上海華巖儀器設(shè)備有限公司供應(yīng)ZYP-280型旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)重力式研磨拋光機(jī)
適用范圍: 金屬、非金屬材料的超平面精密研磨、拋光。
特 點(diǎn):
1、粘有被磨、拋材料的載料塊,由擺動(dòng)支撐架上的減速電機(jī)(無級(jí)調(diào)速)驅(qū)動(dòng)載料塊,使其不論何種原因,都能主動(dòng)地旋轉(zhuǎn)起來。避免了因載料塊不旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致被磨、拋材料磨、拋偏的問題,即促使“TTV”——片子整體厚度變化越趨變;
2、粘有被磨、拋材料的載料塊支撐架,由往復(fù)擺動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)5度角的左右擺動(dòng)(其擺動(dòng)頻率無級(jí)可調(diào)),并可擺出(或不擺出)研磨盤的外徑。同樣也是解決被磨、拋材料整體厚度變化(TTV)問題。假如沒有上述載料塊主動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置,會(huì)出現(xiàn)載料塊時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)的隨機(jī)狀況,即使載料塊左右擺動(dòng)也不能從根本上解決 “TTV”問題;
3、研磨盤、拋光盤即主盤可實(shí)現(xiàn)由脈寬調(diào)制技術(shù)制做的恒功率輸出電源控制的無級(jí)調(diào)速旋轉(zhuǎn);
4、載料塊旋轉(zhuǎn)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)無級(jí)調(diào)速,并可分別獨(dú)立調(diào)控;
5、載料塊支撐架擺動(dòng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)無級(jí)調(diào)速,并可分別獨(dú)立調(diào)控;
6、LED顯示研磨、拋光盤轉(zhuǎn)速;
7、裝有可設(shè)定、倒計(jì)時(shí)顯示的自動(dòng)定時(shí)器;
8、配有一個(gè)修整塊,用來修正研磨盤的平整度;
9、裝有磨料過濾器,可濾除磨料中超標(biāo)的大顆粒磨料;
10、機(jī)殼、底板均采用鑄鋁,其它各部件均采用不銹鋼材質(zhì),研磨盤為鑄鐵材質(zhì),拋光盤為鑄鋁材質(zhì);
11、磨拋盤下方水槽底板有一定角度的傾斜至出水口,可使研磨時(shí)的沉淀磨料順利地流向出水口,大大減輕了操作者清除剩余磨料的勞動(dòng)強(qiáng)度。
技術(shù)指標(biāo):
研磨盤、拋光盤直徑:280毫米
主盤轉(zhuǎn)速:0~350轉(zhuǎn)/分 無級(jí)調(diào)速
最大磨拋直徑:100毫米
載料塊工作位置:2個(gè)(可按客戶需求制做如桃形孔等特殊形狀的載料塊)
定時(shí)范圍:99小時(shí)59分鐘
1個(gè)主電機(jī)功率: 245瓦
4個(gè)減速電機(jī)功率:40瓦(合計(jì))
載料塊支撐輪轉(zhuǎn)速:0~900轉(zhuǎn)/分
載料塊支撐架擺動(dòng)頻率:0~30次/分
載料塊支撐架擺動(dòng)角度:5度
重 量:80公斤
外型尺寸:655×495×440(毫米)
電 源:交流220伏
用輔助設(shè)備控溫加壓冷卻粘片機(jī)將被磨拋材料粘接在載料塊上,再將載料塊放在支架的兩個(gè)導(dǎo)輪中。研磨時(shí)將鑄鐵研磨盤放置在該機(jī)回轉(zhuǎn)體的托盤上,拋光時(shí)將研磨盤取下,將鑄鋁的拋光盤(在盤面上粘接無紡布材質(zhì)的拋光墊)放置在回轉(zhuǎn)體的托盤上。研磨時(shí)用輔助設(shè)備攪拌循環(huán)泵將配置好的研磨液打在研磨盤的盤面上。開機(jī)使研磨盤(或拋光盤)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,定好研磨(或拋光)的時(shí)間,再打開擺動(dòng)支架和載料塊旋轉(zhuǎn)開關(guān),調(diào)好擺動(dòng)頻率和旋轉(zhuǎn)速度,即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)研磨或拋光。以上介紹的是該機(jī)的操作過程。然而,這里最主要的是,這些動(dòng)作關(guān)系是如何實(shí)現(xiàn)被磨拋材料的平行度和平整度的。
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磨拋盤(11)的圓心(14)轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為零磨拋盤外徑(13)轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為最大。虛線(12)覆蓋整個(gè)盤面,其轉(zhuǎn)動(dòng)線速度呈扇形由圓心至外徑變化。載料塊(9)圓心(10)轉(zhuǎn)動(dòng)線速度為常數(shù)。導(dǎo)輪電機(jī)(5)為無級(jí)變速可調(diào)。主動(dòng)導(dǎo)輪(7)轉(zhuǎn)數(shù)0~900轉(zhuǎn)/分。支撐架(4)擺動(dòng)角度為左右5度。(1)為該機(jī)的殼體。(2)擺動(dòng)支架柱。(3)為支架調(diào)整手柄(7)。導(dǎo)輪與電機(jī)的傳動(dòng)皮帶。在兩導(dǎo)輪之中間,載料塊受重力使之與磨拋盤相接觸,兩者之間有磨拋料而產(chǎn)生摩擦。由于磨拋盤表面經(jīng)磨床機(jī)加后手工研磨而成,可視為平整度誤差接近于零,載料塊表面制作也是經(jīng)磨床機(jī)加后手工研磨而成,同樣可視為平整度接近于零。同時(shí),載料塊在兩個(gè)導(dǎo)輪之間,靠本身重量向下垂直方向做功(重力),而且載料塊可加砝碼調(diào)整重量,以滿足磨拋材料的工藝要求。以上這些條件滿足后,我們可以集中精力來分析上述被磨拋材料不平行不平整的問題,再理解該機(jī)的工作原理,是如何解決這一問題的。如上圖所示,磨拋盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其圓心的線速度為零,其外徑的線速度為最大,而線速度在磨拋材料時(shí),可視為是磨拋的路徑(長(zhǎng)度)。當(dāng)載料塊(其底部表面粘有被磨拋材料)放在兩導(dǎo)輪之間并與磨拋盤接觸,同時(shí)開啟攪拌循環(huán)泵往盤面上打研磨液(拋光時(shí)開啟自動(dòng)自動(dòng)滴料器把拋光液滴在拋光墊上),然后開啟主電源開關(guān),調(diào)節(jié)磨拋盤的轉(zhuǎn)速,使之轉(zhuǎn)起來。這時(shí)問題就出現(xiàn)了,傳統(tǒng)常見的磨拋機(jī)的兩個(gè)導(dǎo)輪都是被動(dòng)輪,無電機(jī)做驅(qū)動(dòng)。當(dāng)載料塊的重力大于被磨材料與磨拋盤之間的磨檫力時(shí),載料塊是不轉(zhuǎn)動(dòng)的。那么什么時(shí)候磨檫力小于重力呢?研磨開始時(shí),由于被磨拋材料是切割成片的,切割留在被磨材料淺表面的痕跡(即機(jī)械損傷層)呈點(diǎn)高低狀,高點(diǎn)接觸磨盤表面,因此,摩擦力小于載料塊的重力使載料塊不轉(zhuǎn)動(dòng)。那么減輕載料塊的重量不就可以轉(zhuǎn)動(dòng)了嗎,也可以,但是研磨效率太低,不適合采用。中間過程時(shí),由于點(diǎn)高的鋸痕被磨掉,被磨材料與研磨盤面接觸面積增大,摩擦力增大,載料塊在(轉(zhuǎn)動(dòng)的磨拋盤圓心與外徑的)線速度差作用下和磨料的作用下,使其間摩擦力超過載料塊重力時(shí),載料塊可以轉(zhuǎn)起來。后來時(shí)(研磨快結(jié)束時(shí)),由于被磨拋材料表面被研磨趨于平整(即平整度增大)時(shí),摩擦力減少至小于載料塊重力時(shí),載料塊又不轉(zhuǎn)了。因此,當(dāng)載料塊不轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致被磨材料靠磨拋盤圓心處,被磨的路徑短,而靠磨拋盤外徑處,被磨的路徑長(zhǎng)。這都是因?yàn)樘摼(12)(上圖)表示的整個(gè)磨拋盤面的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度是由盤的圓心至外徑呈扇面變化所致。結(jié)果是被磨材料靠圓心厚,靠外徑薄,我們稱其片子(被磨材料)一邊厚一邊薄,片子的平行度是無法保證的。這在半導(dǎo)體行業(yè)或光電行業(yè)做器件是絕對(duì)不允許的,片子的平行度對(duì)光電器件,集成電路等行業(yè)是一個(gè)苛刻的技術(shù)指標(biāo)。因此,在磨拋片子時(shí),載料塊無論何時(shí)都要轉(zhuǎn)動(dòng)起來,才能保證片子不被磨偏?墒,就平行度而言,是相對(duì)片子的兩面說的。假如片子的一面被磨偏了,再翻轉(zhuǎn)磨另一面時(shí),也會(huì)磨偏。那么,平行度就無從談起了。所以,創(chuàng)新就從這里開始,該機(jī)在支架上安裝了一個(gè)減速電機(jī),由皮帶驅(qū)動(dòng)支架的一個(gè)導(dǎo)輪,使之轉(zhuǎn)動(dòng),靠摩擦力驅(qū)動(dòng)載料塊轉(zhuǎn)動(dòng),這樣上述載料塊不轉(zhuǎn)的問題就迎刃而解了。載料塊轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是解決磨拋盤轉(zhuǎn)動(dòng)線速度不勻的問題,載料塊轉(zhuǎn)動(dòng)使被磨材料與磨拋盤無“圓心”和“外徑”的界限。我們簡(jiǎn)稱這是解決了磨拋盤“圓心”的問題。結(jié)果是被磨拋材料不會(huì)磨偏了。但這僅僅是解決了片子的平行度問題,還沒有解決片子的平整度問題。片子的平整度是指片子表面的直線度而且直線度要覆蓋整個(gè)片子表面。被磨片子的平整度取決于載料塊要左右擺動(dòng)起來,目的是解決片子的“圓心”問題。我們知道片子是用蠟粘接在載料塊的同心處,即粘接時(shí)要使片子的圓心與載料塊的圓心(10)同軸,這樣才能保證載料塊重力均勻下落,不會(huì)因粘偏片子使載料塊重力偏移導(dǎo)致片子磨偏。而片子(即載料塊)的圓心在磨拋時(shí),假如載料塊不擺動(dòng),對(duì)應(yīng)磨拋盤的那一點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為常數(shù),其它處為變量線速度。結(jié)果,被磨片子的圓心處的厚度會(huì)高于片子的邊緣處,我們將其現(xiàn)象為片子“心高”,從而導(dǎo)致片子的平整度無法實(shí)現(xiàn)。這都是片子的磨拋路徑不一致所造成的。因此,我們?cè)谠摍C(jī)上安裝了使支架支柱(2)擺動(dòng)的偏心輪導(dǎo)軌的裝置,使支架(4)左右5度擺動(dòng)。從而解決了磨拋片子的平整度問題。又可以舉例:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所SiC(碳化硅)研制組,用本公司生產(chǎn)的ZYP280型旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)重力式研磨拋光機(jī)三臺(tái),用于磨拋SiC材料(第三代半導(dǎo)體材料),片子50毫米直徑,磨拋至厚0.7毫米,平整度達(dá)到5個(gè)埃以里,平行度達(dá)到1µm以里。
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