超薄柔性显示衬底Roll-to-Roll化学机械抛光机研制

发布时间：2017-05-18 07:03

  本文关键词：超薄柔性显示衬底Roll-to-Roll化学机械抛光机研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：304不锈钢带作为本文的研究对象,是目前柔性显示衬底中选用最多的材料,而柔性显示正成为下一代显示器的最具应用前景的技术,是未来显示器发展的潮流。因此在可预见的未来,强劲需求的柔性显示衬底市场必将促使304不锈钢占据着柔性衬底材料的半壁江山。针对将不锈钢带加工成柔性衬底的技术难题就是钢带材料表面粗糙度较高,况且又是针对大尺寸超薄柔性钢带,其加工难度更加提高。目前,具有全局性平整能力的超精密加工方法也只有化学机械抛光(CMP)技术。化学机械抛光技术作为常见超精密加工方法之一,主要用于金属材料、硬脆材料以及其他材料的表面超光滑无损伤加工。同时,化学机械抛光加工技术也是现阶段被公认的能够实现工件被加工面的局部性及整体性的平整和低粗糙度的最优技术工艺。目前,作为实现CMP技术的载体传统抛光机装备而言,它仍进行着单张批量式的加工模式。随着科学技术的发展,新生事物的不断涌现,针对柔性显示器提出了的柔性显示衬底Roll-to-Roll(卷对卷)连续超精密加工技术,进而对其的载体加工设备提出了新的功能要求。而面向于柔性不锈钢带的化学机械抛光加工技术,还未展开相关的研究工作,更未有针对柔性钢带Roll-to-Roll式抛光加工的研究内容。对于提出的新的抛光加工模式,针对柔性衬底进行Roll-to-Roll式连续化学机械抛光加工的设备目前国内外还未出现。因此本文的研究目的就是研制出一种适合于Roll-to-Roll连续高效化学机械平坦化装置。本文选择了宽600mm、厚度0.05mm的卷状304不锈钢柔性薄片做为设计根据,首先着手于不同抛光加工部件的运动机理分析以及抛光机各功能模块的方案拟定,进而确定出设备的总体方案。然后根据对现有抛光机的工艺参数研究分析和304不锈钢CMP加工的实验数据验证,确定出本课题CMP抛光机的设计依据。最后,根据Roll-to-Roll连续平坦化系统运动学关系及材料去除机理的研究结果,并参考目前传统化学机械抛光机的结构、工件与抛光垫的相对运动关系、相关工艺参数控制方式等,设计出卷对卷式化学机械抛光平坦化试验台。通过上述基础性的研究内容后,首先展开了卷对卷式化学机械抛光平坦化试验台的主要零部件结构的设计校核,然后再对设备中的一些辅助功能的结构件进行了设计,同时根据设备中各个功能模块的局部零部件图的装配情况来设计抛光机整体机架结构。最后完成了化学机械抛光机设备的控制系统方案及其硬件选型。
【关键词】：化学机械抛光 Roll-to-Roll式抛光机 柔性显示衬底 304不锈钢带
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 论文的选题背景11-21
• 1.1.1 显示器及其发展状况11-12
• 1.1.2 柔性显示器制造用的柔性衬底材料及其加工的关键技术12-14
• 1.1.3 化学机械抛光技术简介14-15
• 1.1.4 传统化学机械抛光机种类及特点15-19
• 1.1.5 化学机械抛光机国内外研究现状19-21
• 1.2 课题的来源、研究目的及意义21
• 1.3 论文的主要研究内容21-22
• 1.4 本章小结22-23
• 2 抛光部件的运动机理分析及总体结构方案设计23-34
• 2.1 化学机械抛光机不同抛光部件的运动机理分析23-26
• 2.1.1 Roll-to-Roll盘式抛光机的运动模型建立和运动参数影响分析23-25
• 2.1.2 Roll-to-Roll辊式抛光机的运动模型建立和运动参数影响分析25-26
• 2.2 化学机械抛光机总体结构方案的确定26-32
• 2.2.1Roll-to-Roll式抛光机功能模块的组成26-31
• 2.2.2Roll-to-Roll辊式抛光机设计方案的确定31-32
• 2.3 本章小结32-34
• 3 CMP抛光机本体结构设计34-66
• 3.1 抛光机主要设计依据34-41
• 3.1.1 不锈钢片化学机械抛光实验数据34-38
• 3.1.2 传统抛光机化学机械抛光工艺常用参数38-40
• 3.1.3 化学机械抛光工件与抛光垫产生的最大摩擦力40-41
• 3.2 粗、精抛光部件设计41-55
• 3.2.1 粗、精抛光辊结构的设计计算41-49
• 3.2.2 加压机构设计49-52
• 3.2.3 粗、精抛光传动系统52-55
• 3.3 收、放卷部件设计55-59
• 3.3.1 收、放卷辊结构设计55-57
• 3.3.2 收、放卷传动系统57-59
• 3.3.3 花键轴套的支承架设计59
• 3.4 不锈钢带驱动部件设计59-60
• 3.5 其他结构部件60-65
• 3.5.1 抛光液输送装置60-62
• 3.5.2 钢带清洗、干燥装置62-64
• 3.5.3 张力调节辊设计64
• 3.5.4 机架结构设计64-65
• 3.6 本章小结65-66
• 4 CMP抛光机的控制系统66-72
• 4.1 电机的转速控制66-68
• 4.1.1 交流变频调速技术66-67
• 4.1.2 变频器选型及布置67-68
• 4.2 不锈钢钢带的张力控制68-70
• 4.2.1 钢带卷取方式68
• 4.2.2 张力控制方法68-69
• 4.2.3 张力控制方案69-70
• 4.3 抛光液流量及扇形大小的控制70-71
• 4.3.1 流量控制70
• 4.3.2 喷射扇形大小的控制70-71
• 4.4 其他参数的控制71-72
• 4.4.1 风幕风速及温度控制71
• 4.4.2 压力控制71-72
• 4.6 本章小结72
• 5 结论与展望72-73
• 5.1 研究结论72-73
• 5.2 研究展望73
• 参考文献73-78
• 致谢78-79
• 个人简历79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王思刊;一种新型的卷绕恒张力控制系统[J];电子与自动化;1997年06期

2 孙瑞均;;磁粉制动器恒张力控制原理[J];有色金属加工;1996年02期

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本文编号：375351