氧化铝陶瓷基片研磨抛光工艺研究

发布时间：2017-05-25 16:12

  本文关键词：氧化铝陶瓷基片研磨抛光工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着光电子技术和微电子技术的飞速发展,对能在严苛环境(温度高、湿度大、电强度大、辐射强度高)下工作的电子陶瓷的需求越来越迫切。氧化铝陶瓷作为电子陶瓷中的常用材料,具有耐高温、耐腐蚀、机械强度高、硬度大、电绝缘性能高与介电损耗低等特点,在机械电子、电子电力、生物医学、航天航空等方面有着广阔的应用前景,已经受到广泛的关注和研究。氧化铝陶瓷材料的制造技术主要包括两个部分：陶瓷基片的制备技术,陶瓷基片的分切和表面加工技术。这两部分对于基片的最后成形和使用都不可或缺,其中基片的表面加工技术是电子元器件生产的基础和保证。由于氧化铝陶瓷基片硬度高、脆性大、易产生裂纹,表面加工难度大,且加工后很难保证表面和亚表面的质量与完整性。而氧化铝陶瓷的表面加工不仅要求有高的尺寸精度和形状精度,表面粗糙度低以及良好的表面完整性,对氧化铝陶瓷基片的应用还要求基片表面无缺陷、无损伤与超光滑。因此,实现氧化铝陶瓷基片表面超光滑平坦化是基片衬底材料制备技术的关键和发展趋势。本文系统研究了加工参数对氧化铝陶瓷基片高效减薄和超光滑抛光的影响。利用单面研磨抛光设备和双面研磨抛光设备对氧化铝陶瓷基片进行了系统的试验研究,研究分析了加工方式、磨料种类、磨料粒度、研磨压力、研磨盘转速、研磨液流量、研磨液磨料浓度等参数对高效减薄加工效果的影响规律,优化了工艺参数。在相同的工艺参数条件下,对比研究了单面抛光和双面抛光两种加工方式对氧化铝陶瓷基片加工的抛光效率和表面粗糙度的影响。试验结果表明,单面研磨抛光加工方式能获得更高的材料去除效率和更好的表面加工质量。根据研磨加工原理,针对氧化铝陶瓷基片研磨后表面色泽变色的问题,通过EDS能谱对研磨前后的氧化铝陶瓷基片表面物质成分进行检测,分析了氧化铝陶瓷基片研磨后色泽变色的根本原因。通过研磨液添加防锈剂、提高材料去除率、采用不含铁元素研磨盘和修整环三种方式对氧化铝陶瓷基片进行研磨加工,结果表明三种方式均能够有效解决氧化铝陶瓷基片研磨后表面色泽变色的问题。
【关键词】：氧化铝陶瓷基片 表面粗糙度 材料去除率 研磨抛光 表面变色
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.758.11;TG580.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景12-13
• 1.2 氧化铝陶瓷的制备13-16
• 1.3 氧化铝陶瓷的加工方法及加工难点16-18
• 1.3.1 氧化铝陶瓷基片的常见加工方法16-17
• 1.3.2 氧化铝陶瓷基片的加工难点17-18
• 1.4 氧化铝陶瓷研磨抛光技术的研究现状18-19
• 1.5 课题来源及本文的主要研究内容19-20
• 1.5.1 课题来源19
• 1.5.2 课题研究内容19-20
• 第二章 氧化铝陶瓷基片单双面研磨加工原理、实验装置和检测仪器20-30
• 2.1 单双面研磨实验装置及实验材料20-23
• 2.1.1 单面研磨实验设备20-21
• 2.1.2 双面研磨实验设备21-22
• 2.1.3 实验材料22-23
• 2.2 加工效果评价方法及检测仪器23-27
• 2.2.1 材料去除率23-24
• 2.2.2 表面粗糙度测量24-25
• 2.2.3 加工表面形貌及元素检测25-27
• 2.3 实验方法与实验步骤27-29
• 2.3.1 氧化铝陶瓷基片研磨与抛光前的准备工作27-28
• 2.3.2 氧化铝陶瓷基片的研磨与抛光实验28-29
• 2.3.3 氧化铝陶瓷基片的检测与评价29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 氧化铝陶瓷基片研磨抛光加工过程研究30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 氧化铝陶瓷基片研磨抛光过程影响因素分析30-33
• 3.3 实验条件33-34
• 3.4 氧化铝陶瓷基片高效减薄的研磨加工研究34-43
• 3.4.1 磨料种类对研磨减薄效果的影响34-37
• 3.4.2 加工方式对研磨减薄效果的影响37-38
• 3.4.3 研磨压力对研磨减薄效果的影响38-39
• 3.4.4 研磨盘转速对研磨减薄效果的影响39-40
• 3.4.5 研磨液流量对研磨减薄效果的影响40-41
• 3.4.6 研磨液磨料浓度对研磨减薄效果的影响41-42
• 3.4.7 磨料粒度对研磨减薄效果的影响42-43
• 3.5 氧化铝陶瓷基片超光滑抛光加工研究43-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 氧化铝陶瓷基片研磨表面变色的原因及解决方案47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 氧化铝陶瓷基片表面色泽变黄的现象47-49
• 4.3 氧化铝陶瓷基片表面变黄的根本原因49-51
• 4.4 氧化铝陶瓷基片表面变黄现象的解决方案51-62
• 4.4.1 防锈剂的影响53-54
• 4.4.2 材料去除率的影响54-59
• 4.4.3 不同材质的研磨盘与修整环搭配加工的效果对比59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间发表的论文69-71
• 致谢71

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本文编号：394265