超精密双面抛光的加工原理是什么（超精密双面抛光的加工原理图）

超精密双面抛光是化学机械抛光（CMP）技术的一种应用。借助产品工件、研磨颗粒、抛光剂和抛光轮的机械作用，在工件抛光过程中，产生局部持续的高温和高压，使产品之间发生最直接的化学和物理变化。磨粒、抛光剂和抛光轮使工件表面发生化学和物理变化。由于机械设备的重叠和化学变化，工件表面的产物逐渐被磨削，使工件表面光滑。双面喷砂工艺应在单层喷砂工艺的前提下发展，因为它可以有效防止片状产品工件加工中因应力差异和结合偏差而产生的变形问题。

因此，与单层抛光相比，双面抛光具有加工效率高、表面形状更小、表面超光滑等优点。

一般超精密双面研磨抛光系统由四部分组成：承载工件和下抛光轮的操作台、增加负载的布抛光轮、驱动工件往复运动的行星轮、一种抛光剂分配装置。架构如下图所示。在双面抛光过程中，由于抛光剂与抛光垫之间的物理运动，抛光剂中的化学溶液与研磨颗粒在产品中产生化学反应。同时，在下抛光轮对工件的旋转压力的作用下，去除工件表面的化学变化。其作用是在工件表面发生化学反应，产生随时变化的有机化学膜。同时，由于旋转机械的摩擦和切割，这种有机膜被去除，超精密表面层不断被替换。这种超精密表面处理也称为分散耐磨材料CMP。在这样的加工过程中，不能选择比产品工件更硬的磨料颗粒。只能选择较软或与产品工件强度相当的磨粒。在机械和化学品的多重影响下，工件表面不断形成极薄的有机塑料薄膜，同时进行切断，实现极薄的表面处理，从而达到高精度、低粗糙度的目的在工件的表面上。并且没有表面处理度的缺点。但目前对于反射层的形成和去除的细节尚不清楚，还需要进一步的科学研究。

超精密双面研磨抛光的运动原理

双面抛光机的整个运动机构可以理解为差速保护行星齿轮系统。结构如下图2-2所示（下图a所示，四台交流伺服电机根据同步带传动带动四个主轴轴承旋转后，中心轮、外齿轮、上抛光轮和下抛光盘以设定的角速度旋转，将待抛光的产品工件置于行星轮内，使其与行星轮内腔有一定的间隙，使产品在行星轮内局部自由移动。根据差速保护原理，我们可以得到，当中心轮与外环传动齿轮反向旋转时，行星轮将采用传动齿轮中间的不利关联推力，绕芯轴以一定角速度同时旋转，从而实现工件的自转和自转。在下抛光面负载力的作用下，产品工件主动与左右摩擦抛光垫。由于摩擦的作用，产品工件与左右抛光垫、抛光剂、抛光液中的研磨颗粒之间发生化学和物理转变，从而反射和去除工件的表面材料，从而获得超光滑表面的效果。

双面研磨抛光的运动原理如下图2(b)所示。研磨抛光前，没有电源开关，中心轮和外齿轮处于静止状态，产品工件仍处于静止状态。当研磨抛光开始时，左右抛光轮在各电机的转动下以3336的角速度以相反的方向往复运动。中心轮和外齿轮在各电机的转动下也以各自的角速度向相反方向转动。行星轮9随中心轮和外齿轮一起旋转，同时被加工工件被动移动。抛光剂通过上抛光轮3注入抛光区域，提供相应的研磨和润滑作用，并提供化学反应材料。

在双面研磨抛光过程中，向上抛光轮的向下负载由气缸6向下加压，在液位传感器7的远程监控下完成实时压力控制。右抛光轮基本相同，只是角度相反。这样做的目的是为了减少工件受力。工件移动有两种情况。当行星轮9静止时，工件运动比较简单，即在上下抛光轮的相反方向摩擦力的作用下完成往复运动；当行星轮绕芯轴旋转时，工件运动更加复杂。当产品工件随行星轮旋转时，左右磨抛面摩擦产生往复运动。因此产品工件具有复杂的斜抛运动，可以更好的对工件表面进行抛光、抛光均匀。