本文關(guān)鍵詞：砂漿輔助固結(jié)磨料研磨藍寶石工藝研究

  更多相關(guān)文章： 固結(jié)磨料研磨墊 碳化硅顆粒 藍寶石晶片 自修整 工藝優(yōu)化

【摘要】：固結(jié)磨料研磨具有磨料利用率高、可控性好、對環(huán)境友好的優(yōu)點,相比傳統(tǒng)游離磨料研磨,能大大降低加工成本。采用金剛石固結(jié)磨料墊(FAP)研磨藍寶石晶片,材料去除率下降趨勢偏快,FAP自修整能力嚴重不足制約了其工業(yè)應(yīng)用。受砂漿磨損實驗啟發(fā),本文嘗試往研磨液添加碳化硅顆粒辦法,輔助磨屑提高FAP自修整能力,開展固結(jié)磨料加工藍寶石新工藝研究,主要完成的工作和取得的成果如下:(1)系統(tǒng)分析了影響FAP研磨自修整的因素。工藝參數(shù)及FAP特性是影響自修整的兩大關(guān)鍵因素。磨屑促進樹脂基體的磨損,有助于提高FAP自修整能力。藍寶石的高硬度使得磨屑細小,導致FAP自修整能力不足。在此基礎(chǔ)上提出碳化硅砂漿輔助FAP研磨藍寶石方法,取得良好的加工效果。從顆粒在液相體系中的沉降及分散兩方面初步探索碳化硅研磨液的配制。數(shù)值模擬偏心距及轉(zhuǎn)速比對研磨軌跡的影響,為研磨參數(shù)值選取提供參考。(2)探索砂漿輔助FAP研磨藍寶石工藝中碳化硅顆粒作用機制。設(shè)計三組對比實驗,分別為無磨料FAP+砂漿,FAP無砂漿,FAP+砂漿條件下研磨藍寶石。從材料去除率,晶片表面質(zhì)量及研磨后FAP表面形貌分析各自差異。結(jié)果表明:砂漿液中碳化硅顆粒研磨藍寶石材料去除率很低,FAP無砂漿研磨方式次之,砂漿輔助FAP研磨方式最高,遠大于前兩者,而且具有良好保持性。結(jié)合對晶片表面微觀起伏形貌及研磨后FAP表面金剛石分布分析,確定碳化硅顆粒切削作用弱,主要對FAP表面起到修整作用。(3)開展砂漿輔助FAP研磨藍寶石襯底工藝優(yōu)化。選取FAP硬度、碳化硅顆粒粒徑、顆粒濃度及研磨壓力四個因素,進行雙因素實驗。結(jié)果表明:材料去除率隨研磨液中碳化硅顆粒濃度增加而提高,隨碳化硅顆粒粒徑增大而提高,隨研磨壓力的增加而提高;晶片表面粗糙度隨碳化硅顆粒濃度增加呈現(xiàn)先降后升趨勢,隨碳化硅顆粒粒徑增大而增加,隨研磨壓力增加而不斷下降。硬度較硬的4#FAP,3%顆粒濃度,W10粒度的碳化硅顆粒,5psi的研磨壓力條件下,獲得較優(yōu)加工效果。材料去除率達到482.0nm/min,表面粗糙度0.139μm,實現(xiàn)FAP高效精研藍寶石。
【關(guān)鍵詞】：固結(jié)磨料研磨墊 碳化硅顆粒 藍寶石晶片 自修整 工藝優(yōu)化
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ164
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 引言13
• 1.2 藍寶石晶片加工國內(nèi)外現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 藍寶石性質(zhì)及應(yīng)用13-14
• 1.2.2 藍寶石晶片加工14-19
• 1.2.2.1 游離磨料加工藍寶石現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2.2 固結(jié)磨料加工藍寶石現(xiàn)狀17-19
• 1.3 固結(jié)磨料墊自修整研究19-23
• 1.3.1 自修整相關(guān)研究19-21
• 1.3.2 固結(jié)磨料研磨墊自修整性能影響因素分析21-23
• 1.3.2.1 工藝參數(shù)對自修整性能的影響21-22
• 1.3.2.2 基體特性對自修整性能的影響22-23
• 1.3.3 固結(jié)磨料研磨藍寶石自修整實現(xiàn)難點23
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容23-25
• 第二章 研磨實驗及實驗評價25-39
• 2.1 實驗材料及設(shè)備25-26
• 2.2 FAP制備及處理26-27
• 2.2.1 FAP制備26-27
• 2.2.2 FAP貼盤及開刃處理27
• 2.3 研磨實驗設(shè)置27-31
• 2.3.1 研磨拋光設(shè)備27-28
• 2.3.2 研磨液配制28-30
• 2.3.3 晶片裝夾與拆卸30-31
• 2.4 研磨實驗評價31-33
• 2.4.1 材料去除率31-32
• 2.4.2 晶片表面質(zhì)量32-33
• 2.5 研磨實驗參數(shù)選取33-38
• 2.5.1 研磨軌跡方程建立33-34
• 2.5.2 晶片上定點運動軌跡數(shù)值模擬34-38
• 2.5.2.1 偏心距影響34-36
• 2.5.2.2 轉(zhuǎn)速影響36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 砂漿輔助FAP研磨藍寶石工藝中碳化硅作用研究39-48
• 3.1 實驗設(shè)計39-41
• 3.1.1 研磨實驗39-40
• 3.1.2 實驗結(jié)果檢測40-41
• 3.2 實驗結(jié)果分析41-45
• 3.2.1 材料去除率41-42
• 3.2.2 晶片表面質(zhì)量對比42-44
• 3.2.3 研磨墊表面形貌分析44-45
• 3.3 砂漿輔助FAP研磨作用模型45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 砂漿輔助FAP研磨藍寶石工藝優(yōu)化48-61
• 4.1 實驗總體設(shè)計48-49
• 4.2 FAP硬度及碳化硅顆粒濃度優(yōu)化實驗49-54
• 4.2.1 實驗設(shè)計49-50
• 4.2.2 實驗結(jié)果及分析50-54
• 4.2.2.1 FAP硬度對材料去除率及表面粗糙度影響50-53
• 4.2.2.2 碳化硅顆粒濃度對材料去除率及表面粗糙度影響53-54
• 4.3 碳化硅顆粒粒徑及研磨壓力優(yōu)化實驗54-60
• 4.3.1 實驗設(shè)計54-55
• 4.3.2 碳化硅顆粒粒徑影響55-58
• 4.3.2.1 碳化硅顆粒粒徑對材料去除率影響55-56
• 4.3.2.2 碳化硅顆粒粒徑對表面粗糙度影響56-58
• 4.3.3 研磨壓力的影響58-60
• 4.3.3.1 研磨壓力對材料去除率影響58-59
• 4.3.3.2 研磨壓力對表面粗糙度影響59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建彬;朱永偉;謝春祥;徐俊;居志蘭;;固結(jié)磨料研磨藍寶石單晶過程中研磨液的作用[J];光學精密工程;2014年11期

2 徐俊;朱永偉;朱楠楠;王建彬;李軍;;親水性固結(jié)磨料研磨墊自修整機理探索[J];納米技術(shù)與精密工程;2014年06期

3 周林;楊鵬;;藍寶石材料的性能和應(yīng)用研究[J];硅谷;2014年21期

4 王建彬;朱永偉;王加順;徐俊;左敦穩(wěn);;研磨方式對單晶藍寶石亞表面損傷層深度的影響[J];人工晶體學報;2014年05期

5 朱永偉;王成;徐俊;李軍;;固結(jié)磨料研磨墊孔隙結(jié)構(gòu)對其加工性能的影響[J];光學精密工程;2014年04期

6 樂麗琴;賀素霞;;LED照明市場爆發(fā)中的技術(shù)瓶頸分析[J];電子元件與材料;2014年03期

7 趙云鶴;檀柏梅;牛新環(huán);甄加麗;郭倩;;不同磨料對藍寶石CMP的影響[J];微納電子技術(shù);2014年02期

8 唐曉驍;朱永偉;王成;顧勇兵;居志蘭;李軍;;親水性固結(jié)磨料研磨墊自修整過程的實現(xiàn)探索[J];納米技術(shù)與精密工程;2014年01期

9 雷陽;周兆忠;呂冰海;孔濤;袁巨龍;;藍寶石基片干式化學機械拋光的研究[J];航空精密制造技術(shù);2013年01期

10 朱永偉;付杰;居志蘭;唐曉驍;李軍;;材料特性對親水性固結(jié)磨料研磨墊加工性能的影響[J];納米技術(shù)與精密工程;2013年01期

，

本文編號：851258