【摘要】：藍寶石晶體具有強度高、硬脆性大、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗磨損等優(yōu)良性能,在半導(dǎo)體照明、國防軍工、航天航空和智能穿戴消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。而藍寶石作為典型的硬脆難加工材料,實現(xiàn)高效低損傷超精密加工成為阻礙其應(yīng)用發(fā)展的障礙。為了達到高效率、高質(zhì)量、低成本、少無損傷等加工要求,目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的超精密加工技術(shù)是化學(xué)機械拋光�；瘜W(xué)機械拋光是機械磨削和化學(xué)腐蝕交替作用的組合技術(shù)。人們對化學(xué)機械拋光的材料去除機理以及工藝因素的影響仍缺乏深入的認識,許多方面還需要進行深入地研究。本文對藍寶石晶片單面和雙面化學(xué)機械拋光工藝及拋光工藝參數(shù)對其拋光效果影響規(guī)律進行實驗研究,其研究成果對實現(xiàn)藍寶石晶片的高效低損傷超精密加工具有重要的指導(dǎo)作用。本文具體研究工作內(nèi)容包括:首先,在Nanopoli-100單面修正環(huán)型拋光機和YH2M77110高精度立式雙面磨削(拋光)機上對藍寶石晶片進行化學(xué)機械拋光實驗。利用單因素實驗方案,定量分析探究單面和雙面加工方式對化學(xué)機械拋光實驗結(jié)果的影響,分析研究工藝參數(shù)對單面和雙面拋光效果的影響規(guī)律。其次,為了提高化學(xué)機械拋光過程中藍寶石晶片的材料去除率和改善晶片表面質(zhì)量,在YH2M77110高精度立式雙面磨削(拋光)機上進行藍寶石晶片雙面化學(xué)機械拋光實驗,研究工藝參數(shù)之間的交互作用對材料去除率和表面粗糙度的影響,通過權(quán)矩陣分析方法綜合考慮材料去除率和表面粗糙度兩個評價指標對工藝參數(shù)進行優(yōu)化,并通過實驗對優(yōu)化結(jié)果的拋光效果進行驗證。最后,基于壓痕斷裂力學(xué)理論,建立藍寶石晶片化學(xué)機械拋光亞表面損傷深度預(yù)測模型。開展拋光實驗研究,采用截面顯微觀測和光照強度的損傷檢測方法對晶片亞表面損傷深度進行檢測,對預(yù)測模型的可靠性進行驗證。結(jié)合實驗結(jié)果對工藝參數(shù)與亞表面損傷深度的影響規(guī)律進行分析。
【圖文】：

- 2 -(a) 立體結(jié)構(gòu) (b) 平面結(jié)構(gòu)圖 1.1 藍寶石晶體結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.1 The structure of sapphire crystal

(a) 光學(xué)窗口 (b) 半球形整流罩 (c) 保形整流罩圖 1.2 藍寶石晶體的光學(xué)窗口和整流罩應(yīng)用Fig. 1.2 Optical window and fairing application of sapphire crystal（2）藍寶石基片和襯底藍寶石晶體以其優(yōu)良的機械物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及表面光滑度高而成
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O786

【參考文獻】

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本文編號：2597801