CN108527012A - 一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，包括工件、磨盘、负电极、主轴、电机、喷头、液态金属输送管、液态金属泵、回收孔、正电极、电热丝、抛光槽和工作平台，所述正电极安装在工作平台内；所述磨盘安装在正电极上方的工作平台上，工件安装磨盘正上方的主轴上；所述负电极固定在工件上；主轴上端连接驱动主轴转动的电机，电机安装在三自由度平台上；本发明通过采用液态金属抛光液进行抛光，不同于传统的抛光，液态金属抛光液中的金属离子通过正负电极所产生的电场吸附在接触表面上，对待抛光区域进行柔性抛光，减少对抛光面的损伤，抛光精度更高。

Description

一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置
技术领域
本发明涉及液态金属抛光液抛光技术领域，更具体的说，尤其涉及一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置。
背景技术
科技的进步极大地推动了技术的发展，随着光学领域和微电子学领域及其相关技术的发展，对所需材料的表面质量的要求越来越高，大规模和超大规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很高的要求。但是目前的平面抛光技术存在报废率高、生产成本高、生产效率低等问题。
液态金属通常是指在常温下呈液态的合金功能材料，如熔点在30℃以下的金属及其合金材料，也包括在40℃～300℃工作温区内呈液态的低熔点合金材料。利用液态金属抛光液进行抛光，指的是当混有金属离子的液态金属抛光液在磁场的作用下与工件抛光表面发生相对运动时，液态金属抛光液丝带上的柔性磨头对抛光表面产生大的切削力，从而对工件抛光表面进行抛光。目前尚无利用液态金属抛光液进行抛光的技术，对该技术的研究对大平面的抛光具有非常种重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决传统的大平面抛光技术存在报废率高、生产成本高、生产效率低等问题，提出了一种加工效率高、加工精度高的利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，包括工件、磨盘、负电极、主轴、电机、喷头、液态金属输送管、液态金属泵、回收孔、正电极、电热丝、抛光槽和工作平台，所述正电极安装在工作平台内；所述磨盘安装在正电极上方的工作平台上，所述磨盘上设有有多个孔，工作平台内盛有液态金属抛光液且液态金属抛光液通过磨盘孔流动到工作平台内；工件安装磨盘正上方的主轴上；所述负电极固定在工件上；所述主轴上端连接驱动主轴转动的电机，电机安装在三自由度平台上并受三自由度平台控制进行X轴、Y轴和Z轴三个方向的自由U运动；所述抛光槽内设置有电热丝，所述抛光槽内还安装用于检测抛光槽内液体金属抛光液温度的温度传感器，电热丝液态金属抛光液进行加热，使得液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高5℃以上，且液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高不超过10℃；液态金属输送管连接存有液态金属抛光液的抛光槽和液态金属泵的入口，液态金属管的输出管连接喷头和液态金属泵的出口，喷头设置在磨盘一侧并且正对磨盘和工件的接触表面，正电极和负电极工作时将喷头喷洒到磨盘和工件接触表面上的液态金属抛光液中的金属离子吸附在表面上。
进一步的，所述电热丝设置有两条，分别设置在抛光槽的左右两侧。
进一步的，所述液态金属抛光液中的液态金属为镓离子、铷离子、铯离子中的一种或几种的化合物。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过采用液态金属抛光液进行抛光，不同于传统的抛光，液态金属抛光液中的金属离子通过正负电极所产生的电场吸附在接触表面上，对待抛光区域进行柔性抛光，减少对抛光面的损伤，抛光精度更高。
(2)本发明通过在抛光槽内设置加热装置对抛光槽内的液态金属进行加热，改变液态金属抛光液的粘度，改善抛光性能。
(3)本发明通过设在在抛光槽内的温度传感器，实时检测液态金属抛光液温度，实现反馈控制，保持温度恒定，以获得稳定的加工效果。
(4)本发明采用多孔磨盘作为加工工具，可以使液态金属抛光液通过磨盘孔充斥在工具和工件之间，提高了表面加工均匀性。
附图说明
图1是本发明一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置的结构示意图。
图2是本发明中磨盘的俯视图。
图中，1-工件、2-磨盘、3-负电极、4-主轴、5-电机、6-喷头、7-液态金属输送管、8-泵、9-回收孔、10-正电极、11-电热丝、12-工作平台、13-抛光槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示，一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，包括工件1、磨盘2、负电极3、主轴4、电机5、喷头6、液态金属输送管7、液态金属泵8、回收孔9、正电极10、电热丝11、抛光槽13和工作平台12，所述正电极10安装在工作平台12内；所述磨盘2安装在正电极10上方的工作平台12上，所述磨盘2上设有有多个孔，工作平台12内盛有液态金属抛光液且液态金属抛光液通过磨盘2孔流动到工作平台12内；工件1安装磨盘2正上方的主轴4上；所述负电极3固定在工件1上；所述主轴4上端连接驱动主轴4转动的电机5，电机5安装在三自由度平台上并受三自由度平台控制进行X轴、Y轴和Z轴三个方向的自由U运动。
所述抛光槽13内设置有电热丝11，所述抛光槽13内还安装用于检测抛光槽13内液体金属抛光液温度的温度传感器，电热丝11液态金属抛光液进行加热，使得液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高5℃以上，且液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高不超过10℃。液态金属抛光液的温度保持在其熔点之上的5～10℃内，可以保证液态金属抛光液的粘性以及其内部的金属离子的活性。
液态金属输送管7连接存有液态金属抛光液的抛光槽13和液态金属泵8的入口，液态金属管的输出管连接喷头6和液态金属泵8的出口，喷头6设置在磨盘2一侧并且正对磨盘2和工件1的接触表面，正电极10和负电极3工作时将喷头6喷洒到磨盘2和工件1接触表面上的液态金属抛光液中的金属离子吸附在表面上。
所述电热丝11设置有两条，分别设置在抛光槽13的左右两侧。两条电热丝11可以对液态金属抛光液更加均匀的加热，使液态金属抛光液的温度保持在熔点5～10℃。
所述液态金属抛光液中的液态金属为镓离子、铷离子、铯离子中的一种或几种的化合物。
具体工作时，先将正电极10安装在工作平台12上，工件1固定在工作平台12上，磨盘2安装在主轴4上，负电极3安装在磨盘2上；开启电热丝11，加热液态金属抛光液，喷头6把液态金属抛光液喷射在待加工区域，开启电机5，磨盘2旋转，磨盘2开始抛光工件1，液态金属抛光液由于正负电极形成的电场作用吸附在磨盘上，对工件1起到抛光作用。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，其特征在于：包括工件(1)、磨盘(2)、负电极(3)、主轴(4)、电机(5)、喷头(6)、液态金属输送管(7)、液态金属泵(8)、回收孔(9)、正电极(10)、电热丝(11)、抛光槽(13)和工作平台(12)，所述正电极(10)安装在工作平台(12)内；所述磨盘(2)安装在正电极(10)上方的工作平台(12)上，所述磨盘(2)上设有有多个孔，工作平台(12)内盛有液态金属抛光液且液态金属抛光液通过磨盘(2)孔流动到工作平台(12)内；工件(1)安装磨盘(2)正上方的主轴(4)上；所述负电极(3)固定在工件(1)上；所述主轴(4)上端连接驱动主轴(4)转动的电机(5)，电机(5)安装在三自由度平台上并受三自由度平台控制进行X轴、Y轴和Z轴三个方向的自由U运动；所述抛光槽(13)内设置有电热丝(11)，所述抛光槽(13)内还安装用于检测抛光槽(13)内液体金属抛光液温度的温度传感器，电热丝(11)液态金属抛光液进行加热，使得液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高5℃以上，且液态金属抛光液的温度比液态金属抛光液熔点高不超过10℃；液态金属输送管(7)连接存有液态金属抛光液的抛光槽(13)和液态金属泵(8)的入口，液态金属管的输出管连接喷头(6)和液态金属泵(8)的出口，喷头(6)设置在磨盘(2)一侧并且正对磨盘(2)和工件(1)的接触表面，正电极(10)和负电极(3)工作时将喷头(6)喷洒到磨盘(2)和工件(1)接触表面上的液态金属抛光液中的金属离子吸附在表面上。
2.根据权利要求1所述的一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，其特征在于：所述电热丝(11)设置有两条，分别设置在抛光槽(13)的左右两侧。
3.根据权利要求1所述的一种利用液态金属抛光液进行大平面抛光的装置，其特征在于：所述液态金属抛光液中的液态金属为镓离子、铷离子、铯离子中的一种或几种的化合物。
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