CN104972409A - 一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机 - Google Patents

Abstract

一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，它包括机架，紫外灯光源，在机架内设有工作台旋转传动电机，工作台旋转传动电机通过工作台旋转传动机构带动转动轴旋转，转动轴与旋转台固定连接，在旋转工作台下方设有抛光辊回转传动电机，抛光辊回转传动电机通过抛光辊回转传动机构带动抛光辊加工轴，旋转工作台上设有抛光辊支撑机构，在机架的上方设有紫外灯光源，在机架的顶部设有排风装置。本发明结构简单、成本低廉，易于产业化和推广应用，具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益显著。

Description

一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机

技术领域：

    本发明涉及超薄柔性金属与非金属材料的化学机械抛光机用的抛光辊，特别是一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机。

背景技术：

    柔性显示技术正逐渐改善人们的生活和交流，并显著推进着信息可视化。近年来，柔性显示的优势日益突出，柔性电子与作为平板显示的LCD、OLED和等离子体显示相比，具有超薄、质量轻、耐用、储存量大、设计自由，可挠曲、可收卷和耐冲击等性能，广泛适用于移动电话、个人数字助理PDA、笔记本电脑、商标、安全身份文件、电子书、电子海报、汽车仪表板、RF识别系统、传感器、环境显示、医疗、普通照明、机器人感觉皮肤等工业、民用及军事行业，柔性显示器还可以让显示屏更容易成为装饰材料，利用柔性显示的可弯曲特性使得工程设计不局限于平面化，可实现多元化外型的显示模式。

柔性显示巨大的市场前景，使许多国家和地区的研究机构及生产厂商投入到柔性显示技术的研究与应用中，并取得了显著的成果。当前，柔性电子还处在即将产业化的前夜，仍然还存在很多的技术瓶颈，对于材料、工艺、设计等还处在研究和探索的阶段。柔性显示技术是集大规模集成电路、精密加工技术、光电子技术于一体高新技术产业，涉及半导体、光学、微电子、化学材料、精密机械与加工等众多的高科技领域。

在柔性显示器件中，柔性衬底是研发柔性显示的基础。平板显示器都是以玻璃基板为衬底制作的，而柔性显示器则是以柔性材料为衬底，其对柔性衬底的表面质量要求与玻璃基板一样，表面平整度和厚度要求非常严格，要实现柔性衬底的表面质量和加工精度，目前最常用的方法是表面抛光技术。

化学机械抛光技术被认为是能兼顾表面粗糙度和表面平整度要求的最好的工艺方法，已成为硬脆性晶体材料、金属材料及其它材料实现表面超光滑无损伤加工的最实用技术之一，并且广泛应用于超大规模集成电路、半导体照明、光学玻璃、平板显示等光电子、微电子、航空航天及机械工程等领域。经过分析与研究，化学机械抛光技术可能是最适合的、且完全能用于大尺寸超薄柔性显示衬底表面的Roll-to- Roll高效超精密加工中，来获得超光滑无损伤的加工表面。

开发柔性显示器的另一个重要因素在于其工艺可能由Sheet-fed batch processing（单张批量生产）转换成Roll-to-Roll manufacturing（卷对卷生产），效率大大提高，意味着显示器的成本可能大大降低。因此，当务之急是研究大尺寸超薄柔性显示衬底的Roll-to-Roll高效生产技术、设备与工艺及超精密加工理论。

而抛光辊是大尺寸超薄柔性显示衬底的Roll-to-Roll化学机械抛光机中的主要部件，由于游离磨料化学机械抛光技术存在很多无法解决的问题，如：（1）游离磨料化学机械抛光时，造成游离磨粒在抛光辊和工件之间分布的不均匀性，使工件各部分的材料去除率不一致，影响表面平整度。（2）由于抛光液中含有磨料，抛光后一部分磨粒会镶嵌在工件表面，不易清洗。（3）由于抛光液成分复杂，抛光后工件表面残留抛光液的清除是CMP后清洗的难题。（4）游离磨料抛光辊在抛光时表面易产生塑性变形，其表面逐渐变得光滑或微孔堵塞，使其容纳抛光液和排除废屑的能力降低，导致材料去除率随时间下降，需要不断地修整和湿润抛光垫以恢复其表面粗糙度和多孔性，造成效率低。

因此，近年来，固结磨料化学机械抛光技术由于其巨大的优越性，有望取代游离磨料化学机械抛光；而固结磨料化学机械抛光辊的制造是一个难题，目前，还没有有关固结磨料化学机械抛光辊的制造方面的文献报道，为了得到所需固结磨料抛光辊，开始进行手工制造，但手工制造存在劳动强度高、紫外线照射、工作环境差、制造精度低、效率低、产品尺寸精度的表面质量较差等缺点，因此，在使用前，必须对手工制造的抛光辊进行表面多次再加工，但效果很不理想，使固结磨料抛光辊的效能得不到体现。

目前，手工制造固结磨料抛光辊存在的具体问题如下：

（1）在固结磨料抛光辊时，工人手提光固化灯进行光固化，由于光固化灯很重，重量达8.5Kg，因此在光固化工作时，工人必须消耗较多的体力，工作劳动强度较大。（2）在工人手提光固化灯进行光固化，人体暴露在强紫外线下，就会受到强紫外线，使工人容易产生皮肤、眼睛等部位的伤害，工作环境较差。（3）在一个工人手提光固化灯进行光固化时，另外一个工人必须想法转运抛光辊，以便能够使紫外线灯均匀的照到整个抛光辊外表面，使光固化均匀，但由于是手动工作，抛光辊外表面每一点距紫外线灯的距离也不相同，就会造成光固化后的抛光辊表面各点质量、物理化学性能不同，产品质量差，这样的抛光辊在使用时，抛光效果很不理想，达不到所需要求。（4）另外，由于采用手工进行抛光辊的光固化，需要2人配合，因此，效率低、成本高，产品的制造精度低等。

发明内容：

本发明的目的是设计一种结构合理，使用方便，加工效率高的Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机。

本发明的技术方案是，一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，它包括机架，紫外灯光源，其特征在于：在机架内设有工作台旋转传动电机，工作台旋转传动电机通过工作台旋转传动机构带动转动轴旋转，转动轴与旋转台固定连接，在旋转工作台下方设有抛光辊回转传动电机，抛光辊回转传动电机通过抛光辊回转传动机构带动抛光辊加工轴，旋转工作台上设有抛光辊支撑机构，在机架的上方设有紫外灯光源，在机架的顶部设有排风装置。与紫外灯光源相配的设有升降机构。在机架底部设有行走轮。

本发明结构简单、成本低廉，易于产业化和推广应用，具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益显著。

附图说明：

    图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

结合附图详细描述实施例，

一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，它包括机架7，紫外灯光源11，在机架内设有工作台旋转传动电机8，工作台旋转传动电机通过工作台旋转传动机构6带动转动轴5旋转，转动轴与旋转台4固定连接，在旋转工作台下方设有抛光辊回转传动电机9，抛光辊回转传动电机通过抛光辊回转传动机构10带动抛光辊加工轴14，旋转工作台上设有抛光辊支撑机构2，抛光辊3套在抛光辊加工轴上，在机架的上方设有紫外灯光源，在机架的顶部设有排风装置12；本实施例设有紫外灯光源相配的设有升降机构1，可以保证紫外灯光源根据使用需要进行高度调节；本实施例还可以在机架底部设有行走轮13，方便设备进行移动。

本发明在工作时，工人不需要手提光固化灯，减轻了工人的劳动强度。光固化机工作时，四周封闭，强紫外线不会外泄，避免了对人体照射污染，改善了工人的工作环境；该光固化机开机后自动运行，一人便可操作，设计有抛光辊旋转电机和工作台旋转电机，在光固化工作中，可使抛光辊产生自转和公转，提高了紫外线灯照射到抛光辊每一点的光强均匀，因此，可制造出表面物理化学性能一致的抛光辊，实现高效、高质量、高精度的制造。

Claims (3)

1.一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，它包括机架，紫外灯光源，其特征在于：在机架内设有工作台旋转传动电机，工作台旋转传动电机通过工作台旋转传动机构带动转动轴旋转，转动轴与旋转台固定连接，在旋转工作台下方设有抛光辊回转传动电机，抛光辊回转传动电机通过抛光辊回转传动机构带动抛光辊加工轴，旋转工作台上设有抛光辊支撑机构，在机架的上方设有紫外灯光源，在机架的顶部设有排风装置。

2.如权利要求1所述的一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，其特征在于：与紫外灯光源相配的设有升降机构。

3.如权利要求1所述的一种Roll-to-Roll化学机械抛光机用固结磨料抛光辊光固化机，其特征在于：在机架底部设有行走轮。