研磨抛光中常见的抛光皮有哪些种类?

研磨抛光中常见的抛光皮有哪些种类?

2022-01-11 10:28:58 0

来源:爱锐科技

在我们实际研磨抛光过程中,研磨抛光主要讲的是化学机械抛光(CMP: Chemical Mechanical Polishing)。CMP 是化学的和机械的综合作用,在一定压力及抛光浆料存在下,在抛光液中的腐蚀介质作用下工件表面形成一层软化层,抛光液中的磨粒对工件上的软化层进行磨削,因而在被研磨的工件表面形成光洁表面。


抛光液中的腐蚀介质与被抛光表面材料发生了化学反应,生成很薄的剪切强度很低的化学反应膜,反应膜在磨粒磨削作用下被去处,从而露出新的表面,接着又继续反应生成新的反应膜,如此周而复始的进行,使表面逐渐被抛光修平,实现抛光的目的。


抛光皮的分类:

根据抛光皮磨料填充、材质、表面结构情况,共分为三大类


按磨料填充分为:无填充磨料和有填充磨料抛光皮


无填充磨料的抛光皮,在抛光过程中的相比较抛光工件光圈稳定。

有填充磨料的抛光皮,含氧化铈抛光皮和含氧化锆抛光皮。


氧化铈抛光皮:较能提高抛光速率;

氧化锆抛光皮:较能提高被抛光工件的光洁度


按材质的不同分为:不织布(无纺布)磨皮、发泡聚氨酯磨皮和阻尼布磨皮。



按表面结构分为:有开槽和不开槽的抛光皮;



抛光皮的开槽种类:


抛光皮的作用:

1.把抛光液有效均匀地输送到抛光皮的不同区域;


2.从被加工表面带走抛光过程中的残留物质、碎屑等,达到去除效果;


3.传递和承载加工去除过程中所需的机械载荷;


4.维持抛光皮表面的抛光液薄膜,以便化学反应充分进行;


5.保持抛光过程的平稳、表面不变形,以便获得较好的产品表面形貌。


抛光皮不同材质和制造工艺介绍:

1、不织布磨皮


薄状聚酯纤维层叠后,用针反复撞击使纤维结合在一起使其成为毛毡状,并把它浸在聚氨树脂或乳胶(SBR NBR等橡胶)中,然后切片,抛光,完成最终产品。



2、聚氨酯硬质磨皮


聚氨酯预聚物和硬化剂(增链剂)、发泡剂按照规定量混合后,注入定型容器中做成块状,然后通过切片机加工成最终片状磨皮。


3、阻尼布磨皮


聚氨酯树脂和发泡添加剂颜料(炭黑)等混合后放入水中凝固,干燥成薄膜状。然后通过抛光加工,粘上基材和双面胶得到最终产品。

抛光皮性能分析:


影响抛光皮性能的因素


内部因素:

硬度—抛光皮的硬度决定保持面形精度的能力;

压缩比—压缩比反映抛光皮的抗变形能力;

涵养量—抛光皮的涵养量是单位体积的抛光皮存储抛光液的质量;

粗糙度—表面粗糙度是抛光皮表面的凹凸不平程度;

密度—密度是抛光皮材料的致密程度。

抛光垫的自身硬度、刚性、可压缩性等机械物理性能对抛光质量、材料去除率和抛光垫的寿命有着明显的影响。

抛光垫的硬度决定了其保持形状精度的能力。

采用硬质抛光垫可获得较好工件表面的平面度, 软质抛光垫可获得加工变质层和表面粗糙度都很小的抛光表面。


抛光垫的可压缩性决定抛光过程抛光垫与工件表面的贴合程度, 从而影响材料去除率和表面平坦化程度。

可压缩性大的抛光垫与工件的贴合面积小, 材料去除率高。


衡量抛光垫性能指标有较多,各项物理指标综合影响抛光效果,其中相对关键的指标在于孔隙率、孔隙均匀性等,其对抛光垫的各项物理性能指标及批次一致性影响程度较大。


衡量抛光垫的技术指标主要包含硬度、刚性、韧性、弹性模量剪切模量、密度、可压缩性等机械物理性能。

而其中由于抛光垫在材料配方一定的情况下,孔隙生成的密度和均匀性包含物理、化学及热处理等将直接影响各项抛光垫的物理指标。


目前孔隙生成方式包括惰性气体成孔、预聚物和糖类物质反应成孔等。但其具体生产工艺控制、化学材料选择、配方配比、图形设计等涉及大量Knowhow。

由于涉及到设计及工艺需要企业长期的实践和摸索,抛光垫各系列产品参数及稳定性需要长期积累。


举例来,对比IC1000和IC1010,可以看到,不同孔隙率,硬度,粗糙度均对抛光效果产生不同影响,同时配合沟槽调整综合调整抛光效果。

对比IC1000和IC1010两种规格的抛光垫,两种抛光垫表面的微孔直径都在40um左右,其他物理化学参数大多相似,其中IC1000的孔隙率为48%,IC1010的孔隙率为61.4%。

比较显现,抛光垫的孔隙率越高和粗糙度越大,其携带抛光液的能力越强。


抛光垫越粗糙,则材料去除率增大,这是因为表面粗糙度高的抛光垫与工件表面的接触面积减小, 而且粗糙的抛光垫表面可储存更多的抛光液, 因此作用在单颗磨粒上的力增大, 单颗磨粒的去除材料体积增大。


抛光垫使用后会产生变形,表面变得光滑,孔隙减少和被堵塞,使抛光速率下降,必须进行修整来恢复其粗糙度,改善传输抛光液的能力,一般采用钻石修整器修整。


抛光垫的沟槽图形设计,也是影响抛光性能的核心指标。

抛光垫沟槽的设计影响着抛光垫储存、运送抛光液的能力和表面局部应力梯度。


抛光垫表面结构有平整型和带有不同沟槽型的。

抛光垫表面适度开槽后,储存、运送抛光液的能力显著增强,磨料分布更均匀、工件表面剪切应力高,因此抛光效率和质量都得到提高。


抛光垫表面上的槽本身起着类似于均匀分布磨粒的作用,它通过增加剪切应力保证材料去除率。

抛光垫表面沟槽形式(平行与垂直交叉型或同心环形)、沟槽形状(V型、U型或楔型)、沟槽方向以及沟槽尺寸(深度、宽度和间距)等对磨料的分布和流动、抛光垫的寿命有着显著的影响。


抛光垫沟槽的宽度要适度,太小体现不出开槽效果,太大会使得抛光效率变小,晶片的粗糙度也变差。

抛光垫沟槽的深度对于抛光效果则没有明显的影响。


外部因素:

CMP是由运动学,力学,流体力学,化学,摩擦,磨耗等各种复杂作用来移除材料表面。


影响抛光皮性能的外部因素主要有抛光液的成份&浓度、抛光粉的粒径、压力、速度、时间、温度等。


材料移除量(RP)计算公式:RP=K×P×V×T

k:比例定数 P:研磨压力 V:研磨速度(磨皮和研磨对象物的相对速度) t:研磨时间】  


     

国瑞升抛光垫经过多方反复验证,可以广泛应用于各种需求及基板材料的平面加工和磨削加工,能最好地加工产品平面,用于加工高平坦度要求及光洁度要求的产品。

我司可提供各种类型的抛光垫,以供不同需求的客户选择。

压敏胶(背胶)可以根据客户的特殊要求提供,可提供标准开槽或者按照客户需求特殊规格开槽。详情可来电详询。

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标签: 抛光皮 磨皮
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