[发明专利]一种抛光垫修整器的制造方法和制造设备

摘要

本发明公开本发明涉及一种抛光垫修整器的制造方法和制造设备，该制造方法包括以下步骤(1)将陶瓷粉等静压烧结制成组织均匀致密的陶瓷锭；(2)将陶瓷锭顶部研磨形成具有等高尖角的正四棱锥阵列；(3)将磨好的陶瓷锭尖端表面涂覆金刚石膜，即得到抛光垫修整器。该制造设备包括等静压烧结装置、数控平面磨床和涂膜装置，所述数控平面磨床采用V型砂轮，所述数控平面磨床设置有用于修整V型砂轮的在线自动修整机构。本发明通过研磨组织均匀致密的陶瓷锭，形成稳定的具有等高尖角的三维结构化表面，可有效解决因模具直接压制的三维结构化表面尖部组织松散的问题，避免在使用中导致尖部容易破裂而使晶圆刮伤。

主权项

一种抛光垫修整器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用等静压烧结装置将陶瓷粉等静压烧结制成组织均匀致密的陶瓷锭；其中，所述等静压烧结装置包括等静压成型机和烧结炉，所述等静压成型机将陶瓷粉等静压成型，形成陶瓷锭坯料；所述烧结炉将成型后的陶瓷锭坯料再加热固化得到陶瓷锭；(2)采用数控平面磨床将陶瓷锭顶部研磨形成具有等高尖角的正四棱锥阵列；其中，所述数控平面磨床采用V型砂轮对陶瓷锭进行研磨，所述数控平面磨床设置有用于修整V型砂轮的在线自动修整机构，所述在线自动修整机构包括一修整座和两个金刚石磨块，两个金刚石磨块分别通过螺栓对称固定在修整座的上部，两个金刚石磨块的工作面分别设置有一金刚石磨料层，两个金刚石磨料层之间形成V型夹角；所述数控平面磨床的工作台上设置有电磁吸盘，所述修整座安装在电磁吸盘的后部，所述电磁吸盘的上方吸附有用于固定放置陶瓷锭的磁性平板；所述数控平面磨床还设置有用于驱动工作台左右移动的液压驱动机构、用于驱动工作台前后移动的前后电机驱动机构以及用于驱动V型砂轮上下移动的上下电机驱动机构，所述前后电机驱动机构和上下电机驱动机构均采用伺服电机，其进给精度为0.1μm；其中，研磨的方法包括以下步骤：(2.1)先利用黏结腊将陶瓷锭固定于磁性平板上，再将带陶瓷锭的磁性平板以磁力方式固定于数控平面磨床工作台上的电磁吸盘上，使用V型砂轮对陶瓷锭顶部的表面进行第一方向研磨，形成多条第一方向V型沟槽；其中，任意相邻的两条第一方向V型沟槽的相邻斜面相交于陶瓷锭顶部的表面之下，形成等高的尖顶；(2.2)将磁性平板旋转90°，使用V型砂轮对陶瓷锭顶部的表面进行垂直于第一方向的第二方向研磨，形成多条第二方向V型沟槽；其中，任意相邻的两条第二方向V型沟槽的相邻斜面相交于尖顶，形成等高的尖角；垂直交错的第一方向V型沟槽和第二方向V型沟槽将陶瓷锭顶部分隔形成具有等高尖角的正四棱锥阵列；其中，步骤(2.1)和步骤(2.2)中的V型砂轮研磨时的槽宽大于槽距，设槽宽为W、研磨深度为D、槽距为P、砂轮夹角为θ，因且W＞P，则其中，步骤(2.1)和步骤(2.2)中的V型砂轮在研磨时自动加深加工量，以补偿V型砂轮在研磨中磨损导致的尺寸变化，保证尖角等高；其中，根据V型砂轮的磨损情况修整V型砂轮，修整时修整座先随工作台向前移动至V型砂轮的正下方，再随工作台左右往复移动，同时V型砂轮由高精度伺服电机和数控系统控制沿金刚石磨料层的平面上下移动，首先V型砂轮抵靠后方金刚石磨料层以前低后高的移动方式修整V型砂轮的后方斜面，接着V型砂轮抵靠前方金刚石磨料层以前高后低的移动方式修整V型砂轮的前方斜面，通过分别修整V型砂轮的前方与后方两斜面，形成夹角为θ的V型砂轮；(3)采用涂膜装置将磨好的陶瓷锭尖端表面涂覆金刚石膜，即得到抛光垫修整器。