[发明专利]机械研磨修整轮的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是一种机械研磨修整轮的加工方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP，chemical mechanical polishing)工艺是通过化学研磨料与机械抛光相结合的方法，采用研磨垫对硅片进行研磨以达到硅片表面平坦化的目的。化学机械研磨用的研磨垫，它一般是由两种材料黏合而成，表层坚硬而底层较软，且表面有一定的粗糙度。目的是为了让表面既能够承载研磨液与研磨料，又能传递系统施加的压力，还不会刮伤硅片的表面。有的化学机械研磨设备中还包括机械研磨修整轮(Pad conditioning disk)，它在研磨过程中负责修整研磨垫，使研磨垫保持一定的粗糙度，以防止研磨效率降低；它还负责清除研磨垫表面的研磨残余物，以及平均分配研磨液。

在公开号为CN201095071Y(公开日：2008年8月6日)的中国专利文献中还能发现更多的机械研磨修整轮的信息。

机械研磨修整轮的材料为不锈钢。现有技术中对由不锈钢材料制作的结构简单工件的加工方法一般为车削加工，车削加工后再配合磨床加工。但是机械研磨修整轮的结构比较复杂，很难用现有技术的加工方法对其进行加工。参考图1和图2，本发明中需要加工的机械研磨修整轮的结构具体如下：其中，机械研磨修整轮10的结构为圆环柱型，它包括背面11和研磨面12，所述背面11具有安装孔13，用于与化学机械研磨装置进行固定；研磨面12具有铣槽14，用于平均分配研磨液。另外，根据机械研磨修整轮打磨修整研磨垫的用途，现有的磨床工艺很难对其进行磨床加工。再者，根据机械研磨修整轮修整研磨垫的用途，需要研磨面和背面分别具有很高的平面度，并且研磨面与背面之间具有很高的平行度。但是，现有技术的加工方法无法保证较高的平行度和平面度。

因此，目前对机械研磨修整轮的机械加工工艺非常不成熟，对机械研磨修整轮的机械加工的加工参数的相关研究也几乎处于空白阶段，因此，加工精度非常不高。

有鉴于此，实有必要提出一种机械研磨修整轮的加工方法，避免上述缺陷。

发明内容

本发明解决的问题是目前对机械研磨修整轮的机械加工加工精度非常不高。

为解决上述问题，本发明提供一种机械研磨修整轮的加工方法，包括：

提供圆环柱形坯料，粗车外圆环表面和内圆环表面，粗车所述圆环柱形坯料的两端面，形成第一半成品机械研磨修整轮；

对所述第一半成品机械研磨修整轮进行热处理，以去除内应力；

对热处理后的第一半成品机械研磨修整轮的外圆环表面和内圆环表面进行半精加工，使得外圆环直径和内圆环直径尺寸符合要求，半精加工所述第一半成品机械研磨修整轮的两端面，形成第二半成品机械研磨修整轮；

对所述第二半成品机械研磨修整轮的一个端面进行钻孔处理形成背面，对所述第二半成品机械研磨修整轮的另一端面进行铣槽处理，形成研磨面；

所述钻孔处理和所述铣槽处理后，将第二半成品机械研磨修整轮固定在全周夹具上，对所述第二半成品机械研磨修整轮进行精加工处理，使得所述背面和所述研磨面之间的距离、背面的平面度、背面与研磨面的平行度符合要求。

可选的，将第二半成品机械研磨修整轮固定在全周夹具上，对所述第二半成品机械研磨修整轮进行精加工处理包括：

提供全周夹具并且校正所述夹具，使所述夹具的平面度和平行度达到要求；

将第二半成品机械研磨修整轮固定在全周夹具上，所述全周夹具露出背面，第一次精加工背面；

第一次精加工背面后，翻转第二半成品机械研磨修整轮并固定在全周夹具上，所述全周夹具露出研磨面，精加工研磨面，使得研磨面的尺寸符合要求；

精加工研磨面后，翻转第二半成品机械研磨修整轮并固定在全周夹具上，所述全周夹具露出背面，第二次精加工背面，使得背面的尺寸符合要求，所述背面的平面度、所述背面与所述研磨面的平行度符合要求。

可选的，第一次精加工背面后，背面与研磨面之间的距离预留加工余量，所述加工余量为0.08毫米～0.12毫米。

可选的，所述半精加工和精加工的方法为车削。

可选的，所述机械研磨修整轮的材料为不锈钢时，所述车削中使用的刀具为不锈钢刀具。

可选的，所述半精加工的具体参数为：所述不锈钢刀具的刀尖修圆半径为0.4，不锈钢刀具的转速为450转/秒～550转/秒，进给量范为0.1毫米/转～0.2毫米/转，背吃刀量为0.1毫米～0.2毫米。