本实用新型专利技术涉及一种用于磁流变抛光的加工装置。包括基座、磁场发生机构、偏摆驱动机构、以及用于盛装磁流变的抛光盘；抛光盘固定于基座上，磁场发生机构设于抛光盘的下方，且在抛光盘内形成动态磁场；偏摆驱动机构安装于基座上，磁场发生机构与偏摆驱动机构的输出端连接；在磁场发生机构上还设有用于限制磁场发生机构发生旋转的偏摆辅助机构。本实用新型专利技术通过设置偏摆驱动机构，使得磁铁安装偏心盘只做规律的偏摆运动而不进行整体的旋转，使得柔性抛光垫的形状不断回复；同时，该偏摆运动使得磁极仅仅进行小幅度的规律运动，使得在保持磁流变柔性抛光垫加工性能的同时对抛光盘盘面的磨损降到最小。的磨损降到最小。的磨损降到最小。
【技术实现步骤摘要】
一种用于磁流变抛光的加工装置
[0001]本技术属于超精密加工
，更具体地，涉及一种用于磁流变抛光的加工装置。
技术介绍
[0002]随着当今社会科学技术和信息技术的飞速发展，不断推动着半导体产业快速发展，半导体产业已然成为各国经济发展的重要推动力。伴随5G通讯、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，半导体元器件的需求量逐年增长，这要求高效加工表面粗糙度达到纳米级的超光滑无损伤半导体晶片以应对市场需求。以LED外延蓝宝石衬底为例，一般要求总厚度偏差小于10μm，表面粗糙度应小于0.3nm。因此平坦化加工成为半导体基片必不可少的工序，其加工质量和精度直接决定了半导体器件的性能
[0003]磁流变抛光技术是20世纪90年代由Kordonski W.I.及其合作者基于磁流变效应提出的一种新型的光学表面加工方法，其加工过程是利用磁流变工作液在磁场下形成的高粘度、低流动性的“柔性抛光膜”对工件表面材料进行微量去除具有不产生亚表面损伤、适合曲面加工等传统抛光所不具备的优点，应用前景广阔。
[0004]为了提高磁流变的抛光效率，中国专利CN200610132495.9，提出了一种基于磁流变抛光原理和集群作用的研磨抛光方法及抛光装置，但是由于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拋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。
[0005]针对加工均匀性的问题，中国专利CN201510801886.4，提出了一种磁流变柔性抛光垫的动态磁场自锐抛光装置及其抛光方法，通过多磁极同步旋转驱动机构实现磁极的动态运动，使得柔性抛光垫能长时间的对工件产生恒定压力，但是该装置中每一个磁极的运动都由一根独立的轴进行驱动导致磁极无法在抛光区域下方实现密集排布，进而导致加工效率低下。
[0006]为增加磁极密度提高加工效率，中国专利CN201710662467.6，提出了一种磁流变平面抛光装置，该装置通过在抛光区域下方放置磁场发生装置以产生抛光所需磁场，但磁场发生装置的旋转加上抛光盘的旋转使得两者之间的相对运动较大，使得柔性抛光垫不稳定，也容易造成抛光盘盘面的磨损。
技术实现思路
[0007]本技术为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种用于磁流变抛光的加工装置，能够提供更优异的抛光垫，提高加工效率。
[0008]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于磁流变抛光的加工装置，包括磁场发生机构、用于驱动磁场发生机构发生偏转运动的偏摆驱动机构所述的磁场发生机构设于抛光区域的下方，且在抛光区域内形成动态磁场；所述的磁场发生机构与偏摆驱动机构的输出端连接；在所述的磁场发生机构上还设有用于限制磁场发生机构发
生旋转的偏摆辅助机构。在本技术中，偏摆驱动机构驱动磁场发生机构发生偏转运动，从而实现磁场发生机构运动而在抛光盘中产生动态磁场，形成抛光所需的抛光垫；偏摆驱动机构驱动磁场发生机构发生偏心旋转，而偏摆辅助机构用于限制磁场发生机构旋转，仅能做偏摆运动，而不能旋转；磁场发生机构只做规律的偏摆运动而不进行整体的旋转，使得柔性抛光垫的形状不断回复；同时，该偏摆运动使得磁极仅仅进行小幅度的规律运动，使得在保持磁流变柔性抛光垫加工性能的同时对抛光盘盘面的磨损降到最小。
[0009]在其中一个实施例中，还包括基座，在抛光区域设有抛光盘，所述的抛光盘固定于基座上，所述的磁场发生机构设于抛光盘的下方，且在抛光盘内形成动态磁场；所述的偏摆驱动机构安装于基座上。
[0010]在其中一个实施例中，所述的偏摆驱动机构包括偏摆电机、偏摆小带轮、偏摆同步带、偏摆大带轮以及偏心主轴；所述的偏摆电机安装于基座上，偏摆电机的输出轴与偏摆小带轮连接，所述的偏心主轴沿Z轴方向设置、且与基座可转动连接，偏心主轴底部一端与偏摆大带轮连接，顶部设有偏心距的一端与磁场发生机构连接，通过偏心主轴的偏心转动带动磁场发生机构发生偏心旋转；所述的偏摆同步带环绕在偏摆小带轮和偏摆大带轮外周。偏摆电机启动，带动偏摆小带轮转动，通过偏摆同步带带动偏摆大带轮和偏心主轴转动，偏心主轴与磁场发生机构连接，从而带动磁场发生机构运动而产生动磁场；由于偏心主轴与磁场发生机构连接的一端，存在一个偏心距，即偏心主轴分为两段，两段不同轴设置，具有偏心距；这样在偏心主轴转动时，则可以实现带动磁场发生机构进行偏心旋转运动。
[0011]在其中一个实施例中，所述的磁场发生机构包括磁铁安装偏心盘、多个磁极盘、磁极；所述的磁铁安装偏心盘底部的轴心处设有第一安装孔，所述的偏心主轴的设有偏心矩的一端通过角接触球轴承转动安装于第一安装孔中；所述的磁铁安装偏心盘位于抛光盘的下方，所述的磁极盘安装于磁铁安装偏心盘顶部，所述的磁极规律安装于磁极盘中。偏心主轴与磁铁安装偏心盘连接，偏心主轴发生偏心旋转而带动磁铁安装偏心盘发生偏心旋转。
[0012]在其中一个实施例中，所述的偏摆辅助机构为偏摆辅助小轴，沿着第一安装孔的四周周向间隔设有多个偏心辅助盘，在偏心辅助盘内设有第二安装孔；所述的偏摆辅助小轴的一端固定于基座上，另一端位于第二安装孔中；且偏摆辅助小轴与第二安装孔的中轴线存在偏心距。磁铁安装偏心盘与偏心主轴连接，通过偏心主轴带动其发生偏心旋转，而由于偏摆辅助小轴的设置，限制了磁铁安装偏心盘进行旋转运动，只能做规律的偏摆运动。
[0013]在其中一个实施例中，所述的偏摆辅助小轴位于第二安装孔中的一端套设有角接触球轴承。在偏摆辅助小轴上套设角接触球轴承可以减小接触面积，减少摩擦，减少发热。
[0014]在其中一个实施例中，所述的偏摆辅助小轴与第二安装孔之间的偏心距与偏心主轴的偏心距相同。
[0015]在其中一个实施例中，所述的磁场发生机构包括磁铁安装偏心盘、多个磁极盘、磁极；所述的磁铁安装偏心盘底部的轴心处设有安装通孔，在抛光盘底部的支撑块处设有第三安装孔，所述的偏心主轴设有偏心矩的一端穿过安装通孔与第三安装孔通过圆锥滚子轴承转动连接，且位于安装通孔中的偏心主轴与安装通孔通过角接触球轴承转动连接；所述的磁铁安装偏心盘位于抛光盘的下方，所述的磁极盘安装于磁铁安装偏心盘顶部，所述的磁极规律安装于磁极盘中。偏心主轴穿过磁铁安装偏心盘与基座连接，基座可以起到限位的作用，这样可以使得转动的时候更加的稳定。另外，抛光盘的边缘是固定在基座上的，抛
光盘底部的支撑块是没有与基座连接的，支撑块是用来与偏心主轴连接的，起到支撑抛光盘的作用。
[0016]在其中一个实施例中，所述的偏摆辅助机构为具有偏心距的偏心辅助轴，沿着安装通孔的四周周向间隔设有多个第四安装孔；在所述的基座上设有与第四安装孔位置对应的第五安装孔；所述的偏心辅助轴的一端通过角接触球轴承与第五安装孔转动连接，另一端通过角接触球轴承与第四安装孔转动连接。本实施例通过偏心辅助轴实现限制磁铁安装偏心盘发生旋转，与上述设置偏摆辅助小轴的工作原理相同；偏心辅助轴本身具有偏心距，偏心辅助轴也是分为两段的，两段本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于磁流变抛光的加工装置，其特征在于，包括磁场发生机构(2)、用于驱动磁场发生机构(2)发生偏转运动的偏摆驱动机构(3)所述的磁场发生机构(2)设于抛光区域的下方，且在抛光区域内形成动态磁场；所述的磁场发生机构(2)与偏摆驱动机构(3)的输出端连接；在所述的磁场发生机构(2)上还设有用于限制磁场发生机构(2)发生旋转的偏摆辅助机构(4)。2.根据权利要求1所述的用于磁流变抛光的加工装置，其特征在于，还包括基座(1)，在抛光区域设有抛光盘(5)，所述的抛光盘(5)固定于基座(1)上，所述的磁场发生机构(2)设于抛光盘(5)的下方，且在抛光盘(5)内形成动态磁场；所述的偏摆驱动机构(3)安装于基座上。3.根据权利要求2所述的用于磁流变抛光的加工装置，其特征在于，所述的偏摆驱动机构(3)包括偏摆电机(31)、偏摆小带轮(32)、偏摆同步带(33)、偏摆大带轮(34)以及偏心主轴(35)；所述的偏摆电机(31)安装于基座(1)上，偏摆电机(31)的输出轴与偏摆小带轮(32)连接，所述的偏心主轴(35)沿Z轴方向设置、且与基座(1)可转动连接，偏心主轴(35)底部一端与偏摆大带轮(34)连接，顶部设有偏心距的一端与磁场发生机构(2)连接，通过偏心主轴(35)的偏心转动带动磁场发生机构(2)发生偏心旋转；所述的偏摆同步带(33)环绕在偏摆小带轮(32)和偏摆大带轮(34)外周。4.根据权利要求3所述的用于磁流变抛光的加工装置，其特征在于，所述的磁场发生机构(2)包括磁铁安装偏心盘(21)、多个磁极盘(22)、磁极(24)；所述的磁铁安装偏心盘(21)底部的轴心处设有第一安装孔，所述的偏心主轴(35)的设有偏心矩的一端通过角接触球轴承(6)转动安装于第一安装孔中；所述的磁铁安装偏心盘(21)位于抛光盘(5)的下方，所述的磁极盘(22)安装于磁铁安装偏心盘(21)顶部，所述的磁极(24)规律安装于磁极盘(22)中。5.根据权利要求4所述的用于磁流变抛光的加工装置，其特征在于，所述的偏摆辅助机构(4)为偏摆辅助小...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘继生，阎秋生，蔡志航，洪志清，陈海阳，梁智镔，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：
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