[实用新型]一种动态磁场磁流变抛光装置

说明书

本实用新型公开了一种动态磁场磁流变抛光装置，包括：外壳，其内部设有内齿轮，其中部设有中心轴承套筒；动力输入机构，其包括输入轴，输入轴通过第一轴承连接在中心轴承套筒内壁上，输入轴的外壁上设有中心齿轮；转动机构，其包括轴、轴套筒、行星齿轮和轴承套筒保持架以及轴保持架，轴下端设有圆柱体永磁铁，轴套筒下端设有抛光盘，抛光盘的下表面设有沟槽。其中在动态磁场的作用下，可以迫使无磨料更新的磁流变液抛光垫转变成有磨料的自锐和形状的实时恢复的抛光垫。此外提高了抛光加工的均匀性和效率，在一个动力输入的情况下实现了抛光盘的公转和自转、动态磁场和流体动压力的形成多重功，无需另外加电机驱动磁极旋转，装置结构紧凑。

技术领域

本实用新型涉及抛光装置技术领域，特别是涉及一种动态磁场磁流变抛光装置。

背景技术

随着信息电子化的社会发展，半导体材料作为高性能微电子元器件应用愈发广泛，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(粗糙度Ra达到1nm以下)，面型精度也有较高要求(面型精度达到0.5微米以下)，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。

现有国内外对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，磁流变抛光变抛光作为一种典型半导体基片的平坦化加工技术，该装置利用磁流变液流变的特性形成抛光垫对加工表面进行逐点扫描加工，但是加工效率比较低，同时，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抛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，制约了该工艺的进一步应用和发展。例如，专利200610132495.9提到的集群磁流变抛光装置能很好地对单晶碳化硅进行抛光，并获得纳米级的光滑表面，但由于采用外加磁场强弱来控制磁流变工作液的流变特性，难以控制抛光过程形成的柔性小磨头的分布均匀性，以致经磁流变抛光的半导体基片厚度偏差、表面平整度和表面质量难以控制。

因此，如何提供一种动态磁场磁流变抛光装置，以提高工件表面加工质量和加工效率，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动态磁场磁流变抛光装置，可以有效解决现有磁流变抛光存在抛光不均匀等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种动态磁场磁流变抛光装置，包括：

外壳，其内部设有内齿轮，其中部设有中心轴承套筒；

动力输入机构，其包括输入轴，所述输入轴通过第一轴承连接在所述外壳的所述中心轴承套筒内壁上，所述输入轴的外壁上设有中心齿轮；

转动机构，其包括轴、轴套筒以及分别与所述内齿轮和所述中心齿轮啮合的行星齿轮，所述行星齿轮套设在所述轴套筒外部，所述轴通过第二轴承连接在所述轴套筒内部，所述轴下端设有圆柱体永磁铁，所述轴套筒下端设有抛光盘，所述抛光盘和所述轴下端构成容纳所述圆柱体永磁铁的腔室，所述抛光盘的下表面设有沟槽，还包括和所述输入轴共轴设置的轴承套筒保持架，所述轴承套筒保持架的外侧壁通过第三轴承连接在所述外壳的内壁上，所述轴承套筒保持架上设有通孔，所述轴套筒通过第四轴承连接在所述轴承套筒保持架的所述通孔的内壁上，所述抛光盘的底端突出于所述轴承套筒保持架的底端，还包括轴保持架，所述轴保持架通过第五轴承套设在所述中心轴承套筒外壁上，通过第六轴承连接在所述外壳内壁上，所述轴的上端固定在所述轴保持架上。