阅读说明：本技术 对象体研磨装置及对象体研磨方法 (Object polishing apparatus and object polishing method ) 是由 张道祥 洪侊杓 于 2018-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种对象体研磨装置及对象体研磨方法。所述对象体研磨装置包括：工作台,其能够移动且能够用于配置对象体；研磨单元,其可旋转地位于工作台上,具有外壳部、设置于外壳部内且利用至少一个永磁铁向供应到对象体上的磁流变流体施加磁场以整列磁流变流体的磁场发生部及与磁场发生部相邻且利用电磁铁将永磁铁的磁场限制在外壳部内部的磁场限制部；磁流变流体供应部,其能够向对象体上供应磁流变流体；以及研磨液供应部,其向磁流变流体与对象体之间供应研磨用研磨液。因此,能够将大面积的对象体整体研磨均匀。(The invention discloses an object grinding device and an object grinding method. The object grinding device includes: a movable table on which an object can be placed; a grinding unit rotatably positioned on the worktable and having a housing part, a magnetic field generating part disposed in the housing part and applying a magnetic field to the magnetorheological fluid supplied to the object by at least one permanent magnet to align the magnetorheological fluid, and a magnetic field restricting part adjacent to the magnetic field generating part and restricting the magnetic field of the permanent magnet inside the housing part by the electromagnet; a magnetorheological fluid supply unit capable of supplying a magnetorheological fluid to an object; and a polishing liquid supply unit for supplying a polishing liquid between the magnetorheological fluid and the target body. Therefore, the entire object having a large area can be uniformly polished.)

对象体研磨装置及对象体研磨方法

技术领域

本发明的实施例涉及对象体研磨装置及对象体研磨方法。更具体来讲，涉及一种能够利用磁流变流体研磨对象体的边缘或表面的对象体研磨装置及对象体研磨方法。

背景技术

磁流变流体是被施加磁场时具有数毫秒的反应速度的敏感物质。所述磁流变流体由羰基铁(carbonyl iron)及用于分散羰基铁粉末的非磁性传递流体(carrier fluid)混合而成。

所述磁流变流体应用于多种领域，尤其用于阻尼器(damper)、研磨(polishing)等领域。

对现有的机械研磨装置及研磨方法来讲，研磨片在用相对高的压力加压对象体的表面的同时对所述对象体进行研磨。因此，可能出现所述对象体的表面出现划痕或对象体遭到残留应力破坏的情况。

为了解决这些问题，利用磁流变流体的研磨装置使轮形态的部件以预定的速度旋转，并且在其上面涂布磁流变流体使得同时旋转。在此，向对象体及磁流变流体之间供应研磨液(slurry)。因此，随着所述研磨液接触所述对象体表面发生剪切力，以此执行研磨工程。

但现有的利用磁流变流体的研磨方法可能会受到对象体形状的限制，将具有大面积的对象体整体研磨均匀需要大量的工程时间。并且，利用电磁铁形成磁场的情况下，用于驱动电磁铁的构成复杂，具有发热方面的问题。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种能够将具有大面积的对象体整体研磨均匀的对象体研磨装置。

本发明的实施例提供一种能够将具有大面积的对象体整体研磨均匀的对象体研磨方法。

技术方案

用于达成上述目的的本发明的一个实施例的对象体研磨装置包括：工作台，其能够移动且能够用于配置对象体；研磨单元，其可旋转地位于所述工作台上，具有外壳部、设置于所述外壳部内且利用至少一个永磁铁向供应到所述对象体上的磁流变流体施加磁场以整列所述磁流变流体的磁场发生部及与所述磁场发生部相邻且利用电磁铁将所述永磁铁的磁场限制在所述外壳部的内部的磁场限制部；磁流变流体供应部，其能够向所述对象体上供应所述磁流变流体；以及研磨液供应部，其向所述磁流变流体与所述对象体之间供应研磨用研磨液。

根据本发明的一个实施例，所述永磁铁可包括向水平方向排列的多个永磁铁。

根据本发明的一个实施例，所述研磨单元还可以包括：轭部，其支撑所述永磁铁及所述电磁铁；以及磁场通道部，其起到所述永磁铁与所述电磁铁之间的磁场通道的功能。

在此，所述永磁铁有多个，多个所述永磁铁排列成隔着向垂直方向延长的轭部具有相同极性。

并且，多个所述永磁铁分别具有环形圈形状，可以排列成同心圆形态。

根据本发明的一个实施例，所述永磁铁垂直地排列成永磁铁的不同极***替配置。

根据本发明的一个实施例，所述研磨单元还可以包括：旋转轴；集电环，其包围所述旋转轴；以及电源供应部，其向所述电磁铁供应电源。

根据本发明的一个实施例，所述研磨液供应部可包括：研磨液储存槽，其储存所述研磨液；泵，其从所述研磨液储存槽泵出所述研磨液供应到所述对象体；以及搅拌机，其在所述研磨液储存槽内搅拌从所述对象体回收的研磨液。

根据用于达成上述目的的本发明的一个实施例的对象体研磨方法，将对象体配置在能够移动的工作台上后，利用永磁铁向供应到所述对象体上的磁流变流体施加磁场以整列所述磁流变流体。之后，向所述磁流变流体与所述对象体之间供应研磨用研磨液研磨所述对象体，通过接通/断开施加到与所述永磁铁邻近的电磁铁的电源限制所述永磁铁的磁场。之后，限制所述永磁铁的磁场期间，从所述永磁铁解除所述磁流变流体。

根据本发明的一个实施例，研磨所述对象体的过程中，可通过断开施加到所述电磁铁的电源使得所述永磁铁周围形成磁场。

根据本发明的一个实施例，为了限制所述永磁铁的磁场，接通施加到所述电磁铁的电源。

在此，为了限制所述永磁铁的磁场，可以根据所述电磁铁的极性排列所述永磁铁的极性以在内部形成磁场环。

技术效果

根据上述本发明的实施例的对象体研磨装置及研磨方法，能够为了结合电磁铁与永磁铁而水平或垂直配置，因此能够将大面积的对象体整体研磨均匀。

尤其，一方面利用永磁铁向磁流变流体施加磁场，另外能够利用电磁铁从所述磁流变流体解除所述磁场。因此，能够简化对象体研磨装置的构成且减少电能消耗。

附图说明

图1是说明本发明的一个实施例的对象体研磨装置的构成图；

图2是用于说明图1的研磨单元的剖面图；

图3a及图3b是用于说明图1的研磨单元发生的磁场的剖面图；

图4是说明本发明的一个实施例的对象体研磨装置的构成图；

图5是用于说明图4的磁场发生部的剖面图；

图6是说明本发明的一个实施例的对象体研磨方法的流程图。

附图标记说明

100、200：对象体研磨装置 110、210：工作台

130、245：研磨单元 150：研磨液供应部

170：磁流变流体供应部

具体实施方式

以下参见附图对本发明的实施例进行具体说明。但是本发明不必局限于如以下说明的实施例构成，可以具体化为不同于此的多种形态。提供以下实施例是为了向本发明技术领域的普通技术人员充分地传递本发明的范围，而并不只是为了使得能够充分实施本发明而提供。

当本发明的实施例说明了一个要素配置或连接在其他要素上的情况下，所述要素可直接配置或连接在所述其他要素上，也可以是其他要素介于他们之间。或者，当提到一个要素直接配置或连接在其他要素上的情况下，它们之间不可能还有另外的要素。为了说明多种要素、组成、区域、层及/或部分等多种项目而可能会使用第一、第二、第三等术语，但所述项目不受这些术语的限制。

本发明的实施例中使用的专业术语旨在说明特定实施例，而并非限定本发明。另外，除非另作定义，包括技术及科学术语在内的术语均表示与本领域普通技术人员通常理解相同的意思。通常使用的词典定义过的术语应解释为与本发明的说明文章脉络相一致的意思，除非在本申请中明确定义，不得解释为怪异或过度形式性的意思。

以下参见示出本发明优选实施例的概要图说明本发明的实施例。在此，能够充分预想到从所述附图所示的形状的各种变化，例如制造方法及/或允许公差的变化。因此，本发明的实施例并不是按附图说明的区域的特定形状进行说明，而是包括形状的偏差，附图说明的要素只是用于简要示出，而并非旨在说明准确形状，并且也并非对本发明加以限定。

图1是说明本发明的一个实施例的对象体研磨装置的构成图，图2是用于说明图1的研磨单元的剖面图。

参见图1及图2，本发明的一个实施例的对象体研磨装置100包括工作台110、研磨单元130、研磨液供应部150及磁流变流体供应部170。所述对象体研磨装置100可利用能够通过施加的磁场控制黏度、流动性等流动特性的磁流变流体(magneto rheologicalfluid)向对象体10施加应力和剪切力研磨对象体10的表面或侧面等。所述对象体10可包括玻璃基板、半导体基板、印刷电路板等具有板形状的板材。

所述工作台110支撑所述对象体10。即，可在所述工作台110的一面上配置所述对象体10。为了将所述对象体10固定在所述工作台110，可利用真空力或静电力。或者，可以利用设置于所述工作台110的一面上的夹钳之类的固定部件。

所述工作台110设置成能够移动。例如，所述工作台110能够向水平方向，即X方向及Y方向移动。为此，可以另外设置工作台驱动部(未示出)用于移动所述工作台110。因此所述工作台110能够相对于所述研磨单元130水平移动。

所述研磨单元130位于所述工作台110上。所述研磨单元130设置成能够旋转。所述研磨单元130能够在旋转的过程中利用研磨液研磨对象体。

所述研磨单元130包括外壳部(未示出)、磁场发生部131及磁场限制部136。

所述外壳部全面包围所述磁场发生部131及磁场限制部136，其内部提供空间。

所述磁场发生部131位于所述外壳部内。所述磁场发生部131包括至少一个永磁铁133a、133b。因此，所述永磁铁133a、133b能够向所述磁流变流体提供磁场。其结果，所述磁场发生部131由于包括永磁铁133a、133b，从而能够省略现有的电磁铁之类的铁芯、线圈及沿着所述线圈供应电源的电源部。即，所述磁场发生部131包括替代电磁铁的永磁铁133a、133b，因此不仅结构相对简单，还能够提高电能效率。

所述磁场发生部131包括永久发生磁场的永磁铁133a、133b。因此，所述永磁铁133a、133b能够向所述磁流变流体施加磁场。后续将对所述永磁铁133a、133b进行详细说明。

所述磁场限制部136位于所述外壳部内。并且，所述磁场限制部136配置成相邻于所述磁场发生部131。所述磁场限制部136包括电磁铁。

图3a及图3b是用于说明图1的研磨单元发生的磁场的剖面图。

参见图3a，包含于所述电磁铁的线圈中无电流流动的情况下，所述磁场限制部136不影响所述磁场发生部131。因此，包含于所述磁场发生部131的永磁铁133a、133b周围独立地发生磁场。在此，所述磁场施加于磁流变流体，所述磁流变流体从牛顿流体状态变成很强的半固体(semi-solid)状态。因此，所述磁流变流体的黏性及屈服应力能够上升数倍至数十倍。

参见图3b，包含于所述电磁铁138的线圈中有电流流动的情况下，所述磁场限制部136将所述永磁铁133a、133b的磁场限制在所述外壳部的内部。即，需要解除所述永磁铁133a、133b施加于磁流变流体的磁场的情况下，包含于所述磁场限制部136的电磁铁138中有电流流动。此时，所述永磁铁133a、133b及所述电磁铁138之间发生干涉，因此所述磁场在所述外壳部内形成磁场环，反面，施加于所述磁流变流体的磁场得以解除(参见图3b)。

根据本发明的一个实施例，所述研磨单元130还可以包括轭部141及磁场通道部143。

再次参见图2，所述轭部141将所述永磁铁133a、133b及所述电磁铁138支撑在所述外壳部内。所述轭部141起到磁力线的通道的功能。所述轭部141包括向垂直方向延长的多个棘爪。

所述磁场通道部143连接于所述轭部141。所述电磁铁138设置成包围所述磁场通道部143。另外，所述永磁铁133a、133b可向水平方向排列所述棘爪之间。因此，所述磁场通道部143可起到所述永磁铁133a、133b与所述电磁铁138之间的磁场通道的功能。

在此，对于排列于所述棘爪之间的永磁铁133a、133b的极性来讲，可设置成以所述轭部141，尤其以所述棘爪为中心具有相同的极性。因此，沿着所述永磁铁133a、133b的延长方向形成包围所述永磁铁133a、133b的磁场。其结果，所述磁场施加于磁流变流体，能够调节所述磁流变流体的流动特性。

所述永磁铁133a、133b分别具有环形圈(Doughnut)形状，可排列成同心圆形态。

根据本发明的一个实施例，所述研磨单元130还可以包括旋转轴145、集电环(slipring)146及电源供应部147。

所述旋转轴145连接于所述磁力发生部131及所述磁力限制部136。使所述旋转轴145和所述磁力发生部131及所述磁力限制部136一起旋转。

所述集电环146设置成包围所述旋转轴145。所述集电环146在旋转轴145旋转时能够在防止电源供应部147的电线扭曲的同时供应电源。

所述电源供应部147能够提供所述旋转轴145的旋转力。并且，所述电源供应部147能够使具有电磁铁138(参见图2)的磁场限制部136中有电流流动以发生磁场。

所述研磨液供应部150向所述磁流变流体及对象体10之间供应研磨用研磨液。并且，所述研磨液供应部150可回收研磨完对象体10后排出的研磨液并再利用回收的研磨液。

所述磁流变流体供应部170向对象体10上供应磁流变流体。供应到所述对象体10上的磁流变流体可被施加从永磁铁133a、133b发生的磁场。

例如，所述磁流变流体可包括羰基铁粉末。因此，向所述磁流变流体施加磁场的情况下，所述磁流变流体可变成柱形状的链条结构。在此，研磨用研磨液介于所述磁流变流体与对象体10之间。在此，所述磁流变流体起到软质研磨片的功能。

根据本发明的实施例，所述研磨单元130包括具有永磁铁133a、133b的磁场发生部131及能够利用电磁铁138将通过所述永磁铁133a、133b发生的磁场限制在外壳部内的磁场限制部136。因此，研磨对象体10时利用具有永磁铁133a、133b的磁场发生部131，而解除所述磁场的情况下，电磁铁138转换施加到所述磁流变流体的磁场的路径，从而能够轻易地脱附所述磁流变流体。

图4是说明本发明的一个实施例的对象体研磨装置的构成图，图5是用于说明图4的磁场发生部的剖面图。

参见图4及图5，本发明的一个实施例的对象体研磨装置200包括工作台210、研磨单元245、研磨液供应部250及磁流变流体供应部270。所述对象体研磨装置200可研磨对象体20的侧面或棱角。

所述研磨单元245设置于所述工作台210的一侧。所述研磨单元245可旋转研磨配置于所述工作台210上的对象体20的侧壁或棱角。

包含于所述研磨单元245的多个永磁铁233a、233b、233c、233d垂直地排列成永磁铁的不同极***替配置。因此，永磁铁233a、233b、233c、233d沿着垂直方向形成磁场环。

所述研磨液供应部250可包括研磨液储存槽251、第一泵253及搅拌机255。

所述研磨液储存槽251相当于储存所述研磨液的容器。可通过调节所述研磨液储存槽251的温度向对象体上供应保持预定温度的研磨液。

所述第一泵253从所述研磨液储存槽251泵出所述研磨液供应到所述对象体20。

所述搅拌机255在所述研磨液储存槽251内搅拌从所述对象体20回收的研磨液。能够以此抑制所述研磨液储存槽251内研磨液内的研磨颗粒沉淀。

本发明的实施例的对象体研磨装置200可研磨对象体20的棱角或侧壁。

图6是说明本发明的一个实施例的对象体研磨方法的流程图。

参见图1至图3b及图6，根据本发明的一个实施例的对象体研磨方法，将对象体配置在可移动的工作台上(S110)。之后，利用永磁铁向供应到所述对象体上的磁流变流体施加第一磁场以整列所述磁流变流体(S120)。

之后，向所述磁流变流体与所述对象体之间供应研磨用研磨液。如上，所述磁流变流体起到研磨片的功能，利用所述研磨用研磨液研磨所述对象体(S130)。

之后，通过接通/断开施加到与所述永磁铁相邻的电磁铁的电源，通过所述电磁铁发生第二磁场。如上，通过所述第一磁场及第二磁场之间的干涉限制所述永磁铁发生的第一磁场(S140)。

例如，在研磨所述对象体的工程中断开施加到所述电磁铁的电源的同时在所述永磁铁周围形成磁场。因此，磁流变流体能够整列并利用研磨用研磨液研磨对象体。

另外，限制所述永磁铁的磁场期间，形成于所述永磁铁周围的磁场在所述磁流变流体的周围减小。因此，能够从所述永磁铁解除所述磁流变流体(S150)。

例如，为限制所述永磁铁的磁场，可以根据所述电磁铁的极性排列所述永磁铁的极性以在内部形成磁场环。此时施加于所述磁流变流体的磁场减小，因此所述磁流变流体能够从所述永磁铁脱离。

以上参见本发明的优选实施例进行了说明，但本技术领域的普通技术人员应理解可以在不超出技术方案记载的本发明的思想及领域的范围内对本发明进行多种修正及变更。