Ensemble de polissage et machine de polissage équipée d'un tel ensemble Polishing unit and polishing machine equipped with such a set
La présente invention concerne un ensemble de polissage consommable pour le polissage de verres optiques, de galettes semi-conductrices, de prothèses, ou en métallographie. Elle concerne encore une machine de polissage à plateau tournant équipé d'un tel ensemble de polissage. Dans l'industrie des semi-conducteurs, des disques de polissage sont couramment mis en oeuvre pour réaliser des surfaces de galettes semi-conductrices ayant un haut degré de planéité et lisses en vue de former sur ces surfaces, des circuits intégrés présentant une haute densité d'intégration. Un tel disque de polissage est typiquement placé sur une platine métallique horizontale d'une machine de polissage. Ce disque comporte traditionnellement un adhésif assurant son assemblage avec la platine métallique. La face de la galette semi-conductrice à polir est alors placée en contact avec le disque de polissage et l'ensemble est entraîné en rotation l'un par rapport à l'autre de sorte que la face de la galette en contact avec le disque de polissage soit polie. Lorsque le disque de polissage est usé ou que le procédé de polissage de la surface de la galette semi-conductrice requiert un polissage avec un disque de polissage de finition, le premier disque est enlevé de la platine et mis au rebut. Ces disques de polissage ne sont par conséquent utilisés qu'une seule fois sur une même machine de polissage. On a observé par ailleurs que le choix de l'adhésif assurant le couplage du disque de polissage et de la platine tournante est déterminant pour prévenir un polissage inégal de la galette semi-conductrice. A titre d'exemple, on connaît des adhésifs sensibles à la pression (PSA - "Pressure sensitive adhesive") pour assembler le disque de polissage et la platine tout en fournissant une interface susceptible de compenser les variations d'épaisseurs de la galette semi-conductrice ou de la platine tournante. Toutefois, ces adhésifs sensibles à la pression présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, ils n'autorisent pas le repositionnement du disque de polissage après couplage de ce dernier avec la platine tournante. On constate alors qu'en cas de mauvais positionnement d'un disque de polissage de grand diamètre, par exemple supérieur à 1 m, sur une platine tournante, le disque de polissage mal positionné doit être systématiquement mis au rebut. En effet, le retrait d'un disque de polissage présentant un tel diamètre de disque conduit inévitablement à son endommagement. De plus, l'enlèvement du disque de polissage de la platine métallique de la machine de polissage conduit également à l'apparition de morceaux d'adhésif à la surface de la platine. Il est alors nécessaire de procéder au nettoyage de la surface de la platine métallique, ce qui est consommateur de temps. Par ailleurs, ce nettoyage est généralement réalisé avec des solvants organiques, lesquels sont contraires aux exigences de protection environnementale. Ces adhésifs sensibles à la pression (PSA) n'autorisent également pas un usage multiple du disque de polissage avec des machines de polissage distinctes. De fait, il ressort de ces constatations que la mise en oeuvre de ces adhésifs sensibles à la pression se révèle consommatrice de temps et onéreuse, ce qui est contraire aux intérêts économiques des sociétés exploitant des machines de polissage. L'objectif de la présente invention est donc de proposer un ensemble de polissage simple dans sa conception et dans son mode opératoire autorisant un ajustement de la position ou un retrait de l'ensemble de polissage sur une platine tournante, cet ensemble étant repositionnable. Un autre objet de la présente invention est un ensemble de polissage conférant une grande souplesse d'utilisation sans nécessité de nettoyage de la platine tournante. A cet effet, l'invention concerne un ensemble de polissage destiné à être monté sur un support tournant. Selon l'invention, cet ensemble de polissage comprend - un élément de polissage, - au moins un adhésif, - un support souple comportant des particules métalliques et/ou ferromagnétiques, ledit support souple étant destiné à être assemblé de manière amovible audit support tournant par un assemblage magnétique, ledit support tournant comprenant une source de potentiel magnétique génératrice des forces d'assemblage. Cet ensemble de polissage peut avantageusement être monté de manière amovible sur le support tournant à température ambiante tout en tenant les efforts induits par sa mise en rotation par le support tournant. Ainsi, pour des applications industrielles, l'ensemble de polissage permet de maintenir une qualité de polissage égale ou supérieure aux disques de polissage existant tout en permettant des gains de productivités très importants grâce à des changements de surface de polissage beaucoup plus rapides et plus simples qu'avec des disques traditionnels. Dans différents modes de réalisation particuliers de cet ensemble de polissage, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons techniques possibles: - cet ensemble comporte une couche d'ajustement de la rigidité de l'ensemble de polissage, cette couche étant placée entre ledit élément de polissage et ledit support souple, De préférence, l'ensemble de polissage comprend alors d'une part un premier adhésif pour assurer l'assemblage dudit élément de polissage et de ladite couche d'ajustement et d'autre part, un deuxième adhésif pour assurer l'assemblage de ladite couche d'ajustement et dudit support souple. La couche d'ajustement peut être un film polymère. Avantageusement, ce film polymère est alors choisi dans le groupe comprenant le polyéthylène (PE), le polyéthylène téréphtalate (PET), le polychlorure de vinyle (PVC) et le propylène (PP). Le film polymère a une épaisseur au moins égale à 10 pm. Son épaisseur peut varier par exemple jusqu'à 1 mm pour trouver le juste équilibre entre rigidité et souplesse en fonction de la pièce à polir, optimisant ainsi les performances globales de l'ensemble de polissage. - les adhésifs sont choisis dans le groupe comprenant des adhésifs à base de polyuréthane, des adhésifs à base d'acrylique, des adhésifs à base de caoutchouc naturel et des adhésifs à base de caoutchouc synthétique, On choisira l'adhésif couplant l'élément de polissage à la couche d'ajustement de sorte que ses propriété mécaniques et chimiques ne soient pas modifiées par les liquides de polissage mis en oeuvre. En effet, les solutions de polissage peuvent être à base d'eau, d'alcool ou encore de distillats de pétrole. Ces adhésifs peuvent être des adhésifs appliqués par une simple pression (PSA), appliqué par élévation de température ("hotmelt" û adhésif thermoplastique) ou encore par pulvérisation. On pourra citer comme adhésif sensible à la pression (PSA) à base de caoutchouc synthétique, le butylcaoutchouc (IIR), caoutchouc polyisoprène (IR), le caoutchouc Polyisobutylène (PIB). - ledit élément de polissage est un élément de polissage de finition ou un élément de polissage abrasif, L'élément de polissage peut être un drap de polissage. - ledit support souple comprend au moins 70% en poids de particules métalliques et/ou ferroélectriques, Le support souple peut comprendre de 70% à 90% en poids de particules métalliques et/ou ferroélectriques, le reste du support souple, c'est-à-dire de 30% à 10% en poids respectivement, étant un complexe comportant une résine pour lier les particules. Cette résine peut être choisie dans le groupe comprenant le polyéthylène chloré (CPE), le chlorure de polyvinyle (PVC), le polyéthylène basse densité (LDPE), le polyéthylène haute densité (HDPE), le polyuréthane (PU) et le caoutchouc. Ces particules peuvent avoir une forme sphérique ou sensiblement sphérique. A titre purement illustratif, les particules ferroélectriques peuvent être choisies dans le groupe comprenant la ferrite, le fer, le nickel, le cobalt, le molybdène ou encore des alliages métalliques à base de fer ou de nickel. - lesdites particules métalliques et/ou ferroélectriques ont une dimension moyenne comprise typiquement entre 1 pm et 50 pm, et encore mieux entre 1 pm et 10 pm. Ces particules peuvent être réparties sensiblement de manière uniforme dans le support souple. Cette distribution uniforme des particules dans le support souple permet de s'assurer de la non formation d'une zone périphérique dure de ce support, laquelle serait susceptible de former un bord coupant aux vitesses de rotation du support tournant si l'élément de polissage était mal centré. - l'ensemble de polissage se présente sous la forme d'un disque ayant un diamètre supérieur ou égal à 0,20 m, et encore mieux de 0,20 m à 1,50 m. Cet ensemble de polissage ainsi peut se présenter sous la forme d'un disque de grand diamètre tout en étant repositionnable facilement sur le support tournant. L'invention concerne également une machine de polissage comprenant un support tournant comportant une source de potentiel magnétique génératrice de forces d'assemblage. Selon l'invention, cette machine comprend un ensemble de polissage tel que décrit précédemment, ledit ensemble de polissage étant lié audit support tournant par couplage magnétique De préférence, la source de potentiel magnétique peut être un aimant permanent tel que la face de réception de l'élément de polissage du support tournant. Ce couplage magnétique de l'ensemble de polissage et du support tournant permet à l'utilisateur d'alterner rapidement différents types de surfaces de polissage / abrasives sur la même machine tout en permettant une réutilisation des supports de polissage, ce qui augmente ainsi leur durée d'utilisation. L'invention sera décrite plus en détail en référence à l'unique dessin annexé représentant schématiquement un ensemble de polissage selon un mode de réalisation particulier de l'invention. The present invention relates to a consumable polishing assembly for polishing optical glasses, semiconductor wafers, prostheses, or metallography. It also relates to a polishing machine with a turntable equipped with such a polishing assembly. In the semiconductor industry, polishing discs are commonly used to produce semi-conductive wafer surfaces having a high degree of flatness and smooth to form on these surfaces, integrated circuits having a high density. integration. Such a polishing disc is typically placed on a horizontal metal platen of a polishing machine. This disc traditionally comprises an adhesive ensuring its assembly with the metal plate. The face of the semiconductor wafer to be polished is then placed in contact with the polishing disk and the assembly is rotated relative to each other so that the face of the wafer in contact with the disk Polishing is polished. When the polishing disc is worn or the method of polishing the surface of the semiconductor wafer requires polishing with a finishing polishing disc, the first disc is removed from the platen and discarded. These polishing discs are therefore used only once on the same polishing machine. It has further been observed that the choice of the adhesive ensuring the coupling of the polishing disc and the turntable is decisive in order to prevent uneven polishing of the semiconductor wafer. For example, pressure sensitive adhesives (PSA) are known to assemble the polishing disk and the platen while providing an interface capable of compensating for variations in thicknesses of the semi-wafer. conductive or turntable. However, these pressure-sensitive adhesives have a number of disadvantages. First, they do not allow the repositioning of the polishing disc after coupling of the latter with the turntable. It is then found that in the event of a bad positioning of a polishing disc of large diameter, for example greater than 1 m, on a turntable, the poorly positioned polishing disc must be systematically discarded. Indeed, the removal of a polishing disk having such a disk diameter inevitably leads to its damage. In addition, the removal of the polishing disc from the metal platen of the polishing machine also leads to the appearance of pieces of adhesive on the surface of the platen. It is then necessary to clean the surface of the metal plate, which is time consuming. Moreover, this cleaning is generally carried out with organic solvents, which are contrary to the requirements of environmental protection. These pressure-sensitive adhesives (PSAs) also do not allow multiple use of the polishing disc with separate polishing machines. In fact, it appears from these findings that the application of these pressure-sensitive adhesives is time-consuming and expensive, which is contrary to the economic interests of companies operating polishing machines. The object of the present invention is therefore to provide a simple polishing assembly in its design and its operating mode allowing a position adjustment or removal of the polishing assembly on a turntable, this assembly being repositionable. Another object of the present invention is a polishing assembly providing a great flexibility of use without the need to clean the turntable. For this purpose, the invention relates to a polishing assembly intended to be mounted on a rotating support. According to the invention, this polishing assembly comprises - a polishing element, - at least one adhesive, - a flexible support comprising metallic and / or ferromagnetic particles, said flexible support being intended to be removably assembled to said rotating support by a magnetic assembly, said rotating support comprising a source of magnetic potential generating assembly forces. This polishing assembly may advantageously be removably mounted on the support rotating at room temperature while maintaining the forces induced by its rotation by the rotating support. Thus, for industrial applications, the polishing assembly makes it possible to maintain a polishing quality that is equal to or greater than the existing polishing discs while allowing very significant productivity gains thanks to much faster and simpler changes in the polishing surface. than with traditional discs. In various particular embodiments of this polishing assembly, each having its particular advantages and capable of many possible technical combinations: this set comprises a layer for adjusting the rigidity of the polishing assembly, this layer being placed between said polishing assembly; polishing element and said flexible support, Preferably, the polishing assembly then comprises firstly a first adhesive to assemble said polishing element and said adjustment layer and secondly, a second adhesive to assemble said adjustment layer and said flexible support. The adjustment layer may be a polymer film. Advantageously, this polymer film is then chosen from the group comprising polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC) and propylene (PP). The polymer film has a thickness of at least 10 μm. Its thickness can vary for example up to 1 mm to find the right balance between rigidity and flexibility depending on the workpiece, thus optimizing the overall performance of the polishing assembly. the adhesives are selected from the group consisting of polyurethane adhesives, acrylic adhesives, natural rubber adhesives and synthetic rubber adhesives. The adhesive coupling the polishing at the adjustment layer so that its mechanical and chemical properties are not modified by the polishing liquids used. Indeed, the polishing solutions may be based on water, alcohol or petroleum distillates. These adhesives can be adhesives applied by a single pressure (PSA), applied by raising the temperature ("hotmelt" - thermoplastic adhesive) or by spraying. As pressure-sensitive adhesive (PSA) based on synthetic rubber, butyl rubber (IIR), polyisoprene rubber (IR), polyisobutylene rubber (PIB). said polishing element is a polishing finishing element or an abrasive polishing element. The polishing element may be a polishing cloth. said flexible support comprises at least 70% by weight of metal and / or ferroelectric particles. The flexible support may comprise from 70% to 90% by weight of metal and / or ferroelectric particles, while the rest of the flexible support is that is, from 30% to 10% by weight respectively, being a complex comprising a resin for binding particles. This resin may be chosen from the group comprising chlorinated polyethylene (CPE), polyvinyl chloride (PVC), low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polyurethane (PU) and rubber. These particles may have a spherical or substantially spherical shape. For purely illustrative purposes, the ferroelectric particles may be chosen from the group comprising ferrite, iron, nickel, cobalt, molybdenum or metal alloys based on iron or nickel. said metal and / or ferroelectric particles have a mean dimension typically of between 1 μm and 50 μm, and more preferably between 1 μm and 10 μm. These particles can be distributed substantially uniformly in the flexible support. This uniform distribution of the particles in the flexible support makes it possible to ensure the non-formation of a hard peripheral zone of this support, which could form a cutting edge at rotational speeds of the rotating support if the polishing element were poorly centered. - The polishing assembly is in the form of a disc having a diameter greater than or equal to 0.20 m, and even better from 0.20 m to 1.50 m. This polishing assembly can be in the form of a disc of large diameter while being repositionable easily on the rotating support. The invention also relates to a polishing machine comprising a rotating support having a source of magnetic potential generating assembly forces. According to the invention, this machine comprises a polishing assembly as described above, said polishing assembly being bonded to said rotating support by magnetic coupling. Preferably, the magnetic potential source may be a permanent magnet such as the reception face of the magnet. polishing element of the rotating support. This magnetic coupling of the polishing assembly and the rotating support allows the user to quickly alternate different types of polishing / abrasive surfaces on the same machine while allowing reuse of the polishing media, thereby increasing their duration. use. The invention will be described in more detail with reference to the single appended drawing schematically showing a polishing assembly according to a particular embodiment of the invention.
Sur la figure annexée, on a représenté un ensemble de polissage destiné à être monté de manière amovible sur un support tournant d'une machine de polissage selon un mode de réalisation préféré de l'invention. L'ensemble de polissage comprend un élément de polissage 10 tel qu'un drap de polissage, constituant l'extrémité supérieure de cet ensemble. Ce drap de polissage 10 est ici un drap de polissage pour la finition de verres optiques minéraux ou organiques, du type pad, comprenant une embase sur laquelle des fibres sont disposées par flocage orthogonalement à la surface de cette embase. Ces fibres sont constituées de fibres de viscose et/ou de polyamide fixées sur l'embase au moyen d'une colle à base de polyuréthane. Ces fibres ont une longueur comprise entre 0,3 mm et 1 mm, et de préférence, 0,5 mm. Elles ont un diamètre compris entre 15 et 25 pm. L'embase qui a, ici, une épaisseur de l'ordre de 0,25 mm, est constituée d'un tissu de coton. L'épaisseur totale du drap de polissage est comprise entre environ 0,5 mm et environ 2 mm. Cet élément de polissage 10 est assemblé par un premier adhésif 11 à une couche d'ajustement de la rigidité de l'ensemble de polissage 12. Cette couche d'ajustement 12 garantit l'efficacité de l'ensemble de polissage et le respect de la planéité de la pièce à polir. Cette couche d'ajustement 12 est ici un film de polyéthylène téréphtalate (PET) ayant une épaisseur de 250 pm conférant un caractère rigide à l'ensemble de polissage. Cet ensemble de polissage peut ainsi être disposé verticalement dans des rayonnages en vue de son séchage, ou encore être mis en oeuvre pour obtenir des surfaces présentant un haut degré de planéité. In the attached figure, there is shown a polishing assembly for removably mounted on a rotating support of a polishing machine according to a preferred embodiment of the invention. The polishing assembly comprises a polishing element 10 such as a polishing cloth, constituting the upper end of this assembly. This polishing cloth 10 is here a polishing cloth for the finishing of inorganic or organic optical glasses, of the pad type, comprising a base on which fibers are arranged by flocking orthogonally to the surface of this base. These fibers consist of viscose and / or polyamide fibers fixed to the base by means of a polyurethane-based glue. These fibers have a length of between 0.3 mm and 1 mm, and preferably 0.5 mm. They have a diameter of between 15 and 25 μm. The base which here has a thickness of the order of 0.25 mm, consists of a cotton fabric. The total thickness of the polishing cloth is from about 0.5 mm to about 2 mm. This polishing element 10 is assembled by a first adhesive 11 to a layer for adjusting the rigidity of the polishing assembly 12. This adjustment layer 12 guarantees the effectiveness of the polishing assembly and the respect of the flatness of the piece to polish. This adjustment layer 12 is here a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 250 μm conferring a rigid character to the polishing assembly. This polishing assembly can thus be arranged vertically in shelves for drying, or can be used to obtain surfaces having a high degree of flatness.
Cette couche d'ajustement 12 est elle-même solidarisée à un support souple 13 par un deuxième adhésif 14. Les premier et deuxième adhésifs 11, 14 sont choisis dans le groupe comprenant des adhésifs à base de polyuréthane, des adhésifs à base d'acrylique et des adhésifs à base de caoutchouc naturel. Ce support souple 13 comporte des particules de fer distribuées dans toute l'épaisseur de ce support souple 13. Ces particules de fer ont ici une dimension moyenne comprise entre 5 et 10 pm. Le support souple 13 a une épaisseur de l'ordre de 0,5 mm. Au moins certaines des lignes de force magnétique générées par l'aimant permanent du support tournant sont exploitées sur l'entière épaisseur du support souple assurant ainsi un couplage suffisant de l'élément de polissage et du support tournant. La composition chimique de ce support souple 13 est de l'ordre de 89% en poids de particules de fer, de l'ordre 9,5 % en poids d'une résine à base de polyéthylène chloré (CPE) et de l'ordre de 1,5 % de liant et de plastifiants. Le support tournant (non représentée) de la machine de polissage comporte une face aimantée de manière permanente laquelle constitue une source de potentiel magnétique génératrice de forces d'assemblage. Cette face aimantée génère une force de maintien de l'ordre de 28 cN/cm2. Cette mesure a été obtenue à température ambiante en tirant l'aimant verticalement à partir de la surface (entrefer d = 0 mm). La rémanence de cet aimant est de 179 mT. This adjustment layer 12 is itself secured to a flexible support 13 by a second adhesive 14. The first and second adhesives 11, 14 are chosen from the group comprising polyurethane-based adhesives and acrylic-based adhesives. and adhesives based on natural rubber. This flexible support 13 comprises iron particles distributed throughout the thickness of this flexible support 13. These iron particles here have an average size of between 5 and 10 microns. The flexible support 13 has a thickness of the order of 0.5 mm. At least some of the magnetic force lines generated by the permanent magnet of the rotating support are used over the entire thickness of the flexible support thus ensuring sufficient coupling of the polishing element and the rotating support. The chemical composition of this flexible support 13 is of the order of 89% by weight of iron particles, of the order of 9.5% by weight of a resin based on chlorinated polyethylene (CPE) and of the order 1.5% binder and plasticizers. The rotating support (not shown) of the polishing machine has a permanently magnetized face which constitutes a source of magnetic potential generating assembly forces. This magnetized face generates a holding force of the order of 28 cN / cm 2. This measurement was obtained at room temperature by pulling the magnet vertically from the surface (gap d = 0 mm). The remanence of this magnet is 179 mT.