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超精密双面抛光加工过程平稳性的研究

作　者: 范俞杰
导　师: 李伟
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 双面抛光平稳性动态仿真工艺实验优化
分类号: TG580.692
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着光电子信息技术的不断发展,对作为光电子器件基片材料的单晶硅、蓝宝石等光电子晶片的表面光洁度和平整度要求越来越高。双面抛光加工作为晶片超光滑表面加工最有效的技术手段之一,受到了超精密加工研究领域和光电子材料生产加工企业的广泛关注与重视,而超精密双面抛光加工过程平稳性对晶片表面质量有着密切的关系。本文通过研究LZP-6BC双面抛光机加工过程,利用虚拟样机技术进行双面抛光机虚拟样机建模实现以及仿真分析,并对影响双面抛光加工平稳性的工艺参数进行实验研究,并优化工艺参数,用来指导制定光电子晶片的抛光工艺。本文的主要工作和成果如下:(1)分析研究超精密双面抛光的加工机理与加工工艺,建立双面抛光加工的物理模型,采用ADAMS软件建立虚拟样机模型并进行压力动态仿真。(2)以光学玻璃为实验对象,利用单因素法进行抛光实验,分析了不同工艺参数如内外齿圈速比、抛光速度、抛光压力等对抛光加工平稳性的影响,最终得出结论。(3)通过抛光加工平稳性优化后的双面抛光加工工艺参数进行单晶硅片的加工实验,得到超光滑和无损伤的加工表面,实现了纳米级加工。本文对超精密双面抛光加工过程平稳性进行了一定的理论仿真与实验研究,但是双面化学机械抛光涵盖多个领域知识,今后的工作可以结合多个学科知识来研究双面化学机械抛光。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题研究背景及意义  9-11
  1.2 超精密双面抛光技术的国内外研究现状  11-17
    1.2.1 超精密双面抛光加工工艺的研究现状  11-13
    1.2.2 超精密双面抛光设备的研究现状  13-16
    1.2.3 超精密双面抛光加工机理的研究现状  16-17
  1.3 存在问题  17-18
  1.4 本论文主要研究内容  18-19
  1.5 本章小结  19-20
第2章超精密双面抛光加工技术  20-32
  2.1 超精密双面抛光加工机理  20-23
    2.1.1 超精密双面抛光的加工原理  20-21
    2.1.2 超精密双面抛光的运动原理  21-22
    2.1.3 抛光表面形成过程  22-23
  2.2 双面抛光的工艺因素对抛光过程的影响  23-27
    2.2.1 抛光盘  24
    2.2.2 抛光液  24-25
    2.2.3 抛光垫  25-26
    2.2.4 抛光压力  26
    2.2.5 抛光速度  26-27
    2.2.6 抛光温度  27
  2.3 LZP-6BC 超精密双面抛光机介绍  27-31
    2.3.1 LZP-6BC 超精密双面抛光机的结构特点  27-29
    2.3.2 LZP-6BC 的控制系统  29-30
    2.3.3 LZP-6BC 的技术特点  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章双面抛光加工的物理模型分析  32-38
  3.1 研究的理论假设  32-33
  3.2 行星轮系的运动分析  33-34
  3.3 工件动力学模型的建立  34-37
    3.3.1 工件受力分析  34-35
    3.3.2 建立工件的动力学模型  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章双面抛光加工过程的建模与仿真  38-49
  4.1 ADAMS 软件简介  38-39
  4.2 双面抛光加工过程的建模  39-44
    4.2.1 基于ADAMS 设计机械系统的基本步骤  39-41
    4.2.2 双面抛光机虚拟样机的建模  41
    4.2.3 双面抛光机虚拟样机的定义  41-44
  4.3 双面抛光加工工艺过程的仿真  44-48
    4.3.1 压力载荷模拟  44-46
    4.3.2 抛光盘转速模拟  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章双面抛光加工平稳性的实验研究  49-64
  5.1 实验准备与条件  49
  5.2 双面抛光加工平稳性的实验研究  49-57
    5.2.1 不同内外齿圈转速比下的抛光平稳性  49-51
    5.2.2 不同抛光载荷下的抛光平稳性  51-54
    5.2.3 不同抛光盘转速下的抛光平稳性  54-57
  5.3 实验与仿真的结果对比  57-59
  5.4 工艺参数优化后的实验实例  59-63
  5.5 本章小结  63-64
第6章结论与展望  64-67
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-67
符号说明  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读学位期间参加的科研项目和成果  73

超精密双面抛光加工过程平稳性的研究

内容摘要

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