于靜息狀態(tài)。打磨拋光開始的時候,左右拋光輪在各個電動機(jī)轉(zhuǎn)動下,角速度為口:反方向往復(fù)運動,中心輪和外齒輪也在各個電動機(jī)轉(zhuǎn)動下,以各自角速度端口號與口3向反方向轉(zhuǎn)動。行星輪9與中心輪和外齒輪轉(zhuǎn)動,在其中待加工制作產(chǎn)品工件一起處于被動挪動。拋光劑根據(jù)上拋光輪3注入打磨拋光地區(qū),給予對應(yīng)的碾磨和潤滑的實際效果,并提供化學(xué)反應(yīng)的原材料。
在兩面打磨拋光環(huán)節(jié)中,往上拋光輪的往下負(fù)荷從汽缸6往下充壓,在液位傳感器7的遠(yuǎn)程監(jiān)控下完成即時壓力控制。左右拋光輪速度基本一致,但角度反過來。這么做的目的在于降低工件力。工件健身運動兩種情況。當(dāng)行星輪9靜止不動時,工件健身運動較為簡單,即在上下拋光輪的反方向磨擦下完成往復(fù)運動;當(dāng)行星輪繞核心軸旋轉(zhuǎn)時,工件健身運動更復(fù)雜。產(chǎn)品工件隨行星輪轉(zhuǎn)動時,左右打磨拋光表層磨擦所帶來的往復(fù)運動。因而,產(chǎn)品工件具備繁雜的斜拋運動,可以更好的使工件表面獲得均勻打磨拋光。
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