超光滑表面抛光技术_陈杨.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————超光滑表面抛光技术_ 陈杨第 24 卷第 5期 2003 年9月江苏大学学报( 自然科学版) JournalofJiangsuUniversity(NaturalScienceEdition) 超光滑表面抛光技术陈杨, 陈建清, 陈志刚 112 (11 江苏大学材料科学与工程学院, 江苏镇江 212013;21 江苏工业学院, 江苏常州 213016) [摘要] 超光滑表面抛光技术是超精密加工体系的一个重要组成------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————部分, 超光滑表面在国防和民用等领域都有着广泛的应用 1 文中介绍了超光滑表面的物理特征和应用, 并根据抛光过程中工件与抛光盘之间的接触状态, 将各种抛光方法分为直接接触、准接触和非接触 3类, 对每一种抛光方法作了总体的描述, 详细地介绍了近年来发展的激光抛光技术和化学机械抛光技术及其超光滑表面抛光的加工机理, 介绍了超光滑表面的测量和评价方法 1[ 关键词] 抛光; 超光滑表面; 机理; 评价[ 中图分类号] [ 文献标识码]A []-(-05 精密和超精密加工技术、造技术的两大领域, 精密工程础 1, 它集成了现代机械测量及材料等先进技术成就, 使得目前的加工精度达到了 0101 μm级, 极大地改善了产品的性能和可靠性 1 超光滑表面加工技术是超精密加工体系的一个重要组成部分, 在国防工业、信息产业民用产品的制造中占有非常重要的地位且有着广泛的市场需求, 具有良好的发展前景 1 科技的进步极大地推动了技术的发展, 随着光学领域和微电子学领域及其相关技术的发展, 对所需材料的表面质量的要求越来越高 1 大规模和超大规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很高的要求; 短波段光学的发展尤其是强激光技术的出现, 对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻 1 从而产生了超光滑表面的概念, 并出现一系列用于进行超光滑表面加工的技术和方法 1 所谓超光滑表面具有以下主要特征: 表面粗糙度小于 1nm(Ra) 、尽可能小的表层和亚表层损------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————伤、表面残余应力极小、晶体表面具有完整的晶体结构 1 超光滑表面的加工手段有抛光和超精密机械加工等, 而抛光应用得最广泛 1 超光滑表面加工的对象是晶体、陶瓷等硬脆性材料 1 超光滑表面主要应、、大规模集成电路的基片、计算机磁盘、磁头和蓝宝石红外探测器窗口的透镜等 11 超光滑表面的抛光技术对于各种超光滑表面的抛光加工手段, 根据在加工过程中工件和抛光盘之间的接触状态可分为 3 种类型: 直接接触、准接触和非接触 1 在各种抛光方法中的接触状态均只属于其中一种, 并在抛光过程中基本保持不变 1111 直接接触抛光直接接触抛光是指抛光盘和工件在抛光过程中直接发生接触,依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛光盘的摩擦作用去除材料 1 浴法抛光、 Teflon 法抛光等都属于这种接触方式 1 在传统抛光设备和方法的基础上, 提出[1] 的浴法抛光改变了抛光液的供给方式, 采用浸液抛光, 使抛光盘和工件的接触更柔和, 在熔石英上获得了粗糙度为 013nm(rms) 的超光滑表面 1 [2] 在浴法抛光的基础上, 等人使用聚四氟乙烯(Teflon) 抛------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————光模1 与沥青抛光模相比,Teflo n 抛光模不仅可以保持工件的面形精度, 而且可以在许多材料上加工出粗糙度小于 (rms) 超光滑表面,同时还可以有效地降低材料表面的波纹度和亚表面损伤 1 [ 收稿日期]2