微磨削锥塔结构光滑表面的自适应方向检测与微加工精度

摘要

用白光干涉检测(WLI)法检测微结构表面形貌时,其光滑结构面和边角数据很容易丢失,因此本文提出了自适应方向WLI检测法.该方法分别沿着每个微斜面法向进行自适应方向检测,评价分析其面形、特征轮廓和特征点的加工精度.首先,采用# 3000金刚石砂轮微细尖端在Si表面加工出高度为50 μm、宽度为56 μm且光滑的微锥塔结构.然后,利用四次检测点云对微磨削表面进行拼接与重建.最后,分析面形误差、特征轮廓误差和特征点误差.实验显示:自适应方向WLI检测可以重构出完整的微锥塔结构表面,微磨削的面形误差为5.3 μm,表明该微磨削技术可以确保微锥塔结构光滑Si表面的加工精度.但是,对微锥塔结构表面特征轮廓误差及特征点误差的评价表明,特征轮廓误差高达7.7μm,而特征点误差约为15 μm,约为面形误差的3倍.分析认为这些误差是由微金刚石砂轮V形尖端磨钝及微磨粒钝化造成的.