研磨盘是用于涂敷或嵌入磨料的载体,使磨粒发挥切削作用,同时又是研磨表面的成形工具。能旋转的圆盘、圆柱、圆锥体、平板、
油石、薄板、管子、环圈和特制的定形研磨盘,都可作研磨工具。
研磨盘的材料、应较工件材料软,以使研磨粉粒能嵌入研磨盘的表面,研磨盘用生铁、软铜、紫铜、
黄铜、铅、硬木制成。铅和硬木只是在使工件研磨具有最后尺寸后,为加光而用的。
研磨剂中最硬的是
金刚石粉;用金刚石粉研磨火硬化的硬件。但是金刚石粉的价格甚贵,因此很少使用。次硬的是
碳化硅。再其次是
刚玉粉、碳化硅和铁丹粉。最常用的是金刚砂。
用不同的研磨盘,则要求用不同种类的润滑剂。生铁研磨盘需用
煤油或汽油作润滑剂。软钢研磨盘——用机油。铜研磨盘——用机油、
乙醇、碳酸水。凡对铜表面的质量要求特别高时,就用酒精稀释的
滑石或用
凡士林混合的铁丹粉作润滑剂。研磨铝时,用
甲苯稀释的
硅藻土和
硬脂酸或用木质油稀释的
硅藻土作润滑剂。研磨铜合金时,用机油和脂肪作润滑剂,把选定的润滑液和研磨粉混合,然后把
混合物仔细地涂擦。
为了获得良好的研磨表面,有时需在研磨盘面上开槽。槽的形状有放射状、网格状、同心圆状和螺旋状等。槽的形状、宽度、深度和间距等要根据工件材料质量、形状及研磨面的加工精度而选择。在研具表面开槽有如下的效果:
将
金刚石或
氮化硼磨料与
铸铁粉末混合后,烧结成小薄块,或用电铸法将磨粒固着在金属薄片上,再用环氧树脂将这些小薄块粘贴在研磨盘上可制成固着磨料研磨盘。固着磨料研磨盘适用于精密研磨陶瓷、硅片、
水晶等脆性材料,研磨盘表面精度保持性好,研磨效率高。
晶片研磨过程的控制,是以控制研磨盘转速与所施加的荷重为主。右图所示为研磨过程中研磨压力与时间的关系。首先研磨压力需由小慢慢增加(图中Ⅰ区),以使研磨料能够均匀散布,及去除晶片上的高出点。稳定态(图中Ⅱ区)的研磨压力一般在9.8kPa(100gf/cm²)左右。而研磨的时间约为10~15min。在研磨结束前也需慢慢将研磨压力降低(图中Ⅲ区)。晶片的研磨
速率一般是随以下参数而增加:
研磨制程的完成,是以定时或定厚度(磨除量)为主。其中定厚度的方法,是利用一厚度探针,来感应晶片的厚度,一旦达到设定的厚度,机台便会慢慢
减压病而停止研磨。