本發(fā)明涉及材料，具體的，涉及復(fù)合材料及其制備方法、拋光機(jī)夾具的內(nèi)襯及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、雙面拋光技術(shù)巧妙地融合機(jī)械與化學(xué)的雙重作用，實(shí)現(xiàn)高度協(xié)調(diào)與平衡的過程。在機(jī)械作用方面，通過精密設(shè)計(jì)的拋光機(jī)與特定材質(zhì)的拋光墊，施加適度地壓力與旋轉(zhuǎn)速度，對硅片表面進(jìn)行物理性的研磨與拋光，逐步削平不平整處。而化學(xué)作用則體現(xiàn)在拋光液中，該拋光液中含有與硅片表面發(fā)生輕微化學(xué)反應(yīng)的成分，這些反應(yīng)有助于進(jìn)一步軟化或溶解表面微小顆粒，加速表面的平滑化進(jìn)程。兩者相輔相成，既保證拋光的高效性，又確保對硅片表面的精細(xì)控制，避免過度拋光可能帶來的損傷，從而實(shí)現(xiàn)理想的表面狀態(tài)和表面平坦度。

2、其中，現(xiàn)有雙面拋光機(jī)的夾具直接與硅片邊緣接觸，對硅片gbir(globalflatness?back?ideal?range，全局平坦度)及邊緣處sfqr(site?flatness?front?least-squares?range，局部平坦度)的影響較大。典型的夾具通常由四部分組成，即不銹鋼材質(zhì)的本體、本體表面的鉆石耐磨鍍層、內(nèi)襯、連接本體和內(nèi)襯的燕尾槽構(gòu)成。該夾具的內(nèi)襯直接與硅片接觸，在拋光中對硅片邊緣起到支撐和保護(hù)作用。如果夾具內(nèi)襯的拉伸強(qiáng)度和硬度偏低，拋光中易被磨損，磨損后硅片邊緣失去內(nèi)襯的支撐和保護(hù)，其邊緣會被拋光墊過度磨損，造成硅片邊緣的去除量高于其他位置的去除量，硅片邊緣明顯下凹，導(dǎo)致硅片邊緣的幾何參數(shù)變差。但是如果夾具的內(nèi)襯硬度過高，則會導(dǎo)致硅片邊緣出現(xiàn)機(jī)械性損傷。由此可見，夾具內(nèi)襯材料的性能對拋光后硅片的表面狀態(tài)和平坦度有明顯的影響。其中，現(xiàn)有雙面拋光機(jī)通常對12寸硅片進(jìn)行雙面拋光。

3、目前，拋光機(jī)夾具的內(nèi)襯通常采用pvdf(聚偏二氟乙烯)材料，pvdf材料具有熱變形溫度高、連續(xù)耐熱溫度高、注塑加工難度低、注塑后良率高等優(yōu)點(diǎn)，但是其拉伸強(qiáng)度及洛氏硬度較低，導(dǎo)致pvdf材料的耐磨性較差，連續(xù)拋光過程中pvdf材料容易磨損，使得對硅片邊緣的保護(hù)作用變?nèi)踹M(jìn)而導(dǎo)致硅片邊緣的幾何參數(shù)變差，導(dǎo)致該夾具的內(nèi)襯使用時間短且更換頻繁，使用成本較高。

4、綜上，雙面拋光機(jī)的內(nèi)襯材料硬度以及耐磨性需要進(jìn)一步改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有較佳機(jī)械性能如強(qiáng)度、硬度，可有效地提高該復(fù)合材料制備的拋光機(jī)夾具內(nèi)襯的耐磨性，并降低內(nèi)襯對硅片造成的機(jī)械損傷，有效地控制及改善拋光硅片的表面平坦度，降低生產(chǎn)成本。

2、在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述復(fù)合材料適用于拋光機(jī)夾具的內(nèi)襯材料，基于所述復(fù)合材料的總質(zhì)量，所述復(fù)合材料包括：50％～60％的基體；40％～50％的增強(qiáng)劑；0～2％的添加劑，其中，所述基體為聚酰胺，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維，所述玻璃纖維為絲狀，所述玻璃纖維的纖維直徑為d，且滿足為5微米≤d≤25微米。

3、由此，上述配比的復(fù)合材料由一定直徑的絲狀玻璃纖維分布于聚酰胺基體中形成，其中聚酰胺本身具備強(qiáng)度高、韌性好、耐磨等性能，其為復(fù)合材料提供性能良好的基體。玻璃纖維本身的拉伸強(qiáng)度較高，可進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度，在外部作用力下，一定直徑的絲狀玻璃纖維能夠有效傳遞并分擔(dān)聚酰胺在受力時的負(fù)荷，進(jìn)而保證復(fù)合材料良好的強(qiáng)度、硬度等機(jī)械性能，以滿足硅片拋光機(jī)夾具對內(nèi)襯材料的硬度和耐磨性的要求。提高由此復(fù)合材料制備的拋光夾具內(nèi)襯的拉伸強(qiáng)度和硬度，而且，采用注塑法制備內(nèi)襯時，在注塑成型的過程中，玻璃纖維的加入有助于減少復(fù)合材料的收縮率和變形，有助于提高內(nèi)襯的尺寸穩(wěn)定性和表面質(zhì)量。如此該采用該復(fù)合材料的拋光機(jī)內(nèi)襯，可有效地提升對拋光硅片的表面平坦度的控制能力，降低同批次拋光硅片的表面平坦度的差異，提高拋光效率，降低生產(chǎn)成本。

4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述玻璃纖維的纖維長度為l，且滿足為20*d≤l≤30*d。

5、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述玻璃纖維包括：第一玻璃纖維，所述第一玻璃纖維的直徑為d1，且滿足為5微米≤d1＜15微米；第二玻璃纖維，所述第二玻璃纖維的直徑為d2，且滿足為15微米≤d2＜20微米；以及第三玻璃纖維，所述第三玻璃纖維的直徑為d3，且滿足為20微米≤d3＜25微米。

6、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述復(fù)合材料用于拋光第一硅片，所述第一硅片的電阻率為0.1～100ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：10％-35％的第一玻璃纖維；30％-70％的第二玻璃纖維；以及10％-35％的第三玻璃纖維。

7、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一硅片的電阻率為0.1～10ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：10％-25％的第一玻璃纖維；50％-70％的第二玻璃纖維；以及15％-35％的第三玻璃纖維。

8、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一硅片的電阻率為10～100ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：20％-35％的第一玻璃纖維；30％-60％的第二玻璃纖維；以及10％-35％的第三玻璃纖維。

9、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述復(fù)合材料用于拋光第二硅片，所述第二硅片的電阻率為0.01～0.00001ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：20％-50％的第一玻璃纖維；30％-50％的第二玻璃纖維；以及20％-40％的第三玻璃纖維。

10、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二硅片的電阻率為0.01～0.001ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：20％-40％的第一玻璃纖維；40％-50％的第二玻璃纖維；以及20％-40％的第三玻璃纖維。

11、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二硅片的電阻率為0.001～0.0001ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：30％-40％的第一玻璃纖維；35％-40％的第二玻璃纖維；以及20％-40％的第三玻璃纖維。

12、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二硅片的電阻率為0.0001～0.00001ω·cm，基于所述復(fù)合材料中所述玻璃纖維的總重量，所述玻璃纖維包括：40％-50％的第一玻璃纖維；30％-35％的第二玻璃纖維；以及20％-40％的第三玻璃纖維。

13、在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種前面所述的復(fù)合材料的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制備復(fù)合材料的方法包括：將聚氨酯加熱熔融，得到聚氨酯熔液，其中，所述加熱熔融的溫度大于聚酰胺的熔點(diǎn)，小于玻璃纖維的熔點(diǎn)；將所述玻璃纖維混入到所述聚氨酯熔液中，得到混合熔體；將所述混合熔體冷卻干燥后得到所述復(fù)合材料。如此，混合熔體中聚酰胺呈液態(tài)，玻璃纖維呈固態(tài)，呈絲狀，使得玻璃纖維在液態(tài)的聚酰胺中分布。其中，聚酰胺本身具備強(qiáng)度高、韌性好、耐磨等性能，在聚酰胺的基體上分布一定直徑的絲狀玻璃纖維，該玻璃纖維呈分散式分布，在外部作用力下絲狀玻璃纖維能夠有效傳遞并分擔(dān)聚酰胺在受力時的負(fù)荷，不僅強(qiáng)化復(fù)合材料的強(qiáng)度還增強(qiáng)其耐磨性。

14、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述加熱熔融的溫度為275℃～325℃。

15、在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種利用前面所述的復(fù)合材料制備拋光機(jī)夾具內(nèi)襯的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制備內(nèi)襯的方法包括：將所述復(fù)合材料加熱熔化，得到熔體；將所述熔體注入到模具腔中，注塑得到所述內(nèi)襯，其中，所述模具腔至少開設(shè)8個注塑孔。由此，在上述制備方法中，聚酰胺本身具備強(qiáng)度高、韌性好、耐磨等性能，其為復(fù)合材料提供性能良好的基體；玻璃纖維本身的拉伸強(qiáng)度較高可進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度，同時玻璃纖維能夠有效傳遞并分擔(dān)聚酰胺在受力時的負(fù)荷，進(jìn)而保證復(fù)合材料良好的強(qiáng)度、硬度等機(jī)械性能，以滿足硅片拋光機(jī)夾具對內(nèi)襯材料的硬度和耐磨性的要求。而且，采用注塑法制備內(nèi)襯時，在注塑成型的過程中，玻璃纖維的加入有助于減少復(fù)合材料的收縮率和變形，有助于提高內(nèi)襯的尺寸穩(wěn)定性和表面質(zhì)量。綜上，本發(fā)明制備內(nèi)襯的復(fù)合材料以及制備方法均可以滿足硅片拋光機(jī)夾具對內(nèi)襯的耐磨性、硬度等性能的要求。如此采用該復(fù)合材料的拋光機(jī)內(nèi)襯，可有效地提升對拋光硅片表面平坦度的控制能力，降低同批次拋光硅片的表面平坦度的差異，提高拋光效率，降低生產(chǎn)成本。而且，上述采用注塑的方法，工藝成熟簡單，制備效率較高。

16、在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種拋光機(jī)夾具的內(nèi)襯。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該內(nèi)襯是由前面所述的方法制備得到。采用該復(fù)合材料的內(nèi)襯具有良好的強(qiáng)度、硬度等機(jī)械性能，以滿足硅片拋光機(jī)夾具對內(nèi)襯材料的硬度和耐磨性的要求。如此采用該復(fù)合材料的拋光機(jī)內(nèi)襯，可有效地提升對拋光硅片表面平坦度的控制能力，降低同批次拋光硅片的表面平坦度的差異，提高拋光效率，降低生產(chǎn)成本。