[发明专利]一种平面零件夹持方法

说明书

技术领域

本发明涉及平面零件研磨/抛光加工技术领域，特别涉及一种平面零件夹持方法。

背景技术

近年来，硅片、蓝宝石晶片、玻璃面板及石英晶片等平面零件在产业中的应用越来越广泛，需求量也越来越大。平面零件的表面质量会对其性能产生重大影响，因此，通常需要对其进行研磨/抛光加工。目前，对平面零件的夹持方法分为：有蜡夹持(俗称有蜡抛光)和无蜡夹持(俗称无蜡抛光)。有蜡抛光通过石蜡将待加工工件固定在压板上，有蜡夹持存在较长的石蜡进行升温融化以及降温凝固的辅助时间，且有蜡抛光存在蜡污染、抛光质量低等缺陷。无腊抛光主要是指使用抛光吸附垫夹持工件的抛光方法，实践表明，其虽相对有蜡抛光具有操作方便、无污染、辅助时间短的特点，在抛光质量方面也具有一定的进步，但由于其基本材料为树脂之类的软质材料，在加工过程中存在吸附垫易变形、易磨损、成本较高，加工后零件厚度偏差(TTV)较大等问题。

研磨/抛光压力的增大可以提高材料去除率，从而提高加工效率。但是，工件(平面零件)所能承受的压力存在上限值(称为压力上限)，超过该值，工件非常容易因应力集中发生碎片或变形。可见，工件的加工压力上限的提高可以带来抛光效率的提升。

很多产业要求平面零件的厚度越薄越好。但是，平面零件厚度减小会导致其强度的降低，其所能承受的加工压力上限也随之大幅降低，导致加工效率非常低且更容易发生碎片。因此，如何提高超薄平面零件的研抛压力上限，实现高效研磨/抛光，是平面零件超精密加工领域目前面临的难题。

发明内容

本发明提供了一种平面零件夹持方法，该夹持方法不仅具有操作方便、无污染、成本低、研磨/抛光质量高的特点，还使得平面零件能够承受更大的加工压力，从而获得更高的加工效率，可以用于厚度小于2mm的超薄平面零件的研磨/抛光加工。

本发明的技术方案：一种平面零件夹持方法，该方法将平面零件通过液体膜吸附在基板上，并利用固定在基板平面上的限位片防止平面零件在研磨/抛光过程中沿基板平面滑动；所述限位片上具有槽孔，所述平面零件置于所述槽孔内；所述限位片与所述基板平面的高度差不大于所述平面零件的厚度。

与现有技术相比，本发明采用液体膜吸附加限位片限位的方式夹持平面零件，在基板与平面零件之间形成液体膜后，液体膜会将两者之间的空气排出，从而形成真空状态，此时，作用于基板及平面零件之间的力包括分子间作用力以及大气压施加的压力，能将平面零件牢牢的吸附在基板上，且限位片能抵消被加工平面零件所承受的摩擦力，限制住被加工平面零件的切向位移，避免因切向位移而产生的冲击、破碎等问题，相比现有的夹持方法，具有操作方便、无污染的特点，大幅缩短了夹持过程中的辅助时间，提高了夹持效率；此外，研究表明，使用本发明的夹持方法，平面零件在研抛过程中受到的应力分布更加均匀，从而材料去除更加均匀，研抛质量更高，且平面零件所承受的压力上限也更大，能够获得更高的研抛效率，尤其适合厚度不超于2mm的平面零件的研磨/抛光加工；本发明的夹持方法适用于任意形状的平面零件，还具有适用范围广的优势。

前述的平面零件夹持方法中，所述基板的平面度与平行度不低于所述平面零件的形状精度要求。研究表明，由于平面零件被吸附在基板表面上，在承受压力时，平面零件容易在一定程度上产生变形，此时，平面零件的精度为复制基板的表面形状精度所得，研抛加工后，平面零件的形状精度可无限接近于基板的形状精度；因此，基板的平面度与平行度不低于平面零件的形状精度要求，可以保证平面零件的形状精度。

前述的平面零件夹持方法中，所述限位片与所述基板平面的高度差小于所述平面零件的厚度，且不低于所述平面零件的厚度的30％；所述槽孔与所述平面零件的最大间隙不超过2mm。试验表明，此时，限位片不仅能抵消被加工平面零件所承受的摩擦力，限制住被加工平面零件的切向位移，避免因切向位移而产生的冲击、破碎等问题，且法向力全部施加在平面零件上，能获得最大的抛光效率。

前述的平面零件夹持方法中，所述槽孔与所述平面零件形状相同；所述限位片与所述基板平面的高度差为所述平面零件的厚度的60～80％；所述槽孔与所述平面零件的最大间隙为0.1～0.5mm。研究表明，此时，平面零件在研抛过程中发生碎片的概率非常低。进一步，所述限位片与所述基板平面的高度差为所述平面零件的厚度的75％；所述槽孔与所述平面零件的最大间隙为0.2mm。此时，研抛过程中，研磨液/抛光液相较不容易污染液体膜，进一步保证了本发明夹持方法的可靠性。