文档介绍：..
第卷第期兵工学报
年月.
单晶片研磨过程材料去除率仿真与试验研究
胡海明,李淑娟,高晓春,李言
西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西西安
摘要:分析了单晶片研磨过程的材料去除机理,采用统计方法描述了磨粒粒度的分布规
律,推导出参与研磨过程的活动磨粒数量计算公式。依据单晶片一磨粒和研磨盘一磨粒接触
处的变形情况,建立了单晶片研磨过程材料去除率的预测模型。以该模型为基础,讨
论了研磨盘硬度、压力和磨粒粒度等因素对的影响,并进行了相同条件下的研磨试验。理论
计算与试验结果对比分析表明:所建立的模型可以较准确地预测单晶片研磨过程的;为
其他单晶材料研磨过程的预测和控制提供了参考依据。
关键词:机械制造工艺与设备;单晶片;研磨过程;材料去除率;建模
中图分类号:. 文献标志码: 文章编号:———
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引言
加工过程中的材料去除非常困难。研磨是保证
具有大禁带宽,临界击穿场强、热导率、载单晶片成品质量的重要光整加工方法。研磨过程的
流子饱和漂移速度高等特点,是目前高温、高频、大实质是磨粒对工件表面划擦、切割作用的结果,其工
功率、光电子及抗辐射等领域最理想的半导体材料。艺参数对研磨效率有很大的影响。如果参数选择不
收稿日期:一一
基金项目:国家自然科学基金项目;陕西省科技攻关项目;陕西省教育厅基金项目/
作者简介:胡海明明一,男,硕士研究生。.:—.;
李淑娟一,女,教授,博士生导师。—: .
兵工学报第卷
.
一一。
式中:为所磨粒的数量,包括单晶片与研磨由式可见,单晶片的与磨粒粒度
盘接触区域的活动磨粒和非活动磨粒;⋯为最大大小及分布、研磨盘硬度、晶片硬度、研磨盘转速、接
触面积比、压力等参数有关。
数值模拟
利用软件对单晶片研磨过程
进行模拟计算,以获得各因素对的影响规律。
根据实际使用的试验材料和参数,分别给出研磨过
式中:⋯为单颗凸起接触区域的平均面积;为单
程中各工艺参数的取值如表所示。
表研磨过程中的工艺参数取值
.
,
参数取值
研磨液的稀释比率.
式中:为研磨液的稀释比率;为稀释前研磨液的稀释前研磨液的浓度.
密度;为稀释前研磨液的浓度;:为磨粒的密度; 稀释前研磨液的密度/· × —
为单颗磨粒的平均体积。结合式一单晶片的密度/· . × 一
单晶片的面积/ . ×
单晶片的硬度/ . × . 。
Ⅳ:旦口.
研磨盘的硬度。/ ,,×
百
实际接触面积与外观接触面积比/
单晶片的相对速度/·
搴压力/
单颗凸起的平均高度/ × 一
.
式实现了单晶片的硬度、研磨盘的硬实际加工中,接触面积比很难直接测量,可根
度与活动磨粒数量的结合。据式进行估算,带入.× ,
.,。:,⋯:. ,值可估算为
. 改进的模型
/,因此作用在磨粒上的实际压力是压力。
基于上述分