CN101972988A - 一种抛光垫修整头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学机械抛光设备技术领域，特别涉及一种抛光垫修整头。主轴通过两组轴承轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承通过轴承端盖和套筒安装固定在轴承座内；轴承座及轴承端盖设有连通的气孔，并在轴承端盖的气孔上安装快换接头；主轴与轴承座之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴的顶部通过螺钉与同步带固定连接，主轴的底端通过螺钉与法兰及压片固定连接；保护盖、压盘、自适应盘和金刚石盘四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰及压片包覆固定；法兰与压盘之间以及法兰与保护盖之间分别通过压紧柔性环连接。本发明结构简单紧凑美观，易于加工制造及装配，运动平稳可靠，具有很高的实用性，可广泛用于抛光设备中。

Description

一种抛光垫修整头
技术领域
本发明涉及化学机械抛光设备技术领域，特别涉及一种抛光垫修整头。
背景技术
化学机械抛光设备中，抛光垫在使用一段时间后，随着自身的磨损以及磨屑对抛光垫表面微孔的填充，抛光垫表面变得平滑，形成釉化层，使抛光垫存储、输送磨料的能力降低，导致材料去除率和抛光表面质量下降。通过修整头上金刚石盘对抛光垫进行适当的修整，可去除釉化层以及抛光垫上的磨屑，提高抛光垫粗糙度及其使用寿命，降低成本，保证抛光一致性。修整头带动金刚石盘下压与抛光垫接触，并带动金刚石盘旋转，金刚石盘在与抛光垫接触并旋转的过程中对抛光垫进行修整。
目前的抛光垫修整头结构都较为复杂，产生下压运动的腔体与金刚石盘的夹持机构是分离独体的，下压运动的导向和扭矩的传递都通过键连接来实现，上下伸缩运动的限位需要增加额外的零件来实现。
发明内容
为了克服现有抛光垫修整头结构复杂，不够紧凑的缺点，本发明提供了一种结构简单紧凑，易于加工装配的抛光垫修整头。
本发明采用的技术方案为：该修整头结构包括主轴、轴承座、轴承端盖、轴承、旋转接头、同步带轮、金刚石盘以及密封圈。主轴通过两组轴承轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承通过轴承端盖和套筒安装固定在轴承座内；轴承座及轴承端盖设有连通的气孔，并在轴承端盖的气孔上安装快换接头；主轴与轴承座之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴的顶部通过螺钉与同步带固定连接，主轴的底端通过螺钉与法兰及压片固定连接；保护盖、压盘、自适应盘和金刚石盘四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰及压片包覆固定；法兰与压盘之间以及法兰与保护盖之间分别通过压紧柔性环连接。
所述压盘与自适应盘之间、保护盖与压盘之间、主轴与法兰之间分别安装第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈。
所述第一密封圈、第二密封圈、柔性环、法兰、压盘及自适应盘共同形成密闭空腔。
对所述密闭空腔抽真空时，金刚石盘、压盘、保护盖和自适应盘将一起向上运动，抽真空的真空度为0～100kPa；对密闭空腔加正压时，金刚石盘、压盘、保护盖和自适应盘将一起向下运动，通过控制正压压力，金刚石盘与抛光垫的接触时修整头的下压力线性变化，下压力变化范围为0～300牛。
所述金刚石盘在上下伸缩运动时，向上运动时，自适应盘细轴端面与主轴内孔端面相贴合，形成上限位点；向下运动时，保护盖的斜边与法兰的轴肩斜边贴合，形成下限位点；金刚石盘上下运动的行程为0～15mm。
所述柔性环的材料为橡胶，具有密封和传递扭矩的作用；金刚石盘向下运动时，柔性环向下延伸并伸长，主轴通过柔性环将扭矩传递给金刚石盘并与之共同旋转。
所述自适应盘在主轴孔内自由滑动，具有导向作用；自适应盘的薄片结构具有弹性，薄片厚度为0.1mm～0.5mm，在金刚石盘与抛光垫接触过程中能产生弹性变形，从而使金刚石盘具有自适应性，能在修整抛光垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效果。
所述气封的形成为：气体通过快换接头进入轴承座腔内，部分气体从主轴与轴承座之间的间隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过程中有液体进入轴承座腔内。
本发明的优点在于：结构简单紧凑美观，易于加工制造及装配，运动平稳可靠，具有很高的实用性，可广泛用于抛光设备中。
附图说明
图1是本发明具体实施的抛光垫修整头的装配示意图。
图中标号：
1-金刚石盘；2-密封圈；3-压盘；4-密封圈；5-保护盖；6-轴承座；7-密封圈；8-套筒；9-轴承；10-同步带轮；11-旋转接头；12-快换接头；13-轴承端盖；14-主轴；15-法兰；16-螺钉；17-压片；18-柔性环；19-自适应盘。
具体实施方式
本发明提供了一种抛光垫修整头，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1所示，主轴14通过两组轴承9轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承9通过轴承端盖13和套筒8安装固定在轴承座6内；轴承座6及轴承端盖13设有连通的气孔，并在轴承端盖13的气孔上安装快换接头12；主轴14与轴承座6之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴14的顶部通过螺钉与同步带10固定连接，主轴14的底端通过螺钉与法兰15及压片17固定连接；保护盖5、压盘3、自适应盘19和金刚石盘1四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰15及压片17包覆固定；法兰15与压盘3之间以及法兰15与保护盖5之间分别通过压紧柔性环18连接。压盘3与自适应盘19之间、保护盖5与压盘3之间、主轴14与法兰15之间分别安装第一密封圈2、第二密封圈4和第三密封圈7。第一密封圈2、第二密封圈4、柔性环18、法兰15、压盘3及自适应盘19共同形成密闭空腔。自适应盘19可在主轴14孔内自由滑动，具有导向作用。
本发明的原理是：通过旋转接头11对密闭空腔抽真空时，金刚石盘1、压盘3、保护盖5和自适应盘19将一起向上运动；对密闭空腔加正压时，金刚石盘1、压盘3、保护盖5和自适应盘19将一起向下运动；在修整头的上下运动中，柔性环18起着极其重要的作用，金刚石盘1向下运动时，柔性环18向下延伸并伸长，主轴14通过柔性环18将扭矩传递给金刚石盘1并与之共同旋转，从而对抛光垫进行修整；金刚石盘向下运动与抛光垫接触的过程中，自适应盘19的薄片能产生弹性变形，从而使金刚石盘1具有自适应性，能在修整抛光垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效果。
所述密闭空腔抽真空时，金刚石盘1、压盘3、保护盖5和自适应盘19将一起向上运动，抽真空的真空度为0～100kPa。通过控制正压压力，金刚石盘1与抛光垫的接触时修整头的下压力可线性变化，可以根据需要调整正压压力大小来获得不同的修整头下压力，从而满足不同的抛光垫以及同种抛光垫不同的修整工艺要求，下压力修整压力范围为0-300牛。
金刚石盘1在上下伸缩运动时，具有限位结构；向下运动时，保护盖5的斜边与法兰15的轴肩斜边贴合，形成下限位点；向上运动时，自适应盘19细轴端面与主轴14内孔端面相贴合，形成上限位点。金刚石盘上下运动的行程为0～15mm。
主轴14与轴承座6之间通过迷宫密封和气封进行密封；气体通过快换接头进入轴承座6腔内，部分气体从主轴14与轴承座6之间的间隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过程中有液体进入轴承座6腔内。
以上介绍的仅仅是基于本发明的较佳实施例，并不能以此来限定本发明的范围。任何对本发明作本技术领域内熟知的部件的替换、组合、分立，以及对本发明实施步骤作本技术领域内熟知的等同改变或替换均不超出本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抛光垫修整头，包括主轴(14)、轴承座(6)、轴承端盖(13)、轴承(9)、旋转接头(11)、同步带轮(10)、金刚石盘(1)以及密封圈，其特征在于，主轴(14)通过两组轴承(9)轴向定位，避免主轴的轴向串动，轴承(9)通过轴承端盖(13)和套筒(8)安装固定在轴承座(6)内；轴承座(6)及轴承端盖(13)设有连通的气孔，并在轴承端盖(13)的气孔上安装快换接头(12)；主轴(14)与轴承座(6)之间的密封，包括迷宫密封和气封；主轴(14)的顶部通过螺钉与同步带(10)固定连接，主轴(14)的底端通过螺钉与法兰(15)及压片(17)固定连接；保护盖(5)、压盘(3)、自适应盘(19)和金刚石盘(1)四者之间通过螺钉连接成一体，将法兰(15)及压片(17)包覆固定；法兰(15)与压盘(3)之间以及法兰(15)与保护盖(5)之间分别通过压紧柔性环(18)连接。
2.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述压盘(3)与自适应盘(19)之间、保护盖(5)与压盘(3)之间、主轴(14)与法兰(15)之间分别安装第一密封圈(2)、第二密封圈(4)和第三密封圈(7)。
3.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述第一密封圈(2)、第二密封圈(4)、柔性环(18)、法兰(15)、压盘(3)及自适应盘(19)共同形成密闭空腔。
4.根据权利要求2所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，对所述密闭空腔抽真空时，金刚石盘(1)、压盘(3)、保护盖(5)和自适应盘(19)将一起向上运动，抽真空的真空度为0～100kPa；对密闭空腔加正压时，金刚石盘(1)、压盘(3)、保护盖(5)和自适应盘(19)将一起向下运动，通过控制正压压力，金刚石盘(1)与抛光垫的接触时修整头的下压力线性变化，下压力变化范围为0～300牛。
5.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述金刚石盘(1)在上下伸缩运动时，向上运动时，自适应盘(19)细轴端面与主轴(14)内孔端面相贴合，形成上限位点；向下运动时，保护盖(5)的斜边与法兰(15)的轴肩斜边贴合，形成下限位点；金刚石盘(1)上下运动的行程为0～15mm。
6.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述柔性环(18)的材料为橡胶，具有密封和传递扭矩的作用；金刚石盘(1)向下运动时，柔性环(18)向下延伸并伸长，主轴(14)通过柔性环(18)将扭矩传递给金刚石盘(1)并与之共同旋转。
7.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述自适应盘(19)在主轴(14)孔内自由滑动，具有导向作用；自适应盘(19)的薄片结构具有弹性，薄片厚度为0.1mm～0.5mm，在金刚石盘(1)与抛光垫接触过程中能产生弹性变形，从而使金刚石盘(1)具有自适应性，能在修整抛光垫的过程中与之完全面面贴合，得到良好的修整效果。
8.根据权利要求1所述的一种抛光垫修整头，其特征在于，所述气封的形成过程为：气体通过快换接头(12)进入轴承座(6)腔内，部分气体从主轴(14)与轴承座(6)之间的间隙吹出，形成气封，从而避免在抛光过程中有液体进入轴承座腔内。
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