蓝宝石基片研磨加工过程研究及研磨装备结构优化
发布时间：2021-05-11 09:35
蓝宝石因其优良的光学、物理和化学性能,成为LED氮化镓（GaN）外延层生长的常用衬底材料之一,要求蓝宝石基片具有高加工精度和超光滑无损伤的表面质量。蓝宝石作为一种典型的硬脆性难加工材料,目前主要采用游离磨料加工方式对蓝宝石基片进行研磨和抛光,其中研磨工艺是获得蓝宝石基片超光滑无损伤表面的重要前提。本文基于现行蓝宝石衬底基片加工工艺,对双面研磨机床上研磨盘机构以及蓝宝石基片加工参数等进行优化,以期得到能够有效提升大尺寸蓝宝石基片加工良率和质量的工艺参数。首先,基于在研究生联合培养基地合作企业对蓝宝石双面研磨机制造和加工过程的实习调研,对企业现行生产制造的双面研磨机结构合理性、功能稳定性、基片加工质量等进行跟踪分析,提出对其机床控制功能以及机械结构进行改进优化方案。通过对大型双面研磨机上磨盘传动机构的优化设计,采用球铰链使上磨盘组件处于浮动状态并为其传输动力,简化传动结构,节约制造成本的同时避免了复杂的传动结构产生误差导致研磨精度下降。其次,建立双/单面研磨加工运动的轨迹模型。通过计算机软件对磨粒运动轨迹进行仿真分析,从工件表面平坦化的角度研究不同工艺参数下磨粒运动轨迹的分布规律、加工表面...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 课题研究的背景及意义
1.1.2 蓝宝石的特性与应用
1.1.3 蓝宝石基片的加工过程
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国内外双面研磨机床研究现状
1.2.2 蓝宝石衬底材料加工技术国内外研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第二章 大型双面研磨机功能及机构优化改进
2.1 双面研磨机整体功能结构设计
2.1.1 KS1000Y双面研磨机主要技术参数
2.1.2 KS1000Y双面研磨机技术结构特点分析
2.1.3 KS1000Y双面研磨机系统构成方案设计
2.2 大型双面研磨机研磨过程中保持架建模仿真
2.2.1 游星轮保持架受力分析
2.2.2 保持架仿真模型的建立和材料属性的定义
2.2.3 仿真模型的网格划分
2.2.4 保持架载荷和约束的施加
2.2.5 旋转力矩变化对保持架受力变形的影响
2.2.6 研磨压力对保持架内孔的受力变形影响的仿真分析
2.3 上研磨盘系统提升摆动机构结构改造
2.4 本章小结
第三章 蓝宝石基片研磨运动轨迹仿真优化
3.1 单面研磨过程磨粒运动轨迹分析
3.1.1 研磨轨迹方程的建立
3.1.2 单颗磨粒运功轨迹仿真分析
3.1.3 仿真结果对研磨加工的指导
3.2 双面研磨过程磨粒运动轨迹分析
3.2.1 轨迹方程的建立
3.2.2 单颗磨粒运功轨迹仿真分析
3.2.3 磨粒轨迹均匀性分析
3.2.4 仿真结果对研磨加工的指导
3.3 本章小结
第四章 蓝宝石基片研磨过程分析
4.1 蓝宝石基片的技术要求
4.2 蓝宝石基片的双面研磨加工工艺
4.2.1 双面研磨加工过程
4.2.2 研磨条件以及检测分析方法
4.2.3 双面研磨机床盘面修整
4.2.4 双面研磨机床研磨加工实验
4.2.5 蓝宝石基片的清洗
4.3 蓝宝石基片的单面研磨加工工艺
4.3.1 单面研磨过程
4.3.2 单面研磨实验条件
4.3.3 单面研磨工艺实验研究
4.3.4 单面研磨工艺优化
4.4 蓝宝石基片研磨精度分析及其保证措施
4.4.1 蓝宝石基片研磨精度影响因素
4.4.2 蓝宝石基片加工精度的保证措施
4.5 本章小结
全文主要结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代半导体材料SiC平坦化技术的研究现状[J]. 韩润龙. 当代化工研究. 2018(11)
[2]蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺研究[J]. 徐晓明,周海,黄传锦,王晨宇. 机械设计与制造. 2018(06)
[3]半导体技术发展过程中的基本研究分析[J]. 彭强. 电子制作. 2018(Z2)
[4]LED芯片技术研究进展[J]. 张璟,杨艺伟,徐洪海,裘科名,庄益娈. 中国照明电器. 2018(02)
[5]蓝宝石衬底材料的研究及应用进展[J]. 考政晓,叶大千,于璇,张保国. 人工晶体学报. 2018(01)
[6]中国半导体材料业的状况分析[J]. 王龙兴. 集成电路应用. 2018(01)
[7]双面研磨蓝宝石衬底面形及表面粗糙度变化过程的实验研究[J]. 邵铭剑,胡中伟,张志斌,谢斌晖. 现代制造工程. 2017(09)
[8]蓝宝石晶片粗磨工艺的研究[J]. 董云娜. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(03)
[9]蓝宝石基片超精密抛光技术研究进展[J]. 罗求发,陆静,徐西鹏. 超硬材料工程. 2017(01)
[10]蓝宝石产业园的规划与布局[J]. 李戬. 黑龙江科技信息. 2016(36)
博士论文
[1]泡生法蓝宝石单晶生长及缺陷研究[D]. 于国建.山东大学 2014
[2]用于边界面法的三维体网格生成方法[D]. 黄橙.湖南大学 2014
[3]高效率LED汽车前照灯关键技术研究[D]. 高铁成.天津大学 2014
硕士论文
[1]蓝宝石多线切割晶片表面质量分散性及其对研磨加工影响的实验研究[D]. 张兴浪.华侨大学 2018
[2]蓝宝石生长方法和晶向对晶体质量与性能影响规律研究[D]. 吕汉雄.哈尔滨工业大学 2017
[3]蓝宝石衬底片双面研磨加工的面形精度及损伤控制的研究[D]. 张志斌.华侨大学 2016
[4]双面研磨/抛光机结构设计及磨削轨迹研究[D]. 董瑞.哈尔滨理工大学 2016
[5]DPL160双面研磨机控制系统软件开发[D]. 裴忠.电子科技大学 2014
[6]SiC晶片精密研磨工艺及其表面损伤研究[D]. 李伟.广东工业大学 2013
[7]轨道车辆车厢LED照明控制系统研究[D]. 姜艳青.长春工业大学 2013
[8]单晶蓝宝石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工业大学 2010
[9]双面抛光机气动加载控制系统的研究[D]. 郑海辉.浙江工业大学 2010
本文编号：3181179
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.1.1 课题研究的背景及意义
1.1.2 蓝宝石的特性与应用
1.1.3 蓝宝石基片的加工过程
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国内外双面研磨机床研究现状
1.2.2 蓝宝石衬底材料加工技术国内外研究现状
1.3 论文的主要研究内容
第二章 大型双面研磨机功能及机构优化改进
2.1 双面研磨机整体功能结构设计
2.1.1 KS1000Y双面研磨机主要技术参数
2.1.2 KS1000Y双面研磨机技术结构特点分析
2.1.3 KS1000Y双面研磨机系统构成方案设计
2.2 大型双面研磨机研磨过程中保持架建模仿真
2.2.1 游星轮保持架受力分析
2.2.2 保持架仿真模型的建立和材料属性的定义
2.2.3 仿真模型的网格划分
2.2.4 保持架载荷和约束的施加
2.2.5 旋转力矩变化对保持架受力变形的影响
2.2.6 研磨压力对保持架内孔的受力变形影响的仿真分析
2.3 上研磨盘系统提升摆动机构结构改造
2.4 本章小结
第三章 蓝宝石基片研磨运动轨迹仿真优化
3.1 单面研磨过程磨粒运动轨迹分析
3.1.1 研磨轨迹方程的建立
3.1.2 单颗磨粒运功轨迹仿真分析
3.1.3 仿真结果对研磨加工的指导
3.2 双面研磨过程磨粒运动轨迹分析
3.2.1 轨迹方程的建立
3.2.2 单颗磨粒运功轨迹仿真分析
3.2.3 磨粒轨迹均匀性分析
3.2.4 仿真结果对研磨加工的指导
3.3 本章小结
第四章 蓝宝石基片研磨过程分析
4.1 蓝宝石基片的技术要求
4.2 蓝宝石基片的双面研磨加工工艺
4.2.1 双面研磨加工过程
4.2.2 研磨条件以及检测分析方法
4.2.3 双面研磨机床盘面修整
4.2.4 双面研磨机床研磨加工实验
4.2.5 蓝宝石基片的清洗
4.3 蓝宝石基片的单面研磨加工工艺
4.3.1 单面研磨过程
4.3.2 单面研磨实验条件
4.3.3 单面研磨工艺实验研究
4.3.4 单面研磨工艺优化
4.4 蓝宝石基片研磨精度分析及其保证措施
4.4.1 蓝宝石基片研磨精度影响因素
4.4.2 蓝宝石基片加工精度的保证措施
4.5 本章小结
全文主要结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代半导体材料SiC平坦化技术的研究现状[J]. 韩润龙. 当代化工研究. 2018(11)
[2]蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺研究[J]. 徐晓明,周海,黄传锦,王晨宇. 机械设计与制造. 2018(06)
[3]半导体技术发展过程中的基本研究分析[J]. 彭强. 电子制作. 2018(Z2)
[4]LED芯片技术研究进展[J]. 张璟,杨艺伟,徐洪海,裘科名,庄益娈. 中国照明电器. 2018(02)
[5]蓝宝石衬底材料的研究及应用进展[J]. 考政晓,叶大千,于璇,张保国. 人工晶体学报. 2018(01)
[6]中国半导体材料业的状况分析[J]. 王龙兴. 集成电路应用. 2018(01)
[7]双面研磨蓝宝石衬底面形及表面粗糙度变化过程的实验研究[J]. 邵铭剑,胡中伟,张志斌,谢斌晖. 现代制造工程. 2017(09)
[8]蓝宝石晶片粗磨工艺的研究[J]. 董云娜. 金刚石与磨料磨具工程. 2017(03)
[9]蓝宝石基片超精密抛光技术研究进展[J]. 罗求发,陆静,徐西鹏. 超硬材料工程. 2017(01)
[10]蓝宝石产业园的规划与布局[J]. 李戬. 黑龙江科技信息. 2016(36)
博士论文
[1]泡生法蓝宝石单晶生长及缺陷研究[D]. 于国建.山东大学 2014
[2]用于边界面法的三维体网格生成方法[D]. 黄橙.湖南大学 2014
[3]高效率LED汽车前照灯关键技术研究[D]. 高铁成.天津大学 2014
硕士论文
[1]蓝宝石多线切割晶片表面质量分散性及其对研磨加工影响的实验研究[D]. 张兴浪.华侨大学 2018
[2]蓝宝石生长方法和晶向对晶体质量与性能影响规律研究[D]. 吕汉雄.哈尔滨工业大学 2017
[3]蓝宝石衬底片双面研磨加工的面形精度及损伤控制的研究[D]. 张志斌.华侨大学 2016
[4]双面研磨/抛光机结构设计及磨削轨迹研究[D]. 董瑞.哈尔滨理工大学 2016
[5]DPL160双面研磨机控制系统软件开发[D]. 裴忠.电子科技大学 2014
[6]SiC晶片精密研磨工艺及其表面损伤研究[D]. 李伟.广东工业大学 2013
[7]轨道车辆车厢LED照明控制系统研究[D]. 姜艳青.长春工业大学 2013
[8]单晶蓝宝石的延性研磨加工研究[D]. 周平.浙江工业大学 2010
[9]双面抛光机气动加载控制系统的研究[D]. 郑海辉.浙江工业大学 2010
本文编号：3181179
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