【技术实现步骤摘要】
本申请涉及抛光研磨，尤其涉及一种抛光盘及其制备方法与应用。
技术介绍
1、光学玻璃、半导体晶圆等硬脆材料的加工方法通常以化学机械抛光为主，该方法是在一定载荷条件下，通过抛光盘和搭载有磨粒的抛光液与工件表面发生相对摩擦运动，使抛光界面内的抛光液、磨粒与工件表面发生化学反应，随后在硬质磨粒的机械应力作用下将表层材料去除，并由抛光液带离摩擦界面，从而实现抛光表面的平坦化。该加工过程有游离磨粒参与，加工表面易出现非晶变质层，并且磨粒导致整个表面在微观尺度去除均一性存在一定差异，难以实现大尺寸元器件的亚埃米级表面粗糙度的制造。
2、目前，已有文献报道通过调整游离磨料的材料、颗粒大小，以及抛光盘的材质，并优化加工工艺，可以实现晶体元器件的抛光。在抛光盘的设计方面，一些文献报道通过固结磨料与沥青、松香、绒毛等材料混合，可以用于光学元器件的加工。另外，面向曲面光学元器件的抛光，一些文献报道通过采用小磨头，即减小抛光盘的尺寸，进一步结合含有磨粒的浆料实现曲面元器件的抛光。此外，还有通过射流等方式将磨料限制在特定区域，以流体带动磨粒与工件表面发生相对运动而实现抛光。另外，也有文献报道，将氧化铝、氮化硼等硬质磨粒与粘结剂混合而制成的抛光盘，并利用其对光学元器件表面进行抛光，该种方式的材料去除过程有磨粒与工件的机械摩擦作用参与，在微观尺度方面工件表层材料会受到较大应力，而引入晶体层面的亚表面损伤。
3、对于化学机械抛光、小磨头抛光、固结磨粒抛光以及射流抛光等加工形式，都有硬质磨粒的机械作用参与，其加工表面难以避免产生划痕以及非晶
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种抛光盘及其制备方法与应用，旨在解决现有抛光盘在抛光过程中对待抛光元器件表面产生损伤的问题。
2、本申请的技术方案如下：
3、本申请的第一方面，提供一种抛光盘，包括热熔性材料层和嵌设在热熔性材料层中的金属纳米颗粒，金属纳米颗粒均匀分布在抛光盘的抛光面，且部分暴露在抛光面。
4、优选地，所述金属纳米颗粒包括金属单质、金属合金中至少一种；所述金属单质为钛、铬、铁、钴、镍、钼、钯、钽、铂中的一种，所述金属合金为钛、铬、铁、钴、镍、钼、钯、钽、铂中至少两种的组合。
5、优选地，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面的高度不小于所述金属纳米颗粒粒径的5%；所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面的部分，在与所述抛光面同一高度处的横截面积的总和不小于所述抛光面面积的5%。
6、优选地，所述热熔性材料层中的热熔性材料与所述金属纳米颗粒的质量比大于等于100：1。
7、优选地，所述热熔性材料为沥青、橡胶、硅溶胶中至少一种。
8、优选地，当所述热熔性材料为沥青时，所述沥青的针入度为77-80mm；当所述热熔性材料为硅溶胶时，所述硅溶胶的邵氏硬度为20-40度。
9、优选地，所述金属纳米颗粒的粒径为1nm-800μm。
10、本申请的第二方面，提供一种本申请第一方面的抛光盘的制备方法，包括步骤：提供所述热熔性材料和所述金属纳米颗粒；将所述热熔性材料加热至熔融状态，加入所述金属纳米颗粒，混匀，得到抛光盘前体；将抛光盘前体转移至模具，在模具背离开口的一侧施加恒磁场，并进行降温处理，制得所述抛光盘；其中，所述恒磁场的范围大于所述抛光盘的面积，所述恒磁场的磁场强度不小于10t。
11、本申请的第三方面，提供一种本申请第一方面的抛光盘在制备应用于光学窗口元器件和半导体元器件中的应用，所述抛光盘用于对应用于光学窗口的元器件和半导体元器件进行抛光。
12、优选地，所述抛光盘用于对应用于光学窗口的元器件和半导体元器件进行抛光的方法包括：向待抛光的应用于光学窗口的元器件或半导体元器件表面添加抛光液，使用所述抛光盘对待抛光的应用于光学窗口的元器件或半导体元器件进行抛光处理；所述抛光液包括ph值小于10的离子液体。
13、本申请的有益效果：本申请的抛光盘将金属纳米颗粒嵌设在热熔性材料层中，金属纳米颗粒均匀分布在抛光盘的抛光面且部分暴露在抛光面。当抛光盘对待抛光元器件进行抛光时，抛光面与待抛光元器件发生摩擦，金属纳米颗粒促进抛光液水解，抛光液水解产生的羟基自由基吸附在抛光面和待抛光元器件表面，在摩擦过程中羟基之间发生脱水缩合在界面上形成金属x-o-si化学键，在界面相对运动引发的横向剪切作用下，待抛光元器件表面材料被逐层带走，并逐渐平坦化。本申请的抛光盘在抛光过程中无需添加磨粒，不会对待抛光元器件表面产生损伤，并且能够实现亚埃米级别表面粗糙度的抛光。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种抛光盘，其特征在于，所述抛光盘包括热熔性材料层和嵌设在热熔性材料层中的金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒均匀分布在抛光盘的抛光面，且部分暴露在抛光面。
2.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述金属纳米颗粒包括金属单质、金属合金中至少一种；
3.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面的高度不小于所述金属纳米颗粒粒径的5%；
4.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述热熔性材料层中的热熔性材料与所述金属纳米颗粒的质量比大于等于100：1。
5.根据权利要求4所述的抛光盘，其特征在于，所述热熔性材料为沥青、橡胶、硅溶胶中至少一种。
6.根据权利要求5所述的抛光盘，其特征在于，当所述热熔性材料为沥青时，所述沥青的针入度为77-80mm；当所述热熔性材料为硅溶胶时，所述硅溶胶的邵氏硬度为20-40度。
7.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述金属纳米颗粒的粒径为1nm-800μm。
8.一种权利要求1至7任一项所述
9.一种权利要求1至7任一项所述的抛光盘在制备应用于光学窗口的元器件和半导体元器件中的应用，所述抛光盘用于对应用于光学窗口的元器件和半导体元器件进行抛光。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抛光盘用于对应用于光学窗口的元器件和半导体元器件进行抛光的方法包括：向待抛光的应用于光学窗口的元器件或半导体元器件表面添加抛光液，使用所述抛光盘对待抛光的应用于光学窗口的元器件或半导体元器件进行抛光处理；
...【技术特征摘要】
1.一种抛光盘，其特征在于，所述抛光盘包括热熔性材料层和嵌设在热熔性材料层中的金属纳米颗粒，所述金属纳米颗粒均匀分布在抛光盘的抛光面，且部分暴露在抛光面。
2.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述金属纳米颗粒包括金属单质、金属合金中至少一种；
3.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面，所述金属纳米颗粒突出于所述抛光面的高度不小于所述金属纳米颗粒粒径的5%；
4.根据权利要求1所述的抛光盘，其特征在于，所述热熔性材料层中的热熔性材料与所述金属纳米颗粒的质量比大于等于100：1。
5.根据权利要求4所述的抛光盘，其特征在于，所述热熔性材料为沥青、橡胶、硅溶胶中至少一种。
6.根据权利要求5所述的抛光盘，其特征在于，当所述热熔性材...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。