一种金刚石膜研磨工装的制作方法

本实用新型属于金刚石膜加工技术领域，具体涉及一种在金刚石膜研磨过程中，能够保障金刚石膜高平整度，且能实现方便快捷测量金刚石膜去除量的金刚石膜研磨工装。

背景技术：

cvd金刚石膜在许多行业具有极佳的应用前景。但是生长态cvd金刚石厚膜表面非常粗糙，使用之前基本上都需要对表面进行研磨甚至抛光处理。普遍采用的方式是以金刚石粉作为磨料的机械研抛。在该过程中，首先将自支撑金刚石厚膜固定在一个工装上。工业上一般采用石墨或金属圆块作为支撑体，然后通过热熔胶(松香石蜡，火漆等)等将生长态金刚石膜固定在支撑体上。将支撑体放置于铸铁或铝材质研磨盘上，以金刚石粉为磨料，研磨盘转动带动支撑体转动，从而实现对金刚石膜的研磨。这种研磨方式由于是一种竞争磨损的方式，且由于金刚石膜硬度更高，往往研磨盘的损耗要远大于金刚石膜的去除量，从而导致后续金刚石膜研磨精度的控制出现偏差。因此，为了保证金刚石膜研磨的厚度和均匀性达到要求，往往需要频繁地将金刚石膜从支撑体上卸下来进行厚度测量，然后再重新按照上述步骤粘回支撑体。这种操作方式费时费力，效率很低，而且频繁的拆卸/粘贴金刚石膜容易带来人为操作失误，导致裂膜；此外，对于厚度均匀性不高的金刚石膜，这种传统简单工装也无法实现均匀性矫正。

技术实现要素：

本实用新型提出一种金刚石膜研磨工装；所述工装这种夹持工装设计可以实现在金刚石膜研磨过程中只进行一次粘膜/卸膜操作，而且在研磨过程中，可以便捷地对金刚石膜任意区域的厚度进行测量；此外，对于膜厚分布不均匀的金刚石膜，通过采用垂直定位轴的设计，可以实现膜厚均匀性矫正，从而大幅度提高了金刚石膜研磨质量及效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种金刚石膜研磨工装，所述工装包括：

用于矫正金刚石膜膜厚均匀性的垂直定位轴；

作为金刚石膜支撑体并固定金刚石膜的下托板；

用于夹持垂直定位轴和固定金刚石膜支撑体的上托盘；

所述垂直定位轴可拆卸地设置在所述上托盘上；所述下托板可拆卸地设置在所述上托盘下方。

进一步地，所述上托盘下表面向所述上托盘中心方向延伸形成用于固定所述下托板的凹槽；上表面向所述上托盘中心方向延伸形成用于夹持所述垂直定位轴的定位孔；

所述凹槽的底面与所述定位孔底面距离大于1cm。

进一步地，所述定位孔位于所述上托盘的中心轴处。

进一步地，所述凹槽侧面设置若干穿透所述上托盘侧面的紧固螺孔。

进一步地，所述紧固螺孔个数为4个以上。

进一步地，所述垂直定位轴采用轴承和摆动臂固定，通过所述垂直定位轴在所述上托盘表面增加配重块以实现金刚石膜的研磨加载。

进一步地，所述下托板的上下两面具有高的平面度和平行度，直径趋近于所述凹槽的直径。

进一步地，所述平面度不大于10μm，平行度不大于10μm。

本实用新型具有如下有益技术效果：

大面积金刚石膜研磨是一个非常耗时的工作，且由于研磨盘消耗速率远大于金刚石膜消耗速率，所以金刚石膜的研磨精度很难控制，且非常容易出现研磨厚度不均匀的问题。只能通过频繁地对金刚石膜进行测量，再进行调整。中间涉及到的粘膜-研磨-卸膜-测量-粘膜的重复过程非常繁琐。本实用新型的一种金刚石膜研磨工装采用垂直定位轴解决了厚度均匀性矫正的问题，同时将粘膜和卸膜的工序彻底缩短到1次，极大的减少了工序操作步骤，减轻了工作量，对于减少金刚石膜因为频繁的装卸而造成的损伤也起到了明显作用，因此从效率及质量上来讲，均具有明显的优点和积极的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例金刚石膜研磨夹持工装使用状态示意图。

图2为本实用新型实施例中上托盘剖视结构示意图。

附图标记说明：1为上托盘，2为中心定位孔，3为凹槽，4为紧固螺孔，5为下托板，6为金刚石膜，7为垂直定位轴，8为轴承，9为摆动臂，10为配重块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及说明书附图，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

本实施例提出一种金刚石膜研磨工装，所述工装包括：

用于矫正金刚石膜膜厚均匀性的垂直定位轴；

作为金刚石膜支撑体并固定金刚石膜的下托板；

用于夹持垂直定位轴和固定金刚石膜支撑体的上托盘；

所述垂直定位轴可拆卸地设置在所述上托盘上；所述下托板可拆卸地设置在所述上托盘下方。

所述上托盘下表面向所述上托盘中心方向延伸形成用于固定所述下托板的凹槽；上表面向所述上托盘中心方向延伸形成用于夹持所述垂直定位轴的定位孔；

所述凹槽的底面与所述定位孔底面距离大于1cm。

所述定位孔位于所述上托盘的中心轴处。

所述凹槽侧面设置若干穿透所述上托盘侧面的紧固螺孔。

所述紧固螺孔个数为4个以上。

所述垂直定位轴采用轴承和摆动臂固定，通过所述垂直定位轴在所述上托盘表面增加配重块以实现金刚石膜的研磨加载。

所述下托板的上下两面具有高的平面度和平行度，直径略小于所述凹槽的直径。

本实施例根据上述提出的一种金刚石膜研磨工装，具体进行以下实验：

①采用不锈钢等金属材质加工上托盘1，形状为圆盘状，直径大于待研磨样品直径；

②在上托盘1上表面中心部位加工中心定位孔2，用于后续与垂直定位轴7连接；

③上托盘1下表面加工凹槽3，凹槽边缘加工紧固螺孔4，数量6个，均匀分布；

④采用高密度石墨材质加工下托板5，下托盘上下表面磨床磨平，需尽可能实现高平面度及平整度；

⑤将待加工金刚石膜6进行厚度测量。首先在金刚石膜6表面标记测量点，测量点间距10mm，所有测量点大致按照放射性分布。然后采用深弓千分尺逐一测量每个测量点处金刚石膜6的厚度；

⑥采用石蜡作为粘结剂将金刚石膜6粘在石墨下托板5上，冷却过程中稍微施加外力，保证金刚石膜6与石墨下托板5充分接触；

⑦对金刚石膜6及下托板5整体进行厚度测量，测量点与第5条一一对应。并记录每个测量点的厚度；

⑧将下托板5连同金刚石膜6安装在上托盘1的凹槽3位置，通过下凹槽紧固螺孔4进行固定，然后将整体放置于研磨机上；

⑨采用垂直定位轴7与上托盘进行固定，垂直定位轴7上端通过轴承8与摆动臂9进行连接，摆臂摆动与研磨盘转动保持平行；

⑩通过垂直定位轴7在上托盘表面增加配重块10以实现研磨加载。

研磨过程中，随时停机。松开垂直定位轴7，取出上托盘1。将上托盘凹槽3处边缘顶丝松开，即可将带金刚石膜6的下托板5取出，此时，根据下托板5表面的位置标定，一一进行厚度测量，可以得出金刚石膜6的去除量，从而计算出实际金刚石膜6的厚度变化情况。

测量完毕后，如需再进行研磨加工，只需通过下凹槽紧固螺孔再次固定下托板即可，直至加工尺寸和精度满足设计要求。

本实施例的一种金刚石膜研磨工装采用垂直定位轴解决了厚度均匀性矫正的问题，同时将粘膜和卸膜的工序彻底缩短到1次，极大的减少了工序操作步骤，减轻了工作量，对于减少金刚石膜因为频繁的装卸而造成的损伤也起到了明显作用，因此从效率及质量上来讲，均具有明显的优点和积极的效果。