[发明专利]抛光方法和系统

说明书

本申请公开了一种抛光方法和系统，该抛光方法是先在材料表面形成一层比材料本身硬度低的氧化层，然后采用磨粒进行抛光。该抛光系统包括并列设置的等离子枪和气囊抛光工具，等离子枪安装于等离子枪安装板上，等离子枪安装板和气囊抛光工具之间设置有升降气缸，该升降气缸固定于气囊抛光工具上、且与等离子枪安装板之间可相对移动。本发明提供的结合等离子表面改性和气囊抛光的抛光工具及方法，能够有效降低碳化硅硬脆材料表面硬度，降低抛光碳化硅硬脆材料的难度，对平面和自由曲面有良好的贴合度，满足不同条件下的抛光需求，能够达到普通抛光无法达到的表面粗糙度，而且结构相对简单，气密性好，方便设备的安装。

技术领域

本发明涉及抛光设备领域，尤其是涉及一种结合等离子表面改性和气囊抛光的方法和系统。

背景技术

随着半导体行业以及光学行业的快速发展，产品对半导体以及光学材料表面质量的要求越来越高，类似碳化硅等新一代具有高热导率，高频率，大功率，化学稳定性的宽禁带半导体材料开始应用在功率器件及光学反射镜上。但类似碳化硅等高硬度的材料难以加工，采用传统抛光方式对其抛光会对材料表面及亚表面造成大量损伤、划痕，影响最终表面质量。而且传统抛光方式在面对自由曲面，非球面时抛光效果并不能达到预想中的效果。

而采用气囊抛光的方式则有效解决了曲面贴合的问题，由于气囊的柔性，使得接触更加柔顺，通过改变加工工艺参数可以有效控制接触区域及接触力，实现对材料表面的抛光。

但是由于在加工类似碳化硅等硬脆材料是一般采用的是金刚石磨粒，即使使用气囊抛光依然会对表面造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抛光方法和系统，结合等离子表面改性技术，通过将表面氧化，形成一层比材料本身硬度低的氧化层，便可以采用非金刚石磨粒进行抛光，有效避免了由于磨粒带来的表面及亚表面损伤。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种抛光方法，先在材料表面形成一层比材料本身硬度低的氧化层，然后采用磨粒进行抛光。

优选的，在上述的抛光方法中，采用等离子表面改性方法在材料表面形成氧化层。

优选的，在上述的抛光方法中，供应等离子枪的气体中，露点可调。

优选的，在上述的抛光方法中，等离子枪具有两个气路，其中一气路含有水蒸气，另一气路不含水蒸气，不含水蒸气的气路中，气体流量可调，来自两个气路的气体混合后进入等离子枪。

优选的，在上述的抛光方法中，所述等离子枪的气源为惰性气体。

优选的，在上述的抛光方法中，在一气路中，惰性气体经过一装有水的洗气瓶并从瓶中带出水蒸气。

优选的，在上述的抛光方法中，用于碳化硅材料的表面抛光。

本申请还公开了一种抛光系统，包括并列设置的等离子枪和气囊抛光工具，等离子枪安装于等离子枪安装板上，等离子枪安装板和气囊抛光工具之间设置有升降气缸，该升降气缸固定于气囊抛光工具上、且与等离子枪安装板之间可相对移动。

优选的，在上述的抛光系统中，所述等离子枪安装板的顶端设置有一限位板，该限位板延伸于所述升降气缸的上方。

优选的，在上述的抛光系统中，所述气囊抛光工具包括伺服电机、中空转轴、气囊和旋转接头，所述伺服电机作用于中空转轴并可带动其转动，所述气囊和旋转接头分别安装于中空转轴的两端。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明通过表等离子面改性的技术可以对难加工的硬脆材料(碳化硅)及其他光学材料进行加工，降低了材料的去除难度。

2、本发明对平面、曲面、非球面等非异形件及异形件均具有良好的贴合性。