CN114346800B - 表面研磨方法、工件、沉积设备和研磨站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨技术领域，公开一种表面研磨方法、工件、沉积设备和研磨站。该表面研磨方法包括：提供研磨装置，研磨装置包括连接臂、研磨头承载装置和研磨头，研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，研磨头安装在承载板上，研磨头包括能够转动的研磨盘组件；研磨时，连接臂移动以使得研磨盘组件接触待研磨表面，承载板进行摆动以带动研磨头摆动，同时研磨盘组件转动，并且连接臂移动以带动研磨头承载装置沿着待研磨表面以预定移动路径移动，以使得研磨盘组件对待研磨表面进行研磨作业，以能够进行自动化研磨，使得表面均匀性和生产效率都能得到质的提升，使得表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好，返工率显著降低。

Description

表面研磨方法、工件、沉积设备和研磨站

技术领域

本发明涉及研磨技术领域，尤其是涉及一种表面研磨方法，一种通过该表面研磨方法得到的工件，一种包括该工件的沉积设备，和一种能够实现该表面研磨方法的研磨站。

背景技术

TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）行业近些年在国内发展十分迅猛，品质和产能不断提升。TFT-LCD的制程繁多，其中PECVD(等离子体增强化学气相沉淀法)是关键步骤，这会使用到沉积设备，沉积设备通常包括各种腔体和背板（Backing Plate，简称BP），背板的主要作用是上部支撑，防止腔体变形，并将射频能量通入腔体，使腔体内的特殊气体变成等离子体，腔体内的等离子体在玻璃基板上沉积出各种薄膜。

在实际使用中，由于处于等离子气体的腐蚀性氛围中，且处在高压通电环境下，一定寿命周期内必须取出进行维修再生，以重复使用。由于背板的特殊使用要求，背板通常采用铝材质，背板的板面要求极高的光泽、低粗糙度以及本体的平坦度，目的是降低微粒的附着，增加热辐射。

目前，在背板生成或维修再生时，其板面的镜面加工都是采用手动研磨，也就是操作人员手持研磨装置，手工对铝材进行表面粗磨、精磨、抛光。然而，这样的手工研磨操作生产效率十分低下，以一块8.5代的背板为例，生产工时通常需要48H以上，需要2名熟练工人同时进行作业。由于采用人工作业，表面光泽度均匀性一般，光泽偏差一般±50GU，光泽偏差导致的返工率超过30%。此外，根据世代线别的不同，背板尺寸也不同，背板的尺寸通常很大，例如长×宽×厚通常为2008×1808×108mm，有的背板的尺寸可以达到长×宽×厚为2941×2591×139mm。对于如此大尺寸的背板，要实现均匀一致的镜面光泽，工艺繁杂程度和成本都很高。

发明内容

针对以上现有技术中存在的至少一些问题，本发明的目的是提供一种表面研磨方法，该表面研磨方法能够进行自动化研磨，使得表面均匀性和生产效率都能得到质的提升，使得表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好，返工率显著降低，例如可以降低到5%以内。

为了实现上述目的，本发明提供一种表面研磨方法，该表面研磨方法包括：定位具有待研磨表面的工件；提供研磨装置，所述研磨装置包括连接臂、研磨头承载装置和研磨头，所述研磨头承载装置设置在所述连接臂上，所述研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，所述研磨头安装在所述承载板上，所述研磨头包括能够转动的研磨盘组件；研磨时，所述连接臂移动以使得所述研磨盘组件接触所述待研磨表面，所述承载板进行摆动以带动所述研磨头摆动，同时所述研磨盘组件转动，并且所述连接臂移动以带动所述研磨头承载装置沿着所述待研磨表面以预定移动路径移动，以使得所述研磨盘组件对所述待研磨表面进行研磨作业。

在该技术方案中，由于研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，研磨头安装在承载板上，而研磨头自身则包括能够转动的研磨盘组件，同时，研磨时，连接臂移动以使得研磨盘组件接触待研磨表面，承载板进行摆动以带动研磨头摆动，同时研磨盘组件转动，此时，研磨头在平动的同时，由于摆动还会产生一定幅度的振动，使得研磨头的轨迹是整体波浪式起伏，从而相对于现有技术的同心轨迹增加研磨面积，例如可以增加15-20%左右，这能够有效提升研磨均匀性和研磨效率，随着连接臂带动研磨头承载装置沿着待研磨表面以预定移动路径移动，从而可以对待研磨表面能够进行自动化研磨，使得表面均匀性和生产效率都能得到质的提升，使得表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好，返工率显著降低，例如可以降低到5%以内。

根据本发明的一种实施方式，所述承载板能够进行圆周摆动，以带动所述研磨头进行圆周摆动。

根据本发明的一种实施方式，所述研磨头承载装置包括安装板，所述承载板通过弹性支撑结构连接于所述安装板，在研磨时，所述弹性支撑结构处于压缩状态，以使得所述研磨盘组件贴附在所述待研磨表面上进行研磨作业。

根据本发明的一种实施方式，将多个所述研磨头安装在所述承载板上。

根据本发明的一种实施方式，所述预定移动路径包括X-Y方向的移动路径。

根据本发明的一种实施方式，所述研磨作业包括依次进行的粗磨作业和精磨作业，其中，所述研磨盘组件在所述粗磨作业使用的粗磨砂纸型号小于在所述精磨作业使用的精磨砂纸型号。

根据本发明的一种实施方式，所述粗磨作业包括多次，并且随着粗磨作业次数的增加，每次粗磨作业使用的粗磨砂纸型号对应增加；所述精磨作业包括多次，并且随着精磨作业次数的增加，每次精磨作业使用的精磨砂纸型号对应增加。

根据本发明的一种实施方式，所述研磨作业包括在所述精磨作业后进行的收光作业，其中，所述研磨盘组件在所述收光作业时使用百洁布。

根据本发明的一种实施方式，所述收光作业包括多次，并且随着收光作业次数的增加，每次收光作业使用的百洁布型号对应增加。

根据本发明的一种实施方式，所述研磨作业包括抛光作业，其中，在所述收光作业完成后对表面进行第一次表面检查作业，在符合预设要求时进行所述抛光作业，在不符合预设要求时进行最后一次所述精磨作业。

根据本发明的一种实施方式，在进行所述收光作业时，所述连接臂带动所述研磨头承载装置以第一移动速率移动，在进行所述粗磨作业、所述精磨作业和所述抛光作业中的至少一者时，所述连接臂带动所述研磨头承载装置以第二移动速率移动，其中，所述第一移动速率小于所述第二移动速率。

根据本发明的一种实施方式，使用绒布砂纸或海绵砂进行多次抛光作业，同时，最后一次抛光作业使用超纯水，其他次抛光作业使用抛光膏。

根据本发明的一种实施方式，所述表面研磨方法包括在所述抛光作业后使用超纯水清洗抛光后的表面的表面清洗作业。

根据本发明的一种实施方式，所述连接臂移动以带动所述研磨头承载装置移动，在移动过程中，所述研磨头承载装置上的喷淋结构喷射超纯水以清洗抛光后的表面。

根据本发明的一种实施方式，对清洗后的表面进行第二次表面检查作业，在符合预设要求时进行后续的表面干燥和表面覆膜，在不符合预设要求时进行最后两次的所述抛光作业，并在完成最后两次的所述抛光作业后进行所述表面清洗作业。

根据本发明的一种实施方式，所述工件为用于等离子体增强化学气相沉淀法的沉积设备的铝材背板，所述待研磨表面为所述铝材背板的至少一侧板面。

另外，本发明提供一种工件，所述工件包括通过以上任意所述的表面研磨方法研磨得到的表面。这样，如上所述的，通过该表面研磨方法，该工件的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好。

另外，本发明提供一种沉积设备，所述沉积设备用于等离子体增强化学气相沉淀法，所述沉积设备包括背板，所述背板为以上所述的工件。这样，如上所述的，该沉积设备的背板的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，从而使得该背板能够实现均匀一致的镜面光泽，因此，能够使得实际使用中微粒附着的概率显著降低，并使得热辐射的效率和均匀性也显著提高。

最后，本发明提供一种研磨站，所述研磨站包括研磨装置，其中，所述研磨站能够实现以上任意所述的表面研磨方法。这样，如上所述的，该研磨站可以对背板进行生成和维修再生，使得背板的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，从而使得该背板能够实现均匀一致的镜面光泽，因此，能够使得实际使用中微粒附着的概率显著降低，并使得热辐射的效率和均匀性也显著提高。

显而易见，在以上单个实施方式中描述的元件或特征可以在其它实施方式中单独或组合使用。

附图说明

在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。

图1是示例性地示出了根据本发明的一种实施方式的研磨装置的立体结构示意图。

图2是图1的研磨装置的侧视结构示意图。

图3是图1的研磨装置中显示的研磨头承载装置的立体结构示意图。

图4是图1的研磨装置中显示的研磨头承载装置的一种安装板的立体结构示意图。

图5是图1的研磨装置中显示的研磨头承载装置的一种承载板的立体结构示意图。

图6是图1的研磨装置中显示的研磨头承载装置的一种止挡结构的立体结构示意图。

图7是图6的止挡结构和图4的安装板装配的立体结构示意图。

图8是图1的研磨装置中显示的研磨头承载装置的一种偏心结构和驱动装置的偏心柱配合的立体结构示意图。

图9是图1的研磨装置中的一种研磨头本体的立体结构示意图。

图10是图1的研磨装置中的一种研磨头的立体结构示意图。

图11是图1的研磨装置中的一种驱动装置的立体结构示意图。

图12是图1的研磨装置中的一种喷淋结构的立体结构示意图。

图13是示例性地示出了根据本发明的一种实施方式的表面研磨方法的流程示意图。

图14是对通过本发明提供的表面研磨方法研磨后的表面进行检测的分区示意图。

图15是图14中各个分区的光泽与现有技术中手动研磨的光泽的数据对比表。

图16是本发明提供的平面研磨方法中使用的研磨膏和各种类型的抛光膏的成分示意表。

图17是本发明提供的平面研磨方法中使用的各种类型的抛光膏的出光速率示意表。

附图标记说明

1-安装板，2-承载板，3-弹性支撑结构，4-驱动装置，5-驱动装置安装部，6-研磨头，7-研磨头安装部，8-转动轴，9-偏心柱，10-条状弹性件，11-连接部，12-第一贯通开口，13-第二贯通开口，14-安装块，15-贯通孔，16-中心板面区，17-边缘板区，18-第三贯通开口，19-第四贯通开口，20-止挡结构，21-止挡片体，22-连接翻边，23-止挡块，24-弹性部，25-研磨头承载装置，26-研磨头本体，27-配重块，28-管段，29-喷淋管件，30-安装座，31-研磨膏供给流道，32-研磨用水供给流道，33-研磨膏供给管路，34-研磨用水供给管路，35-连接臂，36-研磨装置，37-缺口，38-喷淋结构。

具体实施方式

接下来将参照附图详细描述本发明的弹性模块及弹性垫。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，其他方式同样落入本发明的范围。

参考图13，本发明提供的表面研磨方法包括：定位具有待研磨表面的工件；提供研磨装置，研磨装置包括连接臂、研磨头承载装置和研磨头，研磨头承载装置设置在连接臂上，研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，研磨头安装在承载板上，研磨头包括能够转动的研磨盘组件；研磨时，连接臂移动以使得研磨盘组件接触待研磨表面，承载板进行摆动以带动研磨头摆动，同时研磨盘组件转动，并且连接臂移动以带动研磨头承载装置沿着待研磨表面以预定移动路径移动，以使得研磨盘组件对待研磨表面进行研磨作业。

在该技术方案中，由于研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，研磨头安装在承载板上，而研磨头自身则包括能够转动的研磨盘组件，同时，研磨时，连接臂移动以使得研磨盘组件接触待研磨表面，承载板进行摆动以带动研磨头摆动，同时研磨盘组件转动，此时，研磨头在平动的同时，由于摆动还会产生一定幅度的振动，使得研磨头的轨迹是整体波浪式起伏，从而相对于现有技术的同心轨迹增加研磨面积，例如可以增加15-20%左右，这能够有效提升研磨均匀性和研磨效率，随着连接臂带动研磨头承载装置沿着待研磨表面以预定移动路径移动，从而可以对待研磨表面能够进行自动化研磨，使得表面均匀性和生产效率都能得到质的提升，使得表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好，返工率显著降低，例如可以降低到5%以内。另外，通过波浪式起伏轨迹，可以有效避免由于工件平整度引起的研磨头损伤，提升研磨头使用寿命。

例如，参考图14和图15，在图14中，对通过本发明的这种表面研磨方法研磨后的表面划分区域，例如可以划分为16个区域，分别标记为G1-G16，然后对G1-G16进行测量，一种测量结果可以参见图15。现有技术的手动研磨中，根据工件材质的品质和人员熟练度，手动研磨通常达到的光泽度在500-700GU之间，例如在图15中，可以明确看出，绝大部分的手动研磨达到的光泽度在600-700GU这个区间。而在采用本发明的表面研磨方法的自动研磨中，绝大部分的光泽度可以达到700GU以上，甚至十分接近800GU或者可以超过800GU的光泽度。同时，在图15中，可以看出，采用本发明的表面研磨方法的自动研磨的大部分光泽度偏差明显小于现有技术的手动研磨。因此，可以看出，本发明的表面研磨方法可以使得表面均匀性和生产效率都能得到质的提升，使得表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好。

在此需要说明的是，参考图1、图2、图4和图5，其显示了一种本发明的表面研磨方法中采用的研磨头承载装置，但是，本发明的表面研磨方法中采用的研磨头承载装置并不局限于图1、图2、图4和图5显示的这种结构。例如，可选择的实施方式中，研磨头承载装置可以包括直线电机或直线驱动缸，直线电机或直线驱动缸可以驱动承载板往复移动以进行摆动，这同样可以带动安装在承载板上的研磨头进行摆动。

另外，在该表面研磨方法中，承载板可以进行直线段或曲线段的摆动，例如，直线电机或直线驱动缸可以驱动承载板往复移动以进行直线摆动。或者，可以通过其他的连杆机构或者曲柄机构带动承载板进行曲线段摆动。或者，承载板能够进行圆周摆动，以带动研磨头进行圆周摆动，这种圆周摆动可以这样来说明，将一个物体用绳子吊起后，将物体拉起并以切向方向放出，这样，该物体在自身重力和切向外力作用下将会做圆周摆动，这种圆周摆动类似于公转，而物体自身基本上不会进行自转。同样的，承载板进行圆周摆动以公转而并不自转，这样就可以带动研磨头公转，而研磨头公转的同时，研磨头自身的研磨盘组件进行自转，也就是，研磨盘组件在公转的同时进行自转，这样，在连接臂传递到承载板靠近研磨表面的作用力下，同时承载板摆动，从而可以使得研磨头在平动的同时，还会产生一定幅度的振动，使得研磨头的轨迹是整体波浪式起伏，并做圆周运动，从而相对于现有技术的同心轨迹能够进一步增加研磨面积，并有效提升研磨效果，例如相对于手工研磨的研磨痕≤0.05mm，该研磨头承载装置的进行多次研磨后的研磨痕≤0.03mm。

另外，参考图1、图2、图4和图5，一种可选择的实施方式中，研磨头承载装置包括安装板，承载板通过弹性支撑结构连接于安装板，在研磨时，弹性支撑结构处于压缩状态，以使得研磨盘组件贴附在待研磨表面上进行研磨作业。这样，弹性支撑结构在允许承载板进行摆动，例如进行圆周摆动的同时，还可以在连接臂带动研磨头接触待研磨表面时起到弹性缓冲作用，避免和待研磨表面的硬性接触，同时，处于压缩状态的弹性支撑结构，还可以使得研磨盘组件以所需的合适压力与待研磨表面形成良好的接触，从而提升对待表面的研磨效果。

另外，在该表面研磨方法中，研磨头的数量可以根据实际需求来选择，例如，研磨头的数量可以为一个，或者，研磨头的数量可以多个，可以将多个研磨头按照所需布置形式安装在承载板上。这样，同一个承载板可以同时带动多个研磨头摆动，也就是上述的公转，而各个研磨头的研磨盘组件则分别自转，这样，能够更进一步提升研磨面积，在研磨过程中，一个研磨头研磨过的表面将被下一个研磨头再次进行研磨，从而进一步提升研磨的均匀性。

当然，可选择的实施方式中，操作人员可以更换不同尺寸的研磨头，例如，根据实际需求，在一种尺寸的研磨头完成研磨后，可以根据其他的待研磨表面的不同需求，来更换其他尺寸的研磨头，从而提升研磨效率。

另外，在该表面研磨方法中，连接臂可以带动研磨头承载装置进行各种形状的预定移动路径，例如，预定移动路径可以包括曲线形状，比如可以为波浪形曲线。或者，预定移动路径可以为从外到内，或者从内到外的螺旋延伸形状。或者，预定移动路径包括X-Y方向的移动路径，比如可以在X方向往复多次移动，同时各个相邻的X向的移动首位通过Y向的移动连接。

另外，在本发明的表面研磨方法中，研磨作业可以包括多种不同工序。例如，研磨作业可以包括依次进行的粗磨作业和精磨作业，其中，研磨盘组件在粗磨作业使用的粗磨砂纸型号小于在精磨作业使用的精磨砂纸型号。这样，通过采用不同型号的砂纸进行粗磨作业和精磨作业，可以有效地提升待研磨表面的光泽度，为后续的研磨处理提供良好基础。

另外，在该表面研磨方法中，粗磨作业可以进行一次，或者粗磨作业可以包括多次，参考图13，并且随着粗磨作业次数的增加，每次粗磨作业使用的粗磨砂纸型号对应增加；例如，在图13中，进行了三次粗磨作业，并且使用的砂纸型号增大。这样，可以初步有效地对表面进行研磨。另外，精磨作业也可以进行一次，或者，精磨作业可以包括多次，参考图13，并且随着精磨作业次数的增加，每次精磨作业使用的精磨砂纸型号对应增加，例如，在图13中，进行了三次精磨作业，并且使用的砂纸型号也增大，这样，通过多次这样的精磨作业，可以使得表面的研磨效果进一步提升。

另外，如果需要，在进行精磨后，可以进行收光作业。参考图13，研磨作业包括在精磨作业后进行的收光作业，其中，研磨盘组件在收光作业时使用百洁布。这样，使用百洁布进行收光，可以更进一步提升表面的镜面研磨效果。

另外，收光作业可以进行一次，或者，参考图13，收光作业包括多次，并且随着收光作业次数的增加，每次收光作业使用的百洁布型号对应增加。例如，图13中进行了两次收光作业，并且使用了不同型号的百洁布。这样，通过多次收光作业，能够进一步提升表面的镜面研磨效果。

另外，如果想要进一步提升表面的镜面研磨效果，本发明的研磨作业包括抛光作业，其中，在收光作业比如最后一次收光作业完成后对表面进行第一次表面检查作业，表面的光泽度在符合预设要求时进行抛光作业，在不符合预设要求时进行最后一次精磨作业，直到完成最后一次精磨作业并进行收光作业后，再次进行第一次表面检查作业。在符合预设要求后，则进行后续的抛光作业，以进一步提升表面的光泽度。

另外，在该表面研磨方法，在进行收光作业时，连接臂带动研磨头承载装置以第一移动速率移动，在进行粗磨作业、精磨作业和抛光作业中的至少一者时，连接臂带动研磨头承载装置以第二移动速率移动，其中，第一移动速率小于第二移动速率。由于收光作业的第一移动速率小于第二移动速率，这样，百洁布可以更有效，充分，全面地对精磨后的表面进行收光，以显著提升表面的光泽度。当然，可选择地，第一移动速率和第二移动速率可以相同或者基本相同。

另外，抛光作业可以进行一次，或者，参考图13，抛光作业可以进行多次，参考图13，可以使用绒布砂纸或海绵砂进行多次抛光作业，同时，最后一次抛光作业使用超纯水，其他次抛光作业使用抛光膏。另外，其他次抛光作业可以使用相同的抛光膏，也可以使用不同的抛光膏，例如，如图13所示的，第一次抛光作业可以使用抛光膏B，第二次抛光作业可以使用抛光膏C，抛光膏B和抛光膏C不同。

图16显示了研磨膏和各种类型抛光膏的成分，图17显示了不同类型抛光膏的出光速率。参考图13，在粗磨作业和精磨作业时，可以使用研磨膏，以对表面进行有效整平，因此可以选择硬度较高的研磨膏，例如一般选用金刚砂或者硅藻土类的研磨膏。另外，为了进一步获得优异的镜面光泽度，抛光膏大多使用熔炼氧化铝或者纳米金刚石，尤其是纳米金刚石，从而可以获得极致的光泽度。参考图16和图17，正确搭配使用不同成分的抛光膏，可以实现镜面光泽的批量自动化生产。根据抛光膏的成分，在出光速率相同时，最终光泽度则明显不同，例如，抛光膏A〈抛光膏B〈抛光膏C〈抛光膏D。例如，一种实施方式中，进行6次抛光作业，采用抛光膏A或抛光膏B搭配抛光膏C或抛光膏D，例如，1-4次采用抛光膏A或者抛光膏B，5-6次采用抛光膏C或者抛光膏D，可以获得≥800GU的镜面效果。

另外，参考图13，该表面研磨方法包括在抛光作业后使用超纯水清洗抛光后的表面的表面清洗作业。这样，采用超纯水清洗抛光后的表面，可以对抛光的表面镜面效果形成良好的防护，以便于后续的检测。

另外，可以使用单独的喷淋装置对抛光后的表面进行清洗。或者，在该表面研磨方法，连接臂移动以带动研磨头承载装置移动，在移动过程中，研磨头承载装置上的喷淋结构喷射超纯水以清洗抛光后的表面。例如，可以使用超纯水进行最后一次精抛光作业，这样，在精抛光的同时，超纯水可以对镜面进行清洗，在最后一次精抛光作业完成后，连接臂则可以带动研磨头承载装置继续移动，以对形成的镜面单独使用超纯水进行清洗。

另外，研磨头承载装置上的喷淋结构还可以在粗磨作业、精磨作业中供给研磨膏，在抛光作业中供给抛光膏。

另外，对清洗后的表面进行第二次表面检查作业，在符合预设要求时进行后续的表面干燥和表面覆膜，在不符合预设要求时进行最后两次的抛光作业，并在完成最后两次的抛光作业后进行表面清洗作业。最后两次的抛光作业为精抛光作业，倒数的第二次精抛光作业可以使用抛光膏C或抛光膏D，而最后一次精抛光作业则可以使用超纯水。

另外，在本发明的表面研磨方法中，工件可以为任何需要表面进行研磨以达到设定需求的工件，例如，工件为用于等离子体增强化学气相沉淀法的沉积设备的铝材背板，待研磨表面为铝材背板的至少一侧板面。该铝材背板可以选用Al6061-T6，Al6061-T6加工性能和可焊接性能良好，耐腐蚀性强，同时通过研磨抛光，更易于实现镜面光泽。

另外，本发明提供一种工件，所述工件包括通过以上任意所述的表面研磨方法研磨得到的表面。这样，如上所述的，通过该表面研磨方法，该工件的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，同时品质重现性良好。

另外，本发明提供一种沉积设备，所述沉积设备用于等离子体增强化学气相沉淀法，所述沉积设备包括背板，所述背板为以上所述的工件。这样，如上所述的，该沉积设备的背板的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，从而使得该背板能够实现均匀一致的镜面光泽，因此，能够使得实际使用中微粒附着的概率显著降低，并使得热辐射的效率和均匀性也显著提高。

最后，本发明提供一种研磨站，所述研磨站包括研磨装置，其中，所述研磨站能够实现以上任意所述的表面研磨方法。这样，如上所述的，该研磨站可以对背板进行生成和维修再生，使得背板的表面的光泽度、粗糙度都能有效达到特定要求，从而使得该背板能够实现均匀一致的镜面光泽，因此，能够使得实际使用中微粒附着的概率显著降低，并使得热辐射的效率和均匀性也显著提高。

此外，以下详细说明一种能够实现上述平面研磨方法的研磨装置的研磨头承载装置。参考图1、图2、图4和图5，本发明提供的研磨头承载装置25包括板面相对布置的安装板1和承载板2以及连接在安装板1和承载板2之间的弹性支撑结构3，弹性支撑结构3将安装板1和承载板2之间保持设定间距，其中，安装板1包括用于安装能够提供偏心转动的驱动装置4的驱动装置安装部5；承载板2包括用于安装背向安装板1的研磨头6的研磨头安装部7，并且承载板2设置有用于与驱动装置4的转动轴8上的偏心柱9配合的偏心结构；其中，弹性支撑结构3配置为允许承载板2能够相对于安装板1摆动。

在该研磨头承载装置25中，由于板面相对布置的安装板1和承载板2之间连接有弹性支撑结构3，并且承载板2上的偏心结构用于与驱动装置4的转动轴8上的偏心柱9配合，而弹性支撑结构3配置为允许承载板2能够相对于安装板1摆动。这样，该研磨头承载装置在实际使用中，安装板1可以连接在连接臂35上，可以将驱动装置4安装在驱动装置安装部5上，此时，驱动装置4的转动轴8上的偏心柱9将与偏心结构配合，而研磨头6可以安装在研磨头安装部7上并背向安装板1。这样，驱动装置4启动后转动轴8将转动，从而通过配合的偏心柱9和偏心结构来带动承载板2通过弹性支撑结构3相对于安装板1摆动，同时，研磨头6转动。此时，连接臂35带动安装板1移动，使得研磨头6靠近接触研磨表面进行研磨作业，此时，在连接臂35传递到安装板1靠近研磨表面的作用力下，同时承载板2摆动，从而可以使得研磨头在平动的同时，还会产生一定幅度的振动，使得研磨头6的轨迹是整体波浪式起伏，并做圆周运动，从而相对于现有技术的同心轨迹增加研磨面积例如可以增加15-20%左右，并有效提升研磨效果，例如相对于手工研磨的研磨痕≤0.05mm，该研磨头承载装置25的进行多次研磨后的研磨痕≤0.03mm，另外，由于采用偏心设计，通过波浪式起伏轨迹，可以有效避免由于工件平整度引起的研磨头损伤，提升研磨头使用寿命。

在该研磨头承载装置中，弹性支撑结构3可以设置在任何位置处，只要能够允许承载板2能够相对于安装板1摆动即可。例如，一种实施方式中，弹性支撑结构3可以设置在安装板1和承载板2相对的板面之间。或者，另一种实施方式中，参考图3所示的，弹性支撑结构3连接在安装板1的外周面和承载板2的外周面之间，这样，可以进一步提升安装板1和承载板2通过弹性支撑结构3连接的可靠性和平稳性，同时，由于弹性支撑结构3位于外周面，也便于拆装弹性支撑结构3。

另外，在该研磨头承载装置中，弹性支撑结构3可以包括多种结构类型，例如，弹性支撑结构3的一种结构类型中，弹性支撑结构3可以包括能够扭转的弹性筒，该弹性筒的一端连接于安装板1上例如连接在安装板1的外周面上，该弹性筒的另一端可以连接于承载板2上例如连接在承载板2的外周面上。进一步地，为了便于弹性筒扭转，弹性筒的筒侧壁上可以形成有多个开口，开口的尺寸和形状可以根据实际需求来选择。弹性筒可以为橡胶筒。或者，弹性支撑接头3的另一种结构形式中，参考图3，弹性支撑结构3包括多个条状弹性件10，多个条状弹性件10沿着周向方向间隔均匀布置。这样，多个条状弹性件10周向间隔均布，可以更平稳地连接安装板1和承载板2，同时，也能够允许承载板2能够相对于安装板1摆动。条状弹性件10可以为橡胶条，或者可以为弹簧，例如可以为波浪形弹簧。

另外，条状弹性件10的两端可以连接在安装板1和承载板2相互朝向的板面之间。或者，可选择地，条状弹性件10的两端分别连接于安装板1的外周面和承载板2的外周面之间。例如，参考图4和图5，安装板1的外周面和承载板2的外周面分别设置有多个周向间隔均布的连接部11，每个条状弹性件10的一端连接于安装板1的对应的连接部11，每个条状弹性件10的另一端连接于承载板2的对应的连接部11。安装板1上的连接部11和承载板2上的连接部11可以轴向对齐布置以使得条状弹性件10轴向平直延伸，或者可以错开预定间距布置以使得条状弹性件10以预定角度倾斜布置，只要不影响承载板2相对于安装板1摆动即可。

另外，连接部11可以具有多种结构形式，例如，一种结构形式中，连接部11可以为从安装板1的外周面和承载板2上伸出的连接柱，条状弹性件10的两端分别挂接在各自端对应的连接柱上。或者，另一种结构形式中，如图4和图5所示的，安装板1的外周面和承载板2的外周面上分别形有多个周向间隔均布的连接孔，每个连接孔中可以配合有连接螺钉，条状弹性件10两端的挂钩可以分别挂接在各自端对应的连接螺钉上。

另外，在该研磨头承载装置中，偏心结构可以设置在任何位置处，其只要能够与驱动装置的偏心柱配合，以在转动轴8转动时带动承载板2相对于安装板1偏心运动即可。例如，一种方式中，偏心结构可以设置在承载板2的背向安装板1的一侧板面上，此时，承载板2上可以形成有敞开口，驱动装置的转动轴8穿过该敞开口，使得偏心柱与偏心结构配合。或者，另一种方式中，参考图2，偏心结构位于承载板2的朝向安装板1的一侧板面上，所述偏心结构设置为允许所述偏心柱9和所述偏心结构在偏心柱轴向方向上相对移动。这样，可以使得偏心结构远离研磨头，避免研磨产生的粉尘污染偏心结构而影响偏心结构的可靠性，同时，由于偏心结构位于承载板2的朝向安装板1的一侧板面上，使得偏心柱9能够以较短的距离与偏心结构更便捷地配合，简化了承载板2和偏心结构之间的配合结构。另外，当连接臂向安装板施加朝向研磨表面的力时，偏心柱9和偏心结构之间将发生相对运动以提供缓冲作用，使得研磨头软性地接触在研磨面上，避免研磨头硬性接触在研磨面上，这可以避免由于研磨头硬性接触研磨面而在局部刮伤研磨表面。这对于铝材的研磨表面很有益处。

另外，参考图5，一种实施方式中，承载板2的中心形成有第一贯通开口12和多个围绕第一贯通开口12周向间隔布置的第二贯通开口13，其中，偏心结构安装于第一贯通开口12处。这样，第一贯通开口12和多个第二贯通开口13可以减轻承载板2的重量，同时，也便于观察，以更好地将偏心结构安装于第一贯通开口12处。

另外，在该研磨头承载装置中，偏心结构可以具有多种结构形式，例如，偏心结构的一种结构形式中，偏心结构包括形成在承载板2上的偏离中心的偏心通孔，而偏心柱9则可以轴向移动地设置在偏心通孔内，这样，转动轴8带动偏心柱9转圈时，偏心柱9将带动承载板2绕圈摆动。或者，偏心结构的另一种结构形式中，参考图8，偏心结构包括安装块14，安装块14形成有用于容纳偏心柱9并允许偏心柱移动的偏心孔，安装块14设置在承载板2的朝向安装板1的一侧板面上。这样，转动轴8带动偏心柱9转圈时，偏心柱9将作用于偏心孔，并带动承载板2绕圈摆动。

安装块14可以安装在承载板2的任何位置处，例如，参考图5，安装块14下方的凸柱可以安装在承载板2的中心的第一贯通开口12中。这样，参考图8，由于安装块14安装在承载板2的中心位置处，这样，转动轴8带动偏心柱9转圈时，偏心柱9将作用于偏心孔，并带动承载板2均匀地绕圈摆动，从而提升研磨的均衡性。

另外，驱动装置安装部5可以设置在安装板1的任何位置处，只要能够安装驱动装置4以带动承载板2偏心摆动即可。例如，一种结构中，驱动装置安装部5可以设置在安装板1的朝向承载板的一侧板面上，这样，可以使得驱动装置4位于安装板1和承载板2之间。或者，在另一种结构中，参考图1-图4，驱动装置安装部5位于安装板1的背向承载板2的一侧板面上，并且安装板1形成有用于容纳转动轴8的贯通孔15。这样，驱动装置4可以安装在安装板1的背向承载板2的一侧板面上，使得驱动装置4并不位于安装板1和承载板2之间，这样，可以缩短安装板1和承载板2之间的距离，从而提升该研磨头承载装置的结构紧凑性，并缩短弹性支撑结构3的长度，使得承载板2可以更稳定均衡地摆动。另外，驱动装置4的转动轴8则可以配合在贯通孔15内，使得偏心柱9位于安装板1和承载板2之间。

另外，驱动装置安装部5可以位于安装板1的背向承载板2的一侧板面的任何位置处，例如，可以位于边缘位置处。或者，参考图3和图4，驱动装置安装部5为安装板1的背向承载板2的一侧板面的中心板面区16，贯通孔15形成在中心板面区16的中部。这样，可以将驱动装置4安装在安装板1的中心位置处，从而可以与安装在承载板2的中心位置处的偏心结构配合，使得承载板2可以更均衡地整圈摆动，提升研磨均衡性。

另外，在该研磨头承载装置中，研磨头安装部7的数量可以为一个，或者，研磨头安装部7包括多个，并且沿着承载板2的周向方向间隔布置在承载板2的边缘板区17。参考图5，这样，多个研磨头6可以周向间隔均匀地设置在边缘板区17的各个研磨头安装部7处，这可以使得承载板2在整圈摆动过程中，一个研磨头可以对另一个研磨头研磨过的区域进行再次研磨，从而可以进一步提升研磨效果。另外，通过波浪式起伏轨迹，可以避免多个例如四个研磨头高速自传下，由于速度的差异引起的联动损伤。另外，多个研磨头安装部7可以允许按照实际需求来组装不同直径的研磨头，另外，多个研磨头安装部7还可以允许根据实际需求来更换不同尺寸的研磨头，提供进一步提升研磨面积。

另外，参考图5，承载板2上形成有位于相邻的研磨头安装部7之间的第三贯通开口18和位于研磨头安装部7内的第四贯通开口19。这样，可以进一步降低承载板2的重量，提升研磨效果。

另外，当连接臂带动安装板1抵压研磨表面时，为了防止对承载板2碰撞安装板1，并避免过量压缩弹性支撑结构3，参考图2、图6和图7，安装板1和承载板2之间设置有用于防止安装板1接触承载板2的止挡结构20。这样，该止挡结构20可以限制承载板2和安装板1发生碰撞，并避免损坏弹性支撑结构3。

当然，止挡结构20可以同时连接于安装板1和承载板2。或者，参考图2，止挡结构20连接于安装板1和承载板2中的一者并与另一者保持距离，其中，止挡结构20配置为能够调整距离。这样，可以根据实际研磨需求来调整距离，从而可以调整承载板2相对于安装板1的移动距离，以满足不同的研磨需求。

另外，止挡结构20可以具有多种结构形式，例如，一种结构形式中，止挡结构20可以为弹性柱。或者，参考图6，止挡结构20包括止挡片体21，止挡片体21的一端能够移动地设置有连接翻边22，止挡片体21的另一端设置有止挡块23，止挡块23包括弹性部24。这样，参考图7，连接翻边22可以连接在安装板1上的连接开口的上侧口边沿上，使得止挡片体21的一部分穿过连接开口，而止挡片体21和连接翻边22之间可以调整位置，从而可以调整弹性部24和承载板2之间的距离。而弹性部24与承载板2接触时可以起到缓冲作用，避免对承载板2形成撞击损伤。

此外，本发明提供一种研磨装置，参考图1和图2，该研磨装置包括能够提供偏心转动的驱动装置4、研磨头6和以上任意所述的研磨头承载装置25，其中，研磨头6安装于研磨头安装部7并背向安装板1；驱动装置4安装于驱动装置安装部5，驱动装置4的转动轴8上的偏心柱9与偏心结构配合；其中，驱动装置4提供的偏心转动能够带动承载板2相对于安装板1摆动。

这样，如上所述的，在实际使用中，安装板1可以连接在连接臂35上，这样，驱动装置4启动后转动轴8将转动，从而通过配合的偏心柱9和偏心结构来带动承载板2相对于安装板1摆动，同时，研磨头6转动。连接臂35带动安装板1移动，使得研磨头6靠近接触研磨表面进行研磨作业，此时，在连接臂传递到安装板靠近研磨表面的作用力下，同时承载板2摆动，从而可以使得研磨头在平动的同时，还会产生一定幅度的振动，使得研磨头的轨迹是整体波浪式起伏，并做圆周运动，从而相对于现有技术的同心轨迹增加研磨面积例如可以增加15-20%左右，并有效提升研磨效果，另外，由于采用偏心设计，通过波浪式起伏轨迹，可以有效避免由于工件平整度引起的研磨头损伤，提升研磨头使用寿命。

另外，驱动装置4可以为采用压缩气体驱动的气动旋转机，或者参考图11，驱动装置4可以采用单向异步电动机，单向异步电动机的转速可调，工作范围为90-1400rpm，额定功率90W，额定转矩0.25NM，减速比10。带动承载板2旋转速率为100rpm。

另外，在该研磨装置中，研磨头6的一种实施方式中，参考图9和图10，研磨头6包括研磨头本体26和至少一个配重块27，其中，研磨头本体26安装于研磨头安装部7，并且至少一个配重块27能够拆卸地设置在研磨头本体26上。这样，连接臂35带动研磨头承载装置25研磨时向下的力矩有两部分，一部分是连接臂施加的，另一部分则是配重块27自身的重力，配重块27自身的重力提供的力度是比较重要的，是研磨力度的主要贡献。另外，配重块27的材质可以是304不锈钢，单个配重块可以为1kg-2kg，从而多个配重块可以根据实际研磨需求来自由组合搭配。例如，单个研磨头的配重5-10kg的配重最为合理，研磨效果最佳，产生的研磨纹较细。因此，当调试研磨效果时，通过增减配重块来增重或者减重是非常重要的手段。这样，根据实际需求来增减配重块，使得配重重量满足研磨需求，在确保研磨效果细腻，研磨纹约细的同时，避免研磨头出现较大损耗，确保研磨头的使用寿命。

另外，配重块27可以具有任何形状，并可以通过任何方式设置固定。例如，配重块27可以为方块或圆盘。或者，参考图9和图10，各个配重块27为环形块，环形块形成有缺口37，研磨头本体26包括侧向伸出的管段28，管段28通过缺口37。这样，研磨头本体26可以采用气动式旋转研磨头，而两个管段28则可以分别供气和回气。这样，气动式旋转研磨头可以通过管段28来使用压缩空气驱动，最高旋转可以为12000r/min，底部粘结砂纸、百洁布等研磨耗材，通过高速旋转和向下的力矩，对工件表面进行研磨。

另外，参考图12，研磨装置包括喷淋结构38，喷淋结构包括喷淋管件29和安装座30，其中，安装座30设置在安装板1背向承载板2的一侧板面上，安装座30包括研磨膏供给流道31和研磨用水供给流道32；喷淋管件29包括与研磨膏供给流道31连接的研磨膏供给管路33和与研磨用水供给流道32连接的研磨用水供给管路34。这样，研磨时，通过与研磨膏供给流道31连接的研磨膏供给管路33和与研磨用水供给流道32连接的研磨用水供给管路34，可以实现研磨用水（DI水）和研磨抛光膏的协同供给，DI水用于降温和带走粉尘，研磨抛光膏的主要成分是氧化铝颗粒，使用后研磨会更细腻和增亮。由于DI水和研磨抛光膏都是液态，需要和研磨运行时协同供给，又因为研磨时是连续不间断运转，可以设计间隙式气动供料方式，具体可以采用电磁阀控制，2~10S供一次可调，可保证研磨作业正常运行。另外，通过喷淋结构38，可以使得研磨头进行湿式研磨，而采用湿式研磨，在研磨抛光膏的辅助下，可以达到良好的镜面效果。另外，湿式研磨可以对热量进行散发，同时DI水也起到润滑的作用，使得研磨效果更细腻均匀。

另外，该研磨装置可以作为独立的产品而并不包括连接臂35，而在实际使用中，可以将安装板1连接在连接臂35上。或者，参考图1和图2，该研磨装置可以包括连接臂35，连接臂35的一端和安装板1连接，连接臂35的另一端用于与研磨站的机器人手臂连接。这样，使用时，只需将连接臂35与研磨站的机器人手臂连接即可。当然，连接臂35可以具有多种结构形式，例如，连接臂35可以为伸缩式结构，或者，连接臂35可以包括多节依次连接并能够相对转动到所需角度的臂节。

连接臂35的作用是为了进行力矩传动，同时可以大幅增加作业半径，而不用投资大型机械手，从而降低成本。这样，通过连接臂，研磨头承载装置采用偏心的自传方式，当力矩传递到偏心结构时，随着自传运行，不仅会产生平动，还会产生一定幅度的振动，从而加强研磨的效果。

最后，本发明提供一种研磨站，该研磨站包括具有机器人手臂的机器人和以上任意所述的研磨装置36，其中，机器人手臂能够带动研磨装置36活动。例如，机器人手臂可以直接和安装板1连接，或者，机器人手臂可以和连接臂35的另一端连接。

本发明的保护范围仅由权利要求限定。得益于本发明的教导，本领域技术人员容易认识到可将本发明所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本发明所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。

Claims (18)

1.一种表面研磨方法，其特征在于，包括：

定位具有待研磨表面的工件；

提供研磨装置，所述研磨装置包括连接臂、研磨头承载装置和研磨头，所述研磨头承载装置设置在所述连接臂上，所述研磨头承载装置包括能够进行摆动的承载板，所述研磨头安装在所述承载板上，所述研磨头包括能够转动的研磨盘组件；

所述研磨头承载装置包括安装板，所述承载板通过弹性支撑结构连接于所述安装板，在研磨时，所述弹性支撑结构处于压缩状态，以使得所述研磨盘组件贴附在所述待研磨表面上进行研磨作业；

研磨时，所述连接臂移动以使得所述研磨盘组件接触所述待研磨表面，所述承载板进行摆动以带动所述研磨头摆动，同时所述研磨盘组件转动，使得研磨头在平动的同时，由于摆动产生一定幅度的振动，使得研磨头的轨迹是整体波浪式起伏，并且所述连接臂移动以带动所述研磨头承载装置沿着所述待研磨表面以预定移动路径移动，以使得所述研磨盘组件对所述待研磨表面进行研磨作业。

2.根据权利要求1所述的表面研磨方法，其特征在于，所述承载板能够进行圆周摆动，以带动所述研磨头进行圆周摆动。

3.根据权利要求1所述的表面研磨方法，其特征在于，将多个所述研磨头安装在所述承载板上。

4.根据权利要求1所述的表面研磨方法，其特征在于，所述预定移动路径包括X-Y方向的移动路径。

5.根据权利要求1所述的表面研磨方法，其特征在于，所述研磨作业包括依次进行的粗磨作业和精磨作业，其中，所述研磨盘组件在所述粗磨作业使用的粗磨砂纸型号小于在所述精磨作业使用的精磨砂纸型号。

6.根据权利要求5所述的表面研磨方法，其特征在于，所述粗磨作业包括多次，并且随着粗磨作业次数的增加，每次粗磨作业使用的粗磨砂纸型号对应增加；

所述精磨作业包括多次，并且随着精磨作业次数的增加，每次精磨作业使用的精磨砂纸型号对应增加。

7.根据权利要求5所述的表面研磨方法，其特征在于，所述研磨作业包括在所述精磨作业后进行的收光作业，其中，所述研磨盘组件在所述收光作业时使用百洁布。

8.根据权利要求7所述的表面研磨方法，其特征在于，所述收光作业包括多次，并且随着收光作业次数的增加，每次收光作业使用的百洁布型号对应增加。

9.根据权利要求7所述的表面研磨方法，其特征在于，所述研磨作业包括抛光作业，其中，在所述收光作业完成后对表面进行第一次表面检查作业，在符合预设要求时进行所述抛光作业，在不符合预设要求时进行最后一次所述精磨作业。

10.根据权利要求9所述的表面研磨方法，其特征在于，在进行所述收光作业时，所述连接臂带动所述研磨头承载装置以第一移动速率移动，在进行所述粗磨作业、所述精磨作业和所述抛光作业中的至少一者时，所述连接臂带动所述研磨头承载装置以第二移动速率移动，其中，所述第一移动速率小于所述第二移动速率。

11.根据权利要求9所述的表面研磨方法，其特征在于，使用绒布砂纸或海绵砂进行多次抛光作业，同时，最后一次抛光作业使用超纯水，其他次抛光作业使用抛光膏。

12.根据权利要求9所述的表面研磨方法，其特征在于，所述表面研磨方法包括在所述抛光作业后使用超纯水清洗抛光后的表面的表面清洗作业。

13.根据权利要求12所述的表面研磨方法，其特征在于，所述连接臂移动以带动所述研磨头承载装置移动，在移动过程中，所述研磨头承载装置上的喷淋结构喷射超纯水以清洗抛光后的表面。

14.根据权利要求12所述的表面研磨方法，其特征在于，对清洗后的表面进行第二次表面检查作业，在符合预设要求时进行后续的表面干燥和表面覆膜，在不符合预设要求时进行最后两次的所述抛光作业，并在完成最后两次的所述抛光作业后进行所述表面清洗作业。

15.根据权利要求1-14中任意一项所述的表面研磨方法，其特征在于，所述工件为用于等离子体增强化学气相沉淀法的沉积设备的铝材背板，所述待研磨表面为所述铝材背板的至少一侧板面。

16.一种工件，其特征在于，所述工件包括通过权利要求1-15中任意一项所述的表面研磨方法研磨得到的平面。

17.一种沉积设备，其特征在于，所述沉积设备用于等离子体增强化学气相沉淀法，所述沉积设备包括背板，所述背板为权利要求16所述的工件。

18.一种研磨站，其特征在于，所述研磨站包括研磨设备，其中，所述研磨站能够实现权利要求1-15中任意一项所述的表面研磨方法。

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