一种碳纤维PEEK材料保持环的表面加工方法与流程

一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法
技术领域
1.本发明涉及表面处理领域，具体涉及一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法。


背景技术：

2.目前，化学机械研磨是集成电路制造工艺过程中实现晶圆表面平坦化的关键技术。伴随着半导体制造工艺日益复杂，化学机械研磨的用处更加广泛。化学机械研磨保持环作为化学机械平坦化工艺的主要耗材之一，在化学机械研磨工艺中得到了广泛的应用。
3.如cn111571427a公开了一种保持环，所述保持环包括第一环和第二环；所述第一环和第二环的粘结部进行喷砂处理；喷砂处理后所述第一环粘结部的粗糙度ra为4-8μm；喷砂处理后所述第二环粘结部的粗糙度ra为4-8μm。该方案提供的保持环通过保持环中粘结部位的喷砂处理，对喷砂后的粘结部的粗糙度进行了严格限制，以解决使用时产生的掉粒和脱胶问题，同时显著的提高了保持环的使用寿命。
4.cn115958523a公开了一种保持环和研磨设备。该保持环包括环形本体，环形本体具有内周壁、外周壁以及连接于内周壁和外周壁的顶端的研磨表面；环形本体还具有自研磨表面凹陷的多个间隔设置的沟槽，沟槽自内周壁向外周壁延伸并贯通；其中，沟槽的两个侧壁之间的宽度在垂直于沟槽底壁的方向上不完全相同，所有沟槽的两个侧壁底部之间的宽度之和大于或等于所有沟槽的两个侧壁顶部之间的宽度之和。该保持环，能够减少半导体结构研磨的表面的研磨缺陷，提高研磨率。
5.然而，目前通常采用碳纤维增强聚醚醚酮材料即碳纤维peek材料来制备环件，所得环件经成型初加工后其表面的平面度和平行度仍需进行进一步处理方能达到使用要求，然而当前的表面处理过程中会存在工件受力不均匀，而导致所得环件产品的平面度和平行度较差的问题。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，以解决所得环件产品的平面度和平行度较差的问题。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.本发明提供了一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
9.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削。
10.本发明提供的表面加工方法，通过采用特定的加工过程，实现了对初加工后环件的表面加工，使得加工后所得产品的平面度和平行度达到产品的使用要求，避免了环件产品平面度和平行度不合格的问题，所得环件产品的平面度≤0.001mm，平行度≤0.002mm。
11.作为本发明优选的技术方案，所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面
的平面度≤0.01mm。
12.作为本发明优选的技术方案，所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接。
13.作为本发明优选的技术方案，所述第一铣削的主轴转速为5000-6000r/min。
14.作为本发明优选的技术方案，所述第一铣削的背吃刀量为0.1-0.2mm。
15.作为本发明优选的技术方案，所述第一铣削的进给速度为1300-1400mm/min。
16.作为本发明优选的技术方案，所述第二铣削的主轴转速为4500-5000r/min。
17.作为本发明优选的技术方案，所述第二铣削的背吃刀量为0.1-0.15mm。
18.作为本发明优选的技术方案，所述第二铣削的进给速度为1200-1300mm/min。
19.作为本发明优选的技术方案，所述表面加工方法包括：
20.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；
21.所述夹具碳纤维peek材料保持环想接触表面的平面度≤0.01mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为5000-6000r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.1-0.2mm；所述第一铣削的进给速度为1300-1400mm/min；所述第二铣削的主轴转速为4500-5000r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.1-0.15mm；所述第二铣削的进给速度为1200-1300mm/min。
22.与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
23.本发明提供的表面加工方法，通过采用特定的加工过程，借助特定的铣削参数和夹具的辅助实现了对初加工后环件的表面高效的加工，避免了环件产品平面度和平行度不合格的问题，所得环件产品的平面度≤0.001mm，平行度≤0.002mm
具体实施方式
24.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
25.本实施例提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
26.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削。
27.具体地，所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度≤0.01mm。
28.本发明中，控制夹具中与保持环接触面的平面度有利于避免因夹具自身因素影响而导致加工后所得保持环表面性能参数较差的问题。
29.具体地，所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接。
30.本发明中，装配中间保持环和夹具进行粘接所用粘接剂可以胶水，或可以达到和胶水等同的粘接强度的其他粘接工具，如强力胶带等，但所用粘接介质不得影响后续铣削工艺，确保不会与铣削工艺产生干涉。
31.其中，粘接过程中为将碳纤维peek材料的保持环初料粘接在平板夹具上，具体地，加工上表面或顶面时将平板夹具和保持环初料的下表面或底面相粘接，然后进行第一铣削加工，之后去除平板夹具和胶水，然后将上表面和平板夹具进行粘接，对下表面和底面进行
第二铣削加工。
32.采用本发明的表面加工方法加工完成后，在平面度和平行度加工达标后，表面残余的粘接剂可以通过化学清洗(对保持环性能无影响)，或预先留有余量的方式将粘接剂去除。
33.进一步地，为了保证铣削后所得环件产品可以具备更加良好的表面性能，铣削中的影响参数进行了进一步地限定，如主轴转速，背吃刀量和进给速度。
34.具体地，所述第一铣削的主轴转速为5000-6000r/min，例如可以是5000r/min、5100r/min、5200r/min、5300r/min、5400r/min、5500r/min、5600r/min、5700r/min、5800r/min、5900r/min或6000r/min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
35.具体地，所述第一铣削的背吃刀量为0.1-0.2mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm或0.2mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
36.具体地，所述第一铣削的进给速度为1300-1400mm/min，例如可以是1300mm/min、1310mm/min、1320mm/min、1330mm/min、1340mm/min、1350mm/min、1360mm/min、1370mm/min、1380mm/min、1390mm/min或1400mm/min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
37.具体地，所述第二铣削的主轴转速为4500-5000r/min，例如可以是4500r/min、4550r/min、4600r/min、4650r/min、4700r/min、4750r/min、4800r/min、4850r/min、4900r/min、4950r/min或5000r/min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
38.具体地，所述第二铣削的背吃刀量为0.1-0.15mm，例如可以是0.1mm、0.105mm、0.11mm、0.115mm、0.12mm、0.125mm、0.13mm、0.135mm、0.14mm、0.145mm或0.15mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
39.具体地，所述第二铣削的进给速度为1200-1300mm/min，例如可以是1200mm/min、1210mm/min、1220mm/min、1230mm/min、1240mm/min、1250mm/min、1260mm/min、1270mm/min、1280mm/min、1290mm/min或1300mm/min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
40.为了进一步说明书本发明的效果，具体提供如下具体实际进行的实施例，如下：
41.实施例1
42.本实施例提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
43.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；
44.所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度为0.01mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为5400r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.14mm；所述第一铣削的进给速度为1360mm/min；所述第二铣削的主轴转速为4700r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.12mm；所述第二铣削的进给速度为1240mm/min。
45.实施例2
46.本实施例提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
47.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；
48.所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度为0.001mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为5700r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.16mm；所述第一铣削的进给速度为1330mm/min；所述第二铣削的主轴转速为4800r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.14mm；所述第二铣削的进给速度为1270mm/min。
49.实施例3
50.本实施例提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
51.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；
52.所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度为0.005mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为5000r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.1mm；所述第一铣削的进给速度为1400mm/min；所述第二铣削的主轴转速为5000r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.15mm；所述第二铣削的进给速度为1300mm/min。
53.实施例4
54.本实施例提供一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：
55.将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；
56.所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度为0.007mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为6000r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.2mm；所述第一铣削的进给速度为1300mm/min；所述第二铣削的主轴转速为4500r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.1mm；所述第二铣削的进给速度为1200mm/min。
57.实施例5
58.与实施例1的区别仅在于夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度为0.1mm。
59.实施例6
60.与实施例1的区别仅在于第一铣削的进给速度为1000mm/min。
61.实施例7
62.与实施例1的区别仅在于第一铣削的进给速度为1600mm/min。
63.实施例8
64.与实施例1的区别仅在于第二铣削的进给速度为1000mm/min。
65.实施例9
66.与实施例1的区别仅在于第而铣削的进给速度为1500mm/min。
67.采用上述加工过程对cn214322993u所公开的保持环的上表面和下表面进行加工，加工过程中所用铣刀为带有金刚石涂层的8mm铣刀(规格型号为d8*l12*4t*8d*50l)，环件和夹具粘接过程中所用粘接料为502胶水，加工前后环件表面的平面度和平行度通过三坐标检测仪进行检测，结果详见表1和表2，表1为上表面的平面度和平行度，表2为下表面的平面度和平行度。
68.表1
[0069][0070][0071]
表2
[0072][0073]
通过上述实施例的结果可知，本发明提供的表面加工方法，通过采用特定的加工过程，实现了对初加工后环件的表面加工，使得加工后所得产品的平面度和平行度达到产品的使用要求，避免了环件产品平面度和平行度不合格的问题，所得环件产品的平面度≤0.0093mm，平行度≤0.0098mm。
[0074]
声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
[0075]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0076]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0077]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

技术特征：
1.一种碳纤维peek材料保持环的表面加工方法，其特征在于，所述表面加工方法包括：将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削。2.如权利要求1所述表面加工方法，其特征在于，所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度≤0.01mm。3.如权利要求1或2所述表面加工方法，其特征在于，所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接。4.如权利要求1-3任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第一铣削的主轴转速为5000-6000r/min。5.如权利要求1-4任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第一铣削的背吃刀量为0.1-0.2mm。6.如权利要求1-5任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第一铣削的进给速度为1300-1400mm/min。7.如权利要求1-6任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第二铣削的主轴转速为4500-5000r/min。8.如权利要求1-7任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第二铣削的背吃刀量为0.1-0.15mm。9.如权利要求1-8任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述第二铣削的进给速度为1200-1300mm/min。10.如权利要求1-9任一项所述表面加工方法，其特征在于，所述表面加工方法包括：将碳纤维peek材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维peek材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削；所述夹具中与碳纤维peek材料保持环相接触的表面的平面度≤0.01mm；所述装配为将碳纤维peek材料保持环和夹具进行粘接；所述第一铣削的主轴转速为5000-6000r/min；所述第一铣削的背吃刀量为0.1-0.2mm；所述第一铣削的进给速度为1300-1400mm/min；所述第二铣削的主轴转速为4500-5000r/min；所述第二铣削的背吃刀量为0.1-0.15mm；所述第二铣削的进给速度为1200-1300mm/min。

技术总结
本发明涉及一种碳纤维PEEK材料保持环的表面加工方法，所述表面加工方法包括：将碳纤维PEEK材料保持环和夹具进行装配，之后分别对碳纤维PEEK材料保持环的上表面进行第一铣削，下表面进行进行第二铣削。本发明提供的表面加工方法，通过采用特定的加工过程，实现了对初加工后环件的表面加工，使得加工后所得产品的平面度和平行度达到产品的使用要求，避免了环件产品平面度和平行度不合格的问题，所得环件产品的平面度≤0.001mm，平行度≤0.002mm。平行度≤0.002mm。


技术研发人员：惠宏业 姚力军 李易磊 左威 柏钧天 赵梓聿
受保护的技术使用者：宁波润平电子材料有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/5