藍(lán)寶石（α-Al₂O₃）因其優(yōu)異的物理化學(xué)特性,已成為LED芯片的主要襯底材料。藍(lán)寶石襯底的表面質(zhì)量與LED器件外延層品質(zhì)息息相關(guān),對LED器件性能具有決定性影響。因此,實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石襯底高效、精密加工對提高LED芯片品質(zhì),推動LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。然而,藍(lán)寶石因硬度高、脆性大并且化學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)使其成為典型的難加工材料。在藍(lán)寶石襯底平坦化加工過程中,現(xiàn)有游離磨料研磨存在效率低、污染大、成本高的問題,而固結(jié)磨料研磨則存在磨粒磨損快、易產(chǎn)生劃痕的問題,半固結(jié)磨料研磨雖結(jié)合前兩者的優(yōu)點(diǎn),但由于研磨盤的柔性使得藍(lán)寶石襯底的面形精度難以控制。本文針對現(xiàn)有藍(lán)寶石襯底研磨工具所存在的問題,提出以樹脂材料為主體結(jié)構(gòu)支撐,以含金剛石磨粒的軟質(zhì)凝膠為研磨體的新型研磨工具的制備思路。圍繞該思路,論文的主要工作及結(jié)論如下:（1）論文從運(yùn)動學(xué)角度入手,通過分析偏心式單面研磨過程中的磨粒與工件的相對運(yùn)動關(guān)系,建立磨粒運(yùn)動軌跡模型,并提出磨粒軌跡均勻性的評價(jià)方法。并基于磨粒運(yùn)動軌跡模型分析影響磨粒軌跡均勻性的主要因素及影響規(guī)律。磨塊的圖案、尺寸、排布方式以及磨塊在磨... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 藍(lán)寶石的材料特性
        1.2.1 藍(lán)寶石的原子結(jié)構(gòu)
        1.2.2 藍(lán)寶石的物理特性
        1.2.3 藍(lán)寶石的化學(xué)特性
    1.3 藍(lán)寶石襯底精密加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 藍(lán)寶石襯底的工藝流程
        1.3.2 國內(nèi)外的研究動態(tài)
    1.4 存在問題、研究思路和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 存在問題
        1.4.2 論文的研究思路
        1.4.3 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 研磨盤設(shè)計(jì)、制備和實(shí)驗(yàn)條件
    2.1 圖案化金剛石凝膠研磨盤的整體結(jié)構(gòu)
    2.2 材料彈性模量的測定
        2.2.1 樹脂彈性模量的測定
        2.2.2 凝膠研磨球彈性模量的測定
    2.3 研磨盤設(shè)計(jì)及制備
        2.3.1 研磨盤設(shè)計(jì)及制備方案
        2.3.2 研磨盤制備及修整
    2.4 藍(lán)寶石襯底加工質(zhì)量檢測方案
        2.4.1 材料去除量的測量與材料去除率的計(jì)算
        2.4.2 襯底表面粗糙度的測量
        2.4.3 襯底面形精度的測量
        2.4.4 研磨盤和襯底表面觀測
    2.5 本章小結(jié)
第3章 研磨盤磨粒的軌跡均勻性研究
    3.1 磨粒在工件表面的運(yùn)動軌跡分析
    3.2 磨粒軌跡均勻性評價(jià)與影響因素分析
        3.2.1 磨粒軌跡均勻性評價(jià)方法
        3.2.2 影響磨粒軌跡均勻性因素分析
    3.3 圖案化研磨盤的設(shè)計(jì)
    3.4 研磨參數(shù)對磨粒軌跡均勻性的理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        3.4.1 研磨參數(shù)對磨粒軌跡均勻性影響的理論分析
        3.4.2 研磨參數(shù)對磨粒軌跡均勻性影響的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.5 排布方案對磨粒軌跡均勻性影響的仿真分析
        3.5.1 環(huán)形排布方案的仿真結(jié)果分析
        3.5.2 網(wǎng)格排布方案的仿真結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 圖案化研磨盤受力分析
    4.1 凝膠研磨體占比與研磨盤受力變形的關(guān)系分析
        4.1.1 研磨盤受力計(jì)算與分析
        4.1.2 研磨盤整體受力變形仿真分析
    4.2 研磨盤單元受力及仿真分析
        4.2.1 研磨盤單元受力分析
        4.2.2 研磨盤單元受力仿真分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 圖案化金剛石凝膠研磨盤研磨效果及加工機(jī)理
    5.1 研磨盤單面研磨實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)方案
        5.1.2 加工表面隨時(shí)間變化
        5.1.3 不同壓力下加工表面變化
        5.1.4 研磨盤的表面形貌變化
    5.2 研磨盤雙面研磨實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案
        5.2.2 襯底材料去除率的變化
        5.2.3 襯底表面粗糙度的變化
        5.2.4 襯底面形精度的變化
        5.2.5 襯底表面形貌的變化
    5.3 研磨機(jī)理分析與討論
    5.4 本章小結(jié)
第6章 單顆磨粒與工件相互作用過程分析
    6.1 單顆磨粒與工件相互作用過程的理論分析
    6.2 SPH方法簡介
    6.3 本構(gòu)模型和參數(shù)的確定與驗(yàn)證
        6.3.1 材料的本構(gòu)方程
        6.3.2 本構(gòu)參數(shù)確定
        6.3.3 凝膠研磨體模型本構(gòu)參數(shù)的驗(yàn)證
    6.4 典型單顆磨粒與工件作用仿真
        6.4.1 仿真模型及邊界條件
        6.4.2 仿真結(jié)果與分析
    6.5 不同幾何形狀磨粒與工件作用仿真
        6.5.1 金剛石磨粒形狀分析
        6.5.2 仿真模型與邊界條件
        6.5.3 仿真結(jié)果與分析
    6.6 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3200620