[发明专利]一种基于磁流变泡沫的超光滑平面抛光方法

说明书

本发明提供了一种基于磁流变泡沫的超光滑平面抛光方法，磁流变泡沫作为抛光介质，放置在抛光盘上，在外加磁场作用下形成柔性磁刷，抛光头和抛光盘分别带动工件和磁流变泡沫相对运动实现工件的抛光，抛光时磁流变抛光液与泡沫基体在磁场下相互耦合、共同作用提供抛光所需条件，在磁场作用下磁流变抛光液中铁磁性颗粒会形成磁链，磁链嵌入在泡沫基体的微孔中，增大柔性磁刷的有效剪应力，增大材料去除率，由于泡沫基体的存在，既增加了优化抛光性能的变量，又保留传统磁流变抛光的“容没”效应。本发明节省了磁流变抛光液，降低了成本，同时提高了抛光效率，解决了传统磁流变抛光中磁流变抛光液用量大及材料去除率低的问题。

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种基于磁流变泡沫的超光滑平面抛光方法，特别适合于微电子半导体晶片的超光滑平面加工。

背景技术

随着光学和微电子学及相关技术领域的发展，对所需材料的表面质量要求越来越高，现阶段主要通过化学机械抛光和磁流变抛光等技术对超精密工件进行表面抛光。但是利用化学机械抛光后，工件表面料将清理困难，易对环境造成污染，不能满足超级精密工件表面洁净度和环保要求。

磁流变抛光技术是一种利用磁流变抛光液在磁场中的流变特性对工件进行抛光的技术，磁流变抛光液在梯度磁场中会发生流变现象，形成具有粘塑性宾汉姆(Bingham)柔性凸起，当柔性凸起与待加工工件表面接触并发生相对运动时，会在工件表面产生很大的剪切力，在磁流变抛光液中磨粒的作用下实现材料的去除。

而利用磁流变抛光液对工件进行抛光，虽然解决了上述困难，但仍然存在抛光液易沉淀，抛光液和磨料消耗严重等问题，增加了生产成本，抛光效率和质量不能满足生产需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高磁流变抛光效率，降低抛光液中磨粒的磨损率，提高抛光效率和质量的基于磁流变泡沫的超光滑平面抛光方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种基于磁流变泡沫的超光滑平面抛光方法，包括以下步骤：

步骤S110：制作泡沫基体；

步骤S120：将所述泡沫基体安装在抛光装置中的抛光盘内；

步骤S130：在所述抛光盘内注入磁流变抛光液；

步骤S140：根据待加工工件的参数要求调节工艺参数；

步骤S150：将待加工工件安装在所述抛光设备的抛光头上；

步骤S160：将所述抛光装置接通电源，磁场发生装置旋转产生脉冲磁场，抛光盘内的磁流变抛光液在所述泡沫基体的范围内产生磁刷，所述磁刷随抛光盘旋转，同时，抛光头带动待加工工件旋转，实现待加工工件的表面抛光。

进一步的，所述泡沫基体内设有若干相互连通的通孔。

进一步的，所述泡沫基体为软质聚氨酯泡沫塑料，所述通孔的直径范围为10μm～200μm。

进一步的，所述磁场发生装置包括电磁铁。

进一步的，所述磁流变抛光液的成分包括铁磁性颗粒、去离子水、活性剂、添加剂和磨料。

本发明有益效果：通过设置泡沫基体，将磁流变抛光液浸入泡沫基体中，能够避免磁流变抛光液发生沉降团聚现象，提高了磁流变抛光液的稳定性；利用磁流变抛光液与泡沫基体在磁场下相互耦合、共同作用提供抛光所需条件，增加了调节抛光过程的工艺参量；通过脉冲磁场的作用，使磁流变抛光液在泡沫基体的通孔中形成柔性磁粉刷，增加了切向抛光力，同时，泡沫基体的吸附作用节省了磁流变抛光液的用量，降低了成本，有利于环保，提高了抛光质量、去除率和抛光效率。

附图说明