用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统及方法与流程

文档序号:30979801发布日期:2022-08-03 00:20阅读:184来源:国知局
用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统及方法与流程

1.本发明涉及集成电路制造技术领域,特别是涉及一种用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统及方法。


背景技术:

2.抛光垫是集成电路制造中不可或缺的抛光耗材,其中重要的一大类是聚氨酯抛光垫。聚氨酯抛光垫由于硬度、弹性及压缩率在抛光垫生产时可定制,易于得到需要的晶圆表面去除速率等优点而广泛应用于集成电路制造的化学机械抛光制程中。这种抛光垫主要是由聚氨酯与扩链剂混合后加入发泡材料浇筑而成。这些材料混合后在高温条件下逐渐固化成型。而浇筑材料成型的好坏,关键点除了材料混合配比和硫化温度控制外,另一个关键是浇筑模具。材料混合后浇入模具中,模具再带着混合材料直接送入设备中硫化。模具的设计将直接影响材料在硫化时温度控制的均一性,如果温度控制不好,将导致成型材料反应不均匀,产生缺陷性条纹或密度不均等问题。
3.现有的聚氨酯抛光垫的制备普遍采用类似上述的将聚氨酯与扩链剂混合后,把混合物放入敞开式温控模具,然后再把模具整体放入硫化箱内进行保温硫化,反应过程中通过加热介质进行温度控制。这种方法存在如下不足之处:
4.1)现有方法只在模具底部及侧壁设有控温区域,顶盖无温控装置,整个模具系统不能很好地保证内部区域温度均一。在混合材料大量进入模具时,由于底部材料接触模具,但上面的材料不直接接触模具,上面不具有温度控制功能,导致开始反应时混合材料底部和材料表面温度不均匀。
5.2)现有方法的内部控温介质为流动的液体,液体流动的过程中由于受流速以及路程的影响,导热在模具内部可能存在温度差,导致温度不均一。
6.上述不足可能导致浇筑硫化成型后的材料产生缺陷性条纹和材料密度不均的问题。


技术实现要素:

7.鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统及方法,用于解决现有技术中采用敞开式温控模具制造抛光垫,接触模具底部和离敞口部较近的混合物受热不均,且现有技术中采用流动的导热介质调控温度的方式难以实现精准控温,导致浇筑硫化成型后的材料产生缺陷性条纹和材料密度不均等问题。
8.为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统,包括:底座、环形侧壁、顶盖和温度控制器,所述顶盖和底座设置于所述环形侧壁的上下两端,由此共同构成制造抛光垫的封闭浇筑腔体;所述底座、环形侧壁以及顶盖均为中空结构,内部均设置有环形导热槽,各环形导热槽内均设置有电感加热丝和测温装置,所述电感加热丝和测温装置与所述温度控制器电连接;所述顶盖上还设置有可闭合的浇筑孔和
排气孔。
9.可选地,所述排气孔为螺丝孔,各排气孔设置有适配的螺丝。
10.可选地,所述底座、环形侧壁和顶盖内的环形导热槽均为多个。
11.可选地,所述底座为圆形底座,所述环形侧壁为圆环形侧壁,所述顶盖为圆形顶盖,所述底座上设置有环形槽,所述环形侧壁固定于所述环形槽内。
12.可选地,所述底座的直径为40cm-100cm,厚度为1cm-10cm,距离底座边缘0.5cm-5cm处设置有宽度为0.1cm-5cm、深度为0.1cm-2cm的所述环形槽;所述环形侧壁的内径与底座的环形槽的内径相同,环形侧壁的厚度为0.1cm-5cm,高度为10cm;所述顶盖的直径比环形侧壁的内径大0.5cm-5cm,厚度为0.5cm-5cm,所述排气孔的孔径为0.1mm-10mm,所述浇筑孔的孔径为0.5cm-5cm。
13.可选地,所述顶盖沿直径方向均分为8个同心的等宽区域,所述顶盖的中心设置有所述浇筑孔,多个所述排气孔分布于所述浇筑孔周围的3个等宽区域内,位于所述排气孔所在的等宽区域外侧的5个等宽区域为5个加热区域,各加热区域内均设置有测温点,且各加热区域的测温点位于所述顶盖的同一直径上,相邻的加热区域内的测温点位于所述顶盖中心的相对两侧。
14.可选地,所述排气孔的数量为12个,12个排气孔在所述顶盖上对称分布,所述顶盖上还设置有位于所述顶盖边缘的浇筑孔。
15.可选地,所述环形侧壁均分为4个等高的环形加热区域,各加热区域内均设置有测温点,且各加热区域的测温点均不在同一纵向上。
16.可选地,所述底座沿直径方向均为分为8个同心且等宽的加热区域,各加热区域内均设置有测温点,各加热区域的测温点位于所述底座的同一直径上,相邻的加热区域内的测温点位于所述底座中心测温点的相对两侧。
17.本发明还提供一种用于制造抛光垫的方法,所述用于制造抛光垫的方法基于上述任一方案中所述的封闭浇筑模具系统进行。
18.如上所述,本发明提供的用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统,具有以下有益效果:本发明经改善的结构设计,在模具的底座、侧壁以及顶盖上都设置电感加热丝和测温装置,相较于现有的仅在模具底座和侧壁设置加热介质进行控温的方式,可以更加简单有效且更精确地控制浇筑腔体内各区域的温度,使得模具浇筑腔体内在物料浇筑开始时就可以形成可控、均匀的温度环境并确保材料成型过程中的温度均一稳定,同时通过顶盖上设置的排气孔,可以有效排除混合物硫化过程中产生的气体,减少成型混合物内的气泡,由此可以有效减少由温度不均产生的条纹缺陷及密度不均等问题,可以显著提高制备的抛光垫的品质。
附图说明
19.图1显示为本发明提供的用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统的底座的例示性俯视结构示意图。
20.图2显示为本发明提供的用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统的环形侧壁的例示性俯视结构示意图。
21.图3显示为图2的剖面结构示意图。
22.图4显示为本发明提供的用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统的顶盖的例示性俯视结构示意图。
23.图5显示为图4的剖面结构示意图。
具体实施方式
24.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
25.为了方便描述,此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到,这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外,当一层被称为在两层“之间”时,它可以是所述两层之间仅有的层,或者也可以存在一个或多个介于其间的层。
26.在本技术的上下文中,所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
27.需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁,各附图中并未对所有的结构全部标示。
28.请参阅图1至图5。
29.如图1至图5所示,本发明提供一种用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统,包括:底座11、环形侧壁12、顶盖13和温度控制器(未示出),所述顶盖13和底座11设置于所述环形侧壁12的上下两端,以将环形侧壁12上下两端的开口封闭,由此由所述底座11、环形侧壁12和顶盖13共同构成制造抛光垫的封闭浇筑腔体;所述底座11、环形侧壁12以及顶盖13均为中空结构,内部均设置有环形导热槽(可以认为导热槽为中空结构的一个空间),各环形导热槽内均设置有可升降温的电感加热丝(未示出)和用于测量所在区域温度的测温装置(未示出),因而底座11、环形侧壁12和顶盖13与浇筑材料相接触的内表面可以保持为水平面,确保浇筑材料的受热均匀;温度控制器通常位于底座11、环形侧壁12和顶盖13的外部,甚至还可以为远程控制,而所述电感加热丝和测温装置与所述温度控制器电连接,所述温度控制器根据所述测温装置的温度测量结果,根据工艺需要调节所述电感加热丝的加热温度,以调节各环形导热槽的温度,由此达到控制浇筑腔体内的温度的目的,且底座11、环形侧壁12及顶盖13内的环形导热槽均优选为多个,例如为3个以上,多个环形导热槽较佳地为均匀且同心设置,每个环形导热槽内均设置有电感加热丝,各环形导热槽内的电感加热丝可以为一个整体,环设于对应的整个环形导热槽内,统一进行温度调控,或者单个环形导热槽的电感加热丝也可以为多段控制,即同一环形导热槽内的电感加热丝为独立的多个,各自独立
连接至温度控制器,且对应各段的电感加热丝所在区域设置测温装置,因而可以根据需要对单个环形导热槽的局部进行控温,以实现更精准控温;电感加热丝相较于液态加热介质(例如水或导热油),不受流速和流道影响,可以实现快速升降温;所述顶盖13上还设置有可闭合的浇筑孔131和排气孔132,浇筑孔131的孔径通常远大于排气孔132的孔径(例如为排气孔132孔径的10倍以上),浇筑孔131上设置有活动的浇筑孔盖135,浇筑前,将模具通电预热至设定温度后,打开浇筑孔盖135把待浇筑材料输送至浇筑腔体内,完成浇筑后关闭浇筑孔131即可;而设置所述排气孔132,可在需要时,例如在材料浇筑过程中,可以根据工艺需要,把顶盖13上的排气孔132打开进行排气或关闭。本发明经改善的结构设计,在模具的底座、环形侧壁以及顶盖上都设置电感加热丝和测温装置,相较于现有的仅在模具底座和侧壁设置加热介质进行控温的方式,可以更加简单有效且更精确地控制各区域的温度,使得模具浇筑腔体内在物料浇筑开始时就可以形成可控、均匀的温度环境并确保材料成型过程中的温度均一稳定,同时通过顶盖上设置的排气孔,可以有效排除混合物硫化过程中产生的气体,减少成型混合物内的气泡,由此可以有效减少由温度不均产生的条纹缺陷及密度不均等问题,可以显著提高制备的抛光垫的品质。
30.所述测温装置和温度控制器的具体类型可以需要选择,在一较佳示例中,所述测温装置为灵敏度高的温度传感器,例如为热敏电阻和温差电偶等,所述温度控制器则优选具有反馈控制功能的装置,以实现快速精准控温,所述温度控制器例如为pid控制器。
31.所述排气孔132可以采用适宜的方式实现开合。在一较佳示例中,所述排气孔132为螺丝孔,即其内表面具有螺纹,各排气孔132设置有适配的螺丝,在需要排气时,拧开各螺丝,而不需要排气时,将螺丝拧紧即可。
32.所述浇筑腔体的结构可以根据待制造的抛光垫的形状而定。为满足目前国内大部分集成电路制造厂的抛光需要,制备的抛光垫通常为圆形垫,相应地所述浇筑腔体为圆柱形空腔,故而在本发明提供的较佳示例中,所述底座11为圆形底座11,所述环形侧壁12为圆环形侧壁12,所述顶盖13为圆形顶盖13,所述底座11上设置有环形槽,所述环形侧壁12固定于所述环形槽内,且所述顶盖13上也可以对应设置环形槽,环形侧壁12的上部对应嵌设于顶盖13的环形槽内。这样的设计便于各结构的组装拆卸,例如在完成抛光垫的固化成型后,可以很容易地将模具拆除,可以避免模具拆除过程中对抛光垫造成的损伤,而这样的结构加工出的抛光垫后续仅需较为简单的分切打磨即可加工成满足客户需要的成品。底座11、环形侧壁12和顶盖13的材质通常为同一材质,具体材质类型则根据需要而定,对此不做严格限制。
33.在本发明提供的进一步的较佳示例中,所述底座11的直径为40cm-100cm(包括端点值,本说明书中在涉及数值范围的描述时,如无特殊说明,均包括端点值),厚度为1cm-10cm,距离底座11边缘0.5cm-5cm处设置有宽度为0.1cm-5cm、深度为0.1cm-2cm的所述环形槽;所述环形侧壁12的内径与底座11的环形槽的内径相同,环形侧壁12的厚度为0.1cm-5cm,高度为10cm;所述顶盖13的直径比环形侧壁12的内径大0.5cm-5cm,厚度为0.5cm-5cm,所述排气孔132的孔径为0.1mm-10mm,所述浇筑孔131的孔径为0.5cm-5cm。这样的规格可以加工出满足大部分市场需求的抛光垫。
34.为进一步提高控温精度,在较佳的示例中,参考图1所示,所述底座11沿直径方向均为分为8个同心且等宽的加热区域111(最中心的加热区域111为圆形,其他7个加热区域
111为环形,环宽和中心圆形的半径相等),各加热区域111内均设置有测温点112,各加热区域111的测温点位于所述底座11的同一直径上,相邻的加热区域111内的测温点112位于所述底座11中心测温点的相对两侧,例如最外侧的加热区域111的测温点112位于图1中的左侧,与之相邻的加热区域111的测温点112则位于图1中的右侧,如此依次设置,可以更精准掌握浇筑腔体底部的温度情况,以更精确调整各区域温度,确保各区域温度均一。
35.同样为进一步提高控温精度,在较佳的示例中,参考图2和图3所示,所述环形侧壁12均分为4个等高的环形加热区域121,各加热区域121内均设置有测温点122,且各加热区域121的测温点122均不在同一纵向上,由此可以更精准掌握浇筑腔体中部的温度情况,以更精确调整各区域温度,确保各区域温度均一。
36.同样为进一步提高控温精度,在较佳的示例中,参考图4和图5所示,所述顶盖13沿直径方向均分为8个同心的等宽区域(最中心的为圆形,其他7个等宽区域为环形,环宽和中心圆形的半径相等),所述顶盖13的中心设置有所述浇筑孔131,多个所述排气孔132分布于所述浇筑孔131周围的3个等宽区域内,即多个排气孔132分布于顶盖13中央的3个等宽区域,位于所述排气孔132所在的等宽区域外侧的5个等宽区域为5个加热区域133,即5个加热区域133环设于排气孔132的周围,各加热区域133对应前述的导热槽,各加热区域133内均设置有测温点134,各测温点134可以对应设置一个所述测温装置,且各加热区域133的测温点134位于所述顶盖13的同一直径上,相邻的加热区域133内的测温点134位于所述顶盖13中心的相对两侧,例如最外侧的加热区域133的测温点134位于图4中的右侧,与之相邻的加热区域133的测温点134则位于图4中的左侧,如此依次设置,可以更精准掌握浇筑腔体上部的温度情况,以更精确调整各区域温度,确保各区域温度均一。
37.当然,在其他示例中,底座11、顶盖13和环形侧壁12上的加热区域和测温点的设置还可以有其他选择,但上述设置已经被本技术的发明人实验证实可以有效实现精准快速控温。
38.所述排气孔132和浇筑孔131的数量和分布可以根据需要灵活设置。但在一较佳示例中,所述排气孔132的数量为12个,12个排气孔132在所述顶盖13上对称分布,例如参考图4所示,其中4个排气孔132为一组,均匀间隔分布于一环线上,另外8个排气孔132为一组均匀间隔分布于另一环线上,两组排气孔132同心设置,所述顶盖13上还设置有位于所述顶盖13边缘的浇筑孔131。
39.本发明还提供一种用于制造抛光垫的方法,所述用于制造抛光垫的方法基于上述任一方案中所述的封闭浇筑模具系统进行,故前述对所述封闭浇筑模具系统的介绍可以全文引用至此,出于简洁的目的不赘述。所述用于制造抛光垫的方法通常包括将混合材料,例如将聚氨酯与扩链剂混合后加入发泡材料并浇筑到前述任一方案中所述的封闭浇筑模具系统的浇筑腔体内,浇筑过程中通过设置于底座、顶盖和环形侧壁上的加热电阻丝和测温装置进行精确控温,使得浇筑过程中形成均一稳定的可控环境,之后模具再带着混合材料被送入设备中硫化,硫化过程中产生的气体可以通过顶盖上的排气孔排除,由此可减少成型混合物内的气泡,固化成型后再去除模具并对形成的浇筑体进行分切检查,而具体的浇筑和硫化温度等参数则可根据工艺需要设定,对此不做严格限制。通过采用本发明,可以有效减少由温度不均产生的条纹缺陷及密度不均等问题,提高制备的抛光垫的品质。
40.为验证本发明的效果,发明人进行了大量的实验,包括采用本发明的封闭浇筑模
具系统进行控温和不控温的对比实验。具体实验过程参考如下内容。
41.聚氨酯和摩卡的聚合物经过硫化加热后将变成固体状,之后固体状聚合物将被切片机切成厚度为2.5毫米左右的圆形薄片;浇筑腔体的高度(也即环形侧壁的高度)为100mm,最上面和最底部的薄片将废弃,由此将得到大约48片薄片(因为硫化后,上面和底部表面将有凹凸面,因此这两个薄片通常不作为成品)。强灯光下,将很容易观察到薄片表面是否有缺陷条纹以及内部是否有聚集状(密度不均)。
42.为进行对照,分别实施3例控温实例以及3例不控温(关闭温度控制器)实例(实际过程中的实验次数远不止此,说明书中对实验内容进行了归纳)。
43.实施例1(模具控温65度):
44.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
45.步骤2:将需要混合的物质固化剂摩卡(moca),置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
46.步骤3:将本发明模具系统的底座、环形侧壁以及顶盖组合,组合好后同时加热至65度,(加热前将顶盖的所有排气孔全部打开),观察温度控制器,待所有测温装置,例如温度感应器达到65度后,持续加热并放置15分钟以使浇筑腔体内温度均匀分布;
47.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入模具内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入浇筑腔体后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
48.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,浇筑腔体内的混合物成固化状态;移除模具顶盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片48片,每一片灯光检验;所有48片薄片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致。
49.实施例2(模具控温68度):
50.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
51.步骤2:将需要混合的物质固化剂moca,置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
52.步骤3:将本发明模具底座、侧壁以及顶盖组合,组合好后同时加热至68度,(加热前将顶盖的所有排气孔全部打开),观察温度控制器,待所有温度感应器达到68度后,持续加热并放置15分钟以使浇筑腔体内温度均匀分布;
53.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入模具内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入浇筑腔体后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
54.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,模具内的混合物成固化状态;移除模具顶盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片46片,每一片灯光检验;得到45片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致的切片。
55.实施例3(模具控温70度):
56.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
57.步骤2:将需要混合的物质固化剂moca,置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
58.步骤3:将本发明模具底座、环形侧壁以及顶盖组合,组合好后同时加热至70度,(加热前将顶盖的所有排气孔全部打开),观察温度控制器,待所有温度感应器达到70度后,持续加热并放置15分钟以使浇筑腔体内温度均匀分布;
59.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入浇筑腔体内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入浇筑腔体后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
60.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,模具内的混合物成固化状态;移除模具顶盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片48片,每一片灯光检验;得到47片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致的切片。
61.实施例4(模具不控温,放置于无尘室,测得模具表面温度27.6):
62.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
63.步骤2:将需要混合的物质固化剂moca,置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
64.步骤3:将本发明模具底座、环形侧壁以及顶盖组合,测得模具内表面温度为27.6度;
65.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入模具内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入浇筑腔体后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
66.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,模具内的混合物成固化状态;移除模具顶盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片47片,每一片灯光检验;得到15片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致的切片。
67.实施例5(模具不控温,放置于无尘室,测得模具表面温度27.5):
68.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
69.步骤2:将需要混合的物质固化剂moca,置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
70.步骤3:将本发明模具底座、环形侧壁以及顶盖组合,测得模具内表面温度为27.5度;
71.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入模具内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入浇筑腔体后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
72.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,模具内的混合物成固化状态;移除模具顶
盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片48片,每一片灯光检验;得到16片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致的切片。
73.实施例6(模具不控温,放置于无尘室,测得模具表面温度27.6):
74.步骤1:将需要混合的物质聚氨酯液体、微球粉末按一定比例混合搅拌均匀后,置于可控温度为105度的浇注机罐体a内;二者的混合物将呈液体状;
75.步骤2:将需要混合的物质固化剂moca,置于可控温度为135度的罐体b内,此时moca在温度作用下将变成液体状;
76.步骤3:将本发明模具底座、环形侧壁以及顶盖组合,测得模具内表面温度为27.5度;
77.步骤4:移开模具顶盖中间的浇筑孔盖,同时将浇筑管通过浇筑孔置于模具底座中间位置,打开浇注机开始将步骤1和步骤2的三种混合物通过浇注机浇入浇筑腔体内,浇筑管缓慢匀速的向上升起,待设定浇筑物全部进入模具后,拿出浇筑管,并盖上浇筑孔;
78.步骤5:经过65度的温度硫化6小时后,模具内的混合物成固化状态;移除模具顶盖,再移除环形侧壁,固化成型后的圆柱形聚合物可以取走,将固化后的圆柱形聚合物切成2.5毫米左右的圆形抛光垫薄片,共切成薄片48片,每一片灯光检验;得到13片颜色均匀,无聚集状物,密度均匀一致的切片。
79.上述实施例的结果总结如下表所示。
80.表1不同实施例的良品率对比数据表
[0081][0082]
上述结果充分表明,采用本发明在浇筑过程中进行精准控温,可以有效提高生产良率。
[0083]
此外,本技术的发明人还参照现有技术中仅依靠模具底部和侧壁上的控温装置进行控温的方式(即关闭本发明中的顶盖上的电感加热丝,仅依靠底座和环形侧壁上的电感加热丝及测温装置进行控温)进行了对比实验,实验结果表面,仅依靠底座和环形侧壁上的控制装置进行控温的方式产生的缺陷仍然比较多,最终分切出的良品数量比采用本发明的同时依靠底座、环形侧壁和顶盖上的装置进行控温的方式少20%以上。
[0084]
综上所述,本发明提供一种用于制造抛光垫的封闭浇筑模具系统,包括:底座、环形侧壁、顶盖和温度控制器,所述顶盖和底座设置于所述环形侧壁的上下两端,由此共同构成制造抛光垫的封闭浇筑腔体;所述底座、环形侧壁以及顶盖均为中空结构,内部均设置有环形导热槽,各环形导热槽内均设置有电感加热丝和测温装置,所述电感加热丝和测温装置与所述温度控制器电连接;所述顶盖上还设置有可闭合的浇筑孔和排气孔。本发明经改
善的结构设计,在模具的底座、侧壁以及顶盖上都设置电感加热丝和测温装置,相较于现有的仅在模具底座和侧壁设置加热介质进行控温的方式,可以更加简单有效且更精确地控制各区域的温度,使得模具浇筑腔体内在物料浇筑开始时就可以形成可控、均匀的温度环境并确保材料成型过程中的温度均一稳定,同时通过顶盖上设置的排气孔,可以有效排除混合物硫化过程中产生的气体,减少成型混合物内的气泡,由此可以有效减少由温度不均产生的条纹缺陷及密度不均等问题,可以显著提高制备的抛光垫的品质。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0085]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
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