專(zhuān)利名稱(chēng)：用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊及其制備方 法，尤其是一種利用液體作為粘結(jié)劑，通過(guò)分層冷凍分別將去離子水、納米 磨料及微米磨料粘結(jié)形成的拋光墊及其制備方法，具體地說(shuō)是一種用于化學(xué) 機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊及其制備方法。
技術(shù)背景眾所周知，傳統(tǒng)的CMP (化學(xué)機(jī)械拋光法)系統(tǒng)是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的工件夾 持裝置、承載拋光墊的工作臺(tái)和拋光液(漿料)供給系統(tǒng)三大部分組成。拋 光時(shí)，旋轉(zhuǎn)的工件以一定的壓力壓在隨工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)的拋光墊上，而由亞 微米或納米磨料和化學(xué)液組成的拋光液在工件與拋光墊之間流動(dòng)，并在工件 表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，工件表面形成的化學(xué)反應(yīng)物由磨粒的機(jī)械摩擦作用去除。 由于選用比工件軟或者與工件硬度相當(dāng)?shù)挠坞x磨料，在化學(xué)成膜和機(jī)械成膜 的交替過(guò)程中，通過(guò)化學(xué)和機(jī)械的共同作用從工件表面去除極薄的一層材料， 實(shí)現(xiàn)超精密表面加工。盡管這種傳統(tǒng)的CMP技術(shù)在超精密表面加工中得到廣 泛應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中也顯現(xiàn)出一定的缺點(diǎn)(1)傳統(tǒng)的CMP是基于三體 (游離磨料、拋光墊和硅片)磨損機(jī)理，工藝參數(shù)多、加工過(guò)程不穩(wěn)定，不 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，生產(chǎn)效率低。(2)由于拋光墊是具有一定彈性的有機(jī)織物， 拋光時(shí)對(duì)材料去除的選擇性不高，導(dǎo)致產(chǎn)生過(guò)度拋光(Overpolishing)、碟形 凹陷(Dishing)、氮化物腐蝕(Nitride erosion)等缺陷。(3)拋光后一部分游離 磨料會(huì)鑲嵌在薄膜層表面，不易清洗。而且漿料成分復(fù)雜，拋光表面殘留槳 料的清除是CMP后清洗的難題。(4)由于在拋光墊和工件之間磨粒分布不均 勻，工件各部分的材料去除率不一致，影響表面平坦度。特別是對(duì)大尺寸工 件，這種影響更突出。(5)拋光過(guò)程中，拋光墊產(chǎn)生塑性變形而逐漸變得光 滑，或拋光墊表面微孔表面發(fā)生堵塞使其容納漿料和排除廢屑的能力降低， 導(dǎo)致材料去除率隨時(shí)間下降。需要不斷地修整和潤(rùn)濕拋光墊以恢復(fù)其表面粗 糙度和多孔性。此外拋光墊的不均勻磨損，使得拋光過(guò)程不穩(wěn)定，很難進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。(6) CMP漿料、拋光墊、修整盤(pán)等耗材的成本占CMP總成本的 70%左右，而拋光漿料的成本就占耗材的60% 80%。 (7)拋光漿料管理和 廢漿料處理也相當(dāng)麻煩。(8)粗拋和精拋過(guò)程分開(kāi)，需多次裝夾工件，工件 的加工定位基準(zhǔn)會(huì)發(fā)生改變，從而影響最終的加工精度和效率。綜上所述，隨著對(duì)CMP平坦化的效率、成本、均勻性、可靠性、工藝控 制能力等的要求越來(lái)越高。目前在利用拋光墊進(jìn)行加工時(shí)，急需一種適應(yīng)性 強(qiáng)，制造方便，磨削熱小，能進(jìn)一步提高加工精度和加工效率，采用固結(jié)磨 料的分層拋光墊代替?zhèn)鹘y(tǒng)CMP中的游離磨料和拋光墊供使用，使工件在一次 裝夾下就能完成粗拋光和精拋光。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊及其 制備方法，以適應(yīng)目前各類(lèi)光電子晶體、光學(xué)元器件、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)基片及銅 連接的半導(dǎo)體集成電路等的CMP精加工的需求。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊，其特征是自底層往上共有四 層..第一層為去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米磨料層，其中微米磨料層占拋光墊總重量的30% 40%，納米 磨料層占總重量的20% 30%，余量為去離子水層，且第一層去離子水層占 余量去離子水層總重量的20 40%。所述的第二層納米磨料層主要由納米級(jí)磨料、添加劑和冷凍后起到粘結(jié) 作用的液體組成，其中納米級(jí)磨料占該層總重量的10% 70%，添加劑占該 層總重量的5% 9%，余量為最終結(jié)成冰的液體；所述的第四層微米磨料層 主要由微米級(jí)磨料、添加劑和冷凍后起到粘結(jié)作用的液體組成，其中微米級(jí) 磨料占微米磨料層總重量的10% 70%，添加劑占總重量的5% 9%，余量為 最終結(jié)成冰的液體。所述的添加劑由多羥基二胺、烷基醇聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鈉鹽 以及十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉組成，它們的配比關(guān)系為多羥基 二胺占納米磨料層或微米磨料層重量的2% 3%、垸基醇聚氧乙烯醚占納米 磨料層或微米磨料層重量的2% 3%、乙二胺四乙酸二鈉鹽占納米磨料層或微米磨料層重量的0.5% 1%，十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉占納米磨 料層或微米磨料層重量的0.5% 2%。所述的微米級(jí)磨料為A1203、 SiC、 Cr203 、 Si02、 Ce02、金剛石微粉或它 們的組合，納米級(jí)磨料為Si02、 Ce02或它們的組合。所述的最終結(jié)成冰的液體為水或濃度為32%-90%的含水乙醇。一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊的制備方法，其特征是它 包括以下步驟a、 首先將去離子水置入模具中，然后將上述模具放入冷凍設(shè)備中，在一rc至一4o'c的條件下進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)成冰形成拋光墊的第一層；b、 將配比好的納米磨料、添加劑和液體攪拌均勻，得到磨料處于分散、 懸浮狀的液態(tài)或膠態(tài)待冷凍原料并將其置入模具中，在一 1 X:至一7(TC的條件 下進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)成冰形成拋光墊的第二層；c、 重復(fù)步驟a形成拋光墊的第三層；d、 將配比好的微米磨料、添加劑和液體攪拌均勻，得到磨料處于分散、 懸浮狀的液態(tài)或膠態(tài)待冷凍原料并將其置入模具中，在一 1 。C至一7(TC的條件 下進(jìn)行冷凍，待模具中的糊狀物完全凝固成固體即得與模具外形相同的冷凍 磨料拋光墊。本發(fā)明的有益效果1、 制造簡(jiǎn)單，成形容易，可制造成各種形狀。2、 適合于各種材質(zhì)和粒度的磨粒成形。3、 加工過(guò)程中產(chǎn)生的磨削熱很小，有利于防止被磨削零部件熱應(yīng)力的產(chǎn) 生，且使用方便，可通過(guò)在磨頭部位加裝冷卻裝置、充填液氮等方法保證砂 輪不會(huì)因環(huán)境溫度而自行熔化。4、 粘結(jié)強(qiáng)度完全能滿足使用要求。當(dāng)液體結(jié)成冰后其硬度和強(qiáng)度相當(dāng)大，
既確保磨粒與冰結(jié)合的強(qiáng)度，冰本身也可參與一定的切削。5、 可實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑磨削，加工過(guò)程中可不添加潤(rùn)滑劑，有利于環(huán)境保護(hù)， 適應(yīng)當(dāng)前綠色制造的發(fā)展方向。6、 為超薄晶體材料的制造提供了行之有效的加工工具。7、 為軟性材料和非金屬材料零件的高精度表面加工提供了全新的加工工 具，必將引起材料加工方式的變革，有利于開(kāi)拓這類(lèi)材料的新的用途。8、 使用方便，可現(xiàn)制現(xiàn)用。9、 操作過(guò)程簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)磨具的自修銳，沒(méi)有更換和修整拋光墊以及清 理拋光漿料所帶來(lái)的停工問(wèn)題，沒(méi)有拋光液的維護(hù)和處理問(wèn)題。10、 能在高速下工作，轉(zhuǎn)速可以打到幾百轉(zhuǎn)，有利于提高加工效率，克 服了傳統(tǒng)的CMP轉(zhuǎn)速過(guò)高磨料外溢的缺點(diǎn)。11、 由于采用固結(jié)磨料拋光墊，沒(méi)有游離磨粒，因此可認(rèn)為是基于兩體 磨損機(jī)理。12、 具有優(yōu)越的平坦化能力，可以很快去除突出部分的氧化膜，而在低 洼處的氧化膜不受機(jī)械作用影響，對(duì)凹凸表面材料的選擇性去除能力強(qiáng)，表 面形貌高度與平整化薄膜厚度之比可達(dá)到200: 1。13、 在芯片多層布線中使直接高密度等離子體(HDP)淺溝槽隔離(STI) 拋光成為可能，不再需要反應(yīng)離子刻蝕(RIE)過(guò)程。14、 可達(dá)到很小的晶片內(nèi)非均勻性(WIW-UN)和芯片內(nèi)非均勻性 (WID-NU)。15、 具有拋光自停功能(Sdf-stopping)。由于對(duì)過(guò)拋很不敏感，只產(chǎn)生 最小的碟形凹陷和腐蝕，相當(dāng)于拋光行為自動(dòng)停止。16、 磨料利用率高，有效地減少雜質(zhì)微粒對(duì)拋光表面的污染，加工表面 容易清洗，廢液處理簡(jiǎn)單，可有效降低成本。17、 工藝變量少，加工過(guò)程穩(wěn)定，具有可重復(fù)性，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。18、 可實(shí)現(xiàn)機(jī)械和化學(xué)拋光的雙重結(jié)合，通過(guò)改變添加劑或/和液體的pH 值可實(shí)現(xiàn)化學(xué)拋光的目的。19、 工件在一次裝夾下就能完成粗拋光和精拋光，工件的加工定位基準(zhǔn)
不變，可以進(jìn)一步提高拋光精度，同時(shí)節(jié)省了轉(zhuǎn)換拋光工位的時(shí)間，提高了加工效率。


圖1本發(fā)明的分層冷凍磨料拋光墊的模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的分層冷凍磨料拋光墊的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)鑰作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1、 2所示。實(shí)施例一。一種超薄材料拋光用CMP冷凍拋光墊，自底層往上共有四層第一層為去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米磨料層。第一層由100g的去離子水組成，首先將去離子水置入模具中，然后 將上述模具放入低溫試驗(yàn)箱中，在一3(TC的條件下冷凍40 min并保溫10 min 凍結(jié)形成拋光墊的第一層；第二層由100g粒徑為20nm的Si02 (或Ce02) 磨料、14g克的添加劑(它由多羥基二胺4g 、烷基醇聚氧乙烯醚4g、乙二 胺四乙酸二鈉鹽2g、十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)4g及余 量的86的水(或濃度為45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使 之形成磨料處于分散、懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在 一4(TC的條件下冷凍45 min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第二層；第三層 由300 g的去離子水組成，將去離子水置入模具中，然后在一3(TC的條件下冷 凍50 min并保溫10 min凍結(jié)形成拋光墊的第三層；第四層由200 g的粒徑為 0.6 2 um的Al20;j(或SiC、 Cr203 、 Si02、 Ce02)磨料，28g克的添加劑(它 由多羥基二胺8g 、烷基醇聚氧乙烯醚8g、乙二胺四乙酸二鈉鹽4g、十六 垸基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)8g及余量的172的水(或濃度為 45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之形成磨料處于分散、懸 浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一4(TC的條件下冷凍60 min 并保溫15min凍結(jié)形成拋光墊的第四層。使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行脫模，然后快速將 其安裝在帶有冷卻裝置或液氮的動(dòng)力頭上即可開(kāi)機(jī)使用，采用此拋光墊加工單晶硅片可使表面粗糙度值達(dá)到Ra=1.20 nm,比傳統(tǒng)的CMP效率提高近15 倍。實(shí)施例二。一種超軟材料拋光用CMP冷凍拋光墊，自底層往上共有四層；第一層為去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米磨料層。第一層由200g的去離子水組成，首先將去離子水置入模具中，然后 將上述模具放入低溫試驗(yàn)箱中，在一3(TC的條件下冷凍50 min并保溫10 min 凍結(jié)形成拋光墊的第一層；第二層由100 g粒徑為50 nm的Si02 (或納米 CeO》磨料、14g克的添加劑(它由多羥基二胺4g 、烷基醇聚氧乙烯醚4g、 乙二胺四乙酸二鈉鹽2g、十六垸基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)4g 及余量的86的水(或濃度為45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均 勻使之形成磨料處于分散、懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中， 在一4(TC的條件下冷凍45 min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第二層；第三 層由300g的去離子水組成，將去離子水置入模具中，然后在一3(TC的條件下 冷凍50min并保溫10min凍結(jié)形成拋光墊的第三層；第四層由120 g的粒徑 為0.6 2 u m的八1203(或SiC、 Cr203 、 Si02、 Ce02)磨料、21 g的添加劑(它 由多羥基二胺7.5g 、烷基醇聚氧乙烯醚9g、乙二胺四乙酸二鈉鹽1.5g、十 六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)3g及余量的159的水(或濃度 為45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之形成磨料處于分散、 懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一4(TC的條件下冷凍50 min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第四層。使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行脫模，然后快 速將其安裝在帶有冷卻裝置或液氮的動(dòng)力頭上即可開(kāi)機(jī)使用，采用此拋光墊 加工單晶硅片可使表面粗糙度值達(dá)到Ra=1.02 nm，比傳統(tǒng)的CMP效率提高近 15倍。采用此拋光墊加工1 mm厚的紫銅板可使表面粗糙度值達(dá)到R『2.75nm, 比傳統(tǒng)的CMP效率提高近8倍。 實(shí)施例三。一種超硬材料拋光用CMP冷凍拋光墊，自底層往上共有四層第一層為 去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米 磨料層。第一層由150g的去離子水組成，首先將去離子水置入模具中，然后將上述模具放入低溫試驗(yàn)箱中，在一35。C的條件下冷凍45 min并保溫10 min 凍結(jié)形成拋光墊的第一層；第二層由210 g粒徑為100 nm的Si02 (或納米 Ce02)磨料、27 g克的添加劑(它由多羥基二胺9 g 、烷基醇聚氧乙烯醚9 g、 乙二胺四乙酸二鈉鹽3g、十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)6g 及余量的63的水(或濃度為80的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均 勻使之形成磨料處于分散、懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中， 在一60。C的條件下冷凍50min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第二層；第三 層由150g的去離子水組成，將去離子水置入模具中，然后在一3(TC的條件下 冷凍50 min并保溫10 min凍結(jié)形成拋光墊的第三層；第四層由280 g的粒徑 為0.6~2 "m的Ab03(或SiC、 Cr203 、 Si02、 CeO》磨料、36 g的添加劑(它 由多羥基二胺12g 、烷基醇聚氧乙烯醚12g、乙二胺四乙酸二鈉鹽4g、十 六垸基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)8 g及余量的84的水(或濃度 為90的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之形成磨料處于分散、 懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一70 'C的條件下冷凍60 min并保溫10 min凍結(jié)形成拋光墊的第四層。使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行脫模，然后快速將其安裝在帶有冷卻裝置或液氮的動(dòng)力頭上即可開(kāi)機(jī)使用，采用此拋光墊 加工CVD金剛石厚膜可使表面粗糙度值達(dá)到Ra3.95 nm，比傳統(tǒng)的CMP效率提高近11倍。 實(shí)施例四。一種超薄材料拋光用CMP冷凍拋光墊，自底層往上共有四層第一層為 去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米 磨料層。第一層由100g的去離子水組成，首先將去離子水置入模具中，然后 將上述模具放入低溫試驗(yàn)箱中，在一3(TC的條件下冷凍40 min并保溫10 min 凍結(jié)形成拋光墊的第一層；第二層由20 g粒徑為20 nm的Si02 (或Ce02) 磨料、10g的添加劑(它由多羥基二胺4g 、垸基醇聚氧乙烯醚4g、乙二胺 四乙酸二鈉鹽lg、十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)lg及余量 的170的水(或濃度為45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之 形成磨料處于分散、懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一 4(TC的條件下冷凍45 min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第二層；第三層由300g的去離子水組成，將去離子水置入模具中，然后在一3(TC的條件下冷凍 50 min并保溫10 min凍結(jié)形成拋光墊的第三層；第四層由40 g的粒徑為0.6~2 um的Al203(或SiC、 Cr203 、 Si02、 CeOJ磨料，20 g的添加劑(它由多羥 基二胺6g 、烷基醇聚氧乙烯醚6g、乙二胺四乙酸二鈉鹽4g、十六烷基三 甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)4 g及余量的340的水(或濃度為45的 含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之形成磨料處于分散、懸浮狀 的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一4(TC的條件下冷凍60min并 保溫15min凍結(jié)形成拋光墊的第四層。使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行脫模，然后快速將其 安裝在帶有冷卻裝置或液氮的動(dòng)力頭上即可開(kāi)機(jī)使用，采用此拋光墊加工單 晶硅片可使表面粗糙度值達(dá)到Ra=1.02 nm,比傳統(tǒng)的CMP效率提高近13倍。 實(shí)施例五。一種超薄材料拋光用CMP冷凍拋光墊，自底層往上共有四層第一層為 去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米 磨料層。第一層由100g的去離子水組成，首先將去離子水置入模具中，然后 將上述模具放入低溫試驗(yàn)箱中，在一3(TC的條件下冷凍40 min并保溫10 min 凍結(jié)形成拋光墊的第一層；第二層由140g粒徑為20nm的Si02 (或Ce02) 磨料、18g的添加劑(它由多羥基二胺6g 、垸基醇聚氧乙烯醚6g、乙二胺 四乙酸二鈉鹽2 g、十六烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)4 g及余 量的42的水(或濃度為45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使 之形成磨料處于分散、懸浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在 一4(TC的條件下冷凍45 min并保溫15 min凍結(jié)形成拋光墊的第二層；第三層 由300g的去離子水組成，將去離子水置入模具中，然后在一3(TC的條件下冷 凍50 min并保溫10 min凍結(jié)形成拋光墊的第三層；第四層由280 g的粒徑為 0.6~2 "m的Al203(或SiC、 Cr203 、 Si02、 CeO;0磨料，36g的添加劑(它由 多羥基二胺12g 、烷基醇聚氧乙烯醚12g、乙二胺四乙酸二鈉鹽4g、十六 烷基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉(分散劑)8 g及余量的84的水(或濃度為 45的含水乙醇)組成，使用前先將三者混合均勻使之形成磨料處于分散、懸 浮狀的膠狀混合物，再將其置入拋光墊模具中，在一4(TC的條件下冷凍60min
并保溫15min凍結(jié)形成拋光墊的第四層。使用時(shí)應(yīng)先進(jìn)行脫模，然后快速將 其安裝在帶有冷卻裝置或液氮的動(dòng)力頭上即可開(kāi)機(jī)使用，采用此拋光墊加工 單晶硅片可使表面粗糙度值達(dá)到Ra=1.35 nm,比傳統(tǒng)的CMP效率提高近16 倍。
權(quán)利要求
1、一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊，其特征是自底層往上共有四層第一層為去離子水層，第二層為納米磨料層，第三層也為去離子水層，第四層為微米磨料層，其中微米磨料層占拋光墊總重量的30％～40％，納米磨料層占總重量的20％～30％，余量為去離子水層，且第一層去離子水層占余量去離子水層總重量的20～40％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光墊，其特征是所述的第二層納米磨料層主要由 納米級(jí)磨料、添加劑和冷凍后起到粘結(jié)作用的液體組成，其中納米級(jí)磨料占 該層總重量的10% 70%，添加劑占該層總重量的5% 9%，余量為最終結(jié)成 冰的液體；所述的第四層微米磨料層主要由微米級(jí)磨料、添加劑和冷凍后起 到粘結(jié)作用的液體組成，其中微米級(jí)磨料占微米磨料層總重量的10% 70%， 添加劑占總重量的5% 9%，余量為最終結(jié)成冰的液體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2述的冷凍磨料拋光墊，其特征是所述的添加劑由多羥基二 胺、烷基醇聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鈉鹽以及十六烷基三甲基氯化銨或 六偏磷酸鈉組成，它們的配比關(guān)系為多羥基二胺占納米磨料層或微米磨料 層重量的2% 3%、烷基醇聚氧乙烯醚占納米磨料層或微米磨料層重量的 2% 3%、乙二胺四乙酸二鈉鹽占納米磨料層或微米磨料層重量的0.5% 1%， 十六垸基三甲基氯化銨或六偏磷酸鈉占納米磨料層或微米磨料層重量的 0.5% 2%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分層冷凍磨料拋光墊，其特征是所述的微米級(jí)磨料 為A1203、 SiC、 Cr203 、 Si02、 Ce02、金剛石微粉或它們的組合，納米級(jí)磨料 為Si02、 Ce02或它們的組合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的分層冷凍納米磨料拋光墊，其特征是所述的最終結(jié) 成冰的液體為水或濃度為32%-90%的含水乙醇。
6、 一種權(quán)利要求1所述拋光墊的制備方法，其特征是它包括以下步驟a、首先將去離子水置入模具中，然后將上述模具放入冷凍設(shè)備中，在一 rC至一4(TC的條件下進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)成冰形成拋光墊的第一層； b、 將配比好的納米磨料、添加劑和液體攪拌均勻，得到磨料處于分散、懸浮狀的液態(tài)或膠態(tài)待冷凍原料并將其置入模具中，在—rc至—7o'c的條件下進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)成冰形成拋光墊的第二層；c、 重復(fù)步驟a形成拋光墊的第三層；d、 將配比好的微米磨料、添加劑和液體攪拌均勻，得到磨料處于分散、 懸浮狀的液態(tài)或膠態(tài)待冷凍原料并將其置入模具中，在一rc至一7(rc的條件 下進(jìn)行冷凍，待模具中的糊狀物完全凝固成固體即得與模具外形相同的冷凍 磨料拋光墊。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)拋光墊在拋光加工過(guò)程中效率低、成本高、均勻性和可靠性差、工藝控制能力不強(qiáng)以及多次裝夾工件致使工件的加工定位基準(zhǔn)發(fā)生改變，從而影響最終的加工精度和效率等缺點(diǎn)，提出了一種用于化學(xué)機(jī)械拋光的分層冷凍磨料拋光墊及其制備方法，以適應(yīng)目前拋光精加工的需求。本發(fā)明利用液體作為粘結(jié)劑，通過(guò)分層冷凍分別將去離子水、納米磨料及微米磨料粘結(jié)形成拋光墊，可用于拋光加工各種薄形工件，尤其適于加工熱敏性材料、軟材料、晶體材料等。本發(fā)明具有制造簡(jiǎn)單、加工成本低、加工效率和加工精度高、工藝控制能力強(qiáng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B24D3/00GK101130238SQ20071013228
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者盧文壯, 孫玉利, 左敦穩(wěn), 朱永偉, 軍 李 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)