一种抛光丸片的生产工装及制备方法

技术领域

本发明涉及抛光材料及相关制造设备技术领域，具体涉及一种抛光丸片的生产工装及制备方法。

背景技术

光刻机，又可以被称为掩模对准曝光机、曝光系统、光刻系统等，毫无争辩的一个事实就是，目前国产技术中最难以攻克的技术就是光刻机技术，光刻机的重要性在于能够对高精度的芯片进行光刻，同时，光刻也是芯片在制造过程中含金量最高的工艺。

在对高精度芯片进行光刻之时或光刻之前，对芯片进行抛光、打磨，将会直接影响到芯片的各项性能，目前，国产芯片在抛光、打磨选用材料时，通常有以下三种方式：第一种，直接采用金刚石树脂丸片对芯片表面进行抛光、打磨；第二种，直接采用抛光片或抛光革对芯片表面进行抛光、打磨；第三种，首先使用金刚石树脂丸片对芯片进行打磨（粗磨），其次通过抛光片或抛光革对芯片进行抛光（精抛）。

但是，上述三种抛光打磨方式存在的问题在于：前两种方式虽然节省了成本（即：只需要选用一种抛光、打磨材料即可），但是，金刚石树脂丸片和抛光片（抛光革）之间还是存在有区别，金刚石树脂丸片主要用于对精密件（即：芯片）进行粗磨，若始终用金刚石树脂丸片对精密件进行同步打磨、抛光，则精密件的精度将难以保证，若始终用抛光片（抛光革）对精密件进行同步打磨、抛光，则磨削率严重拖慢；第三种方式采用不同材料对精密件实现先打磨、后抛光的加工模式，固然能够保证紧密件的精度有保障、磨削率不受影响，但是，需要同时采用两种材料且分步对精密件进行打磨、抛光，一方面成本有所增加，另一方面磨、抛的时间延长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抛光丸片的生产工装及制备方法，通过结合生产该抛光丸片的工装和制备方法，以及结合抛光丸片的成分，保证本申请的抛光丸片既能满足金刚石树脂丸片的高效率磨削，同时还能具有抛光片（抛光革）的精抛性。

第一方面，本发明公开了一种抛光丸片的生产工装，包括碾磨机构和搓捏机构，碾磨机构用于对软质进管内粉料进行碾、磨；碾磨机构上设有搓捏机构，搓捏机构用于对软质出管内粉料进行搓、碾；软质进管的进口端用于连接搅拌机，软质进管的出口端用于和缓冲腔连通，缓冲腔另一端用于和软质出管连通，软质出管另一端用于和模具相对。

作为对碾磨机构和搓捏机构的优化方案：碾磨机构包括托体，托体的支撑部上竖向、滑动连接有载移体，载移体的一侧设有至少两轮碾，相邻轮碾的间隙用于软质进管穿过；搓捏机构包括滑移体，载移体的至少一侧设有滑移体；滑移体上转接有揉捏工件，揉捏工件的爪部用于和软质进管的相近侧相对；滑移体上设有执行机构，执行机构用于驱动揉捏工件进行旋转。

作为对搓捏机构的进一步优化：搓捏机构包括两滑移体，两滑移体设于载移体的相对两侧。

本申请设计了一种新型的执行机构，具体的，执行机构包括齿板、齿轮，托体的支撑部上、沿竖向形成有异形槽，异形槽的斜向部末端与软质出管相对，滑移体上连接有水平柱，水平柱与异形槽滑动适配，滑移体滑动连接在载移体的相邻侧上。

作为对执行机构的进一步限定，滑移体与揉捏工件的转接点上固定有齿轮，齿轮的相邻侧、载移体上设有齿板，齿板与齿轮啮合适配。

作为本申请的一种优化方案：滑移体上连接有推移体，缓冲腔内滑动适配有堵板，堵板的至少一侧设有侧挡，侧挡与缓冲腔就近侧弹性连接，侧挡与就近侧的推移体相对；推移体用于推动侧挡移动时，侧挡带动堵板移动，堵板并与缓冲腔形成放料空间。

作为本申请的另一种实施方式：缓冲腔上可拆装连接有座架，座架上形成有用于放置高精件的安装口，安装口上连接有用于对高精件进行固定的锁定板。

第二方面，本发明公开了一种抛光丸片的制备方法，包括抛光丸片的生产工装，主要包括以下步骤：

S1，按照重量比取99-99.5％的氧化铈与1-0.5％在搅拌机内进行混合0.5-1h，其中氧化铈的的粒度为铜粉的50-200倍，制得混合粉；

S2：S1中得到的混合粉随后进入抛光片生产工装中进行磨、抛处理，处理时间为1h；

S3：将S2中得到的混合粉加热至300-400℃；

S4：将S3中的得到的混合粉移至模具中，并通过外压对混合粉进行压制，压制力量为100kg/0.785cm2。

进一步，铜粉的粒度为0.2-0.6μm，氧化铈的粒度为50-200μm。

进一步，氧化铈的重量比优选99.5％，铜粉的重量比优选0.5％。

本发明的有益效果在于以下几点：

第一，本申请通过结合碾磨机构和搓捏机构，可以使生产抛光丸片粉料的粘合性更强，其中，在碾磨机构的搓磨以及搓捏机构的搓捏，先使粉料中的大粒度成分靠近小粒度成分、后大粒度成分挤入小粒度成分的间隙内；粉料成分通过本申请加工后，大、小粒度的粉料结合更加紧密，大小粒度粉料之间的间隙变小，使成型抛光丸片的表面更加致密；因此，相较于传统的金刚石树脂丸片，抛光效果提升，同时本申请产生出的抛光丸片与抛光片的性能较为接近；通过本申请生产出的抛光丸片即可实现对高精件（芯片，等）磨、抛，避免传统技术中分两步分别磨、抛的繁琐，以及避免单独使用金刚石树脂丸片或抛光片其中一种会出现抛磨效果差或耗时长等缺陷。

附图说明

图1为碾磨机构的装配结构示意图。

图2为搓捏机构的装配结构示意图。

图3为揉捏工件的立体结构示意图。

图4为碾磨机构、搓捏机构的装配结构示意图。

图5为碾磨机构、搓捏机构、执行机构的装配结构示意图。

图6为本申请的局部结构示意图。

图7为推移体、缓冲腔内结构的安装结构示意图。

图8为缓冲腔的立体结构示意图。

图9为另一轮碾与安装板的装配结构示意图。

图10为抛光丸片装配架的安装结构示意图。

图11为通过本申请生产出的抛光丸片的实物图。

图中，碾磨机构1、托体101、载移体102、轮碾103、软质进管2、缓冲腔3、软质出管4、搓捏机构5、滑移体501、揉捏工件502、执行机构6、齿板601、齿轮602、异形槽7、水平柱8、推移体9、堵板10、侧挡11、安装板12、座架13、锁定板14。

具体实施方式

为了清楚的理解本申请技术方案，下面将结合具体实施例和附图对本申请提供的一种抛光丸片的生产工装及制备方法进行详细说明。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请以下各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“一个实施例”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

实施例1

本实施例提供了一种抛光丸片的生产工装，本实施例提供了一种抛光丸片的生产工装，包括碾磨机构1，参考图1所示，示出的是碾磨机构1的装配结构示意图，如图中所示，碾磨机构1进一步包括托体101，托体101的底部形成有座部，座部主要用于稳定放置，座部的上方延伸并形成有支撑部，座部与支撑部共同构成托体101；托体101的支撑部上竖向滑动连接有载移体102，载移体102的左侧连接有承轮脚，承轮脚的末端缘上转接有轮碾103，轮碾103的一侧设有另一轮碾103，两轮碾103之间形成有间隙，上述间隙的用处：软质进管2能够穿过其中，并通过调节间隙之间的大小使软质进管2发生变形，制造抛光瓦片的原材料首先进入软质进管2（软质进管2、缓冲腔3、软质出管4共同构成输料管路），通过变形后的软质进管2对其中的粉料实现挤压；为方便工作人员能够更加顺利的将载移体102在托体101支撑部上实现上、下提拉，在载移体102上固定有提拉把手，通过上、下移动载移体102，保证连接在载移体102上的轮碾103能够实现上升或下降，移动轮碾103实现对软质进管2中粉料进行滚、碾（注：此处所指的轮碾103只会在小范围内进行上、下移动，因此，另一轮碾103只需固定不动，两轮碾103之间产生的间隙依然能够实现对软质进管2中的粉料产生持续挤压）；两轮碾103的间隙对软质进管2中粉料产生挤压，其中一轮碾103的移动实现对软质进管2中粉料产生滚、碾（另一滚碾此时起到对软质进管2的支撑作用），挤压和滚碾共同作用于软质进管2中的粉料，移动轮碾103实现对软质进管2中粉料进行滚、碾。

其中，软质进管2的进口端连接小型搅拌机（搅拌机为市面上常见的现有技术，型号可以选用JW350，在图中并未示出），软质进管2的出口端与缓冲腔3的上部连接，缓冲腔3的下部连接有软质出管4。

参考图2所示，示出的是搓捏机构5的装配结构示意图，从图中可以看出，搓捏机构5包括两滑移体501，两滑移体501分别以平行、相对的方式设于载移体102的两侧，滑移体501上转接有揉捏工件502（图3示出的是揉捏工件502的立体结构示意图），揉捏工件502的爪部与软质进管2的相近侧相对，滑移体501上安装有用于制动揉捏工件502进行旋转的执行机构6；通过执行机构6驱动揉捏工件502翻转时，相应的，揉捏工件502爪部对软质出管4进行按压直至变形，逐渐变形的软质出管4对其内部的粉料产生按压，另一方面，在揉捏工件502对粉料进行按压的同时，载移体102间接的带动揉捏工件502在软质出管4表面实现上下移动，上下移动的揉捏工件502可以对软质出管4内的粉料实现搓揉；因此，揉捏工件502受到执行机构6的直接旋转驱动、以及载移体102的间接上下，从而使揉捏工件502能够对软质出管4中的粉料产生搓、捏效果，粉料在搓、捏过程中，原先集聚在小颗粒成分周围的大颗粒成分挤入到各小颗粒成分的间隙中，使大、小颗粒成分结合更加紧密，粒子之间的粘合性更强。

为了更好的理解本申请中碾磨机构1与揉捏机构之间的装配关系，参考图4所示，示出的碾磨机构1、搓捏机构5的装配结构示意图，两滑移体501连接在载移体102的两侧。

本申请的整体结构的工作原理如下：首先，经过小型搅拌机处理后的粉料进入软质进管2中（软质进管2、出管的材质可以采用ABS塑料，等），与此同时，推动托体101向靠近软质进管2的方向移动，托体101上轮碾103与另一轮碾103形成的间隙逐渐缩小，该间隙内的软质进管2受压变形，软质进管2中大、小粒度的粉料成分实现聚集；然后，从软质进管2中排出的粉料进入缓冲腔3中进行暂存，随后粉料进入软质出管4；最后，在粉料进入软质出管4的同时，在执行机构6和载移体102的共同作用下，搓捏机构5的爪部可以对软质出管4进行搓、捏，使大颗粒的粉料成分进入到小颗粒的粉料成分中。

本申请通过结合碾磨机构1和搓捏机构5，可以使生产抛光丸片粉料的粘合性更强，其中，在碾磨机构1的搓磨以及搓捏机构5的搓捏，先使粉料中的大粒度成分靠近小粒度成分、后大粒度成分挤入小粒度成分的间隙内；粉料成分通过本申请加工后，大、小粒度的粉料结合更加紧密，大小粒度粉料之间的间隙变小，使成型抛光丸片的表面更加致密；因此，相较于传统的金刚石树脂丸片，抛光效果提升，同时本申请产生出的抛光丸片与抛光片的性能较为接近；通过本申请生产出的抛光丸片即可实现对高精件（芯片，等）磨、抛，避免传统技术中分两步分别磨、抛的繁琐，以及避免单独使用金刚石树脂丸片或抛光片其中一种会出现抛磨效果差或耗时长等缺陷。

进一步的，通过碾磨机构1对软质进管2中粉料进行碾、磨后，粉料进入缓冲腔3进行暂存，然后，将缓冲腔3中的粉料放入软质出管4中，最后，在执行机构6的配合作用下，搓捏机构5对软质出管4中的粉料进行搓、捏，完成上述的碾磨动作、缓冲腔3放料、搓捏动作，需要分别单独的操作，操作流程繁琐，费时费力；基于此，本发明设计了一种新型执行机构6，并对碾磨机构1、搓捏机构5的局部进行了改进，具体结构如下。

参考图5，示出的是碾磨机构1、搓捏机构5、执行机构6的装配结构示意图，并结合图6，其中，图6示出本申请的局部结构示意图，执行机构6包括齿板601、齿轮602，托体101的支撑部上、沿竖向形成有异形槽7，异形槽7由竖向部和斜向部构成，异形槽7的斜向部末端朝向软质出管4所在的方向，两滑移体501之间连接有水平柱8，水平柱8可滑动的适配在异形槽7内；滑移体501与载移体102的相邻侧沿水平方向滑动适配。当载移体102沿着托体101支撑部进行竖向移动时，水平柱8首先沿着异形槽7的竖向部进行移动，此时的滑移体501并不会在载移体102上发生移动；当载移体102继续沿着托体101支撑部进行竖向移动时，水平柱8从异形槽7竖向部滑出后进入斜向部，随着水平柱8逐渐向斜向部的末端移动，水平柱8相应带动滑移体501在载移体102上发生移动（朝向软质出管4所在的方向移动），滑移体501带动揉捏工件502爪部在软质出管4的表面沿a方向搓磨。继续结合图5，滑移体501与揉捏工件502的转接点上固定有齿轮602，齿轮602的相邻侧、载移体102上水平固定有齿板601，齿板601与齿轮602啮合适配，因此，当滑移体501在载移体102上实现移动时，由于齿板601与齿轮602啮合的缘故，齿轮602相应发生旋转，进而揉捏工件502爪部可以在软质出管4的表面上沿b方向搓磨。本申请通过结合执行机构6以及异形槽7、水平柱8，保证搓捏工件的爪部可以在两个方向（a、b）对软质出管4的表面进行搓磨，另一方面，搓捏工件的爪部沿b方向对软质出管4进行搓磨时，还有一个对软质出管4表面进行揉、捏的作用（两个搓捏工件爪部在对软质出管4挤压、松开过程中产生揉、捏效果）；本申请也保证了碾磨机构1和搓捏工件具备联动性，当水平柱8在异形槽7竖向部中移动时，碾磨机构1的轮碾103相应对软质进管2的表面进行碾、磨，一旦水平柱8进入异形槽7的斜向部，碾磨机构1的轮碾103逐渐脱离与软质进管2的接触，同时搓捏机构5转而对软质出管4进行搓、捏，工作效率大为提升，无需碾磨机构1、搓捏机构5进行单独操作。

进一步的，在搓捏机构5需要对软质出管4内的粉料进行操作时，首先需要将缓冲腔3中的粉料放入到软质出管4内，但是依然需要工作人员进行单独放料，工作效率差且易出现工作人员把控时机不到位；基于此，如图7、图8所示，图7示出推移体9、缓冲腔3内结构的安装结构示意图，图8示出缓冲腔3的立体结构示意图，在滑移体501上连接有推移体9，缓冲腔3内水平、滑动适配有堵板10，堵板10的两侧连接有侧挡11，侧挡11与缓冲腔3的就近侧弹性连接（例如弹簧，等），侧挡11与就近侧的推移体9相对；当推移体9的端缘与侧挡11未接触时，堵板10对缓冲腔3内部进行封闭；当推移板的端缘与侧挡11逐渐接触、并推动侧挡11移动时，堵板10不再封闭缓冲腔3，此时，堵板10与缓冲腔3之间产生放料空间，缓冲腔3中的粉料可以顺利进入到软质出管4中。本申请通过进一步结合推移体9以及对应缓冲腔3的设计，保证缓冲腔3的下料能够与上述的碾磨机构1、搓捏机构5再次实现联动，采用机械方式取代人工下料，工作效率提升、出错率降低。

进一步的，为了保证两轮碾103之间的软质进管2方便更换、以及进一步对间隙进行微调节；为此，如图9所示，示出另一轮碾103与安装板12的装配结构示意图，安装板12固定于缓冲腔3上，且另一轮碾103可滑动的连接在安装板12上，安装板12上安装有用于对轮碾103进行锁定的锁具（此处可以直接选用弹簧，图中并未示出）。

实施例2

从实施例1中的软质出管4内排出的粉料直接进入到模具中进行成型，模具置于软质出管4的下方，模具在图中并未示出，此处不再赘述；当粉料在模具中成型为抛光丸片后，传统的做法是直接人工取用抛光丸片对高精件进行抛磨，或者装入另一磨削机器上对高精件进行抛磨，两种方式均需另找人工或机械操作抛光丸片，费时费力，耗费成本；为此，如图10所示，示出抛光丸片装配架的安装结构示意图，在缓冲腔3的上方可拆装连接有座架13（当然，在软质进管2拆除后，再行安装座架13），座架13上形成有安装口，安装口用于放置高精件，安装口的上方连接有用于对高精件进行固定的锁定板14，锁定板14的板面与用于和高精件接触，锁定板14上准转接有螺栓，螺栓的另一端与座架13螺纹连接；座架13位于两轮碾103之间，方便后续轮碾103对座架13上的高精件实现抛磨。本申请通过一机两用，使本申请的使用范围更加广泛，既可以作为制造抛光丸片的机器使用，也可以作为装载抛光丸片的夹持工装及高精件的磨具。

实施例3

在抛光丸片的生产工装升级之后（当然，在不更换粉料的成分的情况，抛光丸片的生产工装依然可以使抛光瓦片达到抛和磨的特性），对抛光丸片的成分以及加工条件也做出了相应的优化，具体包含如下成分（按照重量比）：

氧化铈99-99.5％；

铜粉1-0.5％。

基于以上的抛光丸片生产工装以及抛光丸片的成分，本发明进一步设计了一种抛光丸片的制备方法，主要包含以下步骤：

以1KG料粉为基准：

第一步骤：取99-99.5％的氧化铈与1-0.5％在搅拌机内进行混合0.5-1h，其中氧化铈的的粒度为铜粉的50-200倍，制得混合粉；

第二步骤：第一步骤中得到的混合粉随后进入抛光片生产工装中进行磨、抛处理，处理时间为1h；

第三步骤：将第二步骤中得到的混合粉加热至300-400℃；

第四步骤：将第三步骤中的得到的混合粉移至模具中，并通过外压对混合粉进行压制，压制力量为100kg/0.785cm2。

进一步的，铜粉的粒度为0.2-0.6μm，氧化铈的粒度为50-200μm。

进一步的，氧化铈的重量比优选99.5％，铜粉的重量比优选0.5％。

其中，图11示出的是通过本申请生产出的抛光丸片。